Геном людини

Геном людини — відкрита система, чуйно реагує на особливості нашого раціону

Сьогодні існує тільки один науково доведений метод подовження тривалості життя як тварин, так і людини — зниження споживання калорій, коли дієта забезпечує всіма необхідними поживними речовинами, вітамінами та мінералами для здорового та повноцінного життя, але має зменшену кількість енергії (калорій), укладеної в продуктах. Таке щадне голодування, як виявилося, відсуває або повністю блокує різні патологічні зміни, асоційовані зі старінням, і збільшує тривалість життя від 30% до 50% у багатьох тварин — від риб і павуків до гризунів.

За результатами новітніх досліджень, наші гени не статичні. Геном людини ― відкрита система, чуйно реагує на особливості раціону, способу життя, а також на зовнішні чинники, наприклад на стан навколишнього середовища

В той момент, коли ви читаєте ці рядки, кожен з 20 тис. ваших генів, упакований де-то в одній із 46 хромосом будь-якої соматичної клітини вашого організму, осциллируя, перебуває в різних станах, в залежності від того, як ви читаєте цю статтю. Чи п'єте чай, каву або гранатовий сік, сидячи вдома або в офісі, або мчите в вагоні переповненого метро, намагаючись з усіх сил утримати рівновагу і читати одночасно, напружуючи майже всі ваші 656 м'язів. І вже точно ваш генетичний статус став зараз зовсім іншим у порівнянні з тим, що було, скажімо, сьогодні вночі, коли ви спали, вчора — коли провели півдня за кермом автомобіля, або три дні тому, після веселих вихідних, не кажучи вже про те, що сталося місяць, рік, п'ять років тому.

Perpetuum mobile — все змінюється і перебуває у вічному русі! Як не дивно це звучить, але наші гени теж постійно змінюються. Ні, не сама інформація, що кодує білки, записана у вигляді нуклеотидної послідовності ДНК, а стан генів — вони активуються, то ингибируются, причому до повного вимикання. Експресія одних з них в клітці може посилюватися плавно, а стрибкоподібно або по якійсь іншій складній схемі, інших в той же момент — сходити на немає або триматися на певному базальному рівні. І все це може відбуватися в межах миттєвостей, або від декількох хвилин до годин іноді днів. Кожен наш ген має свій, тільки йому властивий status quo, який залежить від тисячі різних факторів, як внутрішніх, так і зовнішніх.

І треба зовсім трохи, щоб змінити її, часто так трохи мало, що дивуєшся, наскільки гени чутливі до наших дій, до того, що ми їли або пили, яким повітрям дихали, як спали, відпочивали, наскільки активно провели день, навіть до того, про що думали і мріяли, над чим розумово працювали або що емоційно переживали. Все впливає в тій чи іншій мірі, рано чи пізно, прямо чи опосередковано. Ген більше не розглядається як закритий «чорний ящик» — це досить відкрита система, що тонко відчуває нас самих і навколишнє середовище. Звичайно, кожна клітина як маленька фабрика виробляє свій, тільки їй властивий набір білків і протеїнів; нейрон не можна змусити раптом експресувати травні ферменти підшлункової залози, хоча всі ці гени у нього є, тільки вони заблоковані, так само як клітини підшлункової можна змусити синтезувати білки мієлінової оболонки аксонів або специфічні синаптичні макромолекули нейронів. Все визначено в процесі ембріонального розвитку. Але керувати складним оркестром з декількох тисяч синтезованих білків, які кожна клітина экспрессирует щохвилини, може невидимий диригент — ми з вами, наш спосіб життя плюс фактори навколишнього середовища.

Учені вже давно помітили, що однояйцеві близнюки, народжені з абсолютно однаковим набором генів, відрізняються один від одного за багатьма параметрами, наприклад схильності до хвороб, особливо таких як шизофренія, депресія або біполярний афективний розлад, часто мають різні характери та звички, навіть антропоморфические показники тіла можуть бути різними. І чим старше близнюки, чим більше розходяться умови та образ їх життя, тим яскравіше стає виражена ця неоднаковість. Виходить, що навколишнє середовище, особистий досвід, поведінка, звички, харчування і т. д. багато в чому визначають нас самих, нашу глобальну молекулярно-генетичну картину організму — які гени експресуються, де і як, а які гени «сплять». Так, наприклад, якщо один із близнюків захворів на рак, то шанси іншого захворіти складають всього 20%, що показує, наскільки мінімально вплив генів per se, і високо — середовища, індивідуального досвіду. Або інший приклад: з епідеміологічних досліджень останніх 50 років відомо, що частота виникнення злоякісної пухлини легень, прямої кишки, простати і грудей набагато вище в західних країнах, ніж у східних; і навпаки, рак мозку, шиї і матки звичайний в Індії, а рак шлунка — у Японії.

Причому міграція людей повністю змінює цю картину: мігранти починають хворіти хворобами країни, куди вони приїхали. Знову-таки існує потужний фактор середовища. Сьогодні фахівці вважають, що вплив генів, які ми успадковуємо, на розвиток хронічних хвороб складає всього 15%, решта 85% — «заслуга» нашого способу життя. В англомовній науковій літературі недавно навіть з'явився такий термін, як lifestyle захворювання — хвороби способу життя, до яких зараз відносять діабет, ожиріння, багато серцево-судинні захворювання, астму, атеросклероз, інсульти, гіпертонію, розлади гормональної, травної та імунної систем, хвороба Альцгеймера, депресії, фобії, навіть рак.

Сьогодні вчені виділяють шість головних факторів, що безпосередньо впливають на картину експресії наших генів: їжа, режим харчування, фізична активність, рівень стресу, шкідливі звички, довкілля (екологія). Всі ці фактори, крім власне генетики, відповідають за те, наскільки ми здорові. Як вода точить камінь, так ці фактори поступово, день за днем, «шліфують», трансформують наш генетичний статус, що йде на користь нашому організму, або йому на шкоду.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ

Ген більше не розглядається як «закрита» стаціонарна система збереження спадкової інформації: навпаки, з'являється все більше наукових даних про пластичності генів, їх адаптаційних властивості, здатності чутливо реагувати на зміни внутрішнього і зовнішнього середовища людини.

Вплив генів, які ми успадковуємо, на розвиток хронічних хвороб складає всього 15%, решта 85% — наслідок нашого способу життя.

Виділяють шість головних факторів, що впливають як на картину експресії наших генів, так і на геном в цілому: їжа, режим харчування, фізична активність, рівень стресу, шкідливі звички, довкілля (екологія). Причому багато з цих взаємодій геному і середовища — епігенетичні.

Нутригенетика — наука, що зародилася в США на початку цього десятиліття, що вивчає вплив на геном людини їжі, того, як різні нутрієнти модифікують експресію генів, і це веде до зміни здоров'я людини.

Правильна їжа для генів

Мабуть, я не помилюся, назвавши їжу найкоротшим шляхом до наших генах. Це дійсно так. Наш мозок вмить починає продукувати безліч медіаторів, гіпоталамус — гормонів, а травна система — сотню-іншу пептидаз, амілаз, ліпаз і т. д. не тільки під час власне трапези, а задовго до неї, коли ми в думках смакуємо її вигляд, запах і смак.

Сьогодні в розвинених країнах, особливо в США, отримала широке поширення нова галузь наукових знань — нутригенетика (nutrigenetics), або генетика харчування, наука про те, як правильно харчуватися, щоб нашим генам було добре. Давайте ж розберемося, які з продуктів харчування перебувають зараз у полі зору вчених? Як вони впливають на геном людини? Як впливають на хвороби?

Зелений чай (у складі Свелтформ, ЛивЛон (LiveLon):

Мабуть, про цілющі властивості напою, приготованого з рослини Camellia sinensis, знають всі. Чай, особливо зелений, зміцнює судини і зупиняє кровотечі завдяки вітаміну Р, вітаміни групи В покращують загальне самопочуття, кофеїн допомагає нам прокидатися вранці, теофілін — зігрітися в холод, а в спеку — підвищити тонус, теобромін стимулює роботу нирок. Але тільки в останні роки фахівці почали наближатися до розгадки інших властивостей чаю, сприяють продовженню життя, загальному оздоровленню і омолодженню організму.

В одному повномасштабному дослідженні, проведеному 1999 р. на більш ніж 8 тис. осіб групою вчених з Центру дослідження раку префектури Сайтама, Японія, було показано, що щоденне вживання зеленого чаю в кількості 10 маленьких японських чашок (~50 мл), значно знижувало ризик онкологічних захворювань протягом життя у здорових людей, а вживання більше п'яти чашок хворими на рак молочної залози зменшувало частоту рецидивів хвороби і збільшувало проміжки часу між ними. В іншому аналогічному дослідженні, опублікованому в 2007 р. у журналі Carcinogenesis, вчені з Австралійського національного університету змогли показати на більш ніж тисячі пацієнток з раком молочної залози, що якщо вживати зелений чай з частотою приблизно 600-700 чашок в рік (тобто близько двох в день), то ризик розвитку захворювання зменшується на 50%.

Epigallocatechin Gallate (EGCG) — головний катехинин зеленого чаю становить від 50% до 80% від всіх поліфенолів чаю

Як же впливає зелений чай на ракові клітини? Перша наукова робота, яка показала, що екстракт із звичайного зеленого чаю індукує загибель ракових клітин і блокує їх поділ, була опублікована в 1997 р. групою американських дослідників на чолі з Хасаном Мухтаром (Hasan Mukhtar). Як з'ясувалося, протиракову дію чай зобов'язаний особливим поліфенолам — катехининам, одним з найбільш потужних природних антиоксидантів. Epigallocatechin Gallate (EGCG) — головний катехинин зеленого чаю становить від 50% до 80% від всіх поліфенолів чаю; горнятко зеленого чаю вміщує приблизно 200-300 мг EGCG. Як показали багато досліджень, EGCG впливає майже на весь спектр онкологічних захворювань: від раку легенів і молочної залози до пухлин прямої кишки, печінки, шлунка, передміхурової залози й шкіри. Так, у клінічних експериментах на пацієнтах з різними видами раку було показано, що або капсули, що містять 200 мг EGCG, або сам зелений чай сприяли рецесії хвороби, зменшували виникнення нових ракових вогнищ і метастазів.

Як же працює EGCG? Згідно з останніми даними, він може проникати у всі клітини організму, в тому числі ракові, де зв'язується не тільки з різними білками і протеїнами, але і безпосередньо з ДНК і РНК, що дуже важливо, бо показує, що зелений чай може безпосередньо впливати на нашу ДНК, а значить на гени, їх правильну експресію і трансляцію в білки. Поки не дуже зрозуміло, як все це відбувається на молекулярно-клітинному рівні, але зрозуміло одне: EGCG певним чином впливає на експресію певних білків, в одних випадках посилюючи її, в інших — зменшуючи. Так американські вчені Кетрін Каванаг (Kathryn Kavanagh) і Гейл Зоненшайн (Gail Sonenshein) з Бостонського університету показали, що EGCG пригнічує розвиток раку молочних залоз у щурів, а також негативно впливає на ріст ракових утворень в культурі через посилення експресії особливого білка, p27 — потужного природного інгібітора клітинного поділу. В іншій роботі, здійсненій нещодавно в Технологічному інституті їм. Бирлы, Індія, використовувалися миші з інкорпорованими раковими клітинами молочної залози людини — EGCG не тільки блокував проліферацію пухлинних клітин за рахунок інгібування клітинного циклу, сильно зменшуючи експресію генів білків клітинного поділу, так званих циклинов Cyclin D, Cyclin E, CDK-4, і CDK-1, але також викликав їх апоптоз — повну загибель.

Часник (у складі Диклинс):

Ось вже як мінімум 6 тис. років часник використовується як засіб з тринадцятьма «проти» в його інструкції по застосуванню: протизапальну, протибактеріальну, протигрибкову, протипротозойну, протиглисний, противірусну, протибольовий і т. д.. Але то, як часник працює на молекулярно-генетичному рівні, як впливає на наші гени, потроху стає зрозуміло тільки за кілька останніх років кропітких досліджень.

Які ж компоненти часнику сьогодні у фокусі уваги вчених і фармакологічних компаній? Мабуть, найчастіше у статтях фігурують органічні сульфіди — diallyl sulfide (DAS), diallyl disulfide (DADS), diallyl trisulfide (DATS), які нині широко застосовуються у клінічних та лабораторних випробуваннях по всьому світу. В аптеках доступні різні водні, спиртові або сухі екстракти часнику у вигляді капсул, настоянок і масел. Як працюють всі ці DAS, DADS і DATS? Рік тому в Медичному університеті Південної Кароліни, США, було показано, що в чашці Петрі з раковими клітинами людини часниковий екстракт індукує швидкий апоптоз метастазуючих клітин шляхом активації експресії, так званих стресорних кіназ p38 MAPK, JUNK1 і цистеиновых протеаз. Інший нещодавно відкритий сульфід часнику — thiacremonone — теж зарекомендував себе як надійний «кілер» ракових клітин. Він був успішно протестований на метастазуючих клітинах прямої кишки людини в Чунгбукском національному університеті, Південна Корея; його дія зводилося до того, що він блокував такі важкодоступні гени, як Bcl-2, cIAP/2, XIAP, iNOS, COX-2, націлені на виживання і зростання ракових клітин, одночасно активуючи проапоптические гени (Bax, caspse-3, PARP), покликані руйнувати пухлина, элиминируя ракові клітини.

В іншому дослідженні, надрукованому в травні цього року в журналі Gerontology, вчені з Анкарського медичного університету, Туреччина, задалися питанням, чи не може часник продовжувати життя? Адже відомо, що народи, які вживають в їжу багато часнику та інших гострих спецій, відрізняються більшою середньою тривалістю життя. Т. к. одна з головних наукових гіпотез старіння сьогодні — збільшення з віком оксидативного стресу в клітинах, побічним продуктом якого є вільні радикали, що руйнують ДНК, білки та ліпіди, то дослідники вирішили розглянути саме ті гени, які контролюють цей процес. Для цього була протестована кров у 13 літніх (близько 70 років) людей до і після одного місяця вживання часнику в кількості 0,1 г на кг маси тіла в день, що складає приблизно 2-3 зубчики щодня. Як з'ясувалося, вчені були абсолютно праві — часник дуже потужно активував гени, що кодують ензими антиоксидантної системи людини (GSH-Px і SOD), пригнічуючи гени оксидативных, що виробляють вільні радикали і суперперекиси ферментів, таких як, наприклад, MDA.

Гранатовий і апельсиновий соки ( у складі Гранатин Q10):

Сік плодів гранатового дерева Punica granatum має дуже сильні антиоксидативні і антизапальні властивості. Нещодавно групою вчених на чолі з Хасаном Мухтаром (Hasan Mukhtar) з Вісконсинського університету (США), було показано, що екстракт з плодів граната має також вражаючі антираковые властивості — сік був протестований на вкрай агресивних ракових клітинах простати людини, а також на мишах in vivo (їм додавали 0,2-процентний екстракт у воду, що приблизно відповідає концентрації чистому гранатовому соку для людини). Миші, які сиділи на гранатової дієті, показали значне зменшення ракових пухлин простати: ингибировалась експресія циклинов D1, D2, E, які регулюють поділ клітин, і циклін залежних кіназ CDK-2, CDK-4, CDK-6, а також посилювалася експресія «згубних для ракових клітин генів і гальмувалася активація генів «виживання».

Чому ж зобов'язаний гранатовий сік такою дією? Як з'ясувалося, він містить особливий танін — эллагитанин, дуже сильний антиоксидант, здатний вбивати ракові клітини і зупиняти їх поширення. Цей антиоксидант знаходиться в гранатовому соку у більш активній формі, ніж у зеленому чаї або в червоному вині. В іншому дослідженні, проведеному в Каліфорнійському університеті в Лос-Анджелесі в 2006 р. на 80 чоловіків з діагностованим раком простати, було показано, що вживання всього однієї склянки цього соку щодня уповільнювало метастазування раку в чотири рази.

Апельсиновий сік, виявляється, теж має генохраняющими властивостями. Так, нещодавно вчені з Університету Буффало, США, провели експеримент на 32 здорових людей у віці 20-40 років з нормальною вагою, даючи їм випити чотири різних напою: воду з 300 калоріями глюкози, фруктози, апельсиновий сік і просто воду, підсолоджену сахарином — штучним цукром без калорій. Як показав аналіз крові, взятої у всіх учасників лише через дві години після вживання напоїв, кількість вільних радикалів і клітинних маркерів запалення, які потенційно можуть пошкоджувати як білки, ДНК, так і цілі клітини, було збільшено тільки в групі, яка пила чистий глюкозний напій, незважаючи на те що в апельсиновому соку також міститься глюкоза. Відповідно виникає питання: які інгредієнти соку пригнічували утворення вільних радикалів і запальні процеси? Як виявилося, вітамін С, якого так багато в апельсиновому соку і який так славиться своїм антиоксидантними і протизапальними властивостями, не впливав на ці процеси, а головними «дійовими особами» стали два флавоноїду — гесперетин і нарингенин: саме вони блокували запалення та переокиснення у клітинах крові, викликані вживанням напоїв з глюкозою, до 70%.

Якщо подивитися на весь спектр продуктів, які людина вживає сьогодні в їжу, то можна з повною впевненістю сказати, що кожен з них володіє тією чи іншою генрегулирующей активністю. Просто у багатьох випадках таку активність дуже складно виявити: вона або «маскується» іншими процесами, або вимагає від вчених занадто складних експериментальних схем, щоб її якось виявити. В даний момент в університетських лабораторіях інтенсивно розробляється приблизно сотня харчових продуктів, які мають найбільш сильно виражені «генні властивості — вчені намагаються розібратися, які з інгредієнтів продуктів вміють найкращим чином «спілкуватися» з нашими генами, щоб на їх основі створити нові ліки або харчові добавки.

Ось лише деякі з них (активні інгредієнти, вказані в дужках): виноград, червоне вино (резвератрол) ― у ЛивЛоне (LiveLon), Антиоксе (Antiox), Б'юті (Beauty); коріандр (линалол, монотерпени); соя (геністеїн) ― у Медисое (Medisoya), Б'юті (Beauty), Нэйче Тан (Nature Tan); базилік (урзоловая кислота); чорнослив (олеанолова, урзоловая кислоти, тритерпеноїди); олеандр (олеандрин); червоний перець чилі (капсаїцин); цитрусові (кверцетин) ― у ЛивЛоне (LiveLon), Нортия (Nortia); імбир (гінгерол); томати (лікопін) в ЛивЛоне (LiveLon); морква (бета-каротин) ― в Б'юті (Beauty), Лайфпак Сеньйорі (Senior), Антиоксе (Antiox), Артум (Artum), Лайфпак Юніор (Юніор Нєо), Junior Be Wise (Юніор Бі Вайс); алое (емодин); кольорова капуста (сульфорафан); прополіс (фенетиловый ефір кофеїнової кислоти, ФЭКК) ― Junior Be Healthy (Юніор Бі Хелсі), Біск (Beesk); артишок (силімарин) ― у Куперс Нео (Cupers Neo), ИзиЛАКС (EasyLAX).

Що потрібно генам кам'яного століття?

Те, що регулярна фізична активність, особливо професійний спорт, кардинально змінюють не тільки м'язову масу, але і всі інші системи організму людини, прямо або опосередковано пов'язані з фізичним навантаженням, — кісткову, серцево-судинну, навіть травну, — відомо досить давно. А ось те, як це відбувається на рівні геному, як глобально впливає на інші системи організму, включаючи мозок, імунну і репродуктивну системи, стану гострої та хронічної хвороби, стресу і т. д., поступово стає зрозуміло тільки в останні роки, після повної розшифровки генома людини і винаходу нових молекулярно-генетичних методів скринінгу активності великої кількості генів і білків одночасно — ДНК, РНК і протеїнових чіпів.

З потоку дослідних робіт, хоча за останні п'ять років тисячі наукових журналів, поступово стає зрозуміло, що будь-який біологічний організм, яким би простим або складним він не був, дуже тонко реагує не тільки на зміни внутрішніх, але і зовнішніх стимулів, адаптуючись до нових умов; і ця реакція організму включає як адаптацію вже синтезованих білків і біологічно активних речовин, таких як гормони, синаптичні медіатори і т. д., так і зміну геному, РНК і ДНК, експресії так званих білків і протеїнів «домашнього господарства», навіть синтез нових білків, які до цього або не синтезувалися взагалі, або були присутні в рудиментарних кількостях.

Фізична активність, особливо професійний спорт, кардинально змінює не тільки м'язову масу, але і всі інші системи організму людини

Так, за даними епідеміологічних скринінг-досліджень, гіподинамія, якої сьогодні страждає кожен другий офісний працівник, збільшує безліч ризиків, пов'язаних зі здоров'ям: хвороби коронарної артерії на 45%, гіпертензії — на 30%, раку товстого кишечника — на 41%, раку грудей — на 31%, діабету II типу — на 50%, остеопорозу — на 59%, сприяє накопиченню холестерину, ожиріння, депресії та підвищеної смертності.

Що ж відбувається з сучасними «обломовими в краватках»? Через нестачу активності людина втрачає масу тканин, порушується нормальне функціонування клітин. Під час тривалої гіподинамії у людини відбувається маса адаптацій: на 25% зменшуються ударний об'єм серця та споживання кисню, кістки втрачають у масі в 10 разів швидше, ніж зазвичай, скелетні м'язи стають слабшими, зменшується концентрація мітохондрій, чутливість до інсуліну падає протягом трьох днів сидіння на дивані. Навіть з'явилася теорія про «генах кам'яного століття», яка пояснює, чому наш організм починає страждати від гіподинамії. Нібито на зорі людської еволюції, в кам'яному столітті, наші предки протягом двох з половиною мільйонів років виживали за рахунок постійної фізичної активності, постійного руху, пошуку нової їжі, полювання, кочування і т. д. За цей час у нашому організмі завдяки відбору з'явилася величезна когорта генів, які «звикли» до такого постійного стимулу, і без неї починають втрачати активність, ритм, нормальну експресію не тільки власне протеїни м'язів, але сотні інших білків, залучених в енергетичний та метаболічний баланс всього організму. Якраз сьогодні, як вважають вчені, це і відбувається з сучасною людиною — в нашому світі комфорту і «диванної хвороби» роль помірної, але постійної фізичного навантаження зведена до мінімуму, що відразу ж позначається на дисбалансі генів кам'яного століття, який призводить організм до таких метаболічним проблем, як діабет, зайва вага, хвороби серця і крові, розлади травлення, навіть пам'яті та емоцій.

Вчені давно припускали, що певні гени дуже чутливі до фізичного навантаження, але перша робота, яка довела це, з'явилася в 1967 р. і належала Джону Холлоси (John Holloszy), який показав, що пацюки, упражнявшиеся на біговій доріжці протягом 12 тижнів, по дві години щодня, мали на 86% більше важливого мітохондріального протеїну цитохрому-С, переносника електронів в універсальній ланцюга утилізації та накопичення енергії в клітинах, ніж пацюки, позбавлені фізичної активності.

Скільки генів активується в організмі людини під впливом фізичного навантаження? Відповідь на це питання було отримано в 2005 р. в дослідженні вчених з Інституту Каролінська в Стокгольмі, Швеція, під керівництвом Карла Зюндберга (Carl Sundberg). Як виявилося, у здорових чоловіків регулярні заняття протягом шести тижнів на самому звичайному велотренажері активують така кількість різних генів, яке не активується більше нічим — близько 470. В основному стимулювалися гени позаклітинного матриксу м'язових клітин і білки, що зв'язують кальцій, але також важливі гени, залучені в розвиток діабету і серцево-судинних захворювань, причому чим краще результат був досягнутий на тренуваннях, тим вище була експресія генів.

Сьогодні понад 15 млн американців страждають діабетом ІІ типу; у Росії ця цифра трохи менше, близько 5-7% всього населення, але темпи захворювання постійно зростають, кількість хворих може зрости до 2025 р. до 300 млн у всьому світі. Одним з головних факторів, що призводять до розвитку діабету, вчені називають гіподинамію. Так, в одному дослідженні вчених з Університету Отаго, Нова Зеландія, яке отримало нагороду на міжнародній конференції по харчуванню в 2001 р. у Відні, було обстежено 79 здорових осіб у віці 35-60 років на предмет зміни чутливості клітин тіла до інсуліну під впливом фізичного навантаження (а толерантність до інсуліну — одна з головних причин розвитку діабету).

Давно відомо, що зміна способу життя має оздоровчий вплив на людей, які вже хворіють на діабет, але що те ж саме відбувається і у здорових людей, показано вперше. Так, властивість тіла використовувати інсулін за призначенням зросла на 23% після чотиримісячної фізичного тренування (20 хвилин фітнесу п'ять разів на тиждень) і спеціальної дієти. Іншими словами, помірне фізичне навантаження призводила до кращої чутливості клітин тіла до інсуліну, мабуть, за рахунок якихось геномних модифікацій експресії білків рецептора інсуліну.

Медитація і гени

Сьогодні практика медитації — доля не самотніх освічених буддійських ченців, як це було лише 50-70 років тому, а мільйонів звичайних людей у всьому світі. Займатися медитацією — не просто відчувати себе краще, бути більш енергійним і врівноваженим. Медитація змушує наш мозок працювати по-іншому, картина мозкових хвиль змінюється активність мозку синхронізується, за рахунок цього нормалізуються багато фізіологічні процеси в організмі — сон, травлення, функціонування серцево-судинної та нервової систем, змінюється навіть склад крові. З дослідження, проведеного в 2005 р. Американською кардіологічною асоціацією, стало відомо, що медитація продовжує життя, знижуючи ризик смерті від хвороб старості на 25%, від кардіоваскулярних хвороб — до 30% і до 50% — від раку.

Що ж робить з мозком медитація? У дослідженні, проведеному в 2005 р. в Массачусетському госпіталі в Бостоні, США, вчені простежили, що відбувається в головах практикуючих медитацію людей, використовуючи магнітно-резонансну томографію (МРТ). Фахівці відібрали 15 практикують медитацію людей з різним досвідом (від року до 30 років) і 15 піддослідних, які ніколи не медитували. Після аналізу великого масиву інформації активності та структури мозку стало ясно, що медитація збільшує товщину деяких відділів кори головного мозку, залучених в процеси уваги, робочої пам'яті та обробки сенсорної інформації — префронтальної кори і острівця Рейля. Сара Лазар (Sara Lasar), керівник даного дослідження, прокоментувала результати експерименту так: «Ви тренуєте мозок під час медитації, тому він і росте. Адже відомо, що у музикантів, лінгвістів, атлетів відповідні ділянки мозку збільшені. Зростання кори мозку відбувається не за рахунок зростання нейронів, а за рахунок розростання кровоносних судин, гліальних клітин, астроцитів — всієї системи, яка живить мозок».

Як же мало потрібно, щоб включити механізми саморегуляції в мозку через гени! Як показали експерименти з використанням МРТ, проведені в університеті бостона, США, в 2007 р., достатньо всього однієї години йоги — і мозок починає виробляти на 30% більше такого важливого пригнічувальної медіатора, як GABA. Зменшення GABA в мозку спостерігається при депресії, хронічних станах страху і занепокоєння, а також епілепсії. Таким чином, заняття самої звичайної йогою могли б тут замінити медикаментозну терапію.

Медитація не тільки знімає стрес, втома, неспокій, але і омолоджує мозок. Так у роботі, зробленою в минулому році в Університеті Еморі, США, були досліджені 13 людей, практикуючих дзен-медитацію, яку використовують буддисти Японії, Китаю, Кореї та В'єтнаму. В роботі було вперше показано, що медитація може звертати назад процеси старіння. Відомо, що з віком кора головного мозку зменшується в товщині і обсязі, вона як би сохне, втрачає воду, погіршується трофіка, тьмяніють увагу і пам'ять, сповільнюється мова. Так от, медитація зупиняє ці процеси — всі практикуючі дзен-медитацію в дорослому чи похилому віці не мали вікових змін кори, а також продемонстрували нормальні показники в тестах на увагу.

Якщо медитація може так сильно впливати на морфологію мозку, значить тут не обійтися без модифікацій в експресії генів. В роботі дослідників з Всеіндійського інституту медичних наук, Нью-Делі, Індія, опублікованій в лютому цього року, було наведено результати тестів крові 42 людей, як мінімум рік практикуючих дихальну техніку сударшан крия (Sudarshan Kriya), коли людина дихає в різних ритмах. Результати генного скринінгу показали, що ті, хто практикував медитацію, мали більш високий рівень експресії таких важливих генів, як гени, що регулюють антиоксидатный стрес, імунна відповідь, і гени, що регулюють апоптоз і виживання клітин.

Наведу ще один приклад впливу нетрадиційних оздоровчих практик на регуляцію геному. У 2005 р. вчені з Техаського університету на чолі з Цюань-Чжень Чи (Quan-Li Zhen) протестували клітини крові — нейтрофіли, використовуючи ДНК-чіпи, у шести азіатів, практикуючих як мінімум рік протягом 1-2 годин в день особливу медитационную техніку стародавнього китайського цигун. Результат був вражаючий — у всіх них були сильно активовані гени, посилюють імунну систему, знижують клітинний метаболізм, а також прискорюють загоєння будь-яких запальних процесів, ран. Було проскановано понад 12 тис. генів, з них 250 були змінені, 132 — пригнічені, 118 — активовані. Найпотужніші зміни зазнали гени з убіквітин-залежної системи елімінації білків, яка бере участь в етіології багатьох хвороб, таких як рак, діабет, підвищений артеріальний тиск, сепсис, аутоімунні захворювання, запалення, і захворювання, пов'язані зі старінням. Багато ензими цієї системи, включаючи сам убіквітин, у практикуючих цю техніку було придушено. Також була знижена експресія 10 генів з 11 так званих рибосомальних білків, що беруть участь у синтезі білка. Гени імунної відповіді, інтерферон, а також гени, що кодують антибактеріальні й антивірусні пептиди, Defensin-3 і цитокіни, навпаки були посилені. Цікаво, що зниження споживання калорій — єдиний метод на сьогоднішній день, який подовжує життя щурів, мишей і приматів, — теж знижує метаболізм та інгібує убіквітин-систему елімінації білків у всіх клітинах.

Голодування змінює все

Існує безліч різноманітних сучасних методик голодування — по Брегга, Шелтону, Малахова, Войтовичу, сухе, повне, на соках, овочах і т. д., — хоча сам феномен голодування зародився на зорі людства. Наші предки настільки розуміли його значення для тілесного і духовного здоров'я людини, що голодування вже давно використовується не тільки в нетрадиційних медицинах всіх народів, але й у звичному укладі життя цілих країн, а щоб оздоровчий ефект для тіла і душі був ще більше і мав «національний» масштаб, різні практики голодування були інтегровані в релігії, традиції, культуру і мистецтво — Великий піст у християн, Йом Кіпур у іудеїв, Рамадан у мусульман, йога у індусів, вісім пресептов (правил поведінки) і Пратимокша у буддистів.

Сьогодні існує тільки один науково доведений метод подовження тривалості життя як тварин, так і людини — зниження споживання калорій, коли дієта забезпечує всіма необхідними поживними речовинами, вітамінами та мінералами для здорового та повноцінного життя, але має зменшену кількість енергії (калорій), укладеної в продуктах. Таке щадне голодування, як виявилося, відсуває або повністю блокує різні патологічні зміни, асоційовані зі старінням, і збільшує тривалість життя від 30% до 50% у багатьох тварин — від риб і павуків до гризунів.

Ще в 1934 р. учені з Корнельського університету Клайв Маккей (Clive McCay) і Мері Кроуелл (Mary Crowell), використовуючи лабораторних щурів, а також Рой Уолфорд (Roy Walford) з Каліфорнійського університету, учасник проекту «Сфери-2» і піонер цілого наукового напряму в геронтологи, у 1980-х рр., проводячи експерименти на мишах, показали, що щадне голодування (зменшення кількості споживання калорій в день на 25-50%) не тільки подовжує життя гризунів вдвічі, але і робить їх фізично і соціально більш активними. Інший дослідник, Морріс Росс (Morris Ross), провів експеримент на щурах, розбивши їх на три групи, в яких тварини споживали різні кількості (10, 25, 40%) протеїнів в день, і групу, яка харчувалася без обмежень. Дане дослідження показало, що щури, які не відмовляли собі ні в чому, дорослішали швидше, досягали статевої зрілості в більш ранньому віці і мали більше потомства, але вмирали раніше хворіли на рак та іншими хворобами частіше, ніж пацюки «на дієті». Рой Уолфорд так прокоментував це в одному з інтерв'ю журналу Life Extension Magazine: «...схоже, що ми запрограмовані природним відбором вибирати такий режим харчування, щоб як можна швидше досягати статевої зрілості і виробляти потомство як можна більше і раніше — це добре для виживання і еволюції виду, але це повна катастрофа для виживання індивідуума».

Які ж гени змінюються допомогою помірного голодування або скорочення споживання калорій? Вчені з університету Вісконсіна, США, використовуючи ДНК-мікрочіпи і просканувавши 6347 генів в корі головного мозку і мозочку лабораторних мишей, виявили, що старі миші мали завищені параметри експресії більше 120 генів запальної відповіді та оксидативного стресу, що говорить про те, що в «старому» мозку постійно йдуть микровоспалительные процеси, мабуть, з причини пошкоджень, що наносяться вільними радикалами, що генеруються оксидативним стресом. Так ось, у мишей, щоденне споживання калорій у яких було зменшено на 25%, всі ці гени були нормализированы.

В іншому експерименті, проведеному в 2007 р. вченими з Пеннінгтонського центру біомедичних досліджень, США, протестували вже не мишей, а 36 здорових, але володіють зайвою вагою молодих людей, розбивши їх на три групи: контрольна група отримувала 100% необхідної кількості енергії в їжі, два інших були обмежені в калоріях протягом шести місяців — одна отримувала на 25% менше від «норми», інша — на 12,5%, але комбінувала дієту з фізичними вправами. Як показав генетичний аналіз м'язової тканини, узятої у всіх учасників після експерименту у вигляді невеликих біопсій, обидві групи «на дієті» збільшили кількість мітохондрій і зменшили кількість пошкодженої вільними радикалами ДНК в клітинах. Вчені також виявили, що «дієта» послужила потужним стимулом для активації експресії багатьох генів (PPARGC1A, TFAM, eNOS, PARL), кодують важливі функціональні білки наших енергетичних клітинних станцій — мітохондрій. Цікаво, що така дієта також навела активність особливий ген — SIRT1, людський, аналог гена Sir2, знайденого у дріжджів, нематод і дрозофіл, активація якого призводить до подовження життя за рахунок поліпшення клітинного метаболізму. Схоже дослідження було проведено групою вчених з Гарвардської медичної школи і Національного інституту здоров'я США, та опубліковано в журналі Cell в 2007 р. Дослідники виявили ще два гени з цього ж сімейства мітохондріальних сиртуїн-генів (sirtuin) — SIRT3 і SIRT4, які реагували на зменшення калорій активацією через ланцюжок реакцій інших важливих генів NAMPT і NAD. Все це призводило до того, що мітохондрії ставали сильнішими і здоровішими, виробляли більше енергії, за рахунок цього процеси старіння клітин сильно сповільнювалися, спеціальна «суїцидальна» програма самознищення клітин теж гальмувалася. Цікаво, що приблизно те ж саме — активація та оптимізація роботи мітохондрій — відбувається на молекулярному рівні після фізичних вправ.

Згідно з останніми даними, отриманими в ряді робіт, досить дотримувати наступні вимоги — і можна знизити на 70-90% ризик розвитку таких хвороб, як рак товстої кишки та легень, інфаркт міокарда, інсульт, діабет II типу, ожиріння і багато інші:

• фізична активність, еквівалентна 30 хв. і більше швидкої ходьби;
• як мінімум 100 мікрограмів фолієвої кислоти (вітамін В9) в день;
• менше ніж три келихи слабкого вина в день;
• жодного тютюну протягом життя;
• менше ніж три обіду в тиждень, меню яких включає червоне м'ясо;
• знижене споживання насичених, трансжирів і цукрів;
• достатнє споживання поліненасичених жирів омега-3-жирів і дієтичних волокон із злаків, побільше зелені, овочів і фруктів;
• побільше вітамінів, мінералів, мікро - і макроелементів (БАД).

Вам всього лише потрібно виконувати цей набір дуже простих вимог — і ваші гени будуть щасливі!