الطبيعة مقابل التنشئة: ما الذي يغذي السمنة والسكري؟
يمكن أن تؤثر بيئتنا وأسلوب حياتنا على وظيفة جيناتنا دون تغيير الكود الجيني. تلخص مقالة مراجعة بحثًا على مدار العقد الماضي يوضح كيف يساهم ذلك في السمنة ومرض السكري من النوع 2.
الطبيعة مقابل التنشئة هي عبارة مألوفة للكثيرين منا. جيناتنا هي المسؤولة عن العديد من سماتنا ، لكن التنشئة أو التأثيرات البيئية لها بالتأكيد دور تلعبه.
عندما يتعلق الأمر بالسمنة ومرض السكري من النوع 2 ، فمن السهل اتباع مسار فكري مباشر.
إذا كنا نستهلك باستمرار سعرات حرارية أكثر مما نحرقه كل يوم ، فإننا نزيد وزنا ، وهذا يعرضنا للإصابة بمرض السكري من النوع 2.
تتعافى الخلايا الدهنية والبنكرياس لدينا بمجرد أن نغير أسلوب حياتنا ونفقد الوزن. ومع ذلك ، فإن هذه المعادلة البسيطة تترك لنا العديد من الأسئلة دون إجابة.
لماذا يفقد بعض الناس الوزن بسرعة أكبر من غيرهم ، حتى لو اتبعوا نفس النظام الغذائي أو نظام التمارين؟ لماذا يصاب بعض الأشخاص بداء السكري من النوع 2 بينما لا يصاب به البعض الآخر ، حتى عندما تكون مخاطرهم الوراثية متشابهة؟
قد يحمل علم التخلق إجابات لبعض هذه الأسئلة. يعتبر علم الوراثة ، فرعًا صغيرًا نسبيًا من علم الوراثة ، هو دراسة التغيرات في وظيفة الجين دون أي تغييرات في الكود الجيني ، أو الجينوم نفسه.
هل يمكن لعلم التخلق أن يفسر ارتفاع معدلات السمنة ومرض السكري من النوع 2؟
الإيبيجينومات فردية وديناميكية
تعد التعديلات الجينية إحدى الطرق للتأثير على كيفية عمل الجين.
مثيلة الحمض النووي هي أحد أنواع التعديل الوراثي اللاجيني. يحدث عندما ترتبط علامات كيميائية صغيرة تسمى مجموعات الميثيل بقواعد السيتوزين في كود الحمض النووي. هذا المثيلة يوقف الجين.
نحن نرث بعض الواسمات فوق الجينية من آبائنا ، لكن الكثير منها يحدث تلقائيًا ويتغير خلال حياتنا ، مما يجعل كل واحد منا مع إبيجينوم فريد.
في مقال في المجلة استقلاب الخلية، قام باحثون من جامعة لوند في السويد مؤخرًا بمراجعة الدراسات التي أجريت على مشاركين بشريين بحثوا في كيفية مساهمة مثيلة الحمض النووي في السمنة ومرض السكري من النوع 2.
توضح شارلوت لينج ، الأستاذة في مركز السكري بجامعة لوند ، في بيان صحفي أن "علم التخلق لا يزال مجالًا بحثيًا جديدًا نسبيًا. ومع ذلك ، نحن نعلم الآن أن الآليات اللاجينية تلعب دورًا مهمًا في تطور المرض ".
في الورقة ، يوضح لينغ أن الباحثين قد وجدوا عددًا من التعديلات اللاجينية في جميع أنحاء الجينوم والتي يمكن أن تتنبأ بمؤشر كتلة الجسم لشخص ما إلى حد ما.
عند مقارنة مواقع مثيلة الحمض النووي في جزر البنكرياس - الهياكل التي تنتج الأنسولين - من الأشخاص المصابين بداء السكري من النوع 2 وأولئك الذين لا يعانون من هذه الحالة ، حددت إحدى الدراسات ما يقرب من 26000 منطقة كانت مختلفة بين المجموعتين.
ينصح ليند بالحذر ، لأنه من غير الواضح في هذه المرحلة ما إذا كانت هذه التغييرات هي سبب أو تأثير مرض السكري من النوع 2.
النظام الغذائي والتمارين الرياضية والشيخوخة
هناك الكثير من الأدلة التي تربط بين السمنة والسكري والأنظمة الغذائية الغربية التي تحتوي على مستويات عالية من الدهون والسكر.
قد تخبرنا دراسات الوراثة اللاجينية عن السبب.
يوضح لينغ: "إن تناول نظام غذائي غني بالدهون لمدة 5 أيام ، ومحاكاة النظام الغذائي الذي شوهد لدى العديد من الأشخاص الذين يعانون من السمنة المفرطة ، قد غير كل من التعبير الجيني وأنماط المثيلة في العضلات والهيكل العظمي البشري والأنسجة الدهنية".
وتتابع قائلة: "الأهم من ذلك ، أنه يبدو أنه من الأسهل إحداث تغييرات مثيلة عن طريق الإفراط في التغذية بدلاً من عكسها باتباع نظام غذائي تحكم".
التمرين يؤثر أيضًا على الإبيجينوم. أدت كل من الجلسات الفردية والتمارين طويلة المدى إلى تغيير مثيلة الحمض النووي في العضلات والهيكل العظمي والدهون ، لكن أهداف الجين كانت مختلفة.
تعلق تينا رون ، مؤلفة الدراسة وباحثة ما بعد الدكتوراه التي تعمل مع لينغ: "يمكن لعلم التخلق أن يفسر سبب استجابة الأشخاص المختلفين بشكل مختلف للتمارين الرياضية".
مع تقدمنا في العمر ، يستمر الإيبيجينوم في التغير ، مشيرًا أصابع الاتهام إلى الشيخوخة كعامل دافع في التغيرات اللاجينية. تربط الأبحاث بين السمنة والانحراف الوراثي فوق الجيني مع تقدم الشخص في العمر ، ولكن كيف أو لماذا يحدث هذا غير واضح في الوقت الحالي.
ماذا يحدث للجيل القادم؟
تظهر الدراسات التي أجريت على القوارض أن جيلًا واحدًا يمكنه نقل بعض العلامات اللاجينية المرتبطة بالسمنة ومرض السكري من النوع 2 إلى الجيل التالي. لا يزال هذا النوع من البحث في مهده عند البشر ، ولكن تظهر بعض النتائج المثيرة للاهتمام.
في إحدى الدراسات ، كان أطفال الأمهات المصابات بداء السكري من النوع 2 أثناء الحمل أكثر عرضة للإصابة بالسمنة ومرض السكري من النوع 2 في عمر متأخر أكثر من أطفال الأمهات غير المصابات بداء السكري.
تظهر العديد من الدراسات أنه عندما تعاني الأمهات من المجاعة أثناء الحمل ، فإن أطفالهن يتعرضون لخطر متزايد من السمنة وعدم تحمل الجلوكوز ، ربما بسبب التغيرات في مثيلة جين اللبتين.
ومع ذلك ، لا تترك الأمهات فقط بصماتهن في الجيل التالي من الإبيجينوم. تتمتع الحيوانات المنوية من الرجال البدينين بأنماط فريدة من مثيلة الحمض النووي ، والتي تتغير بعد جراحة علاج البدانة.
ماذا يعني هذا لصحتنا؟
يقترح لينغ ورون استخدام مثيلة الحمض النووي في مواقع الخطر المعروفة في الجينوم كمؤشرات حيوية للمساعدة في تحديد الأفراد الأكثر عرضة للإصابة بالسمنة ومرض السكري من النوع 2.
بمساعدة المؤشرات الحيوية الأفضل ، قد يكون من الممكن إظهار مواقع مثيلة الحمض النووي التي تعتبر عوامل خطر كبيرة ثم استخدام العوامل الدوائية لتغيير نمط المثيلة.
هذه العقاقير اللاجينية موجودة بالفعل بالفعل ، وقد اختبرها العلماء في حالات أخرى ، مثل أنواع معينة من سرطان الدم.
أظهرت دراسة حديثة أن العلاج بنوع من الأدوية اللاجينية ، وهو مثبط هيستون ديستيلاز يسمى MC1568 ، يحسن إفراز الأنسولين في جزر البنكرياس التي تبرع بها الأشخاص المصابون بداء السكري من النوع 2.
"توفر الطبيعة العابرة والقابلة للعكس لتعديلات الوراثة اللاجينية مجالًا مفتوحًا لاكتشاف أهداف للتنبؤ في المستقبل والمفاهيم العلاجية في السمنة و [داء السكري من النوع 2]."
شارلوت لينغ وتينا رون
من المهم أن نتذكر أن مثيلة الحمض النووي هي نوع واحد فقط من التعديل الوراثي اللاجيني. مع ظهور مجال البحث ببطء منذ بدايته ، لا بد أن تكون هناك بعض الاكتشافات المثيرة للاهتمام في الأفق.
يبقى أن نرى ما إذا كانوا سيحسمون الجدل بشكل نهائي حول الطبيعة مقابل التنشئة في السمنة ومرض السكري من النوع 2.
