Epigenetica, ştiinţa de a trăi bine

Cum ştiu plantele că trebuie să înflorească primăvara? De ce îmbătrâneşte omul? De ce unele persoane sunt mai impulsive decât altele? De ce cresc tumorile? Cum ştie corpul unei femei să intre la menopauză? La toate aceste întrebări, putem afla răspunsul în epigenetică.

Doar 2% din ADN-ul uman conţine instrucţiuni pentru producerea proteinelor, responsabile pentru aproape toate procesele care au loc în organismul nostru. Până de curând, restul de 98% era considerat irelevant, un fel de resturi lăsate în urmă de milioanele de ani de evoluţie. Iar asta pentru că oamenii de ştiinţă nu reuşiseră, încă, să le identifice menirea. Dincolo de genetică, însă, biologii au descoperit o altă lume, cea a epigeneticii. Dacă genetica „dă naştere“ vieţii, epigenetica o modelează. Altfel spus, în timp ce genetica descrie modul în care secvenţele ADN din genele noastre sunt transmise de la o generaţie la alta, epigenetica descrie modul în care genele sunt folosite. Deci, epigenetica este ştiinţa care selectează genele din corpul uman care să fie activate sau dezactivate.

Născocirea lui Waddinton

De vreun deceniu încoace, epigenetica a devenit o ştiinţă „la modă“. Îi fascinează nu doar pe biologi, ci şi pe scriitori, cineaşti şi, desigur, pe specialiştii medicinei alternative. Cuvântul „epigenetică“ înseamnă „deasupra geneticii“ şi se datorează cercetătorului Conrad Waddington. La sfârşitul anilor 1930, acesta l-a folosit pentru prima dată pentru a denumi un concept al biologiei ce studia modul cum ar putea interacţiona genele cu mediul înconjurător. Însă ideea de epigenetică a creionat-o, iniţial, Aristotel. În anul 350 î.H., filozoful propunea în cartea sa  „Despre  Originea  Animalelor“, noţiunea  de „epigeneză“, adică: „Dezvoltarea formei individuale organice din ne-formă“. Altfel spus, Aristotel a susţinut că omul sau animalul adult se dezvoltă, gradual, din embrion şi nu are aspectul fizic adult prestabilit, aşa cum susţineau alţi filozofi. De altfel, această dezbatere despre cât de mult ne influenţează aspectul genelor transmise de la părinţii noştri a durat până la începutul secolului al XX-lea. După Waddington, studiul acestei ştiinţe a luat-o pe un traseu puţin diferit. În  prezent, epigenetica  cercetează fenomenele biochimice care permit acidului dezoxiribonucleic (ADN) să se exprime într-o manieră diferită, graţie activării şi reprimării anumitor gene. Pentru a o înţelege mai bine, trebuie, mai întâi, înţeles ADN-ul.

De ce suntem unici

Aproape fiecare celulă a unui organism viu, indiferent că este vorba de un papagal, de o pisică, de un corcoduş sau de un om, conţine un set complet de instrucţiuni pentru a „construi“ acel organism. Acest manual este, de fapt, ADN-ul, o moleculă foarte lungă, compusă din „capitole“ mai mici, numite baze azotate. În cazul oamenilor, ADN-ul conţine aproximativ trei miliarde de baze azotate. Toate şiragurile de ADN din fiecare celulă din corpul nostru formează genomul.

Secvenţa bazelor se schimbă puţin de la om la om, iar acest lucru ne face unici. De aceea avem culoarea părului şi forma nasului diferite, iar unii sunt făcuţi să alerge, pe când alţii să cânte la pian. Când bazele încep să se combine în mici găşti, se formează genele – vreo 20.000 în total. Acestea produc proteine dătătoare de viaţă. Dar şi genele au un şef care le controlează şi decide care şi cum funcţionează: epigenetica.

Citeşte şi: Ce este homeostazia şi de ce avem nevoie de ea

Moştenire de la ... străbunici

Moştenirea epigenetică este încă la început de drum şi nu este, nici pe departe,  bătută-n cuie. De fapt, cele mai relevante dintre puţinele studii făcute până acum au fost pe şoareci. Tot mai mulţi oameni de ştiinţă sunt convinşi, însă, că aceleaşi  rezultate pot fi aplicate şi în cazul oamenilor. De exemplu, cercetările pe şobolani au arătat că atunci când aceştia sunt expuşi la droguri în adolescenţă, puii lor sunt predispuşi la adicţie de droguri.

Un alt studiu a fost făcut pe oameni, mai precis pe olandezi, care, în perioada celui de-al Doilea Război Mondial, au fost înfometaţi de nazişti. Astfel, s-a demonstrat că efectele foametei asupra sănătăţii pot fi transmise chiar şi peste trei generaţii. Lipsa hranei nutritive a cauzat apariţia unor boli, moştenite chiar şi de nepoţii persoanelor suferinde. Aşadar, factorii de mediu înconjurător se pot „impregna“ în moştenirea genetică. Şi nu doar ei. Cercetările de epigenetică par să ducă la concluzia că traumele din trecutul nostru sau al strămoşilor noştri lasă „cicatrici“ emoţionale la nivelul ADN-ului. Fobii, angoase şi tot felul de emoţii negative, chiar dacă sunt uitate, nu dispar, ci se pot transmite peste generaţii ca un fel de „reziduu molecular“.

De ce apare boala

După mai bine de 15 ani de când a fost descoperit genomul uman, oamenii de ştiinţă au realizat că majoritatea bolilor cronice nu pot fi atribuite în primul rând genelor. Aşa că au început să caute cauze şi în „sânul“ epigeneticii. Ceea ce au descoperit este faptul că există şi mecanisme defectuoase ale epigeneticii, influenţate mai ales de factori externi. Ce mănânci, cât dormi, unde locuieşti, cu cine interacţionezi sunt acţiuni care produc modificări chimice la nivelul genelor, adică influenţează moleculele de metil din ADN, proces cunoscut ca metilare. Epigenetica poate fi „păcălită“ uneori de astfel de factori externi, iar rezultatul este că unele gene devin active în direcţii greşite sau că blochează gene responsabile cu funcţionarea celulelor. Acest lucru cauzează apariţia unor boli, în special cancere, boli autoimune, afecţiuni neurologice (Alzheimer, Parkinson, schizofrenie) sau afecţiuni psihologice, cum ar fi depresia. Ceea ce nu a fost lămurit complet, încă, este dacă aceste boli sunt pur epigenetice sau dacă mutaţiile în ADN joacă şi ele un rol.

„Deviaţiile“ ADN şi... cancerul

Fiinţele umane au gene ce reglează ritmul şi modul de creştere al celulelor. Nu întotdeauna, însă, acestea cresc cum ar fi normal. O celulă canceroasă nu mai ţine cont de nicio restricţie când vine vorba de creştere, se „îndoapă“ cu nutrimente şi trăieşte mult mai mult decât ar trebui. Cum singura menire a unei celule canceroase este aceea de a supravieţui, aceasta evită întâlnirea cu sistemul imunitar, de frică să nu fie depistată şi distrusă de acesta. În mare parte, rebeliunea celulelor canceroase este pusă pe seama geneticii: cromozomi aliniaţi  incorect, ADN greşit interpretat sau gene incorect copiate duc la comportamentul deviant al celulelor. Dar epigenetica, adică modul în care o celu-lă accesează sau înmagazinează informaţiile genetice pentru a supravieţui, stă la fel de mult, dacă nu mai mult, la baza formării cancerului.

Altfel spus, fumul de ţigară, expunerea la fertilizanţi, stresul constant şi alte agresiuni din mediul înconjurător, ba chiar şi stările emoţionale negative produc un dezechilibru în chimia internă, un fel de semnal numit „întrerupător  epigenetic“,  care  blochează activitatea genelor şi le împiedică să-şi îndeplinească misiunea. Astfel, cu toate că natura a înzestrat organismul cu aceşti gardieni inteligenţi, un mod nesănătos de viaţă reuşeşte să-i dezactiveze, iar celulele maligne sunt libere să se înmulţească şi să se împrăştie. Vestea bună este că epigenetica este reversibilă. Dacă învăţăm să ne controlăm emoţiile şi felul cum interacţionăm cu mediul, dacă ne schimbăm alimentaţia şi stilul de viaţă, vom putea interveni în aceste schimbări ale ADN-ului şi vom putea evita bolile.

Citeşte şi: De ce devin oamenii vegetarieni

Femeile îmbătrânesc mai greu decât bărbaţii

Un studiu finalizat anul acesta de cercetători din California arată că pot fi diferenţe mari între vârsta biologică şi numărul de ani împliniţi. Astfel, o persoană de 60 de ani poate suferi, la nivelul ADN-ului, schimbări chimice, care o pot face să fie mult mai bătrână, ca şi cum ar avea, de fapt, 114 ani. Pe de altă parte, o altă persoană de 60 de ani îşi poate menţine tinereţea ca una de 20 de ani. Cercetătorii cred că experienţele sociale pot fi cauza îmbătrânirii premature sau a „tinereţii fără bătrâneţe“. Cea mai mare influenţă în îmbătrânirea biologică prematură o au obezitatea, dar şi fumatul, problemele de sănătate din copilărie şi traumele psihologice. De asemenea, a fost demonstrat că, biologic, femeile îm-bătrânesc cu până la doi ani mai târziu decât bărbaţii.

Genele nu-ţi decid soarta

Mediul în care trăim ne influenţează genomul prin modificări epigenetice. Aşa se explică de ce doi gemeni identici se pot confrunta cu probleme de sănătate complet diferite, deşi moştenesc aceleaşi gene de la părinţi. Astfel, unul se poate îmbolnăvi de cancer sau de diabet, pe când celălalt nu, iar asta nu din cauza genelor, ci din cauza mediului în care trăieşte. Nivelul poluării din aer, mediul în care lucrezi, zgomotul din casă şi din prejurul acesteia, prezenţa sau absenţa luminii naturale, a arborilor, toate acestea contribuie la modificarea genelor şi a celulelor noastre. De altfel, sunt tot mai multe demonstraţii ştiinţifice că genele „ascultă“ de mediul înconjurător într-atât încât ne afectează sănătatea şi comportamentul.

Pornind de la această descoperire, că mediul înconjurător are efecte asupra activităţii genelor, oamenii de ştiinţă au încercat să găsească  răspunsuri  noi  la  probleme vechi. Iar epigenetica ne dezvăluie cum şi de ce se produc multe din funcţiile şi disfuncţiile biologice.

Cum ştiu narcisele să înflorească primăvara?

Una dintre întrebările legate de influenţa mediului înconjurător asupra vieţii a  fost pusă de cercetătorii de la Centrul de Biotehnologie a Plantelor al  Universităţii Politehnice din Madrid. Aceştia au vrut să afle cum ştiu  plantele  când să  înflorească şi când să „hiberneze“. Studiul lor a scos la iveală faptul că ADN–ul plantelor se modifică în funcţie de anotimpuri, în aşa fel încât există un  semnal epigenetic mai intens iarna şi altul specific pentru primăvară. Mai mult,  plantele memorează schimbările de anotimpuri pentru a şti când trebuie să intre în repaus în faţa condiţiilor grele ale iernii şi când vine momentul pentru a înmuguri, pentru a creşte şi pentru a înflori.

Fursecul de la miezul nopţii forţează genele

Ca şi mediul înconjurător, stilul de viaţă, nutriţia, şi modul de gândire influenţează activitatea genelor şi, implicit, sănătatea. Pe fondul ADN-ului, oamenii sunt 99,9%  identici. Restul de 0.1%, adică ceea ce ne diferenţiază, reprezintă modul în care folosim acest  ADN. De altfel, ADN-ul nu înseamnă  altceva decât instrucţiuni pentru a funcţiona perfect. Însă, de-a lungul vieţii, acumulăm obiceiuri proaste, care afectează acţiunea epigenetică. Sunt obiceiuri  precum excesul de mâncare procesată, comportamentul antisocial, fumatul, cul-catul frecvent după miezul nopţii sau lipsa respectului faţă de natură. De exemplu, noaptea, când avem senzaţia că ne este foame şi „dăm atacul“ la frigider sau la cămară, forţăm anumite gene să funcţioneze când ele ar trebui, de fapt, să se „odihnească“. În aceste condiţii, genele respective, care nu au cum să funcţioneze corect în timpul nopţii, acumulează o substanţă ce ar  efecte  negative asupra sănătăţii.

Şi cu cât facem mai des acest lucru, cu atât este mai periculos, căci genele ne  iartă o dată, de două ori, dar nu uită. Dacă mâncăm azi un pui de la fast-food, plin de „E-uri“ şi îmbibat în grăsimi de proastă  calitate, nu vom deveni obezi şi nici nu ne vom îmbolnăvi de cancer a doua zi. Dar genele vor adăuga această greşeală altora asemenea, iar peste şase luni sau peste şapte ani vom suferi consecinţele sub forma unei boli cronice.

Tinereţe fără bătrâneţe şi viaţă fără de doctor

Tot mai des, bolile apărute în urma stilului de viaţă, de la cancere la afecţiuni cardiovasculare, sunt puse pe seama stresului, considerat „ucigaşul“ mondial nu-mărul 1 al secolului nostru. Când este stresat constant, zi de zi, organismul îşi  concentrează toată energia pentru a rezolva problema stresantă. Acest lucru duce la extenuare fizică şi mentală, iar, în final, la boală. În plus, stresul constant  creează stări şi emoţii negative, care, pe termen lung, vor duce la boli grave precum cele autoimune, cardiovasculare sau cancere.

Dar, şi în cazul stresului, ca şi în cel al alimentaţiei şi al stilului de viaţă, putem  lua măsuri pentru a preveni sau pentru a atenua deteriorarea materialului gene-tic şi, deci, pentru a evita îmbătrânirea prematură sau apariţia bolilor cronice. De altfel, cea mai nepreţuită învăţătură a epigeneticii este aceea că stă în puterea noastră să ne schimbăm viaţa în mai bine, fără ajutorul doctorului sau al farmacistului.