А что насчет людей? Чтобы выяснить, может ли вес влиять на экспрессию генов в человеческой сперме, биолог Ромэйн Баррес из Копенгагенского университета в Дании изучал закономерности метилирования ДНК в образцах спермы, предоставленных как худыми, так и тучными мужчинами. В эксперименте 2015 года его группа обнаружила, что в сперме тощих и толстых людей более 9000 генов метилируется по-разному. Это очень много, и среди них оказались некоторые, уже связанные с управлением аппетитом, например MC4R. Такие изменения в экспрессии генов могут привести к постоянным переменам в настройках мозга на контроль аппетита, и это потенциально объясняет, почему некоторые люди считают, что поменять их пищевые привычки почти невозможно. В том же исследовании Баррес с коллегами также изучил, как происходит метилирование ДНК в сперме у тучных мужчин до и после того, как им провели операцию по желудочному шунтированию для снижения массы. Через год после такой бариатрической
[53] операции в генах, подобных MC4R, были обнаружены изменения в метилировании ДНК, а это заставляет предположить, что и изменения в ДНК спермы можно обратить.
В отличие от экспериментов с грызунами, у людей не изучалось, насколько сильно изменения с метилированием ДНК в сперме тучных мужчин влияли на их детей. Однако все такие исследования предлагают правдоподобный механизм, посредством которого пищевые привычки вашего отца могли повлиять на ваши собственные еще в то время, когда половина вашей ДНК плавала у него «на нижнем этаже». Извините, будущие папы, но, похоже, здоровый образ жизни до зачатия нужно вести не только матерям.
Почему сахар делает нашу жизнь слаще, но короче
То, чем вас кормили в младенчестве и детстве, может оказать долговременное воздействие на пищевые привычки во взрослом возрасте. Чтобы изучать, как определенные виды деятельности влияют на продолжительность жизни, ученые часто используют модельные организмы, например плодовых мушек или круглых червей под названием Caenorhabditis elegans. Поскольку вся жизнь этих мушек и червей длится соответственно 15 или 90 дней, у биологов есть возможность определять, как те или иные условия влияют на развитие организмов от рождения до смерти. Чтобы аналогичным образом изучить эти условия у людей, ученым пришлось бы потратить всю свою жизнь, однако очень трудно получить должность, если первые научные публикации появились бы только в возрасте за 70.
Мы можем использовать недолговечных созданий, чтобы отвечать на вопросы вроде таких: «Что происходит с молодежью, которая ест много нездоровой пищи? Будет ли у них все в порядке?» Новости не особо хорошие. Исследование 2017 года, проведенное биологом Назифом Аличем из Университетского колледжа Лондона, обнаружило: продолжительность жизни молодых мушек, которых три недели кормили едой с высоким содержанием сахара, сократилась на 7 % и, к сожалению, оказалась укороченной даже в том случае, когда после сахарной диеты насекомых возвращали к нормальному питанию. Именно так: мушки, которые в юности ели много сахара, умирали преждевременно, даже если во взрослом возрасте питались правильно!
Когда команда Алича изучала механизм, стоящий за способностью сахара необратимо снизить продолжительность жизни, биологи установили, что сахароза мешает фактору транскрипции, который называется FOXO. Те же самые факторы есть и у людей. Факторы транскрипции регулируют экспрессию многих генов, поэтому вмешательство в один из них разрушает целую сеть генов, подобно костяшкам домино. Сеть генов FOXO вырабатывает много белков, поддерживающих наши клетки в надлежащем рабочем состоянии, поэтому логично, что организму придется дальше жить с затронутой сетью. Слишком много сахара ослабляет активность сети FOXO. Тревожно, что эти изменения, похоже, необратимы даже после того, как питавшиеся сахаром мушки начали есть здоровую пищу (см. ранее).
Такие эксперименты показывают, что избыток сахара ускоряет старение, делая жизнь – буквально – короткой и сладкой. Ну что за облом!
Важно помнить, что до сих пор в точности непонятно, как все это работает, а исследования на людях пока ограничены. Хотя многие эксперименты говорят, что сахар вредит здоровью, было бы преждевременно заключать, что детям, выросшим на диете Вилли Вонки
[54], грозит необратимый ущерб. Тем не менее целесообразно произвести разумные изменения в своем питании и в рационе детей, и лучше раньше, чем позже.
Как бактерии в кишечнике могут влиять на ваш аппетит
Все больше ученых считает, что микробиота кишечника также может влиять на аппетит и наклонять чашу весов. Как показали исследования на мышах с удаленными бактериями, это больше, чем просто «чувствовать нутром». Мыши без микробов рождаются и вырастают в стерильной среде, в них или на них никаких микробов нет. Ни одно другое существо на земле не является настолько чистым, даже Джун Кливер
[55]. Хотя для какого-нибудь гермофоба жизнь этих мышей может казаться идеальной, такой уровень чистоты обладает негативными последствиями. Мыши без микробов худосочны, имеют дефекты иммунной системы и неадекватно реагируют на стресс. Такие аномалии стерильных мышей продемонстрировали удивительную мысль: бактерии в кишечнике не просто бродяги, проходящие сквозь него, – они играют важную роль для нашего здоровья и благополучия. Жизнь без них – не та жизнь, которую мы знаем.
Биологи задались вопросом, что произойдет, если заселить микробами кишечник стерильных мышей. Для этого исследователи проделали с мышами этакий «грязный трюк»: собрали материал из слепой кишки (первый участок толстой кишки) обычной мыши и нанесли на шерсть стерильного животного. Когда стерильная мышь начинала чиститься, она волей-неволей глотала слизь с бактериями. В результате мышь без микробов превращалась в мышь с микробами.
Тощие стерильные мыши, заразившие себя бактериями из кишечника обычной, за две недели значительно прибавили в весе. Удивительно, но бактериальная пересадка привела к тому, что худосочные мыши стали выглядеть так же нормально, как и те, что «пожертвовали» бактерии. Это увеличение массы произошло не из-за улучшения аппетита: бывшие стерильные мыши в реальности ели меньше, чем до получения микробов от нормальной. Чем же занимаются те бактерии, что помогли стерильным мышам набрать нормальный вес? Они привнесли новые гены, которые хорошо справляются с перевариванием сложных растительных углеводов, наличествующих в мышиной еде. Теперь, благодаря улучшению пищеварения, мыши смогли извлекать больше энергии из меньшего количества пищи.
Затем исследователям пришла в голову дикая мысль проверить, одинаковы ли кишечные бактерии. Что произойдет, если стерильные мыши получат бактерии от донора с ожирением, например от мыши ob/ob? Оказалось, что мыши без микробов, получившие бактерии от тучных мышей ob/ob, стали прибавлять в весе и вскоре напоминали своего толстого донора. Стерильные мыши становились почти на 30 % толще, когда получили бактерии от обычных мышей, и почти на 50 % толще, когда их новые бактерии пришли от донора с ожирением. Результат заставляет предположить, что кишечные бактерии у худых и толстых мышей действительно различаются и что их влияние выходит за пределы влияния на кишечник.
