Czym jest epigenetyka? -

Czy nasze geny są niezmiennym scenariuszem, który decyduje o zdrowiu, wyglądzie i długości życia? Jeszcze do niedawna genetyka postrzegana była jako niepodważalny kod zapisany w DNA, którego nie da się zmienić. Dziś wiemy, że odpowiedź jest znacznie bardziej złożona. W centrum tej fascynującej wiedzy stoi epigenetyka, czyli dziedzina, która odkrywa, jak czynniki środowiskowe, dieta, stres czy styl życia mogą regulować ekspresję genów bez ingerencji w samą sekwencję DNA. To właśnie dzięki epigenetyce coraz lepiej rozumiemy, dlaczego jedni ludzie chorują, a inni mimo podobnych predyspozycji genetycznych pozostają zdrowi.

Co to jest epigenetyka?

Epigenetyka (z greckiego epi – „ponad”, genami) to stosunkowo nowa gałąź nauki zajmująca się procesami, które zmieniają sposób odczytywania informacji zapisanej w DNA, ale nie ingerują w samą sekwencję nukleotydów. Zamiast tego regulują ekspresję genów poprzez różne modyfikacje, takie jak dołączanie grup metylowych czy acetylowych do fragmentów DNA lub do histonów. Grupy metylowe dostarczane są wraz z dietą, znajdują się m.in. w folianach, cholinie i niektórych aminokwasach. W cyklu folianowym reszty metylowe, w wyniku reakcji biochemicznych, są przenoszone przez enzymy na DNA lub histony – białka odpowiedzialne za organizację i upakowanie nici DNA w jądrze komórkowym, a tym samym decydujące o tym, czy dany fragment kodu genetycznego będzie dostępny do odczytu. Silna metylacja określonych obszarów DNA prowadzi do wyciszenia genów, co skutkuje ograniczeniem, a niekiedy całkowitym zahamowaniem syntezy białek, które mają wpływ na zdrowie człowieka.

Różnice między epigenetyką a genetyką

Genetyka koncentruje się na dziedziczeniu materiału genetycznego, który dzieci otrzymują od swoich biologicznych rodziców. To właśnie kod DNA odpowiada za podstawowe cechy, takie jak kolor oczu, wzrost, budowa ciała czy predyspozycje temperamentalne. Sam genom można porównać do instrukcji zapisanej w sekwencji DNA, która w dużej mierze pozostaje niezmienna.

Dlaczego Twoja skóra jest sucha i jak to wreszcie zmienić?

Epigenetyka natomiast bada, w jaki sposób czynniki środowiskowe i doświadczenia życiowe mogą regulować aktywność genów, nie zmieniając przy tym samej sekwencji nukleotydów. To dzięki niej rozumiemy, dlaczego bliźnięta jednojajowe, choć mają identyczny kod genetyczny, potrafią znacząco różnić się pod względem zdrowia, zachowania, zdolności czy osiągnięć szkolnych. Dużą rolę odgrywa epigenom, czyli zestaw chemicznych znaczników, które modulują ekspresję genów i pozostawiają unikatowy „podpis” na materiale genetycznym każdej osoby.

Badania wskazują, że owe epigenetyczne ślady powstają zarówno pod wpływem pozytywnych doświadczeń, takich jak bliskie, wspierające relacje, jak i negatywnych czynników przewlekłego stresu, narażenia na toksyny czy traumatycznych przeżyć. Co więcej, mogą one działać krótkotrwale lub utrzymywać się przez wiele lat, kształtując podatność na choroby, zdolność radzenia sobie w trudnych sytuacjach i ogólny stan zdrowia psychicznego oraz fizycznego. Współczesna nauka pokazuje jednak, że część niekorzystnych zmian epigenetycznych jest odwracalna, co otwiera możliwości poprawy jakości życia poprzez redukcję stresu, budowanie empatycznych relacji i wspieranie prawidłowego funkcjonowania organizmu.

Epigenetyka nabiera szczególnego znaczenia w okresie ciąży, który określany jest jako czas krytyczny w rozwoju człowieka. Właśnie wtedy zachodzą intensywne podziały komórek, powstają organy oraz kształtuje się układ odpornościowy, metaboliczny i nerwowy. To, jak przyszła mama się odżywia, czy doświadcza stresu oksydacyjnego, w jakim stopniu jest narażona na toksyny, a nawet, jakie ma stężenie witamin i składników mineralnych, wpływa na to, które geny płodu zostaną „włączone”, a które wyciszone.

Najważniejszą rolę w tym procesie odgrywają modyfikacje epigenetyczne, takie jak metylacja DNA, uzależniona m.in. od dostępności folianów i choliny, czy modyfikacje histonów – białek, które odpowiadają za upakowanie nici DNA. Niewłaściwa dieta i niedobory witamin z grupy B mogą prowadzić do obniżonej metylacji, a w konsekwencji zwiększać ryzyko wad rozwojowych, takich jak wady cewy nerwowej. Z kolei nadmiar homocysteiny wynikający z deficytów folianów czy witaminy B12 może uszkadzać komórki i łożysko, wpływając negatywnie na przebieg ciąży.

Jakie ćwiczenia pomagają w osteoartrozie?

Stres i podwyższony poziom kortyzolu u matki również oddziałują na rozwijający się organizm dziecka, zwiększając podatność na zaburzenia neurorozwojowe czy choroby metaboliczne w dorosłości. To pokazuje, że genetyka daje podstawę, ale epigenetyka decyduje o tym, jak ta podstawa zostanie wykorzystana w praktyce, kształtując indywidualne zdrowie i losy każdego człowieka.

Jaki jest związek między epigenetyką a dietą?

Odżywianie jest jednym z podstawowych czynników, które kształtują regulację epigenetyczną, a co istotne, należy do obszarów, na które mamy bezpośredni wpływ. To codzienne wybory żywieniowe decydują o dostarczaniu organizmowi odpowiednich składników, a tym samym o tym, jak aktywowane są poszczególne geny. Zależności pomiędzy dietą a funkcjonowaniem genomu bada nauka określana mianem nutrigenomiki.

Pokarm nie jest jedynie paliwem dostarczającym energii, pełni również funkcję sygnału, który oddziałuje na liczne procesy biologiczne. Może kształtować nasze samopoczucie, regulować metabolizm, a także wpływać na uruchamianie genów odpowiedzialnych za długowieczność, zdolności regeneracyjne komórek czy ochronę przed chorobami przewlekłymi. Coraz liczniejsze badania potwierdzają, że sposób odżywiania modyfikuje mechanizmy epigenetyczne, określając, które fragmenty DNA zostają odczytane, a które pozostają w stanie uśpienia.

Jednym z najlepiej znanych eksperymentów ukazujących znaczenie diety dla epigenomu było badanie na myszach posiadających mutację genu agouti. Zwierzęta te miały żółte umaszczenie i wykazywały skłonność do schorzeń metabolicznych, w tym otyłości, insulinooporności i nowotworów.

Naukowiec Randy Jirtle zaplanował doświadczenie, w którym ciężarne myszy podzielono na dwie grupy. Pierwsza otrzymywała karmę wzbogaconą w składniki sprzyjające procesowi metylacji, takie jak witaminy z grupy B, cholina i betaina. Druga, pełniąca rolę kontrolnej, była żywiona standardowo.

Wyniki okazały się przełomowe, gdyż młode myszy z grupy suplementowanej urodziły się zdrowe, z brązowym umaszczeniem i pozbawione typowych objawów mutacji genu agouti. Sam gen nadal występował, jednak jego działanie zostało zablokowane poprzez mechanizm metylacji, czyli epigenetyczne wyciszenie aktywności genu.

Dlaczego Twoja skóra jest sucha i jak to wreszcie zmienić?

Doświadczenie to po raz pierwszy tak wyraźnie dowiodło, że sposób odżywiania matki w czasie ciąży może determinować ekspresję genów potomstwa jeszcze na etapie życia płodowego, niezależnie od samej sekwencji DNA. Wnioski płynące z tego badania jednoznacznie podkreślają ogromne znaczenie diety w programowaniu zdrowia człowieka od pierwszych dni istnienia.

Epigenetyka – podsumowanie

Epigenetyka udowadnia, że nasze zdrowie i rozwój nie są zdeterminowane wyłącznie przez odziedziczony kod DNA. Genetyka dostarcza podstawowych informacji o budowie i funkcjonowaniu organizmu, ale to epigenetyka decyduje, w jaki sposób te informacje zostaną wykorzystane. Styl życia, dieta, stres, a nawet relacje społeczne wpływają na to, które geny ulegają aktywacji, a które zostają wyciszone. Co więcej, zmiany epigenetyczne są w dużej mierze odwracalne, co daje nam realne narzędzia do wspierania zdrowia psychicznego i fizycznego. Zrozumienie mechanizmów epigenetycznych otwiera drogę do świadomego kształtowania przyszłości zarówno naszej, jak i kolejnych pokoleń.

Bibliografia: