Génová aktivita závisí od prostredia a toto prostredie zahŕňa nielen teplotu vzduchu, vlhkosť, úroveň znečistenia atď., ale aj stravu, prítomnosť alebo neprítomnosť zlých návykov a celkový životný štýl (ak hovoríme o ľuďoch). Jednotlivé orgány, tkanivá a bunky tiež navzájom interagujú prostredníctvom svojho prostredia a ovplyvňujú svojich susedov hormónmi, elektrochemickými impulzmi a metabolickými produktmi. Aby sme pochopili napríklad to, ako konkrétny gén ovplyvňuje zdravie, je nevyhnutné pridať kontext – teda objasniť, ako tento gén ovplyvňuje zdravie za špecifických podmienok.
Pred dvoma rokmi časopis BMJ Evidence – Based Medicine* publikoval článok, ktorý naznačoval, že zdravý životný štýl môže zmierniť účinky génov, ktoré skracujú život o 60 percent. Takéto štúdie však zvyčajne poskytujú len malý vhľad do základného mechanizmu tohto efektu. Výskumníci jednoducho hľadajú štatistické vzorce so špecifickými sekvenciami DNA, ale čo presne tieto sekvencie robia – či už ovplyvňujú metabolizmus, imunitu alebo niečo iné – to všetko zostáva mimo rozsah tohto článku.
Júnový článok v časopise Nature** sa zameriava konkrétne na tieto mechanizmy: jeho autori demonštrovali, ako zdravý spánok a fyzická aktivita potláčajú účinky škodlivých mutácií, ktoré zvyšujú riziko kardiovaskulárnych ochorení. Tieto mutácie sa objavujú v hematopoetických bunkách alebo krvotvorných kmeňových bunkách. Kmeňové bunky sa neustále delia. Po delení niektoré zostávajú kmeňovými bunkami, zatiaľ čo iné urobia prvý krok k nejakej špecializácii, ktorá je stále dosť vágna. Tieto „mierne špecializované“ bunky sa naďalej aktívne delia a niektoré urobia ďalší krok smerom k špecializovaným bunkám. Nakoniec vzniknú progenitorové bunky, ktoré sa pokračujúcim delením vyvinú do špecializovaných buniek určitého typu. Z hematopoetických buniek sa teda tvoria všetky krvné bunky: erytrocyty, krvné doštičky a mnohé imunitné bunky – T- a B-lymfocyty, dendritické bunky, makrofágy atď.
Predpokladá sa, že špecializované bunky sa objavia v požadovanom počte, nie viac ani menej. Mutácie však v bunkách nevyhnutne vznikajú, buď z vonkajších príčin, alebo ako normálny vedľajší účinok kopírovania DNA. Hematopoetická bunka môže vyvinúť jednu alebo viac mutácií, ktoré jej dávajú výhodu oproti iným podobným bunkám. Jeho početné potomstvo, vrátane plne vyvinutých špecializovaných buniek, si zachová rovnaké zmeny DNA. A potom sa napríklad medzi imunitnými bunkami makrofágov objaví viditeľná skupina, ktorá sa od ostatných odlišuje charakteristickými mutáciami.
Tento vývoj sa nazýva klonálna hematopoéza s neurčitým potenciálom alebo jednoducho klonálna hematopoéza. Nazýva sa klonálna, pretože všetky bunky s mutáciami sú klonmi pôvodnej bunky, v ktorej tieto mutácie prvýkrát vznikli. Klonálna populácia môže predstavovať menej ako 2 % zostávajúcich buniek toho istého druhu alebo môže dosiahnuť 100 %. Klonálna hematopoéza je častejšia u starších ľudí, čo je pochopiteľné – počet mutácií sa s vekom zvyšuje, čím sa zvyšuje pravdepodobnosť, že tieto mutácie budú zahŕňať tie, ktoré bunke poskytujú klonálnu výhodu. Vznik takýchto dominantných klonov je dôvodom na obavy: ľudia s klonálnou hematopoézou majú zvýšené riziko určitých druhov rakoviny a kardiovaskulárnych ochorení.
V snahe zistiť, či životný štýl môže ovplyvniť klonálnu hematopoézu, výskumníci porovnali biomedicínske údaje od viac ako 91 000 ľudí. Zistili, že u tých, ktorých fyzická aktivita sa pohybuje od strednej po intenzívnu***, je klonálna hematopoéza menej častá a tí, ktorí ju majú, majú menej špecifických klonov v porovnaní s tými, ktorí sú menej fyzicky aktívni. Experimenty s myšami preukázali, ako fyzická aktivita, ako aj normálny spánok, pomáhajú potláčať účinky určitých klonálnych hematopoetických mutácií.
Myši nielenže mali mutácie, ale boli tiež kŕmené stravou s vysokým obsahom cholesterolu, aby sa vyvolal rozvoj aterosklerotických plakov v ich cievach. Ako je známe, aterosklerotické plaky nie sú len zložené z cholesterolu a iných lipidov. Ako sa plaky tvoria, sú napadnuté početnými imunitnými bunkami – monocytmi a makrofágmi, ktoré sú odvodené z monocytov. Ich úlohou je vyhľadávať infekciu a akékoľvek potenciálne nebezpečné látky (zvyšky odumretých buniek atď.) a doslova ich konzumovať, pričom súčasne vysielajú zápalové signály, ak je problém príliš vážny. Po dosiahnutí plaku sa makrofágy snažia pohltiť prebytočné lipidy, ale čoskoro začnú cítiť, že ich je príliš veľa. Zápal priťahuje k plaku stále viac a viac buniek. Rastie, čoraz viac blokuje lúmen cievy a zároveň sa stáva krehkejším, hrozí, že sa odlomí a niekde spôsobí trombus. Monocyty a makrofágy s klonálnymi hematopoetickými mutáciami majú tendenciu sa správať zle, zbytočne stimulujú zápal a tým zhoršujú aterosklerózu a iné kardiovaskulárne ochorenia.
Niektoré myši boli umiestnené na bežiacom páse, kde behali kilometre denne, zatiaľ čo iným bol spánok narušený budením každých pár minút. Myši, ktoré boli aktívne a ktorých spánok nebol narušený, mali znížený počet abnormálnych monocytov a makrofágov: ich prekurzory v kostnej dreni sa delili pomalšie. Tie abnormálne monocyty a makrofágy, ktoré sa objavili, sa začali správať lepšie: normálny spánok a cvičenie tlmili ich zápalové vlastnosti. V dôsledku toho boli aterosklerotické plaky u týchto myší menšie ako u myší, ktoré málo cvičili a zle spali. Fyzická aktivita a spánok neodstránili klonálne hematopoetické mutácie, ale skôr obmedzili ich účinok. Keď sa hovorí, že gén určuje znak, v skutočnosti sa tým myslí rozsah, v ktorom sa tento znak prejavuje. Prostredie môže obmedziť jeho expresiu na spodnú hranicu tohto rozsahu alebo naopak prinútiť gén fungovať na plný výkon. Spánok a cvičenie zrejme udržiavali funkciu génu blízko normálu, hoci veľa záviselo od konkrétnej mutácie. Celkovo bol účinok u myší silnejší, ako sa očakávalo na základe lekárskych štatistík, ale to nie je prekvapujúce: na jednej strane existuje korelácia medzi pozorovaniami u ľudí a na druhej strane experimentom so zvieratami v kontrolovaných podmienkach.
Komentáre k článku
* Bian Z., Wang L., Fan R. a kol. Genetická predispozícia, modifikovateľný životný štýl a ich spoločné účinky na dĺžku života človeka: dôkazy z viacerých kohortových štúdií. BMJ Evidence-Based Medicine 2024; 29:255–263.
** Gerhardt T., Jacob W., Gaebe L. a kol. Mutačne závislé reakcie na spánok a cvičenie v klonálnej hematopoéze. Nature (2026).
*** Mierna aktivita zahŕňa napríklad rýchlu chôdzu alebo jazdu na bicykli rýchlosťou maximálne 16 km/h, ktorej človek venuje aspoň 150 minút týždenne; Intenzívna aktivita je definovaná ako beh, plávanie alebo rovnaká jazda na bicykli rýchlosťou vyššou ako 16 km/h, ktorej človek venuje aspoň 75 minút týždenne, pričom dvakrát týždenne pridáva silový tréning.
Preložil: OZ Biosféra www.biosferaklub.info
Post Views:
22
