Шарон Моалем - Властелин ДНК. Как гены меняют нашу жизнь, а наша жизнь – гены
В XXI веке, вооружившись информацией о своем геноме, вы можете получить генетически обоснованные рекомендации по питанию. К примеру, зная, какой вариант гена CYP1A2 вы унаследовали, вы легко решите, с кофеином или без должна быть ваша следующая чашка капучино. От гена CYP1A2 зависит, с какой скоростью в вашем организме разлагается кофеин, этот один из древнейших стимуляторов, известных человеку. У вас он может разлагаться особенно быстро или, наоборот, очень медленно.
Последствия от выпитой чашки кофе с кофеином могут оказаться и посущественнее, чем просто бессонная ночь. В зависимости от вариации гена CYP1A2 у вас еще может подскочить кровяное давление. Ученые полагают, что это вполне вероятно, если в вашем организме кофеин распадается медленно. С другой стороны, если у вас обе копии гена CYP1A2 такие, что кофеин быстро «прогорает», вы, скорее всего, не испытаете ничего подобного.{68}
Давайте просуммируем то, что я уже рассказал про геном и питание. Дальше все будет сложнее и интереснее. Итак, мы теперь знаем, что наш организм живет, ощущая окружающую среду. Гены не просто вступают в единичные взаимодействия друг с другом. Наш геном реагирует на то, как мы себя ведем и что мы едим. Как Ford или Apple, использующие на производстве метод «точно в срок», наши гены постоянно включаются и выключаются. Это происходит благодаря механизму их экспрессии и позволяет производить больше или меньше того или иного продукта в зависимости от потребностей.
Великолепный пример того, как наша жизнь влияет на гены, – люди, которые курят и при этом любят пить кофе. Вас никогда не удивляло, что курильщики без особых проблем потребляют огромное количество кофе?
Все дело в экспрессии генов.
В организме человека один и тот же ген работает при разложении всевозможных ядовитых веществ. Это ген CYP1A2. Вовсе не удивительно, что курение табака требует соответствующего ответа от организма на генетическом уровне. И вот CYP1A2 начинает экспрессироваться сильнее. А чем активнее работает этот ген, тем проще и быстрее разрушается кофеин, содержащийся в кофе. Не поймите меня неправильно, я вовсе не предлагаю начать курить, чтобы пить кофе ведрами и потом спокойно засыпать по ночам! Просто курение ускоряет разрушение кофеина. Таким образом, метаболизм курильщика быстрее, чем у того, кто не курит.
В любом случае, если вдруг кофе не подходит к вашему набору генов, всегда можно заварить зеленый чай. Но перед тем, как вы сядете выпить чайничек японского чая сэнтя или маття, я еще раз напомню, что ничего для организма не проходит бесследно.
Есть свидетельства того, что зеленый чай может предотвращать возникновение некоторых типов рака. В ходе недавнего эксперимента культуру клеток рака груди обработали одним из веществ, содержащихся в зеленом чае, – эпигаллокатехин‑3-галлатом. В результате произошло два преинтереснейших события. Часть раковых клеток совершила самоубийство, включив специальный клеточный механизм, называющийся апоптозом. А те клетки, с которыми этого не произошло, существенно замедлили свой рост. И это как раз тот эффект, которого следует ждать от потенциального лекарства для борьбы с раком.
Когда разобрались, почему эпигаллокатехин‑3-галлат заставляет раковые клетки умирать, стало понятно, что это вещество стимулирует полезные эпигенетические изменения, те самые переключения в ДНК, которые помогают регулировать экспрессию генов. Это очень важный шаг в понимании того, как бороться с клетками нашего тела, вдруг начавшими действовать вопреки интересам остального организма. Они перестают работать слаженно, вместе с другими, и начинают «тянуть одеяло на себя», и тогда получается раковая опухоль.
Чем больше мы знаем про взаимодействие наших генов с тем, что мы пьем, едим или даже курим, тем очевиднее, насколько все эти взаимодействия важны для поддержания здоровья.
В ходе изучения однояйцевых близнецов, у которых совершенно одинаковый геном и, обычно, очень похожий рацион, ученые наконец-то поняли, какой детали им не хватало в пищевой головоломке.
Пришло время познакомить вас с вашим микробиомом.
Кишечник человека – пример умопомрачительно сложного микробного разнообразия. Два основных игрока в этой миниатюрной экосистеме – типы Bacteroidetes и Firmicutes.{69} Если сосчитать все виды, входящие в эти типы, получится несколько сотен разнообразных микробов. И у каждого из нас этот «зверинец» чуть-чуть разный. Для живущих в вас микробов 7 метров пищеварительной системы ото рта до анального отверстия – настоящая планета. Кишечник изгибается и поворачивает, как рельсы самых сложных американских горок. А различия условий в разных его частях не менее разительны, чем между дном океана, жерлом вулкана и девственным тропическим лесом.
Наверное, не стоит удивляться, что пищеварительный тракт – одна из самых сложных структур, возникающих в ходе эмбрионального развития. Чтобы вы представили себе сложность эмбрионального балета, необходимого для закладки кишечника, я кое-что вам расскажу. В один прекрасный миг кишечник выпячивается, вырастая в полость, где лежит пуповина. Чтобы попасть назад в брюшную полость, он вьется и изгибается, как змея, заползающая обратно в плетеную корзинку заклинателя. Именно поэтому нужно совсем немного, чтобы все сломалось. Если кишечник застревает на обратном пути в брюшную полость, образуется омфалоцеле. Это такая особая пуповинно-кишечная грыжа. А если кишечник все же вползает на место, но стенка тела при этом нормально не закрывается, может образоваться гастрошизис. Так называется патология, при которой части кишки выпячиваются наружу через щель или прореху, образовавшуюся в ходе развития. А поскольку амниотическая жидкость не приспособлена к тому, чтобы в ней находился кишечник, в результате он часто повреждается. Поврежденные участки приходится удалять, а разрывы соединять.{70} И все вышеописанное – только малая доля того, что может пойти не так при развитии структур, в которых позже вырастут настоящие микробиологические и физиологические джунгли. Да, думать о процессах, идущих у нас в кишках, не всегда приятно, зато зная и понимая их, мы приближаемся к новейшим методам поддержания собственного здоровья.
А теперь давайте отправимся в Китай. И вот почему: ученые из Шанхайского университета Джао Тонг недавно поставили диетологию с ног на голову.
Они изучали кишечник одного болезненно толстого человека, который при весе в 175 кг выглядел, как настоящий борец сумо. Оказалось, у него в избытке присутствовали бактерии из рода Enterobacter. Обычно такие бактерии есть в небольшом количестве у всех, однако в этом случае они составляли 35 % всех кишечных бактерий. Это очень много. Чтобы понять, как Enterobacter влияют на организм, ученые взяли штамм этих бактерий и поселили в кишечник мышам, которых выращивали в специальных стерильных условиях – там вообще не было никаких микроорганизмов.
И… ничего не произошло.
На этом эксперимент мог бы и закончиться, но ученые решили посмотреть, что будет, если мышей перевести на диету, похожую по составу на богатую жиром пищу, которую ел их пациент. Другими словами, мышей отвезли в «МакДоналдс» и накормили двойным чизбургером, а еще дали большую бутылку минералки и картофель фри. Много жиров и много углеводов. Никого не удивило, что мыши здорово потолстели.
Интересно другое. Следуя стандартной методологии научного эксперимента, ученые сохранили отдельную группу мышей, которых тоже кормили очень жирной пищей, но при этом бактерий Enterobacter им не подселяли. И эти мыши остались тощими, как швабры!{71} Так была ли пища нашего толстяка причиной его проблем? Безусловно, была. Но, по всей видимости, далеко не единственной.
Со временем мы наверняка поймем, как особая комбинация микробиома и диеты способна повлиять на показания весов.
Конечно, нельзя быстро вылечить ожирение, зато вполне можно получить новых бактерий. А если это те самые бактерии, которые сумеют внести свой вклад в здоровое, правильное усвоение жиров? Не поспособствует ли это избавлению от лишнего веса?
Когда мы говорим о наших внутренних зверинцах-микробиомах, стоит задуматься не только о лишнем весе. И не забывайте – микробы живут и на поверхности нашего тела.
Они влияют еще и на сердце. Вы наверняка не раз слышали, что красное мясо и яйца вредны для сердечно-сосудистой системы. А вот о том, что дело далеко не только в насыщенных жирах и холестерине, содержащихся в таких продуктах, вы наверняка не слышали. Риск сердечных заболеваний связан еще и с карнитином. Сам по себе карнитин совершенно безвреден, но когда он попадает к бактериям, которые есть в кишечнике у большинства из нас, он превращается в другое вещество, триметиламин-N-оксид. Или, как его еще называют, ТМАО. И вот этот ТМАО, попадая к нам в кровь, очень опасен для сердца.{72}
