Сможет ли спортивный генетик дать пять упражнений, влияющих на генетику человека? К сожалению, нет. А предоставить лайфхаки, которые влияют на то, что стоит выше генов? Пожалуй… да. Образ жизни человека влияет на его ДНК так же, как микроокружение клетки влияет на ее деятельность. При этом не меняется ни одна буква в генетическом коде. Рассказываем, как тренировки и питание влияют на систему, управляющей самой генетикой.
Долгое время ученые приходили к выводу, что гены решают все. Что нам «досталось от родителей» — то и придется носить с собой всю жизнь: предрасположенности к болезням, таланты, черты характера. Но современная наука показывает, что все гораздо сложнее. За работой генов стоит еще один уровень управления — эпигенетика. Это своего рода система регулирования, которая может включать или выключать гены, не меняя саму последовательность ДНК. И хотя мы не можем вызвать желаемые мутации, мы способны повлиять на систему регулирования. Через питание, спорт, режим дня, окружение. Все решают не гены — а то, как мы к себе относимся.
Что такое эпигенетика?
Для наилучшего понимания представим ДНК в виде книги. Все, что в ней записано, зафиксировано раз и навсегда. Но есть еще и закладки, подчеркнутые строчки, пометки на полях — именно они определяют, какие страницы читаются чаще, а какие остаются забытыми. Эпигенетика — это как раз выстраивание таких пометок.
Есть несколько механизмов, которые влияют на ДНК. Самый распространенный — метилирование ДНК, присоединение метильных групп CH₃ преимущественно к цитозину, — одной из генетических букв. С каждым метилированным цитозином ген становится менее активен. На активность генов влияет также модификация гистонов — в ядре ДНК не просто плавает в жидкости, а завернута вокруг специальных гистоновых белков. Гистоны могут быть «открытыми» или «заблокированными» в зависимости от химических изменений, что сильно влияет на активность гена. Действие некодирующих РНК — молекул, которые не кодируют белки — помогают управлять уровнем активности генов, «приглушая» их или усиливая в зависимости от нужд клетки.
Перечисленные процессы позволяют организму адаптироваться к внешним условиям, не изменяя генетический код. Одни и те же гены могут работать по-разному у людей с разным образом жизни. С этой точки зрения некоторые гены рассматриваются как потенциал, который можно направить в нужное русло.
Питание — не только про калории
Еда — это не только энергия. Она напрямую влияет на нашу ДНК через эпигенетические процессы. Некоторые продукты могут усиливать активность защитных генов, другие — наоборот, подавлять их.
Люди, которые придерживаются средиземноморской диеты — рыба, орехи, овощи, оливковое масло, имеют более молодой эпигенетический возраст. Такая диета богата антиоксидантами и противовоспалительными веществами, которые снижают окислительный стресс и защищают от преждевременного старения. В случае нехватки в организме витаминов группы B, особенно B6, B9 и B12, нарушаются важные биохимические процессы, связанные с метилированием ДНК. Как было показано на животных, это может привести к повышенному риску тревог, депрессий и преждевременному старению.
Также интересно, что полифенолы, содержащиеся в чае, ягодах и шоколаде, способны влиять на работу генов. Например, Галлат эпигаллокатехина — EGCG из зеленого чая, может замедлять рост раковых клеток и улучшать обмен веществ.
На регуляцию генетического материала влияет не только еда, но и ее отсутствие. Периодическое интервальное голодание делает ДНК более доступным для экспрессии генов, участвующих в регуляции воспаления, выживаемости клеток и нейропластичности. Однако положительный эффект оказывает периодическое интервальное голодание, а не суточные голодовки — положительный эффект оказывает микро-стресс, с которым легко справиться адаптационным механизмам организма. Длительное и постоянное голодание дает обратный эффект, и при беременности увеличивает риск предрасположенности ребенка к диабету 2 типа.
Еда — это не просто топливо, а информация для организма. И выбор продуктов влияет также на то, какие гены будут работать, а какие отдыхать.
Спорт — не только для фигуры
Физическая активность — один из самых мощных факторов, влияющих на эпигенетику. Занятия спортом меняют работу сотен генов, связанных с воспалением, метаболизмом и старением. У людей, регулярно занимающихся физическими упражнениями, зафиксировано снижение уровня метилирования генов, связанных с инсулинорезистентностью и воспалением. Напротив, повышенное содержание жира связано с ускоренным эпигенетическим старением и сокращением теломер, что особенно сильно наблюдается у людей с нарушенным уровнем сахара в крови.
Физическая нагрузка формирует генетическую «мышечную память», которая сохраняется годами благодаря изменениям в модификациях гистонов и экспрессии некодирующих РНК, о которых мы говорили ранее. То есть, даже после длительной паузы организм быстрее восстанавливает форму, ибо проходит по уже протоптанной метаболитической дорожке.
Также регулярные занятия спортом ассоциируются с более низким уровнем биологического возраста — метилирование цитозина, которое спонтанно происходит по геному с течением времени, менее активно у спортсменов. Особенно это заметно у людей среднего и старшего возраста — спорт буквально замедляет процесс старения на уровне регуляции генов.
Стресс — невидимый враг генов
Хронический стресс — один из главных врагов эпигенетического здоровья. Он вызывает изменения в метилировании генов, связанных с реакцией на стресс — например, в гене NR3C1, который ассоциирован с ускоренным старением.
Кортизол, гормон стресса, активирует гены, связанные с воспалением и иммунным ответом. При длительном воздействии он повреждает теломеры — концы хромосом, отвечающие за долголетие. В долгосрочной перспективе это влияет на количество делений, которые может позволить себе клетка.
Стресс также снижает уровень BDNF — нейротрофического фактора мозга, необходимого для роста новых нейронов. Это увеличивает риск депрессии, тревожных расстройств и нейродегенеративных заболеваний. Снижение BDNF ухудшает обучаемость и влияет на создание нейронных связей. Помимо расстройств психики, сниженный уровень BDNF может привести к ранней прогрессии деменции.
Наследственность? Да, но не только
Одно из самых неожиданных открытий — это то, что некоторые эпигенетические изменения могут передаваться детям. Это значит, что стиль жизни родителей влияет на здоровье потомства. Наследоваться могут метки как с положительным, так и с отрицательным влиянием.
Физические тренировки увеличивают активность генов, которые кодируют белки, регулирующие деление клеток — BDNF, VEGF и GDNF. Особенно сильно это заметно в нервных клетках, что обеспечивает лучшую нейромышечную связь и улучшение когнитивных функций. Есть данные, что существует вероятность передать положительный эпигенетический профиль своим детям, что в первую очередь повлияет на нейропластичность.
Есть и обратный эффект: дети женщин, которые испытывали голод во время беременности, имеют повышенный риск ожирения и диабета. Это связано с изменениями в метилировании генов, регулирующих метаболизм. Подобные исследования показывают, что забота о себе — это забота о будущих поколениях.
Вместо заключения
Образ жизни оказывает прямое влияние на работу наших генов через эпигенетические механизмы. Это значит, что мы можем контролировать не только свое собственное здоровье, но и здоровье будущего поколения. Правильное питание, физическая активность, снижение стресса и забота об окружающей среде — это не просто советы для красоты, а реальные инструменты управления генетическим программированием в домашних условиях.
Ни одно упражнение или чудо-продукт не в состоянии изменить уже унаследованную генетическую последовательность. Однако мы в состоянии регулировать активность положительных генов и снизить влияние негативных. Геном — книга, но пометки в ней делаем мы. Пометки, которые будут иметь долгосрочные последствия.
А совсем недавно мы писали о том, что ученые раскрыли тайны ДНК гения эпохи Возрождения Леонардо да Винчи.