Некоторые биохимические процессы, происходящие как на ранних, так и на более поздних стадиях эмбрионального развития, могут влиять на экспрессию генов в ответ на экологические воздействия (Перера и Хербстман, 2011).
В настоящее время хорошо известно, что раннее питание и метаболический статус матери во время беременности определяют здоровье потомства. Несколько исследований показывают, что ожирение матери во время беременности связано с увеличением уровня ожирения у потомства (Дрейк и Рейнольдс, 2010).
Кроме того, период сразу после рождения также является критическим этапом, например, было высказано предположение, что грудное вскармливание может быть защитным фактором против ожирения у детей (Ян и др., 2014).
Некоторые исследования показали, что ожирение у отца также может влиять на развитие потомства посредством импринтированных меток во время сперматогенеза (Соубри и др., 2013). Сравнивая новорожденных детей полных родителей с детьми, рожденными у родителей с нормальным весом, исследователи обнаружили измененные паттерны метилирования ДНК на нескольких импринтированных генах.
Все вместе эти исследования показывают, что период перед зачатием, беременность и первый год жизни ребенка, по-видимому, имеют решающее значение для долгосрочных рисков развития ожирения. Вероятно, за этим состоянием будут стоять эпигенетические механизмы, но для понимания его роли и важности необходимы дальнейшие исследования.
3.5. Сложное взаимодействие между генетикой, эпигенетикой и питанием
Ожирение связано с изменением экспрессии генов в различных тканях организма. Поскольку считается, что все изменения экспрессии генов вызваны эпигенетическими модификациями, это означает, что связи между ожирением и эпигенетикой, несомненно, будут очень сильными (Йонгсон и Моррис, 2013).
Изучение генетических вариаций, связанных с ожирением, помогает нам лучше понять наследование, развитие и возможные методы коррекции этого состояния. До сих пор было обнаружено более 50 генетических локусов, связанных с ожирением (Албукверки и др., 2015). Однако доля всех различий признаков, объясняемых этими локусами, мала – менее 3 %.
Исследования эпигенетических механизмов, лежащих в основе ожирения, выявили экологические взаимодействия, которые могут внести значительный вклад в формирование фенотипа человека с ожирением.
Питание, по-видимому, является одним из наиболее влиятельных факторов, которые могут изменять экспрессию (активность) генов.
За последние полвека рацион питания и пищевые привычки человека кардинально изменились. Новые технологии производства пищевых продуктов увеличили использование новых ингредиентов, добавок и других питательных веществ, полностью изменив наш рацион.
Эпигенетика объясняет, как питание может быть непосредственно связано с изменениями генома. Несколько исследований продемонстрировали, как питательные вещества и биологически активные компоненты пищи могут влиять на эпигенетические механизмы путем ингибирования ферментов, катализирующих метилирование ДНК или модификации гистонов.
Фолат, витамины В2, В6 и B12, метионин, холин и бетаин являются метильными донорами, влияющими на паттерны метилирования ДНК. Сиртуины и сиртуиновая диета могут благотворно влиять на модификацию гистонов. Различные фитонутриенты также позитивно влияют на микроРНК. Знание того, какие питательные вещества влияют на эпигенетические механизмы и как эти взаимодействия могут привести к ожирению, необходимо для лучшего понимания роли этих биологически активных продуктов питания в здоровье и для создания новых форм профилактики и лечения на основе этих данных. Кроме того, обратимая природа эпигенетических модификаций делает их источником возможных терапевтических эпигенетических мишеней для лечения ожирения. Применение эпигенетических «препаратов» – соединений, способных вмешиваться в эпигенетические процессы для лечения ожирения, может стать реальностью уже в ближайшем будущем. Но питание является лучшей и безопасной группой «эпигенетических препаратов». Применение источников метильных доноров – мяса, птицы, субпродуктов, рыбы, темно-зеленых листовых овощей, продуктов, активирующих сиртуины (многие овощи, ягоды, фрукты, черный виноград), а также фитонутриенты, положительно влияющие на микроРНК – зеленый чай, брокколи, куркума, – все это способствует лучшему снижению веса и защите потомков от возможных нарушений, связанных с ожирением родителей.
3.6. Как помочь человеку с ожирением выстроить правильное питание
Мы разберем эволюционные факторы предрасположенности к ожирению, генетические факторы и поможем выстроить эпигенетическую и другую коррекцию в зависимости от разных входящих данных.
Еще раз напомним про самую большую проблему ожирения: оно однозначно мультифакториальное не только по генам, но и по психологическим и социальным факторам.
Взгляд эволюционной диетологии
С точки зрения эволюционной диетологии вся еда, которая окружала человека в природе, должна была способствовать двум целям – выжить и размножиться. Поэтому люди, у которых были гены, связанные с набором веса за счет быстрого роста жировой ткани либо повышенного усвоения жиров, медленного наступления чувства насыщения, и многие другие, выигрывали в эволюционном понимании. Жир как запас на случай невзгод помогал пережить периоды отсутствия еды. Как часто они встречались в истории человечества, точно не известно.
Охотники-собиратели, которые находили еду в природе, проходя каждый день по нескольку километров, карабкаясь за ней на деревья, отбивая у животных, насекомых, выкапывая ее из земли, охотясь на нее, не всегда голодали, но иногда это случалось. Поиски еды они зачастую проводили на голодный желудок. Таким образом, охотники-собиратели получали бонус от жирового «излишка», что позволяло искать продукты и кормить маленьких детей и тогда, когда у них не было достаточно еды, чтобы поддерживать постоянный вес тела. Несколько килограммов лишнего жира давали шанс выжить и обеспечить репродуктивный успех.
Женщины охотников-собирателей, которые имели жировой запас, могли зачать, выносить и родить больше детей, чем те, которые были «тонкими и звонкими».
Организм беременной женщины требует много калорий, чтобы прокормить себя и плод. При определенном ограничении еды и физической активности потенциальные матери имеют меньше шансов забеременеть, если теряют вес. Естественный отбор способствовал большему – от 5 до 10 % – накоплению жира у женщин по сравнению с мужчинами.
Эволюционная важность жира для выживания и репродукции человека привела к появлению теорий, почему лишний вес так легко и быстро набирается и так медленно и тяжело сбрасывается, почему ожирению сопутствуют заболевания обмена веществ, например сахарный диабет 2-го типа, и почему одни люди имеют бо́льшие предрасположенности к связанным с ожирением болезнями, чем другие.
