Глава 28. Наш образ жизни учит гены
Что мы исследуем: Какая роль мусорной ДНК?
Что нового: Что значит эпигеном и как он программируется?
Чему мы научимся: Как изменить программу эпигенома?
1. "Среди важных функций мусорной ДНК, которые в полной мере осознали только в последние годы, – регуляция экспрессии [активации, ред., автора] генов" (Кэри Н. 2016) [1].
2. "То, что уже сегодня известно ученым, звучит сенсационно: более или менее сознательно меняя программу генома, мы можем оказывать устойчивое влияние на свой организм – на тело и психику" (Шпорк П. 2014) [2].
3. В каком-то смысле можно сказать, что наш образ жизни учит гены, как им себя вести. Выбирая между здоровой и нездоровой едой или привычками, мы программируем гены на хорошее или плохое поведение (Шэнахан К. 2018) [3].
4. Проявление роли мусорной ДНК. Однако понимание роли мусорной ДНК пришло не сразу. В процессе дальнейших исследований, генетики пришли к выводу, что один ген не влияет на один какой-либо наследуемый признак – ген "ожиренияˮ или ген "переедания" и т.п., а оказывает только совсем незначительное влияние на связанный с ним признак. Что тогда оказывает значительное влияние на развитие фенотипа (индивидуальный набор признаков тела и поведения) человека? Современное развитие генетики позволяет утверждать, что взаимодействие многих генов (иногда тысячи) может влиять на вероятность выражения тех или иных признаков в фенотипе [4]. Недавние открытия в области генетики помогли понять роль мусорной ДНК.
5. Роль мусорной ДНК. Как оказалось, тождество (идентичность) и множественные различия (индивидуальность) не наследуются за счет увеличения количества генов. Эта разнообразная человеческая сложность передается через генную модификацию * и через изменения в генной регуляции **:
· "Итак, организмы повышают степень своей сложности не только посредством модификации генов, но и с помощью перемен генной регуляции, не затрагивающих сам генетический код" (курсив автора) (Шпорк П. 2014) [2].
Чтобы происходила генная модификация и генная регуляция необходима мусорная ДНК:
· "Среди важных функций мусорной ДНК, которые в полной мере осознали только в последние годы, – регуляция экспрессии [активации, ред., автора] генов" (курсив автора) (Кэри Н., 2016) [1].
* Генная модификация – это возможность клетки человека синтезировать несколько различных белков на основе "монтажной схемы" одного гена, что значительно увеличивает сложность генов [2].
** Генная регуляция – это возможность клетки производить различные модели активации генов. Модели активации производятся очень сложными сетями путём объединения бесчисленных генетических систем регулирования (там же).
Чтобы понять роль мусорной ДНК рассмотрим наглядный пример со светодиодной гирляндой с различными режимами управления её работой.
6. Наглядный пример. Гирлянда может иметь различные виды и формы в зависимости от назначения её использования: украшения деревьев, елок, зданий; потребностей рекламы и т.д. Она состоит из трех основных частей: светодиодов; сетей проводов, соединяющие все светодиоды; пульта управления с различными режимами её работы. Какие, в какой форме, когда и с какими другими светодиодами загорятся, а какие, в какой форме, когда и с какими другими светодиодами погаснут, зависит от используемой программы заданной в пульте управления гирляндой.
7. Программа управления генома. Гирлянда – это наш геном. Сети проводов со светодиодами – это участки с генами, соединённые между собой. Какие участки с генами, в какой форме, когда и с какими другими генами будут активированы (загорятся), а какие, в какой форме, когда и с какими другими генами отключены (погаснут), зависит от регуляции активации генов (программа в пульте управления) [5]. Чтобы обеспечить такую возможность, необходима мусорная ДНК. В нашем примере это множество светодиодов, сетей проводов, элементы программ управления и др. оборудование, которые обеспечивают разные режимы включения и выключения светодиодов *.
* Наиболее часто используемые режимы работы гирлянд: "Нон-стоп" – постоянное и равномерное свечение на протяжении всего времени; "Мерцание" – светодиоды быстро включаются и выключаются, интервал свечения задан в программе контроллера; "Чейзинг" – реализовано медленное зажигание и затухание светодиодов; "Мультичейзинг" – совмещение нескольких режимов.
8. Режимы управления генома. Люди, поверившие в неизбежность наследственности (фатум), подобны человеку, считающего, что управляемая гирлянда может работать только в режиме «Нон-стоп» *. Но последние исследования генетики показывают, что регуляция активации генов больше напоминает программу «Мультичейзинг»:
· "Решение о том, какой белок синтезировать – а также когда, в каком количестве, в какой форме и вместе с какими другими белками, – принимается в рамках очень сложных сетей. И эти сети могут производить множество различных моделей активации гена" (курсив автора) (Шпорк П. 2014) [2].
Как видите, наука говорит о сетях, которые могут производить много, т.е. мульти (от лат. multum – много) различных моделей активации генов. И тут возникает вопрос, что же это за сложные сети, внутри которых принимаются решения, какой белок синтезировать, когда, сколько, в какой форме и вместе с какими другими белками? На этот вопрос отвечает новый раздел науки о генетике – эпигенетика. Что значит эпигенетика?
* Все гены клетки никогда не бывают одновременно активны. Напротив – каждая клетка переводит в белки лишь определенный набор генов. Этот набор называется моделью экспрессии или моделью активации гена. Он определяет, как выглядит клетка и что она в данный момент делает (там же).
9. Значение эпигенетики. Древнегреческий предлог ἐπί (epí – "на", "над") совместно со словом генетика буквально означает «над генетикой». Другими словами, это наука, которая исследует эпигеном человека или процессы управления его геномом:
· "Можно сказать, эпигеном определяет назначение клетки. Он сообщает геному, как тот должен использовать свой потенциал. Он решает, какой именно ген, и в какой момент активируется, а какой – нет" (там же, курсив автора).
Подобно заданной программе для гирлянды, управляющей процессом включения и выключения светодиодов, эпигеном человека управляет процессом регуляции (активации) генов.
10. Программа эпигенома. Из-за чрезвычайной сложности науки о генетике, мы только сейчас подошли к вопросу, непосредственно связанному с темой этой главы. В предыдущем абзаце мы выяснили, что эпигеном представляет собой заданную программу, которая управляет процессом регуляции генов. Но кто задаёт программу управления для эпигенома или что оказывает существенное влияние на процесс регуляции генов? Это сам человек, часто не осознавая этого, и, окружающая среда. При таком управлении процессом регуляции генов, генетический код остаётся без изменений, т.е. последовательность молекул ДНК не меняется.
11. Человек программирует геном. Когда мы говорим о человеке, воспитанном в западной культуре, уместно будет сказать, что он задает программу своему геному, сам того не осознавая. Свидетельство этому опрос, в котором из 10 человек, случайно опрошенных на улице, только один слышал о науке эпигенетике (фр. 14. 2) [2]. Это похоже на ситуацию с человеком, у которого есть гирлянда, но он не знает, что в ней предусмотрены разные программы для управления светодиодами. Может ли он использовать другие программы, кроме той, которой он пользуется в настоящее время? Ответ однозначен. Поэтому нам важно узнать о возможностях эпигенетики:
· "То, что уже сегодня известно ученым, звучит сенсационно: более или менее сознательно меняя программу генома, мы можем оказывать устойчивое влияние на свой организм – на тело и психику. И на нас ложится огромная ответственность перед потомками. Поскольку некоторые решения, принятые порой задолго до их рождения, изменят их личность [характер, ред., автора], здоровье, продолжительность жизни" (курсив автора) (Шпорк П. 2014) [2].
Эти выводы учёных поднимают ряд вопросов, которые нам необходимо понять в связи с новой наукой эпигенетикой. Как мы можем сознательно изменить программу генома? Какими будут результаты устойчивого воздействия на тело и психику? Как мои решения, принятые до рождения детей, соотносятся с моей ответственностью перед ними и моей будущей жизнью? Рассмотрим последовательно поставленные вопросы.
12. Как изменить программу генома? Во втором и третьем эпиграфах этой главы разные ученые дают один ответ. Они утверждают, что мы можем изменить программу генома, изменив образ жизни:
· "Она [эпигенетика, ред., автора] учит нас, как, изменяя свой образ жизни, мы можем частично управлять собственными генами" (там же, курсив автора).
Другими словами, меняя свой прошлый образ жизни на уравновешенный образ жизни, мы частично программируем свой геном на изменения:
· Конституции, что анатомически выразится в форме тела из-за изменений в соотношениях между тремя составными частями тела – скелета, мышц и жира (фр. 15. 5).
· Обмена веществ в результате изменения питания – переход от идентичного к индивидуальному питанию (фр. 17. 6, 10).
· Индивидуального поведения, изменения которого обусловлены знанием своей психологической индивидуальности (фр. 18. 9; 24. 3).
Кроме изменений в образе жизни, мы можем частично программировать свой геном, меняя окружающую среду:
· "Людьми окружающая среда тоже управляет, и в гораздо большей мере, чем предполагается" (там же, курсив автора).
13. Среда и программа генома. Согласно исследованиям в области эпигенетики, окружающая среда также может в значительной степени управлять геномом. Поэтому, сознательно изменяя среду, мы можем влиять на программу генома. И на самом деле человек не дерево, которое не может изменить среду, вредную для его роста и развития. Но сначала давайте определим, что представляет собой окружающая среда в случае человека.
14. Что есть среда? Это то, что нас окружает и влияет на наш рост и развитие. Это означает, что каждый человек находится в определенной среде, в результате чего она всесторонне воздействует на него психологически, социально-экономически и физиологически [6]. Какие сознательные изменения в окружающей среде и как человек может сделать?
15. Изменения в окружающей среде.
I. Психологически:
· Каждый человек в состоянии сформировать другую среду в следующих областях психических процессов и поведения с помощью изменений: в научении; вере, ценностях, морали и совести; половой и гендерной идентичности; чувствах, эмоциях и настроении; темпераменте; возможностях и способностях (фр. 24. 7).
II. Социально-экономически:
· То, чего мы до сих пор достигли в научении связано в основном со средой западной культуры, которая даёт познания, относящиеся к идентичности, но не к индивидуальности в научении (фр. 20. 11). Поэтому, ввиду сложившейся среды материализма и эволюционизма в западном мире, существует потребность сделать свой выбор осознано, чтобы приобрести индивидуальность в вере (фр. 20. 13).
III. Физиологически:
· Питание вне дома создаёт опасную среду, способствующую ожирению (фр. 5. 1, 3). Что можно изменить? Сократить время пребывания на работе или найти работу соответствующую нашим индивидуальным возможностям. Освобождённое время использовать для укрепления здоровья: полноценного сна, оптимального питания и питья, адекватных физических упражнений, приятного досуга (фр. 16. 6).
В результате устойчивых изменений в образе жизни и окружающей среды, сам человек может частично управлять своим геномом, воздействуя на свою психику и тело (фр. 28. 3) [2, 3, 6].
16. Результаты устойчивого воздействия. По словам доктора Шпорка, устойчивые воздействия на свою психику и тело будут производить эффект домино. Что это значит? Эффект домино достигается, когда каждое последующее изменение последовательно влияет на следующее:
· "Наиболее интересны, конечно, изменения, которые через эпигенетику прямо или косвенно влияют на сети генной регуляции и процессы развития. Они способны производить настоящий эффект домино, обладают потенциалом радикального изменения тканей, а следовательно, и всего организма" (курсив автора) (Шпорк П. 2014) [2].
Таким образом, сначала изменится наше поведение с идентичного поведения на индивидуальное. Индивидуальное поведение изменит наш характер. Характер произведет устойчивость в поведении, несмотря на вредящее здоровью влияние западной культуры. Устойчивость в поведении приведёт к изменениям в теле человека. Изменения в теле человека улучшит его здоровье. Улучшение здоровья продлит жизнь:
· "Эпигенетика показывает, как здоровый образ жизни продлевает нам жизнь" (там же, курсив автора).
Устойчивое воздействие нашего образа жизни и окружающей среды также влияет на геном наших будущих детей. Поэтому давайте рассмотрим вопрос, который касается связи моих решений с моей ответственностью перед моими будущими детьми и моей будущей жизнью.
17. Ответственность перед потомками и будущим. Эпигенетика смогла также объяснить, почему образ жизни будущих родителей ещё до зачатия влияет на здоровье будущих детей. Потому что, как мы уже выяснили, образ жизни человека и окружающая среда программирует его эпигеном, а он в свою очередь изменяет психику и тело не только родителей, но и их потомков:
· "Благодаря эпигеномам внешние факторы [окружающая среда, ред., автора] последствия нашего собственного образа жизни порой на несколько десятилетий вперед определяют то, что происходит с нами и нашими потомками" (там же, курсив автора).
Поэтому принимая решения в выборе между двумя образами жизни – "жить, чтобы есть" или "есть, чтобы жить", родителям хорошо бы учитывать качество и продолжительность жизни своих потомков:
· "И на нас ложится огромная ответственность перед потомками. Поскольку некоторые решения, принятые порой задолго до их рождения, изменят их личность [поведение, ред., автора], здоровье, продолжительность жизни" (там же, курсив автора) (фр. 13. 2, 3).
Несмотря на оптимистические прогнозы в возможность частично управлять своим геномом, генетики предупреждают и об обратной стороне медали эпигенетики.
18. Обратная сторона эпигенетики. Поскольку родители несут ответственность за программирование генома своего будущего потомства, они могут передать ему программу, которая окажет разрушительное воздействие на поведение (психику) и тело (здоровье и продолжительность жизни) их потомства. Это программирование происходит до зачатия ребенка, во время беременности и некоторое время после рождения ребёнка. Поэтому если мама вела образ жизни "жить, чтобы есть" или жить, чтобы потреблять, её поведение отразится на эпигеноме её детей (фр. 13. 2). Более того, не имея времени на полноценную заботу о своей жизни, у будущей мамы остаётся ещё меньше времени на заботу о жизни своего ребёнка (фр. 12. 11). Эпигенетические исследования показали, что у детей, лишенных родительской любви, закладывается программа, которая в долгосрочной перспективе может привести к риску асоциального поведения, психических заболеваний и даже быть одной из причин самоубийства [2]. Эти исследования также показали разрушительное действие в долгосрочной перспективе наследуемого эпигенома на тело ребёнка. Сюда относятся повышенный риск развития метаболического синдрома и рака.
19. Метаболический синдром и рак. Особенно разрушительным для детей является метаболический синдром (фр. 6. 9). Раньше он считался старческим недугом, а потому не мог передаваться через наследуемую эпигенетическую программу. Метаболический синдром* может передаваться через эпигенетическую программу, пока мать находится в детородном возрасте:
· "Сегодня очевидно: в нашем обществе становится все больше людей с эпигенетически неверно настроенным обменом веществ [метаболизмом, ред., автора], а через свои привычки в еде до, во время и после беременности они передают его детям. Общество движется по порочному кругу, набирая все больше избыточного веса" (курсив автора) (Шпорк П. 2014) [2].
Повышенный риск развития рака также передается эпигенетически от матери к ребенку (там же). Эпигенетическая программа, унаследованная детьми, объясняет, почему у них могут развиться вышеперечисленные заболевания во взрослом возрасте. Эти взрослые могут заболеть, несмотря на улучшение питания и увеличение физической активности, рекомендованные врачами и органами здравоохранения (фр. 9. 4; 10. 1; 11. 8). Но можно ли разорвать порочный круг наследования эпигенетической программы от родителей к детям?
* Поскольку доля населения с ожирением продолжает расти, распространенность метаболического синдрома увеличивается как у детей, так и у подростков. Дети с метаболическим синдромом имеют повышенный риск метаболического синдрома во взрослом возрасте и, возможно, повышенный риск развития сахарного диабета 2 типа (СД2) и сердечнососудистых заболеваний (ССЗ) [7].
20. Разорвать порочный круг. Но что если родители передали эпигенетическую программу, настроенную на разрушительные воздействия, как на психику, так и на тело человека? Стоит ли теперь опускать руки и сдаваться? Доктор Шпорк отвечает: "Из этого не следует, что уделять внимание здоровому [уравновешенному, ред., автора] образу жизни не стоит. Напротив, для некоторых он особенно важен – тем кто унаследовал как генетическую, так и эпигенетическую предрасположенность к какому-либо заболеванию, необходимо предпринимать очень большие усилия, чтобы правильно перепрограммировать свой геном" (Шпорк П. 2014) [2]. Итак, есть возможность перепрограммировать свой геном. Время и усилия играют решающую роль в этом.
21. Роль времени и усилий. Чем раньше человек начнет менять свой образ жизни, тем больше вероятность избежать риска метаболического синдрома и рака во взрослом возрасте. Усилия, затрачиваемые на перепрограммирование генома, заключаются не столько в изменении питания и физической активности и т. п., сколько в ином подходе. Такой подход в корне отличается от того, что широко практикуется органами здравоохранения западного мира, действующими в соответствии с рекомендациями ВОЗ.
22. Эпигенетика и рекомендации ВОЗ. Рекомендации ВОЗ сосредоточены на возможности среды и общества извне влиять на выбор человека в изменении его образа жизни:
· "Благоприятная среда и сообщества играют основополагающую роль в формировании выбора людей, делая выбор в пользу более здоровой пищи и регулярной физической активности самым простым выбором (выбором, который является наиболее доступным, в наличии и недорогим) и, таким образом, предотвращая избыточный вес и ожирение" *.
Безусловно, важна среда и общество, которое готово поддерживать изменения в образе жизни человека. Но они не могут играть в нем основополагающую роль или быть главной движущей силой. Только сам человек, движимый изнутри, имеет возможность сделать выбор в пользу уравновешенного образа жизни. Что значит человек движимый изнутри? Для понимания, как возможно движение изнутри, рассмотрим наглядный пример механических наручных часов.
* World Health Organization – подзаголовок "Как можно уменьшить избыточный вес и ожирение –
23. Внешний выбор. Ручные механические часы бывают двух видов – с ручным и автоматическим заводом. Ручной завод возможен только снаружи с помощью заводной головки и требует ежедневного завода. Автоматический подзавод осуществляется внутри часов от легкого движения руки и не требует ежедневного подзавода. Человек, ожидающий движущей силы извне, пассивен сам по себе, поэтому он подобен механическим часам с ручным заводом. У него нет силы, исходящей изнутри. Поэтому, даже если он согласен с необходимостью изменить свой образ жизни, он должен ежедневно "заводить" себя или принуждать себя к действиям, противоречащим его внутренним желаниям. Это принуждение извне показывает, что у него нет такой потребности.
24. Внутренний выбор. Человек, который ощущает движущую силу изнутри, активен сам по себе – он подобен часам с автоматическим подзаводом. Он чувствует эту силу и испытывает "ясно выраженную потребность" осуществить выбор в пользу уравновешенного образа жизни (Бауман З. 2008) [8]. В основе этой потребности лежит базовая эмоция интереса, занимающая доминирующее положение в сознании человека и управляющая его поведением:
· "При интенсивном интересе, или возбуждении, человек испытывает воодушевление. Именно оно обеспечивает связь интереса с познавательной и двигательной активностью" (курсив автора) (Изард К.Э. 2012) [9].
25. Источник воодушевления. Движение изнутри не возникает чудом. Оно возникает в человеке в зависимости от его индивидуального научения, веры, ценностей, морали и совести (там же). Если эти элементы психики человека соответствует подлинной картине мира, тогда их взаимодействие будет самостоятельно производить энергию, направленную на претворение уравновешенного образа жизни. Таким образом, по выражению психолога К. Изарда – "человек испытывает воодушевление", т.е. его энергия будет исходить из внутреннего источника. Испытывая воодушевление (автоподзавод), человек сам будет стремиться перепрограммировать свой геном, потому что хочет, а не потому, что должен. В этом суть разницы в подходах. Разница в подходах влияет на постоянство ведения уравновешенного образа жизни, а значит, и на конечный результат – повышение вероятности перепрограммирования генома.
26. Резюме:
· Новая наука эпигенетика сделала революционное открытие – человек сам может частично программировать геном своим образом жизни. Сознательно меняя прежний образ жизни на уравновешенный образ жизни, человек изменяет свое поведение и тело, что улучшает здоровье и увеличивает продолжительность жизни.
· Человек, который живет, чтобы потреблять, программирует свой геном на риск развития метаболического синдрома и рака не только у себя, но и передает эту программу своим детям.
· Перепрограммирование унаследованного от родителей генома возможно только при подходе, при котором основной движущей силой является движение изнутри, а не извне. Такой подход повышает вероятность избежать развития метаболического синдрома и рака.
Как показывают исследования, некоторые люди после безуспешных попыток самостоятельно избавиться от избыточного веса обращаются к медицине. Также родственники и друзья, обеспокоенные тем, что их подрастающие дети сверх меры худеют, ищут способы помочь им, прибегая к специализированным клиникам по лечению нервной анорексии и нервной булимии [10]. Насколько эффективна современная медицина в лечении расстройств пищевого поведения и ожирения? Этому вопросу будет посвящена следующая глава.
Следующая глава: Эффективность лечения расстройства пищевого поведения
Что мы исследуем: Как редукционизм влияет на лечение расстройства пищевого поведения?
Что нового: Какие результаты лечения расстройства пищевого поведения?
Чему мы научимся: Что движет человеком, заболевшим расстройством пищевого поведения?
Рекомендации
1. Кэри Н. Мусорная ДНК. Путешествие в тёмную материю генома / Н. Кэри; пер. с англ. А. Капанадзе. – М.: Лаборатория знаний, 2016. – 336 с.: ил. – (Universum).
2. Шпорк, Петер. Читая между строк ДНК. Второй код нашей жизни, или Книга, которую нужно прочитать всем / Петер Шпорк; пер. с нем. Г. В. Лютикова. – М.: Ломоносов, 2014. – 272 с.
3. Шэнахан, Кэтрин. Умный ген. Какая еда нужна нашей ДНК / Кэтрин Шэнахан; пер. с английского А.В. Захарова. – М.: Эксмо. Бомбора, 2018. – 464 с.
4. Хэйне, Стивен. ДНК – не приговор. Удивительная связь между вами и вашими генами / Стивен Хэйне; пер. с англ. Д. Романовского; науч. ред. А. Лемза. – М.: "Манн, Иванов и Фербер", 2019. – 288 с.
5. Кэри Н. Эпигенетика. Как современная биология переписывает наши представления о генетике, заболеваниях и наследственности: пер с англ. / Н. Кэри. Ростов н/Д: Феникс, 2012, 349 с.
6. Jirtle RL, Skinner MK. Environmental epigenomics and disease susceptibility. Nat Rev Genet. 2007 Apr;8(4):253-62. doi: 10.1038/nrg2045. PMID: 17363974; PMCID: PMC5940010.
7. Al-Hamad D, Raman V. Metabolic syndrome in children and adolescents. Transl Pediatr. 2017 Oct;6(4):397-407. doi: 10.21037/tp.2017.10.02. PMID: 29184820; PMCID: PMC5682379.
8. Бауман 3. Текучая современность / Пер. с англ. под ред. Ю. В. Асочакова. – СПб.: Питер, 2008. – 240 с.
9. Изард К. Э. Психология эмоций / Перев. с англ. – СПб.: «Питер», 2012. – 464 с.: ил. (Серия «Мастера психологии»)
10. Gorla K, Mathews M. Pharmacological treatment of eating disorders. Psychiatry (Edgmont). 2005 Jun;2(6):43-8. PMID: 21152155; PMCID: PMC3000192.