Madison: W ciągu ostatniego stulecia zrozumienie genetyki przez badaczy przeszło głęboką transformację.

Geny, czyli regiony DNA w dużej mierze odpowiedzialne za nasze cechy fizyczne, uznawano za niezmienne w ramach oryginalnego modelu genetyki zapoczątkowanego przez biologa Gregora Mendla w 1865 roku. Oznacza to, że uważano, że środowisko człowieka w dużej mierze nie ma na nie wpływu.

Pojawienie się dziedziny epigenetyki w 1942 r. podważyło ten pogląd.

Epigenetyka odnosi się do zmian w ekspresji genów, które zachodzą bez zmian w sekwencji DNA. Niektóre zmiany epigenetyczne są aspektem funkcji komórek, na przykład te związane ze starzeniem się.

Jednak czynniki środowiskowe wpływają również na funkcje genów, co oznacza, że ​​zachowania ludzi wpływają na ich genetykę. Na przykład identyczne bliźnięta rozwijają się z jednego zapłodnionego jaja, w wyniku czego mają ten sam skład genetyczny.

Jednak w miarę starzenia się bliźniąt ich wygląd może się różnić ze względu na różne narażenie na czynniki środowiskowe. Jeden bliźniak może stosować zdrową, zbilansowaną dietę, podczas gdy drugi może stosować niezdrową dietę, co skutkuje różnicami w ekspresji ich genów, które odgrywają rolę w otyłości, co pomaga pierwszemu bliźniakowi uzyskać niższy procent tkanki tłuszczowej.

Ludzie nie mają dużej kontroli nad niektórymi z tych czynników, takimi jak jakość powietrza. Jednak inne czynniki są bardziej zależne od człowieka: aktywność fizyczna, palenie tytoniu, stres, zażywanie narkotyków i narażenie na zanieczyszczenia, takie jak te pochodzące z tworzyw sztucznych, pestycydów i spalania paliw kopalnych, w tym spalin samochodowych.

Innym czynnikiem jest odżywianie, które dało początek poddziedzinie epigenetyki żywieniowej. Dyscyplina ta opiera się na poglądach, że „jesteś tym, co jesz” i „jesteś tym, co jadła twoja babcia”. Krótko mówiąc, epigenetyka żywieniowa to nauka o tym, jak Twoja dieta oraz dieta Twoich rodziców i dziadków wpływa na Twoje geny. Ponieważ wybory żywieniowe podejmowane dzisiaj przez daną osobę wpływają na genetykę jej przyszłych dzieci, epigenetyka może zapewnić motywację do dokonywania lepszych wyborów żywieniowych.

Dwóch z nas pracuje w dziedzinie epigenetyki. Drugie badanie dotyczy tego, jak dieta i styl życia mogą pomóc ludziom zachować zdrowie. Nasz zespół badawczy składa się z ojców, więc nasza praca na tym polu jedynie pogłębia naszą i tak już intymną znajomość transformacyjnej mocy rodzicielstwa.

Historia głodu

Korzenie badań nad epigenetyką żywienia sięgają przejmującego rozdziału w historii – holenderskiej zimy głodowej w końcowej fazie II wojny światowej.

Podczas nazistowskiej okupacji w Holandii ludność była zmuszona żyć na racjach żywnościowych wynoszących od 400 do 800 kilokalorii dziennie, co znacznie różniło się od typowej diety składającej się z 2000 kilokalorii stosowanej jako standard przez Agencję ds. Żywności i Leków. W rezultacie zginęło około 20 000 osób, a 4,5 miliona było niedożywionych.

Badania wykazały, że głód spowodował zmiany epigentyczne w genie zwanym IGF2, który jest związany ze wzrostem i rozwojem. Zmiany te hamowały wzrost mięśni zarówno u dzieci, jak i wnuków kobiet w ciąży, które przeżyły głód. W przypadku kolejnych pokoleń tłumienie to doprowadziło do zwiększonego ryzyka otyłości, chorób serca, cukrzycy i niskiej masy urodzeniowej.

Odkrycia te stanowiły kluczowy moment w badaniach epigenetycznych i wyraźnie pokazały, że czynniki środowiskowe, takie jak głód, mogą prowadzić do zmian epigenetycznych u potomstwa, które mogą mieć poważne konsekwencje dla jego zdrowia.

Rola diety matki

Do czasu tych przełomowych prac większość badaczy uważała, że ​​zmiany epigenetyczne nie mogą być przekazywane z pokolenia na pokolenie. Naukowcy sądzili raczej, że zmiany epigenetyczne mogą wystąpić w przypadku narażenia na działanie substancji we wczesnym okresie życia, np. w czasie ciąży – w bardzo wrażliwym okresie rozwoju. Zatem początkowe badania epigenetyczne dotyczące żywienia skupiały się na spożyciu w czasie ciąży.

Wyniki holenderskiej zimy głodowej zostały później poparte badaniami na zwierzętach, które pozwalają naukowcom kontrolować sposób hodowli zwierząt, co może pomóc w kontrolowaniu zmiennych tła. Kolejną zaletą dla badaczy jest to, że szczury i owce wykorzystane w tych badaniach rozmnażają się szybciej niż ludzie, co pozwala na szybsze uzyskanie wyników.

Ponadto badacze mogą w pełni kontrolować dietę zwierząt przez cały ich okres życia, co pozwala na manipulowanie i badanie określonych aspektów diety. Łącznie te czynniki pozwalają naukowcom lepiej badać zmiany epigenetyczne u zwierząt niż u ludzi.

W jednym z badań naukowcy wystawili ciężarne samice szczurów na powszechnie stosowany środek grzybobójczy zwany winklozoliną. W odpowiedzi na tę ekspozycję urodzone w pierwszym pokoleniu wykazywało zmniejszoną zdolność do wytwarzania plemników, co prowadziło do zwiększonej niepłodności męskiej. Co najważniejsze, skutki te, podobnie jak skutki głodu, zostały przeniesione na kolejne pokolenia.

Choć prace te są monumentalne w kształtowaniu epigenetyki żywieniowej, zaniedbały inne okresy rozwoju i całkowicie zignorowały rolę ojców w epigenetycznym dziedzictwie ich potomstwa. Jednak nowsze badanie na owcach wykazało, że dieta ojcowska uzupełniona aminokwasem metioniną podawana od urodzenia do odsadzenia od matki wpływa na wzrost i cechy reprodukcyjne kolejnych trzech pokoleń. Metionina jest niezbędnym aminokwasem biorącym udział w metylacji DNA, co jest przykładem zmiany epigenetycznej.

Zdrowe wybory dla przyszłych pokoleń

Badania te podkreślają trwały wpływ diety rodziców na ich dzieci i wnuki. Stanowią także silną motywację dla przyszłych i obecnych rodziców do dokonywania zdrowszych wyborów żywieniowych, ponieważ wybory żywieniowe dokonywane przez rodziców wpływają na dietę ich dzieci.

Spotkanie ze specjalistą ds. żywienia, np. zarejestrowanym dietetykiem, może dostarczyć opartych na dowodach zaleceń dotyczących wprowadzenia praktycznych zmian w diecie dla poszczególnych osób i rodzin.

Nadal istnieje wiele niewiadomych na temat wpływu diety na nasze geny. Badania na temat epigenetyki żywienia zaczynają wykazywać jako mocny i przekonujący powód, aby rozważyć wprowadzenie zmian w stylu życia.

Jest wiele rzeczy, które badacze już wiedzą na temat diety zachodniej, którą je wielu Amerykanów. Dieta zachodnia jest bogata w tłuszcze nasycone, sód i dodatek cukru, ale ma niską zawartość błonnika; Nic dziwnego, że zachodnie diety wiążą się z negatywnymi skutkami zdrowotnymi, takimi jak otyłość, cukrzyca typu 2, choroby układu krążenia i niektóre nowotwory.

Dobrym początkiem jest spożywanie większej ilości pełnowartościowej, nieprzetworzonej żywności, szczególnie owoców, warzyw i produktów pełnoziarnistych, a mniej żywności przetworzonej lub wygodnej – w tym fast foodów, chipsów, ciastek i słodyczy, dań gotowych do przyrządzenia, mrożonej pizzy, zupy konserwowe i napoje słodzone.

Te zmiany w diecie są dobrze znane ze swoich korzyści zdrowotnych i zostały opisane w Wytycznych żywieniowych dla Amerykanów na lata 2020–2025 oraz przez American Heart Association.

Wiele osób ma trudności z zaakceptowaniem zmiany stylu życia, zwłaszcza jeśli wiąże się ona z jedzeniem. Motywacja jest kluczowym czynnikiem pozwalającym na dokonanie tych zmian. Na szczęście z pomocą może przyjść rodzina i przyjaciele, którzy mają ogromny wpływ na decyzje dotyczące stylu życia.

Jednakże na szerszym poziomie społecznym bezpieczeństwo żywnościowe – oznaczające zdolność ludzi do dostępu do zdrowej żywności i na nią sobie pozwolić – powinno być kluczowym priorytetem dla rządów, producentów i dystrybutorów żywności oraz grup non-profit. Brak bezpieczeństwa żywnościowego wiąże się ze zmianami epigenetycznymi, które są powiązane z negatywnymi skutkami zdrowotnymi, takimi jak cukrzyca, otyłość i depresja.

Poprzez stosunkowo proste modyfikacje stylu życia ludzie mogą znacząco i wymiernie wpływać na geny swoich dzieci i wnuków. Jeśli więc rezygnujesz z torebki chipsów i zamiast tego wybierasz owoc lub warzywo, pamiętaj: to nie jest tylko dla ciebie, ale dla przyszłych pokoleń.