У новорожденных крыс, которые находились на высокоуглеводной диете, развилась инсулинорезистентность и ожирение во взрослом возрасте. Молекулярный анализ выявил повышенное метилирование ДНК в промоторе инсулин-чувствительного гена транспортера глюкозы (Glut4) и усиление рекрутирования MeCP2 и DNMT, снижающее экспрессию Glut4 в скелетной мышце (Райчаудури и др., 2014).
Известно, что метилдефицитная диета вызывает гепатоцеллюлярную карциному (рак печени). В печени взрослых крыс, находящихся на диете с отсутствием метионина, фолата и холина, повышались уровни РНК MBD2 и белка и снижались уровни белка MeСР2 в печени in vivo (Эсфандиари и др., 2003). Уменьшение уровня MeСР2 часто связано с раком печени. Кроме того, на ранних стадиях гепатоцеллюлярной карциномы у животных повышались уровни экспрессии MBD1-3 и уровни белка MBD1, MBD2 и MBD4 (Гошал и др. 2006).
С другой стороны, некоторые пищевые вещества способны предотвратить развитие заболеваний. Например, антоцианы и эллагитаннины являются защитными антиоксидантными и противовоспалительными соединениями, присутствующими в черных ягодах. Благотворное влияние на предраковые состояния толстой кишки было продемонстрировано у мышей, получавших 5 % от калорийности рациона в виде черных ягод.
Генетической моделью язвенного колита является нокаут по гену интерлейкина-10. Мыши, получавшие в питании черные ягоды, имели меньшую изъязвленность кишечника по сравнению с контрольной группой, не получавшей в питании антоцианы и эллагитанины (Ванг и др., 2013б). Кроме того, выводы авторов указывают на подавление аберрантных эпигенетических событий, так как происходит восстановление промоторного деметилирования генов опухолевого супрессора, вследствие чего повышается экспрессия мРНК.
Также уровни белков MBD2, DNMT и HDAC были снижены в костном мозге мышей, получавших в питании черные ягоды с химически индуцированным язвенным колитом.
Генистеин, диетический изофлавон, имеет влияние на метилирование ДНК. Это было показано на специфических генах рака в клеточных культурах и на модельных животных (Жанг и Чен, 2011). Трансгенерационный эффект наблюдался от самок грызунов, питание которых включало генистеин. У потомства наблюдались изменения паттерна метилирования ДНК путем изменения цвета шерсти (Долиной и др., 2006).
В другой работе показано, что в клетках опухоли почек введение генистеина вызывало деметилирование промотора гена BTG3, часто гиперметилированного. Кроме того, лечение генистеином, введенным с деметилирующим агентом, привело к снижению активности DNMT и MBD2, а также повышению активности HAT, что подтверждает эффективность кандидата для эпигенетической терапии (Маджид и др., 2009).
Полифенолы из фруктов и овощей также могут воздействовать на эпигенетические механизмы. Особый полифенол, полученный из зеленого чая, обладает эффектом, антиоксиданта и имеет противовоспалительные свойства. Анализ in vitro клеток рака предстательной железы, подвергшихся воздействию основных компонентов зеленого чая, показал снижение уровня мРНК и белка MBD1, MBD4 и MeСР2 и изменение метилирования ДНК (Пандей и др., 2010).
Ресвератрол в основном содержится в черном винограде, но также встречается в нескольких растениях и является полифенолом, который, как известно, влияет на эпигенетику. Глушение экспрессии гена BRCA1 из-за гиперметилирования промотора является находкой при раке молочной железы. Исследования in vitro показали, что введение ресвератрола снижает метилирование BRCA1 и, следовательно, набор DNMT и MBD2 (Папустис и др., 2012).
Куркумин из куркумы также обладает антиоксидантным и противовоспалительным действием. Защитные эффекты куркумина были обнаружены в стимуляции деления нервных стволовых клеток в гиппокампе, что благоприятно для неврологических функций, а также куркумин предотвращал сердечно-сосудистые риски (Аггарвал и Харикумар, 2009).
Мутация гена MeСР2 у модельных животных связана с неврологическими нарушениями и изменениями в эндотелии (внутренняя выстилка) сосудов. Эти изменения, а также патологические стереотипные движения, характерные для больного животного, были частично обращены вспять введением куркумина, тем самым уменьшая проблемы с сосудами и кровообращением (Панигини и др., 2013).
Другое исследование показало, что в клетках рака молочной железы, обработанных ресвератролом, полифенолом зеленого чая, куркумином и другими полифенолами, снизился уровень белка DNMT1, HDAC1 и MeСР2, но не MBD2 (Мирза и др., 2013). Поэтому соединение нескольких полезных веществ может быть профилактической альтернативой рака для предотвращения эпигенетических изменений.
Поскольку эпигенетические эффекты могут быть трансгенерационными (передающиеся следующим поколениям), более качественные диетические привычки и образ жизни родителей должны быть рекомендованы врачами и специалистами в области репродуктологии для рождения здоровых детей.
ПОПУЛЯРНО
А теперь понятным языком.
2.4. Как правильно подготовиться к зачатию, выносить и родить здорового ребенка
Для того чтобы повысить шансы выносить и родить здорового (и даже «дизайнерского») ребенка, обоим родителям необходимо твердо знать следующее:
• эпигенетические эффекты могут передаваться из поколения в поколение. В нашем геноме эпигенетические маркеры могут пережить глобальное ДНК-деметилирование, когда из гаметы (материнской яйцеклетки и отцовского сперматозоида) образуется зигота, и передать как благоприятные признаки, так и неблагоприятные на несколько поколений вперед, причем первые поколения прочувствуют это более выраженно, чем последующие. Это напоминает ксерокопирование: чем больше печатать, тем бледнее и неразборчивее копия.
Такой процесс называется импринтингом, при котором один из родительских генов является доминантным и заставляет «замолчать» другую аллель. Эти гены сохраняют свои эпигенетические метки даже через глобальное деметилирование. Эти пометки сохраняются из поколения в поколение (возможно до двух-четырех поколений) и влияют на экспрессию генов.
Когда образуется новый эмбрион, другие эпигенетические метки физически записывают опыт каждой клетки в геноме. На этом этапе записи эпигенома в конечном счете стабилизируют экспрессию генов, что позволяет обеспечить надлежащий эмбриональный рост и развитие. Питание матери, статус курения, психическое состояние и социальная среда могут сделать одно из двух. Если поведение матери было «экологичным» как со стороны ее биологии, так и психологии, то это может гипометилировать CpG-островки, которые, по сути, включают ген. Если нет, оно может привести к микроРНК, заставляя «замолчать» таким образом ген. Это значит, что та психотравма, которую пережила ваша прабабушка во время войны 1941–1945 гг. (неблагоприятная эпигенетика), могла увеличить у вас риск развития психического заболевания, такого как депрессия. Отцы также имеют отношение к эпигенетическому переносу. Если ваш отец не курил, не пил, а занимался спортом перед вашим зачатием, возможно, именно он при помощи здорового образа жизни (благоприятной эпигенетики) позволил вам снизить ваши риски онкологических или сердечно-сосудистых заболеваний.
• питание как отца, так и матери на этапе подготовки к беременности играет большую роль. Формирующиеся сперматозоиды и яйцеклетки будущих родителей, их качество и способность к созданию будущего ребенка зависят от питания, так как оно имеет четко доказанные эпигенетические эффекты. Питание «мусорной» едой, бедной натуральными продуктами, может привести к неблагоприятным эпигенетическим эффектам, что создаст проблемы со здоровьем у ребенка во взрослом возрасте;
• заблаговременно от момента предполагаемого зачатия и отец, и мать должны избегать употребления алкоголя, который влияет на качество спермы и яйцеклеток. По нашему мнению, этот период должен быть не менее трех, а лучше шести месяцев до предполагаемого зачатия;
• все ограничительные диеты, основанные на натуральном питании, должны быть прекращены матерью и отцом во время подготовки к зачатию за три, а лучше шесть месяцев до предполагаемого зачатия. К ограничительным диетам относятся многие диеты: кето, карнивор, веганская, вегетарианская. Их характеризует отклонение от норм потребления белков, жиров, углеводов. В таблице отражены неблагоприятные эпигенетические последствия высокожировой и высокоуглеводной диет. Избыток белка неблагоприятно влияет на функцию почек и печени. Оптимальной диетой на этот период является средиземноморская, оптимальным БЖУ – соотношение (в % от общей дневной калорийности) 25/30/45;
• при необходимости снижения пищевой непереносимости, чувствительности к определенным продуктам и предотвращения аллергических реакций со стороны пищевого рациона можно использовать специальные диеты – элиминационно-реинтродукционные, которые на время исключают определенные продукты, а потом возвращают их в рацион. Этими диетами являются палео-диета, аутоиммунный протокол, Low FODMAP, диета «Антикандида» и др. Наш совет – перед самым зачатием хотя бы за 2 месяца уже применяйте средиземноморский план питания;
• пожалуйста, не голодайте и не ограничивайте калорийность своего рациона ниже суточной потребности в калориях (СПК можно рассчитать в интернете). Все мероприятия по нормализации веса лучше закончить до 3–6-месячного периода подготовки к беременности. Если родители голодают, ограничивая калорийность рациона, их половые клетки получают неблагоприятный эпигенетический сигнал «надо экономить», который потом будет передан плоду, а затем ребенку, у которого могут возрасти риски ожирения и других метаболических расстройств в будущем. Рестрикция калорий (ограничение калорий ниже суточной потребности) – стиль питания, который очень уважают люди, стремящиеся не стареть, но он не подходит для тех, кто готовится стать родителями;