Autor: dr n. biol. Karolina Trzeciak

Każdy dziś zna takie pojęcia jak gen i DNA. Mogłoby się wydawać, że jeżeli rozszyfrowalibyśmy wszystkie informacje zawarte w naszym DNA to moglibyśmy dowiedzieć się wszystkiego o danej osobie.

Już w okresie płodowym byłoby wiadome jak będzie wyglądać, ale też czy zachoruje na cukrzycę, otyłość, raka, choroby psychiczne a może nawet kiedy umrze. Jednak sprawa nie jest taka prosta jak się wydaje. Na to czy lub w jakim stopniu jakaś cecha zapisana w naszym genotypie (czyli całościowej informacji genetycznej jaką posiadamy) się ujawni ma wpływ szereg czynników środowiskowych. Oznacza to, że przykładowo osoba, mająca geny warunkujące wysoki wzrost, w optymalnych warunkach rozwinie tę cechę, jednak jeżeli jako dziecko będzie narażona na niedożywienie, z wysokim prawdopodobieństwem będzie niższa niż pozwalałaby jej na to informacja zawarta w DNA. Ponadto warto zauważyć, że każda komórka somatyczna organizmu zawiera tę samą informacje genetyczną, a jednak, komórka skóry znacząco się różni od komórki mięśniowej lub komórki krwi.

Tutaj właśnie wkracza epigenetyka.

Podczas gdy Genetyka jest nauką, zajmującą się genami i związaną z nimi dziedzicznością i zmiennością organizmów, epigenetyka zajmuje się zmianami w ekspresji (ujawnianiu się) genów, które nie są wynikiem zmian w sekwencji nukleotydów w DNA. Mechanizmy epigenetyczne wpływające na zmiany w fenotypie (fenotyp to zespół cech organizmu zespół wszystkich cech budowy i fizjologii organizmu, ale też zachowania, wyznaczanych przez genotyp i środowisko) zachodzą podczas rozwoju organizmu, od jego poczęcia aż do śmierci i są silnie związane z różnicowaniem, mechanizmami naprawy DNA oraz stresem wewnątrzkomórkowym. Niektóre zmiany epigenetyczne mogą być przenoszone między pokoleniami, czyli dziedziczone, jednak tylko jeżeli wystąpią w komórkach zarodkowych lub rozrodczych. Co ważne zmiany w tzw. epigenomie, mogą zachodzić także w dorosłym życiu i wygląda na to, że mamy na nie realny wpływ.

Jednym z takich czynników, który pozostaje pod naszą pełną kontrolą jest odżywianie.

To jak wygląda nasza dieta może mieć wpływ na ekspresję niektórych genów i nie dotyczy to wyłącznie wpływu żywienia kobiety w ciąży na rozwój dziecka. Nieprawidłowy przebieg mechanizmów epigenetycznych, na które w znaczny sposób oddziałuje dieta, może skutkować m. in. stresem oksydacyjnym, otyłością, insulinoopornością, cukrzycą oraz problemami z układem naczyniowo-krążeniowym. Wynika to z aktywacji genów, które w warunkach fizjologicznych powinny być wyciszone lub braku aktywacji genów potrzebnych organizmowi. Wśród składników odżywczych o szerokim spektrum działania w ochronie genomu, te najczęściej wymieniane jako istotne dla jego stabilności to witaminy A, C, E, D, B3, B12 i kwas foliowy.

Badania dowodzą, że ich niedobory można łączyć z konkretnymi chorobami i zmianami w DNA.

Wiele badań dowodzi też, że substancje biologicznie czynne zawarte w roślinach, takie jak flawonoidy, terpeny i in. wpływają na metabolizm komórki i jej szlaki sygnałowe. W związku z tym, mogą one mieć wpływ na wyciszanie niektórych szlaków sygnałowych, zapobiegając m. in powstawaniu nowotworów. Równocześnie dostarczenie naukowych dowodów na prozdrowotne działanie żywności bywa trudne, ponieważ wyniki badań często są niejednoznaczne. Jednak przyczyna takiego stanu rzeczy może wynikać z różnic w genotypie poszczególnych osób. Poznanie mechanizmów epigenetycznych i indywidualnych uwarunkowań genetycznych, być może pozwoli w przyszłości dopasować dietę i żywność funkcjonalną dla grup o zwiększonych predyspozycjach do wystąpienia wybranych chorób, pozwalając im ich uniknąć. Coraz częściej mówi się, że nasze życie i zdrowie nie jest jednoznacznie zaprogramowane od poczęcia, a nasz wpływ na nie jest kluczowy. To przede wszystkim od naszych nawyków zależy jak będziemy czuć się za kilka, kilkanaście czy kilkadziesiąt lat.

Jeżeli szukasz informacji dotyczących zdrowia i zdrowego stylu życia odwiedź nasz kanał na YouTube i skorzystaj z wiedzy prosto od Ekspertów.

Źródła:

• Moosavi A., Motevalizadeh A. (2016)Role of Epigenetics in Biology and Human Diseases. Iran Biomed J. 2016, 20(5), 246–258.
• Choi S. W., Friso S. (2010) Epigenetics: A New Bridge between Nutrition and Health. Adv. Nutr. 2010, 1(1), 8-16.
• Poczęta M., Nowak E., Bieg D., Bednarek I., (2018) Modyfikacje epigenetyczne a ekspresja genów w nowotworzeniu. Ann. Acad. Med. Siles. 2018,72, 80–89.
• Glad C. A., Andersson-Assarsson J. C., Berglund P., Bergthorsdottir R., Ragnarsson O., Johannsson, G. (2017). Reduced DNA methylation and psychopathology following endogenous hypercortisolism–a genome-wide study. Scientific reports, 7(1), 1-11.
• Shin, W., Yan, J., Abratte, C. M., Vermeylen, F., Caudill, M. A. (2010). Choline intake exceeding current dietary recommendations preserves markers of cellular methylation in a genetic subgroup of folate-compromised men. The Journal of nutrition, 140(5), 975-980.
• Bishop, K. S., Ferguson, L. R. (2015). The interaction between epigenetics, nutrition and the development of cancer. Nutrients, 7(2), 922-947.
• Sawicki W., Malejczyk J., Wróblewska M. (2015). Starzenie: mechanizmy epigenetyczne i genetyczne Aging: epigenetic and genetic mechamisms. Gerontologia Polska, 2.
• Berger S. L., Kouzarides T., Shiekhattar R., Shilatifard A. (2009) An operational definition of epigenetics. Genes and development. ;23(7):781–783. 
• Haluskova J. (2010) Epigenetic studies in human diseases. Folia biologica (Praha) ;56(3):83–96. 
• Egger G., Liang G., Aparicio A., Jones P. A. (2004) Epigenetics in human disease and prospects for epigenetic therapy. Nature. ;429(6990):457–463. 
• 14. Lu Q., Qiu X., Hu N., Wen H., Su Y., Richardson B. C. (2006). Epigenetics, disease, and therapeutic interventions. Ageing research reviews.  5(4):449–467.
• Weaver I. C. G., Cervoni N., Champagne F. A., D’Alessio A. C., Sharma S., Seckl J. R., Dymov S., Szyf M., Meaney M J. (2004) Epigenetic programming by maternal behavior. Nature neuroscience. 7(8):847–854.
• Artykuł opublikowany w czasopiśmie HARMONIA listopad/grudzień 2020