Эпигенетика. Управляй своими генами [заметки]

1

Цит. по: Черч Д. Гений в ваших генах: Эпигенетическая медицина и новая биология намерения. – Москва: Весь, 2010.

2

Фенотип – это совокупность характеристик, присущих индивиду на определенной стадии развития.

3

Паттерн экспрессии генов – это отличие в статусе (включенный – активный и выключенный – неактивный) и в степени работы, то есть интенсивности синтеза РНК и соответствующих белков тех или иных генов этого организма.

4

Ламаркизм – это про жирафов… – Прим. авторов.

5

Цит. по: Двенадцать стульев; Золотой теленок: романы / Илья Ильф, Евгений Петров. – Москва: Издательство АСТ, 2019. – С. 185.

6

Рибосома – важнейшая немембранная органелла всех живых клеток, служащая для биосинтеза белка из аминокислот по заданной матрице на основе генетической информации, предоставляемой матричной РНК (мРНК).

7

Физиологическая адаптация (от лат. Adaptatio – приспособление) – приспособление организма к условиям существования. «Жизнь – постоянное приспособление к условиям существования», – утверждал физиолог И.М. Сеченов. – Организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен; поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него». При этом: «Каждый организм представляет собой динамическое сочетание устойчивости и изменчивости, в котором изменчивость служит его приспособительным реакциям и, следовательно, защите его наследственно закрепленных констант». Организм даже в предельно короткие промежутки времени изменчив в связи с динамикой его функциональных состояний и с гомеоретической изменчивостью его «гомеостатических констант» (К. Уоддингтон, 1964, 1970). И исключительно системный подход должен лежать в основе современных знаний о механизмах и сущности процесса адаптации: «Человек есть система, как и всякая другая в природе, подчиняющаяся неизбежным и единым для всей природы законам» (И.П. Павлов)». (Источник: «Википедия»).

8

Хроматин (греч. chroma – цвет, краска и греч. nitos – нить) – это вещество хромосом – комплекс ДНК, РНК и белков. Хроматин находится внутри ядра клеток эукариот и входит в состав нуклеоида у прокариот. Именно в составе хроматина происходит реализация генетической информации, а также репликация и репарация ДНК.

Эухроматин, активный хроматин – участки хроматина, сохраняющие деспирализованное состояние элементарных дезоксирибонуклеопротеидных нитей (ДНП) в покоящемся ядре. Эухроматин отличается способностью к интенсивному синтезу рибонуклеиновой кислоты (РНК) и большим содержанием негистоновых белков. В нем, помимо ДНП, имеются рибонуклеопротеидные частицы (РНП-гранулы) диаметром 200–500, которые служат для завершения созревания РНК и переноса ее в цитоплазму. Эухроматин содержит большинство структурных генов организма.

Гетерохроматин – неактивные участки хроматина, находящиеся в течение клеточного цикла в конденсированном (компактном) состоянии. Особенностью гетерохроматиновой ДНК является крайне низкая транскрибируемость.

9

ДНК-метилтрансферазы, DNMT – группа ферментов, катализирующих метилирование нуклеотидных остатков в составе ДНК. Активность метилтрансфераз, заключающаяся в переносе метильных (CH₃–) групп на азотистое основание цитозин в составе ДНК, ведет к изменению свойств ДНК, при этом изменяется активность, функции соответствующих генов, а также пространственная структура нуклеиновой кислоты.

Все известные ДНК-метилтрансферазы используют в качестве донора метильной группы S-аденозил-метионин.

У млекопитающих обнаружены четыре активных ДНК-метилтрансферазы: DNMT1, DNMT2, DNMT3a и DNMT3b (Источник: «Википедия»).

10

Деацетилазы гистонов вызывают гипоацетилирование и репрессию генов. Гипоацетилирование приводит к уменьшению промежутка между нуклеосомой и намотанной на нее ДНК. Более плотная упаковка ДНК уменьшает ее доступность для транскрипционных факторов, что приводит к угнетению транскрипции (Источник: «Википедия»).

11

Аберрантная (неправильная) экспрессия генов приводит к развитию патологических (плохих) процессов в организме.

12

Белки человека MеCP₂, MBD₁, MBD₂, MBD₃ и MBD₄ представляют собой семейство ядерных белков, относимых к одной группе по признаку наличия в каждом из них метил-CpG-связывающего домена (MBD). Каждый из этих белков, за исключением MBD₃, способен специфически связываться с метилированной ДНК.

MECP₂, MBD₁ и MBD₂ также могут репрессировать транскрипцию с метилированных промоторов (Источник: «Википедия»).

13

Фетальный алкогольный синдром развивается у детей женщин, употребляющих алкоголь во время беременности. Может иметь целый ряд психических и/или физических дефектов, включая микроцефалию, неврологические нарушения, характерные черты лица и дефицит роста.

14

ИМТ (индекс массы тела) – вычисляется по формуле: вес (кг) делится на рост (м) в квадрате.

ИМТ 18,5–24,9 – нормальная масса тела;

ИМТ 25–29,9 соответствует избыточной массе тела (риски сопутствующих заболеваний обычно не повышены);

ИМТ 30–34,9 – 1-я степень ожирения (риски сопутствующих заболеваний повышены);

ИМТ 35–39,9 – 2-я степень ожирения (риски сопутствующих заболеваний повышаются сильнее);

ИМТ больше 40 – 3-я (морбидная, угрожающая жизни) степень ожирения, связанная с большим повышением рисков сопутствующих заболеваний).

15

Пандемия – эпидемия в глобальном масштабе.

16

H3K56ac является эпигенетической модификацией белка гистона H3. «ас» – знак, который указывает на ацетилирование, на 56-м остатке лизина белка гистона H3. H3K56ac важен для ремоделирования хроматина и служит маркером новых нуклеосом во время репликации ДНК. Сиртуины (содержатся во многих ягодах, овощах, черном винограде) могут катализировать удаление ацетильной группы из K56. Уровни H3K56ac повышены в раковых и плюрипотентных клетках.

17

Никотинамид N-метилтрансфераза (NNMT) представляет собой фермент, который катализирует химическую реакцию

S-аденозил-L-метионин + никотинамид ↔ S-аденозил-L-гомоцистеин + 1-метилникотинамид.

Этот фермент участвует в метаболизме никотината и никотинамида.

NNMT влияет на биохимический механизм, известный как «бесполезный цикл», который играет роль в метаболической регуляции. NNMT обнаружен в жировых клетках человека и печени. NNMT перерабатывает витамин B₃ и связан с определенными типами рака. Глушение гена, который кодирует NNMT, уменьшает его присутствие.

18

Перфузия головного мозга – это состояние кровотока, иными словами, показатель снабжения кровью органа.

19

Система контроля аппетита – сложное взаимодействие между центральной нервной системой, в частности, головным мозгом, периферической нервной системой, эндокринной системой, жировой тканью и желудочно-кишечным трактом.

20

Трибутилолово (ТБО) – органическое вещество с антибактериальными и противогрибковыми свойствами. Применяется для обработки разных поверхностей. Новые исследования подтверждают, что воздействие трибутилолова во время беременности приводит к ожирению новорожденных и последующих поколений. Причем последующие поколения не испытывали не себе повторного воздействия трибутилолова. Подобные данные подтверждают, что свойства трибутилолова как вещества, нарушающего работу эндокринной системы, могут вызывать серьезные проблемы со здоровьем не только у тех, кто непосредственно подвергался воздействию этого вещества, но и у их детей, внуков и даже правнуков.

21

См.: Кесслер Д. Конец обжорству. – Москва: Юнайтед Пресс, 2014.

22

Хиломикроны – класс липопротеинов, образующихся в тонком кишечнике в процессе всасывания экзогенных липидов (жиров пищи). Это самые большие из липопротеинов. Хиломикроны синтезируются клетками кишечника и секретируются в лимфатические сосуды, после чего попадают в кровь.

23

Липопротеины (липопротеиды) – класс сложных белков, в составе которых есть какой-либо липид (жир) – свободные жирные кислоты, нейтральные жиры, фосфолипиды, холестериды.

24

Микроглия – это настоящая многофункциональная аварийно-спасательная и очень хозяйственная бригада мозга. Она выносит из него «мусор», помогает бороться с инфекциями, включает при необходимости химическую «сирену», призывая на помощь иммунные клетки, переключает связи с поврежденных нейронов на уцелевшие и вообще выполняет массу всего крайне полезного.

25

Астроциты и глия в целом играют важную роль, оказывая физическую поддержку нейронам, действуют как промежуточные звенья между нейронами и кровеносными сосуды, выполняя фильтрующую функцию, так что они составляют часть гематоэнцефалического барьера.

Соединение астроцитов с сосудистой системой позволяет им получать питательные вещества из крови, которые они могут передавать нейронам.

Точно так же астроциты собирают отходы от нейронов и транспортируют их в кровь. Когда происходит повреждение нервной системы, астроциты движутся к нейронам для фагоцитоза, или уничтожения мертвых нейронов.

26

Ранее мы знакомили вас с термином «промотор», который относился к строению гена. Второе значение этого слова относится к канцерогенезу.

27

Инфильтрация – это прорастание опухоли сквозь стенку органа и отсутствие четких границ опухоли. Метастазирование – процесс, когда клетки из главного очага опухоли с помощью крово– и лимфотока распространяются в другие органы. Если рак распространился в соседние ткани, то это говорит о регионарном метастазировании, если в периферические ткани (далекие от места возникновения первичной опухоли), то возникает отдаленное метастазирование.

28

Источник: Киселев В.И. и др. Химиопрофилактика как способ контроля эпигенетических изменений (аналитический обзор литературы). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/himioprofilaktika-kak-sposob-kontrolya-epigeneticheskih-izmeneniy-analiticheskiy-obzor-literatury/viewer.

29

Пренатальный стресс – выраженные психоэмоциональные переживания беременной, негативно влияющие на состояние плода и будущее здоровье ребенка. У матери проявляется аффективной напряженностью, неустойчивостью, плаксивостью, беспокойством, у плода – повышенной двигательной активностью.

30

Нейрогуморальная регуляция – одна из форм физиологической регуляции в организме человека и животных, при которой нервные импульсы и переносимые кровью и лимфой вещества (метаболиты, гормоны, а также другие нейромедиаторы) принимают совместное участие в едином регуляторном процессе.

Высшие центры нейрогуморальной регуляции находятся в гипоталамусе, а возникающее в коре головного мозга возбуждение передается через его подкорковые элементы посредством крови и лимфы в различные участки организма человека и животных (Источник: «Википедия»).

31

Цит. по: Хайман М. Мозг. Обратная связь. Как наше тело и среда влияют на работу мозга. Москва: Эксмо, 2010.

32

Мы немного упростили достаточно трудную для восприятия таблицу и некоторые формулировки и сделали материал в виде перечисления именно дисфункций, норма является противоположностью.

33

Промискуитет – беспорядочность половых отношений.

34

Абузус – злоупотребление алкоголем, наркотиками.

35

Деликт – проступок, правонарушение.

36

Пубертатный возраст – период полового созревания.

37

Вербальная и моторная импульсивность – внезапные высказывания и двигательные реакции.

38

Компульсивность – навязчивость.

39

«Прогностическая тупость» – невозможность предугадывать.

40

Авторы данной книги являются создателями линейки правильного и сбалансированного питания. URL: https://doctorsfoodschool.ru/

41

Колонизация кишечника микроорганизмами начинается с появлением ребенка на свет; в результате у каждого человека формируется индивидуальная, присущая только его организму кишечная микрофлора, выполняющая функцию физического и иммунологического барьера между организмом хозяина и окружающей средой.

42

Т-клетки (Treg) – Т-хелперы 3 (Тreg, Т-регуляторы, Т-супрессоры) – экспрессируют на поверхности молекулы CD25* и экспрессируют транскрипционный фактор Foxp3, выделяют интерлейкин-10 и трансформирующий фактор роста-beta (TGF-beta) и угнетают иммунный ответ (Источник: «Википедия»).

43

Известные аутоиммунные заболевания – аутоиммунный тиреоидит, сахарный диабет 1-го типа, псориаз, системная красная волчанка, бронхиальная астма, рассеянный склероз, ревматоидный артрит и еще порядка 140 заболеваний.

44

Комменсальные бактерии могут проявлять как полезные, так и патогенные свойства в организме хозяина, в отличие от условно полезных – симбионтов и условно патогенных – патобионтов.

45

IL-10 – противовоспалительный цитокин, белок.

46

Т-хелпер – (от англ. Helper – помощник) – T-лимфоциты, главной функцией которых является усиление адаптивного иммунного ответа. Активируют Т-киллеры, B-лимфоциты, моноциты, NK-клетки, презентируя им фрагменты чужеродного антигена при прямом контакте, а также гуморально, выделяя цитокины.

47

(Th1) Т-хелперы 1 – преимущественно способствуют развитию клеточного иммунного ответа, активируя макрофаги; основной выделяемый цитокин – интерферон-гамма;

48

(Th2) Т-хелперы 2 – активируют В-лимфоциты, способствуя развитию гуморального иммунного ответа; продуцируют интерлейкины 4, 5 и 13;

49

(Th17) Т-хелперы 17 – подтип Т-хелперов, который в больших количествах продуцирует провоспалительный (вызывающий воспаление) цитокин – IL-17. Показана роль Th17-клеток в развитии аутоиммунной патологии.

50

Гомеостаз – тенденция системы к поддержанию внутренней стабильности, обусловленная согласованной реакцией ее частей на любую ситуацию или стимул, которые потенциально могут нарушить ее нормальное состояние или функцию.

51

Гнотобионты – безмикробные животные и животные, выращенные в стерильных условиях в период после рождения. Используются для экспериментальных целей.

52

Макрофаги (от др.-греч. мακρός – большой и φάγος – пожиратель) – клетки в организме животных и в т. ч. человека, способные к активному захвату и перевариванию бактерий, остатков погибших клеток и других чужеродных или токсичных для организма частиц. Термин «макрофаги» введен И. Мечниковым. Макрофаги присутствуют практически в каждом органе и ткани, где они выступают в качестве первой линии иммунной защиты от патогенов и играют важную роль в поддержании тканевого гомеостаза (Источник: «Википедия»).

53

ЛПС (липополисахариды/эндотоксины) является мощным структурным компонентом грамотрицательных бактерий, с его действием на организм связывают все объективные клинические проявления интоксикации. Активация иммунных клеток ЛПС ведет к выбросу воспалительных медиаторов: цитокинов, хемокинов, ферментов, эйкозаноидов, адгезивных молекул и свободных радикалов, ответственных за развитие воспалительных реакций и способных вызывать патофизиологические процессы, включая септический шок. Биологические механизмы, лежащие в основе распознавания ЛПС и ответа на него, более характерны для гормонов, чем токсинов. ЛПС не менее эндотоксин, чем эндогормон, и его нейтрализация потенциально может быть как благоприятна, так и опасна. Эндотоксины реализуют свой потенциал как напрямую, так и опосредованно:

Прямое действие липида А – активация фосфолипаз с последующим высвобождением арахидоновой кислоты и ее метаболизмом с образованием эйкозаноидов.

Прямое воздействие на иммунокомпетентные клетки – посредством действия через TLR, без антигенной презентации и клональной экспрессии происходит быстрая активация СD₄+, CD₈+, T-регуляторных клеток и клеток памяти.

Прямое воздействие на гепатоциты – изменяется проницаемость ионов Са++ в цитоплазматической мембране, возникает прямой цитотоксический эффект, запускается пероксидация липидов, поражается цитохром Р450.

Опосредованное действие – через клетки-мишени: выброс цитокинов, хемокинов, хемоаттрактантов, изменение функциональной активности клеток (макрофагов, Т– и В-лимфоцитов, дендритных клеток, клеток печени и др.), регуляция апоптоза, воздействия на сердечно-сосудистую, эндокринную и нервную системы, гемостаза и др. (Источник: Гюлазян Н.М. и др. Липополисахариды/эндотоксины грамотрицательных бактерий: роль В развитии интоксикации).

54

TLR – Толл-подобные рецепторы – класс клеточных рецепторов с одним трансмембранным фрагментом, которые распознают консервативные структуры микроорганизмов и активируют клеточный иммунный ответ. Играют ключевую роль во врожденном иммунитете. Например, TLR4, узнает и связывается с консервативной структурой клеточной стенки грамотрицательных бактерий – липополисахаридом (ЛПС).

55

Porphyromonas gingivalis принадлежит к типу Bacteroidetes и является неподвижной, палочковидной, анаэробной, патогенной бактерией. Находится в ротовой полости, где она участвует в определенных формах заболеваний пародонта, а также в верхней части желудочно-кишечного тракта, в дыхательных путях и толстого кишечника. Недавно появилась информация, что она может быть одним из факторов возникновения болезни Альцгеймера.

56

Микросателлитная нестабильность – это состояние особой склонности ДНК клетки к развитию мутаций, то есть появлению стойких изменений в последовательности аминокислот, входящих в структуру генов.

57

Бактериальные лизаты представляют собой набор неактивных бактерий, которые сами по себе не могут навредить, но вызывают иммунную реакцию.

58

Эндотоксемия – накопление в крови и в тканях организма эндотоксинов. Эндотоксины – это вещества, которые оказывают отравляющее воздействие на организм. Они в свою очередь могут быть продуктами жизнедеятельности самого организма либо могут попадать в него извне.

59

Из проверенного функционального питания можем порекомендовать полезные десерты – вкусные батончики от Doctors Food (являемся соавторами и уверены в их качестве).

60

Метабиотик – препарат, который не содержит живые штаммы бактерий, а только метаболиты бактерий, которые способствуют росту условно полезной микрофлоры.

61

Высокофруктозный кукурузный сироп – это фруктозо-глюкозный жидкий подсластитель, который содержится в широком спектре обработанных пищевых продуктов от кетчупа и зерновых до крекеров и салатных заправок.

62

Инсулинорезистентность (ИР) – это синдром, при котором заданная концентрация инсулина оказывает меньший, чем ожидалось, биологический эффект.

63

Митохондриальная ДНК (мтДНК) – это двухцепочечная ДНК, расположенная в матрице митохондрий. Митохондриальная ДНК кодирует гены, необходимые для производства АТФ (например, АТФ-синтазы и НАДН-дегидрогеназы).

64

Неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП) представляет собой спектр состояний, связанных с нарушением структуры и функции печени: от жирового гепатоза до неалкогольного стеатогепатита, фиброза и цирроза печени. Считается, что это самое распространенное заболевание печени в западных странах.

65

Липидные плоты – особые части плазматической мембраны, характеризующиеся своими липидными композициями. По сравнению с остальной плазматической мембраной, липидные плоты изобилуют холестерином и сфинголипидами. Из-за липидного состава эти плоты, как правило, менее текучие, чем остальная часть мембраны.

66

Аутокоиды – вещества, выделяемые локально, которые могут выступать в качестве либо мессенджеров, либо гормонов.

67

См.: Липтон Б. Биология веры: как сила убеждений может изменить ваше тело и разум. Москва: Эксмо, 2018.

68

Слова принадлежат персонажу Василию Алибабаевичу (фильм «Джентльмены удачи», 1971 г., реж. А. Серый, киностудия «Мосфильм»).

69

Песня «Все, что касается», автор музыки и слов Рома Зверь.