Epigenetinių veiksnių įtaka mitybos programavimui, metabolinėms ligoms, senėjimui ir fiziniam pajėgumui.
Vienas iš raumenų „atminties“ mechanizmų yra aiškinamas gana naujoje mokslo šakoje – epigenetikoje. Epigenetika, paprastais žodžiais kalbant, yra tartum vienaip ar kitaip užkoduotų genų raiška. Įvairūs faktoriai turi įtakos mūsų kūno ląstelėms. Tam, kad mes išliktume, organizmas prisitaiko. Butent prisitaikymo mechanizmai gali būti perduodami iš motinoskūdikiui, įgyjami gyvenimo eigoje. Ši teorija paaiškina tai, jog homozigotiniai (identiški) dvyniai gali sirgti skirtingomis ligmis ar turėti kitų sutrikimų arba vienas jų gali būti absoliučiai sveikas, nes organizme, nepaisant vienodo genetinio kodo, skiriasi genų raiška. O būtent ji (ne tik genų rinkinys, tačiau kaip jis valdomas), apsprendžia mūsų sveikatą, išvaizdą ir kt.
Prenatalinio amžiaus mitybos apribojimo įtaka raumenų skaidulų kompozicijai bei dydžiui
II pasaulinio karo metu pirmą trimestrą besilaukiančių Olandijos moterų badavimas turėjo neigiamų pasekmių vėlesniuose palikuonių gyvenimo tarpsniuose: padidino koronarinės širdies ligos paplitimą, nutukimą, daugiau pacientų patekdavo į ligonines dėl su amžiumi susijusių ligų. Taip pat nustatyta, kad jų organizme – smegenyse, raumenyse, kauluose ir akyse – buvo didesnis su senėjimu susijusių biomarkerių skaičius.
Tyrimai su žiurkėmis, kurioms buvo ribojamas kalorijų kiekis nėštumo metu, parodė, kad:
- Ankstyva prenatalinė intervencija labiausiai turi įtakos raumens skaidulų skaičiui (mažina);
- Viduriniojo periodo intervencija labiausiai turi įtakos raumens skaidulų kompozicijai (labiausiai mažina greitąsias skaidulas);
- Vėlesnio laikotarpio intervencija turi įtakos raumenų masės ir svorio mažėjimui.
Tyrimai, atlikti su lieso ir stambaus sudėjimo avių palikuonimis parodė, kad:
- Atlikus raumenų biopsiją, liesų avių palikuonių raumenys buvo mažiau kapiliarizuoti, turėjo mažesnį miofibrilių tankį bei mažesnį greitųjų raumenų skaidulų kiekį.
Prenatalinis baltymų badas ir raumenų programavimas
Tyrimai, atlikti su žiurkėmis ribojant TIK baltymus parodė, kad:
- Labiausiai sumažėja raumenų dydis (kompozicija kinta nežymiai);
- Sumažėja neuroraumeninių sinapsių, kurios vėlesniais gyvenimo metais gali lemti raumens skaidulų denervaciją.
Visgi, ribojant baltymus ir riebalus, tačiau angliavandenių kiekį paliekant pastovų, raumenų savybės beveik nepasikeičia.
Mitybos programavimo mechanizmai
Mitybos (baltymų) apribojimas vaisiuje turi įtakos:
Baltymų sintezės sumažėjimui:
- Ribosominio baltymo S6 sumažėjimui;
- Su Amino rūgščių atsako keliu susijusių genų raiškos sumažėjimui (AAR);
- Su autofagais susijusių genų raiškos padidėjimui;
- Miostatino ir jo receptoriaus kiekio/raiškos padidėjimui
Mitybos (angliavandenių) apribojimas vaisiuje turi įtakos:
- Baltymų irimo procesams (aktyvinamas ubikvitilinimas);
Mitybos programavimas ir metabolinės ligos
Nutukimas:
- Carnitine palmitoyltransferase-1 (fermentas, reguliuojantis riebalų oksidaciją) sumažėjimas 25% dėl motinos dietos;
- Uždegimai riebaliniame audinyje, padidėjęs oksidacinis stresas.
Diabetas II:
- II ir vėlesniais trimestrais ribojant maistą, sumažėja gliukozės transporterio (priklausomo nuo insulino) kiekis;
- Insulino atmetimo reakcijos;
- Sumažėja aerobinis gliukozės panaudojimas ląstelės kvėpavimo procese.
Raumenų atmintis
Pagyvenusiems žmonėms, kurių stipri delno suspaudimo jėga, stebimas mažesnis miostatino reiškimąsis nei tiems, kurių jėga mažesnė. Mažesnės delno suspaudimo jėgos tiriamieji turėjo padidėjusius interleukin 6 (IL-6), tumour necrosis factor-alpha (TNF-a) and interleukin-1 receptor (IL1R1).
Tiesioginių įrodymų, kaip ankstyvas mitybos programavimas turi įtakos senėjimui, dar nėra.
Teigiamas anabolinių/augimo faktorių efektas:
- Papildomas testosterono kiekis padidina raumenų masę ir branduolių skaičių skaidulose;
- Persitreniravimas padidina raumenų apimtį ir branduolių kiekį skaidulose.
- Jei prieš tai buvo pakankamai ilgai gauta testosterono, persitreniravimas raumenų masę papildomai padidina trečdaliu;
- Iš kūno išimtos raumenų kamieninės ląstelės veikia kaip to organizmo raumenų ląstelės (aktyvių žmonių ląstelės geriau pasisavina gliukozę nei pasyvių).
Neigiamas katabolinių/su liga susijusių faktorių poveikis:
- vėžiu sergančio žmogaus raumeninės ląstelės, lyginant su sveiko, demonstruoja netinkamą, nesveiką proliferaciją;
- Iš Stambių žmonių kamieninių raumeninių ląstelių užauga daugiau intraląstelinių riebalų turinčios skaidulos, lyginant su normalios kūno masės žmonėmis;
- Pelėse, kurių mityba prenataliniame laikotarpyje buvo apribota ir tose, kurios ankstyvame amžiuje gavo riebalų dietą, rastas mažas raumens pirmtakių ląstelių kiekis, taip pat maža jų regeneracijos galimybė.
Tiek itin ilgas ir stiprus, tiek trumpas ir stiprus fizinės veiklos stimulas turi įtakos epigenetiniams raumeninių ląstelių pokyčiams. Iš nutukusių žmonių paimtose, lyginant su iš sveikų žmonių paimtose, užaugintose ląstelėse stebima ryški PPARd (Peroxisome Proliferator Activated Receptor Delta) geno supresija. Net mankštinantis nutukusioms besilaukiančioms pelėms, jų palikuonys perėmė geresnes raumenines savybes epigenetiniu lygmeniu (aktyvesni baltymų sintezės genai, prislopinti ardymo genai). Izoliuotos nuo kūno raumeninės ląstelės išlaiko to organizmo savybes, mitotinį potencialą turinčios ląstelės perduoda epigenetines savybes dukterinėms ląstelėms.Tos raumeninės ląstelės, kurios jau buvo paveiktos TNF-a, antrą kartą į jį reaguoja stipriau ir dar labiau sulėtina ir prastina savo diferenciaciją, nei tos, kurios nebuvo anksčiau paveiktos TNF-a.
Stimulai (mityba, sportas) ankstyvame amžiuje turi įtakos raumenų savybėms vėlesniame amžiuje epigenetiškai, o tai lemia metabolines ligas, senėjimą.
Raumenų ląstelės į jau patirtą stimulą gali reaguoti gerai arba prastai prie jo prisitaikydamos – taip apibrėžiamas terminas raumenų epi-atminties pajėgumas.
Naudota literatūra:
Sharples, P. A. et al. 2016. Does skeletal muscle have an ‘epi’-memory? The role of epigenetics in nutritional programming, metabolic disease, aging and exercise. Aging Cell.
Leave a Reply