Любой, кто когда-либо пытался избавиться от нескольких лишних килограммов, знает, как это может разочаровывать: сначала вес снижается, но через несколько недель возвращается – дает о себе знать эффект йо-йо. Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха смогли доказать, что все это зависит от эпигенетики.
Эпигенетика – это часть генетики, которая основана не на последовательности генетических строительных блоков, а на небольших, но характерных химических метках-маркерах на этих строительных блоках. Последовательность строительных блоков формировалась в течение длительного периода времени; мы все наследуем их от своих родителей.
С другой стороны, эпигенетические маркеры более динамичны: факторы окружающей среды, наши пищевые привычки и состояние нашего организма, например ожирение, могут изменять их в течение жизни. Но они могут оставаться стабильными в течение многих лет, иногда десятилетий, и в течение этого времени они играют ключевую роль в определении того, какие гены активны в наших клетках, а какие нет.
“Эпигенетика говорит клетке, что она за клетка и что она должна делать”, – говорит Лаура Хинте, аспирантка группы под руководством Фердинанда фон Мейенна, профессора диетологии и метаболической эпигенетики.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Эпигенетическая память об ожирении
Исследователи, возглавляемые Хинте, фон Мейенном и их коллегой Даниэлем Кастеллано Кастильо, искали молекулярные причины эффекта йо-йо у мышей. Они проанализировали жировые клетки мышей с избыточным весом и тех, которые сбросили лишний вес с помощью диеты. Их исследования показали, что ожирение приводит к характерным эпигенетическим изменениям в ядрах жировых клеток. Особенность этих изменений в том, что они сохраняются даже после применения диеты.
“Жировые клетки запоминают состояние избыточного веса и могут легче вернуться к этому состоянию”, – говорит фон Мейенн. Ученые смогли показать, что мыши с этими эпигенетическими маркерами быстрее набирали вес, когда у них снова был доступ к диете с высоким содержанием жиров. “Это означает, что мы нашли молекулярную основу эффекта йо-йо”.
Они также нашли доказательства существования этого механизма у людей. Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха проанализировали биоптаты жировой ткани, взятые у людей с избыточным весом, которые ранее перенесли операцию по уменьшению объема желудка или желудочному шунтированию. Образцы тканей были получены в ходе различных исследований, проведенных в Каролинском институте в Стокгольме и в больницах Лейпцига, Дрездена и Карлсруэ. В этих образцах исследователи анализировали экспрессию генов, а не эпигенетические маркеры. Однако результаты согласуются с результатами, полученными у мышей.
Ключ к успеху – профилактика
Исследователи не изучали, как долго жировые клетки могут сохранять память об ожирении.
“Жировые клетки – долгожители. В среднем они живут десять лет, прежде чем наш организм заменит их новыми клетками”, – говорит Хинте.
В настоящее время невозможно изменить соответствующие эпигенетические метки в клеточном ядре с помощью лекарств и, таким образом, стереть эпигенетическую память.
“Возможно, мы сможем это сделать в будущем”, – говорит Хинте. “Но пока нам приходится мириться с этим эффектом памяти”.
“Именно из-за этого эффекта памяти так важно в первую очередь избегать избыточного веса, потому что это самый простой способ борьбы с феноменом йо-йо”, – добавляет фон Мейенн. Исследователи адресуют это сообщение в первую очередь детям, подросткам и их родителям.
В своей работе исследователи впервые показали, что жировые клетки обладают эпигенетической памятью об ожирении. Однако они не говорят о том, что жировые клетки – единственные клетки, обладающие такой памятью.
“Другие клетки организма также могут играть определенную роль в эффекте йо-йо”, – говорит фон Мейенн. Вполне возможно, что клетки мозга, кровеносных сосудов или других органов также помнят об ожирении и вносят свой вклад в этот эффект. Так ли это на самом деле – вот что хотят выяснить исследователи.
Помощь психолога