respublika.lt

Organizmo greitojo reagavimo sistema (3)

2019 sausio mėn. 09 d. 08:21:11
Milda KUNSKAITĖ

Apkūnus ar liesas, nervingas ar ramus, sveikas ar ligotas - daugelis yra įsitikinę, kad visa tai lemia vien genai. Bet klysta: sportas, maistas, dienos režimas keičia mūsų genomo darbą. Ir net radikaliai!


Kreipiantieji nurodymai

Kai kiaušinėlis ir spermatozoidas suformuoja naują organizmą, tas organizmas nė nenutuokia, kas jo laukia išoriniame pasaulyje. Bet kad išgyventų, jis turi būti optimaliai prisitaikęs prie išorinio pasaulio sąlygų. Sąlygos nuolatos keičiasi, o genomas lieka nepakitęs. Taigi gyvos būtybės turi ypatingą mechanizmą, pritaikantį genų darbą prie nestabilios aplinkos. Jis nekeičia pačių genų, tik juos chemiškai pažymi, taip nurodydamas ląstelių fermentams, kaip būtent elgtis su informacija, esančia konkrečiame gene. Kai kurios žymos reiškia, kad geno skaityti nereikia. Kitos, priešingai, signalizuoja, kad reikia kuo aktyviau panaudoti gene įrašytus duomenis. Svarbiausia ir dažniausia epigenetinė modifikacija - metiliavimas. Žmogaus genome yra metiliuota apie 1 proc. visos DNR, ir ta žyma „išjungia“ genus.

Adekvatus atsakas


Antsvorio turinčių žmonių ląstelėse yra daugybė - per 9000 - epigenetinių pakitimų, kurių nėra liesųjų ląstelėse. Daugelis tų pakitimų yra genuose, tiesiogiai kontroliuojančiuose pasisotinimo pojūtį ir valgymo įpročius. 2015 m. Danijos mokslininkai nustatė, kad nemaža dalis „storųjų“ žymų dingsta, jei žmogus meta svorį, ir visai nesvarbu, kaip. Įdomiausia, kad žymos atsiranda arba išnyksta ir vyrų spermatozoiduose - lytinėse ląstelėse, perduodančiose informaciją kitai kartai. Mokslininkai spėja, kad apkūnūs tėvai taip nesąmoningai palieka vaikams „priesaką“ valgyti daugiau, jei jau pasaulyje, kuriame jie gyvena, maisto yra tiek daug. Didžiąją gyvojo pasaulio istorijos dalį maisto trūkdavo, ir epigenetinės žymos yra užprogramuotos keisti genų darbą taip, kad gaunamos kalorijos būtų maksimaliai išnaudojamos. Todėl, kai maisto pakanka, organizmas nemažina energijos suvartojimo, priešingai, didina, kad susikrautų atsargų tokiam atvejui, jei gausa staigiai baigsis. Būtent taip vyko milijonus metų, ir niekaip neįmanoma organizmui „paaiškinti“, kad per pastarąjį pusę amžiaus viskas pasikeitė.

Tai ne vienintelis įrodymas hipotezės, kad nurodymai dėl mitybos paveldimi būtent epigenetiškai. Olandų mokslininkai tyrė vaikus, kurie buvo pradėti Nyderlanduose 1944-1945 metų žiemą, kai šalis buvo okupuota ir vidutinis per parą suvartojamų kalorijų kiekis vos siekė pusę normos. Pasirodė, kad vaikams, kurių motinos badavo pirmaisiais nėštumo mėnesiais, rizika nutukti ir susirgti antrojo tipo diabetu yra gerokai didesnė negu jų broliams ir seserims. Tokiems vaikams genų, atsakingų už insulino metabolizmą (o jo sutrikimai yra susiję ir su nutukimu, ir su diabetu), metiliavimo lygis buvo žemesnis. Matyt, iš motinos gautas epigenetinis nurodymas palikuonių organizmą verčia pulti prie bet kokio maisto. Kai maisto trūksta, tokia strategija gali būti sėkminga, bet dėl didcentrių ir greitojo maisto įstaigų plėtros pasaulyje jos pasekmės gali būti liūdnos. O štai kalorijų trūkumas 9-12 m. amžiaus berniukams, priešingai, didina jų anūkų šansus gyventi gerokai ilgiau negu vidutiniškai ilgai.

Perteklinis spaudimas

Yra dar vienas veiksnys, galintis išprovokuoti plataus masto epigenetinį paties žmogaus ir jo palikuonių genomo koregavimą - tai stresas, ypač patirtas ankstyvoje vaikystėje. Jis vaikui „praneša“, kad jį supa žiaurus pasaulis ir reikia būti pasirengusiam duoti atkirtį, net ir greito organizmo griovimo kaina. Svarbiausia - išgyventi ir palikti palikuonių, o ilgaamžiškumą atidėti geresniems laikams. Ilgalaikiai tyrimai rodo, kad organizmas žmonių, kurie vaikystėje patyrė žiaurų elgesį, hipertrofuotai reaguoja į bet kokius nemalonius įvykius. Tokių žmonių genai, atsakingi už atsaką į stresą, dirba nenormaliu režimu, įjungdami dezadaptyvias fiziologines reakcijas, labai greitai nualinančias organizmą. Bandymai su graužikais rodo, kad toks reagavimo į stresą sistemos išbalansavimas yra susijęs su daugybe epigenetinių „išraitymų“.Tokį patį epigenetinį nurodymą būti pasirengusiam vaikui perduoda motina, kuri nėštumo laikotarpiu patyrė stresą. Net jeigu gimusio mažylio vaikystė bus rami, jo atsako į stresą sistema veiks pernelyg aktyviai.

Kitas galingas streso veiksnys, griaunantis epigenetinį nustatymą - darbas naktimis. Tyrimai rodo, kad medicinos darbuotojai ir skrydžių palydovai, reguliariai būdraujantys neįprastu laiku, dažniau serga vėžiu. Šios sąsajos mechanizmas nėra visiškai aiškus, bet, ko gera, padidėjusi onkologinių ligų rizika yra nulemta epigenetikos. Ląstelių ciklas, priklausomas nuo cirkadinių ritmų - vidinio biologinio laikrodžio, kurį reguliuoja ir dienos šviesa, - sutrinka. Dėl naktinio darbo epigenetinis šių ritmų reguliavimas reikiamai nevyksta - tikriausiai perdėliodamas žymas, organizmas bando prisitaikyti prie keisto miego ir būdravimo režimo. Bet tokia adaptacija jam brangiai kainuoja.

Ligų amžius


Epigenetinių žymų „pakrikimas“ visada kelia rimtus pažeidimus, įskaitant vėžį. Epigenomas, tai yra, auglių ląstelių epigenetinių žymų visuma gerokai skiriasi nuo sveikų. Bendra pakitimų kryptis - masinis demetiliavimas. Paprastai metilinės žymos blokuoja darbą daugybės pavojingų genų, kurių dauguma buvo reikalingi tik ankstyvuosiuose vystymosi etapuose, kai ląstelės sparčiai dalijosi. Be metiliavimą stabdančio efekto tokie genai suaktyvėja, pastūmėdami ląsteles nekontroliuojamai daugintis. Lygiai tas pat vyksta senstant: ant daugumos genų mažėja metilinių žymų. Tyrimai rodo, kad būna demetiliuoti tie patys onkologinėmis ligomis sergančių ir senyvo amžiaus žmonių genai, ir mokslininkai daro prielaidą, kad būtent dėl jų epigenetinio statuso pakeitimo po truputį prasideda onkologinis procesas. Dėl tokių neišvengiamų amžiaus sąlygotų pakitimų net nesergančių vėžiu žmonių kamieninių ląstelių savybės keičiasi: jos tampa mažiau universalios. Dėl tos priežasties blogiau regeneruojasi sužaloti senų žmonių audiniai, o organai negrįžtamai nusidėvi.

Aktyvus maistas


Nors mokslininkai jau beveik 30 metų aktyviai tiria epigenetinius mechanizmus, tikslingai uždėti arba nuimti žymų nuo konkrečių genų kol kas nemoka. Bet paveikti bendrą epigenomo būklę, regis, yra įmanoma. Ląstelių fermentai negali sintetinti metilinio arba bet kokio kito antstato nuo nulio, jie moka tik pernešti jį į DNR iš molekulių donorių. Metilinių grupių donoras vadinasi S-adenozilmetioninas (SAM), organizmas jį gamina iš medžiagų pirmtakių, gaunamų su maistu. Jeigu jame tokių medžiagų trūksta, organizmas negali sintetinti pakankamai SAM, ir reikiamos vietos genomuose lieka nemetiliuotos. Pačiai metiliavimo reakcijai reikia folatų ir vitamino B12, o jeigu jų yra per maža, procesas vyksta neefektyviai. Folio rūgšties trūkumas maiste gana greitai baigiasi bendru genomų demetiliavimu. Harvardo universiteto medikai įrodė, kad folatų trūkumas didina tam tikrų rūšių vėžio išsivystymo riziką, tikriausiai dėl to, kad nelaiku suaktyvėja metilinių žymų „neužslopinti“ genai. Kai kurie produktai padeda keisti kitų tipų žymas. Pavyzdžiui, daržovėse esantys sulforafanai vėžinėse ląstelėse blokuoja fermentą, kuris įjungia daugybę genų, reikalingų vėžinėms ląstelėms daugintis. Be to, sulforafanai veikia visame organizme: atliekant eksperimentus net viena brokolių porcija keitė pavojingo fermento aktyvumą kraujyje cirkuliuojančiose imuninėse ląstelėse. Mokslininkai sulforafanų pagrindu jau kuria auglius naikinančius vaistus. Kaip sulforafanai veikia sveikų ląstelių darbą - neaišku. Pagal vieną hipotezę brokolių ir kitų tokių pačių medžiagų turinčių daržovių, pavyzdžiui, kopūstų arba ridikų sukeltas epigenetinis „supurtymas“ veikia kaip grūdinimasis. Jis ląstelėms padeda „palaikyti tonusą“ fermentų, reaguojančių į netikėtus epigenetinio statuso pakitimus, kurie visada lydi auglių formavimosi procesus. Ši prielaida iš dalies paaiškina tai, kodėl daržovių vartojimas mažina daugybės ligų riziką.

Kitas būdas „palopyti“ epigeną - reguliariai sportuoti. Fizinis krūvis keičia epigenetinį statusą į „gerąją pusę“. Tyrimais nustatyta, kad kasdieniniai pusvalandžio trukmės pratimai didina bendrą genomo metiliavimo lygį. Taip pat metiliuojami, t.y. išjungiami potencialiai pavojingi genetiniai elementai, pavyzdžiui, „šokinėjantys“ DNR fragmentai, kurie genome įsiterpia į atsitiktines vietas, trukdydami genams dirbti. Kinų biologai nustatė, kad net saikingas fizinis aktyvumas gali iš dalies įveikti paveldėtą polinkį į krūties vėžį.

Epigenetinis reguliavimas - be galo svarbus mechanizmas, padedantis organizmo darbą pritaikyti prie konkrečių aplinkos sąlygų. Jis gali pabloginti arba, priešingai, ištaisyti tai, kas yra įrašyta genuose. Kol kas ši sritis mokslininkams vis dar yra terra incognita, bet nereikia abejoti, kad anksčiau ar vėliau jie supras, kaip šią sistemą priversti dirbti žmonių naudai.


Pasidalink:
Pasidalink: Facebook
Parašykite savo komentarą:
  Skaityti komentarus (3)
Respublika.lt pasilieka teisę pašalinti nekultūringus, keiksmažodžiais pagardintus, su tema nesusijusius, kito asmens vardu pasirašytus, įstatymus pažeidžiančius, šlamštą reklamuojančius ar nusikalsti kurstančius komentarus. Jei kurstysite smurtą, rasinę, tautinę, religinę ar kitokio pobūdžio neapykantą, žvirbliu išskridę jūsų žodžiai grįždami gali virsti toną sveriančiu jaučiu - specialiosioms Lietuvos tarnyboms pareikalavus suteiksime jūsų duomenis.
  • FUTBOLAS: draugiškose futbolo rungtynėse pirmadienį Lietuvos čempionė Marijampolės „Sūduvos“ komanda namuose 3:1 (2:0) nugalėjo Rygos „Metta-LU“ (Latvija) ekipą.
  • NELAIMĖ: prie Ukrainos Krymo pusiasalio krantų užsidegus dviem laivams, Rusijos duomenimis, žuvo devyni žmonės; liepsnos Kerčės sąsiauryje siautėjo dviejuose su Tuniso vėliava plaukusiuose tanklaiviuose, pirmadienį sakė Rusijos laivybos agentūros atstovas.
Daugiau

Respublika
rekomenduoja

Labiausiai
skaitomi
(per 72 val.)

Daugiausiai komentuoti
(per 72 val.)
reklama
ansamblis

Ar pastebite, kad emigravusieji grįžta gyventi į Lietuvą?

balsuoti rezultatai

Ar jūsų pažįstami pateko į šauktinių sąrašus?

balsuoti rezultatai
Šiandien Rytoj   Poryt

 

   

-1      3 C

  -7     -5     C

 

 -15   -10  C

-2     0  C

  -2     -1     C

 

   -9     -7    C

2-3 m/s

2-3 m/s

 

2-3 m/s

 

reklama
Kalėdos 2018