А что насчет отца? Когда яйцеклетка оплодотворяется, хромосомы, поступившие из сперматозоида отца, присоединяются к хромосомам матери. В сперматозоиде, как и в яйцеклетке, содержатся собственные теломеры, которые тоже передаются ребенку. Впрочем, научные данные указывают на то, что хотя ребенок и может прямо наследовать короткие теломеры от отца, но не до такой степени, как в случае с матерью, у которой очень короткие теломеры. Недавнее исследование 490 новорожденных и их родителей продемонстрировало, что длина теломер в пуповинной крови младенца больше зависит от длины теломер матери, а не отца, хотя важны и те и другие {5}.
На данный момент было проведено совсем немного исследований, посвященных прямому наследованию длины теломер у людей. Чтобы получить достоверные результаты, важно не только измерять длину теломер, но и анализировать гены, отвечающие за их состояние, чтобы исключить генетический фактор. Во всех этих исследованиях участвовали семьи с теломерными синдромами {6}, но мы, равно как и другие ученые, убеждены, что аналогичная зависимость должна наблюдаться и среди остальных людей {7}. Как вы вскоре увидите, теория прямого наследования предлагает объяснение того, как нищета и неблагоприятные условия жизни могут эхом отдаваться через поколения.
Может ли неблагоприятное социальное положение передаваться через поколения?
Ваши родители испытывали продолжительный, чрезвычайно сильный стресс до вашего рождения? А может, они страдали от нищеты или жили в криминальном районе? Вы уже знаете, что образ жизни ваших родителей наверняка отразился на состоянии их теломер. И точно так же он мог повлиять на ваши теломеры. Если теломеры ваших родителей стали короче под воздействием стресса, нищеты, жизни в неблагополучном квартале, токсических веществ или других факторов, то и вы могли получить укороченные теломеры путем прямого наследования, пока находились в материнской утробе. Более того, существует вероятность, что вы тоже передадите короткие теломеры своим детям.
Существование такого явления, как прямое наследование, заставляет глубоко задуматься всех, кого волнуют здоровье и благополучие потомков. На наш взгляд, данные, полученные при исследовании семей с наследственными теломерными синдромами, свидетельствуют о том, что последствия социального неблагополучия могут накапливаться из поколения в поколение. Эта закономерность уже прослеживается в крупных эпидемиологических исследованиях: неблагоприятное социальное положение ассоциируется с нищетой, плохим здоровьем и короткими теломерами. Родители, чьи теломеры из-за сложной жизненной ситуации стали более короткими, могут передать короткие теломеры своим детям. То есть эти дети появятся на свет с изначально слишком короткими теломерами. Теперь представьте, что эти дети вырастут в бедности и тоже будут испытывать сильный хронический стресс. Их и без того короткие теломеры окажутся повреждены еще больше. Если эта тенденция продолжится, то каждое поколение будет передавать в наследство последующему все более и более короткие теломеры. В каждом новом поколении будут рождаться дети, чьи клетки все сильнее подвержены преждевременному старению. Именно такая тенденция наблюдается в семьях с теломерными синдромами: с каждым последующим поколением теломеры становятся все короче и болезнь дает о себе знать все раньше, проявляясь все более серьезными симптомами.
Рис. 26. Старение с рождения? «Мам, а как насчет равных условий для всех?» Дети могут рождаться с более короткими теломерами в зависимости от набора материнских генов, а также от состояния здоровья матери, уровня стресса в ее жизни и, возможно, ее уровня образования.
С первых секунд жизни теломеры могут служить признаком социального неравенства и различий в состоянии здоровья. Они даже могут объяснить зависимость между качеством жизни американцев и их почтовым индексом. У людей из благополучных регионов ожидаемая продолжительность жизни почти на десять лет выше, чем у тех, кто проживает в беднейших уголках страны. Раньше данное различие объяснялось в основном склонностью к рискованному поведению или более широким распространением насилия, но теперь выясняется, что дети, рожденные в таких районах, могут отличаться от остальных еще и на клеточном уровне. Как бы печально это ни звучало, но проблемы со здоровьем у жителей неблагополучных районов могут усиливаться из поколения в поколение. Вместе с тем природа не определяет нашу судьбу: в наших силах сделать многое, чтобы позаботиться о своих теломерах.
Питание во время беременности: чем кормить теломеры ребенка
«Теперь тебе придется есть за двоих» – беременные женщины постоянно слышат эту фразу. Что ж, она соответствует действительности: растущий ребенок получает все необходимые калории и питательные вещества из продуктов, которые съедает будущая мать (но при этом есть в два раза больше все-таки не нужно). Помимо этого, ее рацион отражается и на длине теломер малыша. Давайте посмотрим, какие же вещества наиболее важны в этом отношении.
Белок
Результаты опытов на животных говорят о том, что ограниченное потребление белков во время беременности способствует ускоренному сокращению теломер в отдельных тканях потомства, в том числе в репродуктивных органах, а также может привести к снижению продолжительности жизни {8}. Когда беременных крыс кормили рационом с пониженным содержанием белка, у их детенышей женского пола теломеры в яичниках оказались короче, чем обычно. Кроме того, в их организме наблюдался повышенный уровень окислительного стресса, а в клетках имелись дополнительные копии митохондриальной ДНК (это означает, что клетки испытывают сильнейший стресс, для противодействия которому вынуждены производить больше митохондрий) {9}.
При этом ущерб, нанесенный организму, может передаваться и через поколение. Когда ученые осмотрели крыс третьего поколения, обнаружилось, что их яичники подвержены ускоренному старению на клеточном уровне. Были отмечены также повышенный окислительный стресс, слишком большое число копий митохондриальной ДНК и более короткие теломеры в клетках яичников. Таким образом, эти крысы стали жертвами преждевременного клеточного старения из-за того, что их «бабушек» кормили рационом с низким содержанием белка {10}.
Кофермент Q
Существуют убедительные свидетельства в пользу того, что и у животных, и у людей дефицит питательных веществ в рационе во время беременности чреват повышенным риском возникновения у потомства болезней сердца и сосудов. Если будущая мать недоедает, ребенок может родиться с низкой массой тела. Зачастую его организм затем усердно пытается набрать недостающий вес, что приводит к перееданию и даже ожирению. У людей, которые появились на свет с низкой массой тела, во взрослом возрасте наблюдается повышенный риск сердечно-сосудистых заболеваний, причем у тех, кто после рождения набрал вес чересчур стремительно, риск еще выше.
Итак, болезни сердца у взрослого человека могут быть обусловлены среди прочего недоеданием его будущей матери. А одним из звеньев в этой цепи может оказаться укорачивание теломер. Детеныши крыс, чьи матери получали недостаточно белка во время беременности, нередко рождаются с низкой массой тела – так же, как и у людей. И подобно человеческим детям такие крысята зачастую переедают и набирают избыточный вес. Сьюзан Озанн из Кембриджского университета обнаружила, что в ряде внутренних органов этих крысят, в том числе в аорте, теломеры более короткие. Кроме того, у них отмечался пониженный уровень кофермента Q (убихинона). Кофермент Q – природный антиоксидант, который содержится главным образом в митохондриях, занятых производством энергии для нужд организма. Было доказано, что дефицит кофермента Q способствует ускоренному старению сердечно-сосудистой системы. Когда крысятам из описанного эксперимента начали давать биологически активные добавки, содержащие кофермент Q, удалось устранить все негативные последствия нехватки белка в рационе матерей {11}. Это касается и длины теломер. Озанн и ее коллеги пришли к выводу, что «своевременное использование кофермента Q людьми, попадающими в группу риска, является экономически эффективным и безопасным способом борьбы с сердечно-сосудистыми заболеваниями по всему миру».
