ธรรมชาติกับการเลี้ยงดู: อะไรเป็นเชื้อเพลิงของโรคอ้วนเบาหวาน?

สภาพแวดล้อมและวิถีชีวิตของเราสามารถส่งผลต่อการทำงานของยีนของเราได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลงรหัสพันธุกรรม บทความวิจารณ์สรุปงานวิจัยในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาซึ่งแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้ก่อให้เกิดโรคอ้วนและโรคเบาหวานประเภท 2 ได้อย่างไร

วิถีชีวิตมีผลต่อการทำงานของยีนของเราหรือไม่?

ธรรมชาติกับการเลี้ยงดูเป็นวลีที่พวกเราหลายคนคุ้นเคย ยีนของเรามีส่วนรับผิดชอบต่อลักษณะหลายอย่างของเรา แต่การเลี้ยงดูหรืออิทธิพลของสิ่งแวดล้อมก็มีส่วนในการเล่นอย่างแน่นอน

เมื่อพูดถึงโรคอ้วนและโรคเบาหวานประเภท 2 การทำตามความคิดที่ตรงไปตรงมานั้นเป็นเรื่องง่าย

หากเราบริโภคแคลอรี่มากกว่าที่เราเผาผลาญในแต่ละวันอย่างต่อเนื่องเราจะเพิ่มน้ำหนักและสิ่งนี้จูงใจให้เราเป็นโรคเบาหวานประเภท 2

เซลล์ไขมันและตับอ่อนของเราจะฟื้นตัวเมื่อเราเปลี่ยนวิถีชีวิตและลดน้ำหนัก อย่างไรก็ตามสมการง่ายๆนี้ทำให้เรามีคำถามที่ยังไม่มีคำตอบมากมาย

เหตุใดบางคนจึงลดน้ำหนักได้เร็วกว่าคนอื่น ๆ แม้ว่าพวกเขาจะรับประทานอาหารหรือออกกำลังกายแบบเดียวกันก็ตาม เหตุใดบางคนจึงเป็นโรคเบาหวานประเภท 2 ในขณะที่บางคนไม่เป็นเช่นนั้นแม้ว่าความเสี่ยงทางพันธุกรรมจะใกล้เคียงกันก็ตาม

Epigenetics อาจมีคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้ สาขาพันธุศาสตร์ที่ค่อนข้างเล็ก epigenetics คือการศึกษาการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของยีนโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงใด ๆ กับรหัสพันธุกรรมหรือจีโนมเอง

epigenetics สามารถอธิบายอัตราการเพิ่มขึ้นของโรคอ้วนและโรคเบาหวานประเภท 2 ได้หรือไม่?

Epigenomes มีความเป็นปัจเจกและมีพลวัต

การปรับเปลี่ยน Epigenetic เป็นวิธีหนึ่งในการมีอิทธิพลต่อการทำงานของยีน

DNA methylation คือการดัดแปลง epigenetic ประเภทหนึ่ง เกิดขึ้นเมื่อแท็กเคมีขนาดเล็กที่เรียกว่ากลุ่มเมธิลยึดติดกับฐานไซโตซีนในรหัสดีเอ็นเอ methylation นี้จะปิดยีน

เราสืบทอดเครื่องหมาย epigenetic จากพ่อแม่ของเรา แต่หลายอย่างเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติและมีการเปลี่ยนแปลงในช่วงชีวิตของเราทำให้เราแต่ละคนมี epigenome ที่ไม่เหมือนใคร

ในบทความในวารสาร การเผาผลาญของเซลล์นักวิจัยจาก Lund University ในสวีเดนเพิ่งทบทวนการศึกษากับผู้เข้าร่วมที่เป็นมนุษย์ซึ่งศึกษาว่า DNA methylation ก่อให้เกิดโรคอ้วนและโรคเบาหวานประเภท 2 ได้อย่างไร

Charlotte Ling ศาสตราจารย์จาก Lund University Diabetes Center อธิบายในข่าวประชาสัมพันธ์ว่า“ epigenetics ยังคงเป็นสาขาการวิจัยที่ค่อนข้างใหม่ อย่างไรก็ตามตอนนี้เรารู้แล้วว่ากลไก epigenetic มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาของโรค”

ในบทความนี้ Ling อธิบายว่านักวิจัยพบการปรับเปลี่ยน epigenetic จำนวนมากทั่วทั้งจีโนมที่สามารถทำนายดัชนีมวลกายของบุคคลได้ในระดับหนึ่ง

เมื่อเปรียบเทียบไซต์เมธิเลชันของดีเอ็นเอในเกาะเล็กเกาะน้อยของตับอ่อนซึ่งเป็นโครงสร้างที่ผลิตอินซูลินจากผู้ที่เป็นเบาหวานชนิดที่ 2 และผู้ที่ไม่มีอาการการศึกษาหนึ่งระบุว่าเกือบ 26,000 ภูมิภาคที่แตกต่างกันระหว่างทั้งสองกลุ่ม

ลินด์แนะนำข้อควรระวังเนื่องจากยังไม่มีความชัดเจนในตอนนี้ว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เป็นสาเหตุหรือผลกระทบของโรคเบาหวานประเภท 2 หรือไม่

อาหารการออกกำลังกายและการชะลอวัย

มีหลักฐานมากมายที่เชื่อมโยงโรคอ้วนและเบาหวานกับอาหารตะวันตกที่มีไขมันและน้ำตาลในระดับสูง

การศึกษาเกี่ยวกับ Epigenetic อาจบอกเราได้ว่าทำไม

“ การกินอาหารที่มีไขมันสูงมากเกินไปเป็นเวลา 5 วันซึ่งเลียนแบบอาหารที่พบในคนอ้วนจำนวนมากได้เปลี่ยนทั้งการแสดงออกของยีนและรูปแบบเมธิเลชันในกล้ามเนื้อโครงร่างของมนุษย์และเนื้อเยื่อไขมัน” หลิงอธิบาย

“ ที่สำคัญดูเหมือนจะง่ายกว่าที่จะกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเมธิเลชันโดยการให้อาหารมากเกินไปมากกว่าที่จะย้อนกลับโดยการควบคุมอาหาร” เธอกล่าวต่อ

การออกกำลังกายยังส่งผลต่อ epigenome ทั้งการออกกำลังกายเพียงครั้งเดียวและการออกกำลังกายในระยะยาวทำให้ DNA methylation ในกล้ามเนื้อโครงร่างและไขมันเปลี่ยนไป แต่เป้าหมายของยีนต่างกัน

“ Epigenetics สามารถอธิบายได้ว่าทำไมคนต่างกันจึงตอบสนองต่อการออกกำลังกายไม่เหมือนกัน” Tina Rönnนักวิจัยและนักวิจัยดุษฎีบัณฑิตที่ทำงานกับ Ling ให้ความเห็น

เมื่อเราอายุมากขึ้น epigenome ของเรายังคงเปลี่ยนแปลงไปเรื่อย ๆ โดยชี้นิ้วไปที่ความชราเป็นปัจจัยผลักดันในการเปลี่ยนแปลงของ epigenetic การวิจัยเชื่อมโยงโรคอ้วนกับ epigenetic drift ตามอายุคน แต่อย่างไรหรือทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้นยังไม่ชัดเจนในขณะนี้

เกิดอะไรขึ้นกับคนรุ่นต่อไป?

การศึกษาในสัตว์ฟันแทะแสดงให้เห็นว่าคนรุ่นหนึ่งสามารถส่งสารบ่งชี้ epigenetic ที่เกี่ยวข้องกับโรคอ้วนและโรคเบาหวานประเภท 2 ไปยังคนรุ่นต่อไปได้ ในมนุษย์การวิจัยประเภทนี้ยังอยู่ในช่วงวัยเด็ก แต่ผลลัพธ์ที่น่าสนใจบางอย่างกำลังเกิดขึ้น

ในการศึกษาหนึ่งลูกของมารดาที่เป็นเบาหวานชนิดที่ 2 ในระหว่างตั้งครรภ์มีความเสี่ยงสูงที่จะเป็นโรคอ้วนและเบาหวานชนิดที่ 2 ในชีวิตในภายหลังมากกว่าเด็กของมารดาที่ไม่เป็นเบาหวาน

การศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่าเมื่อมารดาประสบภาวะอดอยากในระหว่างตั้งครรภ์ลูก ๆ ของพวกเขาจะมีความเสี่ยงเพิ่มขึ้นในการเป็นโรคอ้วนและการแพ้น้ำตาลกลูโคสซึ่งอาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของเมทิลเลชันของยีนเลปติน

แต่ไม่ใช่แค่คุณแม่เท่านั้นที่ทิ้งร่องรอยไว้ใน epigenome ของคนรุ่นต่อไป สเปิร์มจากผู้ชายอ้วนมีรูปแบบ DNA methylation ที่ไม่เหมือนใครซึ่งจะเปลี่ยนไปหลังการผ่าตัดลดความอ้วน

สิ่งนี้มีความหมายอย่างไรต่อสุขภาพของเรา?

Ling และRönnแนะนำให้ใช้ DNA methylation ในพื้นที่เสี่ยงที่ทราบในจีโนมเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพเพื่อช่วยระบุบุคคลเหล่านั้นที่มีความเสี่ยงสูงต่อการเป็นโรคอ้วนและโรคเบาหวานประเภท 2

ด้วยความช่วยเหลือของตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่ดีขึ้นอาจเป็นไปได้ที่จะแสดงไซต์เมธิเลชันของดีเอ็นเอที่เป็นปัจจัยเสี่ยงที่สำคัญจากนั้นจึงใช้ตัวแทนทางเภสัชวิทยาเพื่อเปลี่ยนรูปแบบเมทิลเลชั่น

ในความเป็นจริงยา epigenetic มีอยู่แล้วและนักวิทยาศาสตร์ได้ทดสอบในสภาวะอื่น ๆ เช่นมะเร็งเม็ดเลือดขาวบางชนิด

การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการรักษาด้วยยา epigenetic ซึ่งเป็นตัวยับยั้ง histone deacetylase ที่เรียกว่า MC1568 ช่วยเพิ่มการหลั่งอินซูลินในเกาะเล็กเกาะน้อยของตับอ่อนที่ผู้ป่วยเบาหวานชนิดที่ 2 บริจาค

“ ลักษณะชั่วคราวและย้อนกลับได้ของการปรับเปลี่ยน epigenetic เป็นช่องว่างสำหรับการค้นพบเป้าหมายสำหรับการทำนายอนาคตและแนวคิดการรักษาโรคอ้วนและ [เบาหวานชนิดที่ 2]”

Charlotte Ling และ Tina Rönn

สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่า DNA methylation เป็นการดัดแปลง epigenetic เพียงประเภทเดียว ด้วยสาขาการวิจัยที่ค่อยๆเกิดขึ้นตั้งแต่ยังเป็นทารกจึงมีการค้นพบที่น่าสนใจบางอย่างอยู่บนขอบฟ้า

ยังคงมีให้เห็นว่าพวกเขาจะยุติการอภิปรายครั้งแล้วครั้งเล่าเกี่ยวกับธรรมชาติกับการรักษาโรคอ้วนและโรคเบาหวานประเภท 2