ПАМЕТТА НА ТЯЛОТО

Плодове и зеленчуци в менюто – въпрос на възпитание
Затлъстяването при децата – гените не са извинение
С порастването епигенетичните профили на близнаците все повече се различават
Който прави добро на тялото си, подобрява и архитектурата на мозъка си

 Вродени ли са уравновесеният характер, интелигентността и дълголетието? Откритията в генетиката подхранват вярата във всемогъщата биология. Оказва се обаче, че влиянието на околната среда драстично променя наследствените заложби. Гените ни направляват, но и ние направляваме гените – чрез начина си на живот
  Бебето изсуквало млякото и от двете гърди, но не утолявало глада си. По-късно в детската градина детето поглъщало своята порция и после храната на останалите. Когато станало на 4, разтревожените родители го завели в детската клиника на Лайпцигския университет, разказва списание Spiegel.
Такъв случай лекарите рядко са срещали в своята практика. Решават да изследват чувството на неутолим глад. Оставят момиченцето да яде каквото иска в продължение на 4 дни: шницели, шоколад и още много – то поема допълнително 32% енергия под формата на про-
теини и мазнини, но апетитът му не стихва.
Лекарите изследват генома му и откриват странна мутация – и то в един ген, който работи засилено в мозъчните клетки на хипоталамуса. Очевидно по тази причина не се появява чувството за ситост, но момичето не затлъстява. Това се дължи на околната среда – родителите ограничават храната, насърчават детето да се движи и редовно го мерят на кантара. Медиците пък изследват кръвта на майката и откриват, че тя също носи в себе си мутацията. Жената обаче живее дисциплинирано, движи се много и запазва стройната си фигура. Въпреки силното генетично предразположение затлъстяването при нея не се проявява.
 

Нова наука

Всемогъщите гени не са причина за тлъстините – това показва и изследване сред 704 жени и мъже от религиозната християнска група на амишите в Пенсилвания. Някои от тях носят определен ген на затлъстяването, но въпреки това не са дебели. Дължи се на начина им на живот: по религиозни причини те рядко използват машини, свикнали са на физически труд и живеят както преди 200 години. Онези от тях, които във всекидневната работа изгарят 900 килокалории, могат напълно да изключат влиянието на въпросния ген. Но ефектът се забелязва и при намален прием на калории. Този, който изразходва повече физическа енергия, не само изгаря калории, той намалява и въздействието на гена на затлъстяването в хипоталамуса, който приютява центъра на глада. Начинът на живот променя биологията.
Учените и философите от дълго време спорят какво оказва по-силно влияние на човека – неговата биологична природа или външните влияния? Новите научни открития помиряват двата лагера: гените и околната среда не са противоположни алтернативи, те непрекъснато са във взаимодействие. Защото външните условия могат химически да променят гените и по този начин да ги включат или изключат. Физическата активност, но също междучовешките отношения и социалните фактори определят генетичното наследство. Гените ни управляват, но и ние управляваме гените.
Дарвин ще се обърне в гроба: макар генетичният код да е записан в молекулата ДНК и да е основата на наследствената информация, той не се явява единственото средство за нейното предаване по наследство. Влияние върху хода на еволюцията има и средата.
Наред със съдържанието на гените и последователността на „строителните елементи” на ДНК геномът носи и едно по-висше ниво на информация. Епигенетичните механизми направляват поведението на гените. Епигенетиката (от гр. epi – над) се занимава с онова, което управлява нашата ДНК. Затова я определят като „надгенетика”, „генетика с допълнения”.
Налице са все повече примери, от които учените разбират как околната среда поставя своя печат върху гените: бебета, които са получили достатъч-но нежност от майките си, са по-неуязвими към стреса, както потвърждава едно изследване от края на юли; медитиращите хора наистина променят архитектурата на мозъка си; осиновените деца от социални домове разцъфтяват... А някои близнаци са коренно различни в поведението си.
Епигенетичната информация може да се предаде от клетките дори на дъщерните клетки – тялото има памет. Но тази телесна памет все пак избледнява и може да бъде пренаписана, защото епигенетичните надписи се изтриват. Въздействията върху гените почиват на обратими химически реакции.
Става дума за биохимични съединения, които играят ролята на превключватели – от тях зависи кои точно гени и кои участъци от ДНК кога са активни или не са активни. Те определят дали дадена клетка да се профилира за борба с различни заболявания, колко бързо да остарее, колко бързо да реагира на дразнители отвън. Но епигенетичните превключватели реагират на влияния отвън, което означава, че се променят.
Епигенетиката днес води до драматична промяна в разбирането за човешката биология и за това как възникват болестите. Постоянният стрес, но също и наркотиците и отровите в околната среда оставят следи в генома на нервните клетки – и улесняват по този начин аутизма, страховите неврози, депресиите и деменцията. При заболяванията от рак епигенетичните грешки в регулациите също играят централна роля.
Днес учените се стремят да открият субстанции от нов вид срещу рак и Алцхаймер, търсят лекарства, които целенасочено могат да изтрият онези генетични маркери, които ни разболяват. Защото гените не са съдба за цял живот, те се променят – това революционно познание на епигенетиците противоречи на старите представи.
Дълго време биолозите смятат гените за фиксирани: само чрез промени в последователността на „строителните елементи” на ДНК, чрез мутации биха могли да възникнат нови качества – нови таланти, начини на поведение, предразположения към болести. Междувременно учените са изследвали генома на хиляди хора. Резултатите от това огромно усилие пълнят специализираните списания. Обявени са 850 генетични асоциации, които вероятно се свързват с повече от 70 болести. В медиите всяка седмица се появяват съобщения за новооткрит ген – „ген на пушачите”, „ген на лошите шофьори”, ген „Метусалем”, който позволява да доживееш до 100 години.
Подобни съобщения най-често са безсмислени. Наистина има класически наследствени страдания, при които може да се докаже, че са предизвикани от определен генетичен дефект. Съществуват около 7000 такива моногенни наследствени болести, но разпространението им сред населението е много ограничено.
Съвсем различно е положението при често срещащите се болести като сърдечен инфаркт, диабет, рак или при качествата на характера, чиито точни причини все още са непонятни и често зависят от мощното въз-действие на определени биологични фактори и влияния от околната среда. При по-внимателно вглеждане връзките между гените и качествата се оказват клинично несъществени твърдения на статистиката. При гена „Метусалем” например били нужни само няколко дни, преди откривателите му да си признаят, че става дума за „техническа грешка”.
През последните години високоразвитите индустриални държави наливат милиони от парите на данъкоплатците в изследвания върху това кои отрязъци от генома на даден организъм го правят уязвим за раково заболяване. Учените доста са напреднали – събрали са огромно количество данни, но анализът на тези числа показва само едно: вероятно ловците на гени преследват фантоми. С изключение на гените на рака на гърдата BRCA1 и BRCA2 те не са открили други рискови гени. Това означава, че генетичното предразположение към заболяване от рак е силно надценено. Много по-важно е влиянието на околната среда.

Защо вярваме в наследствеността?

Вярата в биологичното предопределение, в това, че гените решават всичко, засяга един нерв в обществото – тя освобождава хората от вината за своите собствени страдания и слабости!
Умен или глупав, щастлив или тъжен, нервен или самоуверен – нали всичко зависи на първо място от правилните или от погрешните гени?! Как иначе да приемем, че един човек понася по-леко развода или нещастието, а друг е направо разбит? Биологичното решение дават психолозите Тери Мофит и Авшалом Каспи: хората с определен минимално скъсен вариант на ген не могат да преодоляват ударите на съдбата и затова са по-податливи на депресии. Учените стигат до тези изводи, след като изследват 847 души от Нова Зеландия. Кой да предположи, че душевните болести имат биологични корени? Десетилетия наред двамата търсят виновните гени за алкохолизма и шизофренията, но не откриват нищо. Сега с „гена на депресията”, изглежда, най-после ударили десетката.
Генетикът Нийл Риш от Калифорнийския университет в Сан Франциско обаче се запознава с изследването на Мофит и Каспи и с още 13 други проучвания по темата, съдържащи данни за общо 14 250 души. Анализът му показва, че хора, които особено често понасят ударите на съдбата, имат отчетливо повишен риск от депресия – но за вродено предразположение не може да става и дума. Все едно как Нийл Риш и колегите му са обработвали данните, все едно какво се е случило на изследваните пациенти – не съществува никаква връзка между късия ген и особеното предразположение към депресии.
Това означава, че никой не е имунизиран срещу стреса благодарение на подходящи варианти на гени. И никой не става жертва на стреса, защото така искат неподходящите гени. Решаващо за отключването на депресията е на какви влияния от околния свят са подложени гените. Въпреки че биолозите отдавна са направили извода, че житейският опит може да остави следи в генома, гените винаги са се смятали за застинали образувания, неспособни да реагират на социални дразнения.
Вярна ли е тази представа? Неврологът Майкъл Мийни от университета „Макгийл” в Монреал се усъмнява в това, когато изследва поведението на лабораторни плъхове. Оказва се, че някои майки се отнасят с любов към бебетата си, ближат дълго козинката им, малките им са спокойни и след време сами стават нежни родители. Други майки пренебрегват малките си, а те по-късно стават раздразнителни и коравосърдечни родители.
Различните начини на поведение се предава от поколение на поколение – затова първоначално учените ги обясняват с различните гени. Но Мийни и неговите колеги вземат две бебета мишлета от една коравосърдечна майка и ги дават на друга, любвеобилна. И виж ти: осиновените израстват в новото семейство като спокойни индивиди, по нищо не се отличават от собствените деца на любящата майка.
Майчината любов и уравновесеността не се предават генетично – но как тези качества се запазват в семейството? Когато Мийни разсъждава върху тази загадка, му помага случайността. В една кръчма той среща фармаколога Моше Шиф от университета „Макгийл”, който търсел нови видове субстанции за лекуване на заболявания от рак и бил впечатлен от един биохимичен детайл: някои гени в раковите клетки носят малки химически маркери, т. нар. метилови групи. Чрез метилирането един ген не се променя сам по себе си – но въпреки това се изключва. Това означава, че метилирането променя действието на един ген, без да променя съдържанието му. Може ли това да има нещо общо с възникването на болестите?
Двамата учени се усъмняват в догмата, че само съдържанието на гените е от решаващо значение за заболяването. Преди да довършат първата си бира, вече се питат: да не би метилирането да е онзи тайнствен механизъм, който чрез включване и изключване на гени предава майчината любов и спокойствието на бебетата. И не е ли това сензационно доказателство за нещо, дотогава немислимо – гените се учат от опита?
Експериментите с плъхове наистина показват, че травматичните преживявания маркират химически генома. Учените изследват гена за един рецептор, който разгражда в мозъка хормони на стреса и помага да се преработи позитивно ситуацията и да се реагира спокойно на натоварванията. В мозъчните клетки на обгрижваните малки плъхчета този полезен ген е включен. Затова животните реагират спокойно. При тези, които не са получавали достатъчно грижи, генът е силно метилиран и по този начин изключен. Техните хормони на стреса са извън контрол – нищо чудно, че тези животни и по-късно в живота реагират уплашено. „Това означава – твърди Майкъл Мийни, - че тези клетки могат да се променят по начин, който никой не може да предскаже.”
Работата на двамата учени от Монреал е сред най-често цитираните в реномираното научно списание Nature Neuroscience. Резултатите обясняват на първо място защо травматични преживявания от детството са свързани и по-късно с предразположение към душевни страдания. Не е важно само какво е записано в гените, от решаващо значение е какво преживяват гените, от какво се влияят.
Знанието за биологичните спомени днес се увеличава с бясна скорост. С външни влияния върху генома се обяснява например защо някои близнаци са много различни. Множествена склероза, диабет от тип 1, шизофрения – избират единия от близнаците, но не и другия. Учени от испанския Национален център за ракови изследвания анализират генома на 40 еднояйчни близнаци на възраст от 3 до 74 години за различия в метилирането. По-младите двойки близнаци все още носят доста еднакви епигенетични образци, но между по-възрастните двойки има значителни различия. Колкото по-стари са близнаците, колкото по-рядко живеят в една и съща среда и колкото по-различен е начинът им на живот, толкова по-големи са отклоненията в техните епигенетични профили.
Ако един човек се движи много, яде достатъчно зеленчуци, диша чист въздух – всичко това оставя следи, и то учудващо бързо! Когато един от близнаците започва да пуши, да взема наркотици или се премества в град с по-замърсен въз-дух, само за една година епигенетичният му профил значително се променя от този на другия близнак.

Фактори, които моделират генома

Към най-важните фактори, които определят наследствеността, се причислява храната. В ранния си стадий ларвите на медоносните пчели изглеждат еднакви. Повечето получават от пчелите дойки мед и цветен прашец и се превръщат в стерилни пчели работнички. Само някои получават превъзходен царски нектар: те се прeвръщат в плодовити пчели царици. Това е резултат от епигенетичните ефекти. Особената храна води до променено метилиране – и така до изключване на определени гени на развитието.
По същия начин гените на нероденото дете се влияят от храната. Учени от университета “Дюк” в Северна Каролина го показват в експерименти с бременни мишки. Освен другото те изследват и влиянието на растителното вещество генищайн върху гените, което може да се окаже важно и за хората. Така може да се обясни защо азиатците, които ядат много соеви продукти, по-рядко заболяват от рак на простатата и гърдата.
Вашата храна трябва да е вашето лекарство и вашето лекарство трябва да е вашата храна, настоява гръцкият лекар Хипократ – мисъл, която днес звучи пророчески.

Има ли ген на интелекта?

Към качествата, които се моделират от външните фактори, спада и интелигентността. В търсене на мними гени на интелигентността досега учените се доверяваха на изследванията на близнаци. Ако гените наистина определят силата на интелекта, то коефициентът на интелигентност при еднояйчните близнаци трябва да съвпада по-често, отколкото при двуяйчните. До такива изводи стигат много изследвания, което се преценява като доказателство за влиянието на гените върху интелигентността. Но всички тези статистически изследвания обхващат само влиянието на една определена околна среда. Близнаците са поставени в еднакви условия: в семейства от средната класа. Такива семейства най-често участват в изследванията. Данните на близнаци от социално слаби семейства не са анализирани.
Пръв го забелязва психологът Ерик Търкхаймър от университета на Вирджиния в Шарлътсвил. Ако учените изследват само близнаци от заможни семейства, това не води ли до грешни резултати? Защото фактори на околната среда като бедност, грижи, стрес и незаинтересованост обикновено не се проявяват при привилегированите близнаци. Така Търкхаймър започва да търси данни за близнаци от социално слаби семейства. Открива проект, който изследва 60 000 деца от 12 града през първите 7 години от живота им. Накрая всички деца се явяват на тест за интелигентност. От тях ученият избира 319 близнаци (114 еднояйчни и 205 двуяйчни). Наистина се оказва, че при 60% от децата на богати семейства различните резултати се дължат на различни гени, но съвсем други са резулатите при децата от социално слаби семейства – различията в тяхната интелигентност изобщо не зависят от биологията им.
„При най-бедните близнаци коефициентът за интелигентност, изглежда, се виляе изключително от тяхното социално-икономическо състояние”, обяснява Търкхаймър. Това означава: тежките семейни условия потискат генетичния потенциал. Най-бедните деца съвсем не са родени глупави, точно те най-много ще имат полза от програма за насърчаване.
Френски учени пък изследват осиновени деца. В повечето случаи децата са напуснали трудни условия на живот и са отишли при осиновители от средната и най-богата класа. Далеч по-рядко се среща обратният случай. Резултатът е смайващ: социалните и икономическите условия на приемните семейства влияят съществено върху това детето да израсне умно. Когато деца от богати семейства попадат при бедни осиновители, те показват среден коефициент на интелигентност от 107,5. Когато деца от богати семейства са осиновявани от богати хора, техният среден коефициент е 119,6. Това е разлика от 12 пункта, тоест околната среда има значително влияние върху интелигентността.
По-нататък учените изследват какво става, когато дете от бедно семейство попадне при богати осиновители, а неговите братчета и сестричета останат при бедните си истински родители. При тестовете за интелигентност осиновените деца достигат стойности от 107 и 111. Техните братчета и сестричета, които живеят при истинските си родители – само 95. Отново средата се е погрижила за разлика от 12 пункта!
Епигенетиката все още е в началото на своя възход, но вече показва, че не е правилно да оставяме съдбата си в плен единствено на гените, които сме наследили. Геномът ни оставя голямо поле за действие. Теоретично погледнато, би трябвало да има две екстремни състояния: или пълно, или никакво влияние. „Животът – казва Моше Шиф, – се намира някъде по средата”. Накъде ще тръгне махалото – всеки сам решава.