Kształtujące się w tzw. okresach krytycznych zawiązki organów dostosowują się do warunków dobrobytu lub niedoboru składników odżywczych zastanych w macicy, tym samym determinując ich wydolność czy też podatność na schorzenia1-3. Jest to tak zwane programowanie żywieniowe znane pod bardziej komercyjną nazwą teorii 1000 pierwszych dni od momentu poczęcia. Dopiero od niedawna nauka jest w stanie wyjaśnić jaki jest mechanizm komórkowy, który umożliwia szybkie przystosowywanie się płodu do zmian w otaczającym go środowisku.
Dziedziną, która powiązała ze sobą geny, środowisko prenatalne, rozwój wewnątrzmaciczny oraz narażenie na choroby w wieku dorosłym jest epigenetyka.
Czym jest epigenetyka?
Epigenetyka (epi- ponad, genami) jest relatywnie młodą dziedziną nauki, która dotyczy zmian w odczytywaniu kodu genetycznego wywoływanych nie poprzez zmianę sekwencji DNA, ale poprzez modulowanie ekspresji genów m.in. przez przyłączanie grup metylowych, acetylowych do nici DNA lub histonów. Grupy metylowe znajdują się w takich składnikach diety jak foliany, cholina, czy aminokwasy. W wyniku przemian biochemicznych cyklu folianów reszty metylowe są przenoszone przez enzymy na DNA lub na histony- białka odpowiadające za upakowanie przestrzenne DNA, a co za tym idzie za jego dostępność do odczytu. Znaczna metylacja danego regionu DNA wpływa na zahamowanie ekspresji genów, a w konsekwencji zmniejsza lub całkowicie redukuje produkcję kodowanych przez nie białek, które mogą wpływać na zdrowie człowieka.
Rozpoznane mechanizmy epigenetyczne to: metylacja nici DNA, metylacja histonów.
- Dzieci dziedziczą materiał genetyczny od swoich biologicznych rodziców, który odpowiada m.in. za takie cechy jak wzrost, kolor oczu czy predyspozycje temperamentalne. Jednak nie tylko geny mają wpływ na rozwój – równie ważne są zmiany epigenetyczne, czyli modyfikacje wpływające na to, czy i jak konkretne geny zostaną aktywowane.
Epigenetyka to dziedzina nauki, która tłumaczy, dlaczego bliźnięta jednojajowe, mimo identycznego DNA, mogą wykazywać znaczące różnice w zachowaniu, zdrowiu, zdolnościach czy osiągnięciach szkolnych. Badania na takich bliźniętach pokazują, że epigenom – zestaw chemicznych znaczników regulujących ekspresję genów – kształtuje się pod wpływem doświadczeń i czynników środowiskowych, pozostawiając indywidualny „ślad” na materiale genetycznym.
Takie epigenetyczne „podpisy” mogą powstawać zarówno w wyniku pozytywnych doświadczeń (np. bliskie, wspierające relacje), jak i negatywnych czynników (np. narażenie na toksyny, przewlekły stres, trauma). Mogą być przemijające lub długotrwałe, jednak niezależnie od tego wpływają na to, czy dane geny zostaną aktywowane, czy też pozostaną wyciszone.
Co istotne, współczesne badania wskazują, że niektóre niekorzystne zmiany epigenetyczne są odwracalne, wspierając tym samym zdrowie psychiczne i fizyczne. Duże znaczenie mają tu: budowanie empatycznych relacji opartych na bezpieczeństwie i zrozumieniu, ograniczanie stresu oraz nauka skutecznych strategii radzenia sobie w trudnych sytuacjach.
Dlaczego epigenetyka ma znaczenie podczas ciąży?
Epigenetyka ma ogromne znaczenie w ciąży, ponieważ właśnie w tym okresie kształtowane są fundamenty zdrowia dziecka na całe życie. To, co przyszła mama je, jak funkcjonuje, na co jest narażona (stres, toksyny, leki), a nawet to, czy ma prawidłowe stężenia witamin i składników mineralnych, może wpływać na sposób, w jaki u dziecka „włączają” i „wyłączają” się określone geny – bez zmieniania samego kodu DNA.
Ciąża jest jednym z tzw. okresów krytycznych w życiu człowieka. W tym czasie dochodzi do intensywnego podziału komórek, powstawania organów i kształtowania mechanizmów odpornościowych, metabolicznych i nerwowych. Epigenetyka reguluje te procesy za pomocą modyfikacji, takich jak: - metylacja DNA (np. pod wpływem folianów i choliny),
- modyfikacje histonów (białek otaczających DNA).
To właśnie dzięki epigenetyce płód dostosowuje się do warunków w macicy – np. niedoboru składników odżywczych, stresu oksydacyjnego, czy nadmiaru cukru – co może skutkować trwałymi zmianami w funkcjonowaniu organizmu.
Dlaczego to ważne?
- Zbyt niski poziom folianów lub choliny może zmniejszyć metylację, prowadząc do wad cewy nerwowej.
- Zbyt wysoki poziom homocysteiny (z powodu niedoboru witamin z grupy B, folianów) może uszkadzać komórki i łożysko.
- Niedobory w diecie matki mogą „zaprogramować” dziecko na większe ryzyko nadciśnienia, cukrzycy typu 2 czy otyłości w dorosłości.
- Stres i kortyzol u matki mogą wpływać na układ nerwowy dziecka i zwiększać ryzyko zaburzeń neurorozwojowych.
Epigenetyka a dieta
Dieta jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na regulację epigenetyczną – i co istotne, należy do obszarów, na które mamy realny wpływ. To nasze codzienne wybory żywieniowe decydują o tym, jak odżywiamy organizm, a tym samym – jak wpływamy na aktywność genów. Dziedziną nauki, która bada zależności między składnikami pożywienia a funkcjonowaniem genów, jest nutrigenomika.
Pożywienie pełni rolę nie tylko źródła energii, lecz także informacyjnego bodźca wpływającego na wiele aspektów naszego funkcjonowania – od samopoczucia, przez metabolizm, aż po aktywację genów związanych z długowiecznością, zdolnościami naprawczymi komórek czy ochroną przed chorobami przewlekłymi. Coraz więcej badań naukowych potwierdza, że żywienie może modyfikować mechanizmy epigenetyczne, wpływając na to, które geny ulegają ekspresji, a które zostają wyciszone.
Jednym z najbardziej znanych eksperymentów ilustrujących wpływ diety na epigenom jest badanie przeprowadzone na myszach z mutacją genu agouti. Zwierzęta te, posiadające wadliwy gen, charakteryzowały się żółtym ubarwieniem sierści oraz zwiększoną podatnością na choroby metaboliczne – w tym otyłość, insulinooporność i nowotwory.
Naukowiec Randy Jirtle zaprojektował badanie, w którym ciężarne myszy podzielono na dwie grupy. Jedna z nich otrzymywała karmę wzbogaconą w składniki wspierające proces metylacji – m.in. witaminy z grupy B, cholinę oraz betainę. Druga grupa – kontrolna – była żywiona standardową dietą.
Rezultaty zaskoczyły badacza: potomstwo myszy z grupy otrzymującej wzbogaconą karmę urodziło się brązowe, zdrowe i pozbawione cech charakterystycznych dla nosicieli mutacji genu agouti. Choć gen był obecny, jego aktywność została zablokowana dzięki procesowi metylacji, czyli epigenetycznemu „wyciszeniu” działania genu.
To przełomowe doświadczenie udowodniło, że odżywianie matki w ciąży może wpływać na ekspresję genów u potomstwa, jeszcze na etapie życia płodowego – niezależnie od uwarunkowań genetycznych. Tym samym potwierdza ono ogromną rolę żywienia w kształtowaniu zdrowia już od pierwszych dni życia.
Dziedziczenie epigenetyczne – most między stylem życia a zdrowiem dziecka
Epigenetyka wyjaśnia, dlaczego nasze wybory – zwłaszcza w ciąży – mają wpływ nie tylko na obecne samopoczucie, ale także na przyszłe zdrowie dziecka. To, co jemy, jak reagujemy na stres, czy dostarczamy organizmowi odpowiednich składników odżywczych, może modulować aktywność genów, wpływając na rozwój narządów, metabolizm czy odporność dziecka – mimo że jego kod DNA pozostaje niezmienny.
Badania pokazują, że dieta bogata w składniki wspierające metylację (np. foliany, cholina, witaminy B6 i B12) może działać ochronnie już na etapie życia płodowego. Dlatego epigenetyka staje się nie tylko fascynującą dziedziną nauki, ale i praktycznym przewodnikiem dla przyszłych mam, które chcą świadomie budować zdrowie swojego dziecka – od pierwszych dni jego istnienia.
Bibliografia:
Werner-Górska K., Czym jest epigenetyka, co o niej wiemy i jaki ma wpływ na nasze codzienne życie, https://mito-med.pl/artykul/czym-jest-epigenetyka-co-o-niej-wiemy-i-jaki-ma-wplyw-na-nasze-codzienne-zycie, dostęp: 10.04.2025 r.