Alam berbanding pengasuhan: Apa yang mendorong kegemukan, diabetes?
Persekitaran dan gaya hidup kita boleh mempengaruhi fungsi gen kita tanpa mengubah kod genetik. Artikel tinjauan merangkum penyelidikan selama dekad yang lalu yang menunjukkan bagaimana ini menyumbang kepada obesiti dan diabetes jenis 2.
Alam berbanding pengasuhan adalah ungkapan yang biasa kita ketahui. Gen kita bertanggungjawab untuk banyak sifat kita, tetapi pengasuhan atau pengaruh persekitaran pasti mempunyai peranan.
Mengenai obesiti dan diabetes jenis 2, mudah untuk mengikuti pemikiran yang mudah.
Sekiranya kita secara konsisten mengonsumsi lebih banyak kalori daripada yang kita bakar setiap hari, kita akan menambah berat badan, dan ini menjadikan kita menghidap diabetes jenis 2.
Sel-sel lemak dan pankreas kita pulih setelah kita mengubah gaya hidup dan menurunkan berat badan. Walau bagaimanapun, persamaan mudah ini meninggalkan kita dengan banyak soalan yang belum dijawab.
Mengapa sebilangan orang menurunkan berat badan lebih cepat daripada yang lain, walaupun mereka mengikuti diet atau senaman yang sama? Mengapa sesetengah orang menghidap diabetes jenis 2 sementara yang lain tidak, walaupun risiko genetik mereka serupa?
Epigenetik mungkin mempunyai jawapan untuk beberapa soalan ini. Bahagian genetik yang agak muda, epigenetik adalah kajian tentang perubahan fungsi gen tanpa perubahan pada kod genetik, atau genom itu sendiri.
Bolehkah epigenetik menjelaskan peningkatan kadar obesiti dan diabetes jenis 2?
Epigenome adalah individu dan dinamik
Pengubahsuaian epigenetik adalah salah satu cara untuk mempengaruhi bagaimana gen berfungsi.
Metilasi DNA adalah salah satu jenis pengubahsuaian epigenetik. Ia berlaku apabila label kimia kecil yang disebut kumpulan metil melekat pada pangkalan sitosin dalam kod DNA. Metilasi ini mematikan gen.
Kami mewarisi beberapa penanda epigenetik dari ibu bapa kita, tetapi banyak berlaku secara spontan dan berubah sepanjang hayat kita, menjadikan kita masing-masing dengan epigenome yang unik.
Dalam artikel dalam jurnal Metabolisme Sel, penyelidik dari Universiti Lund di Sweden baru-baru ini mengkaji kajian dengan peserta manusia yang menyelidiki bagaimana metilasi DNA menyumbang kepada obesiti dan diabetes jenis 2.
Charlotte Ling, seorang profesor di Pusat Diabetes Universiti Lund, menjelaskan dalam siaran pers bahawa "epigenetik masih merupakan bidang penyelidikan yang agak baru; namun, kita sekarang tahu bahawa mekanisme epigenetik memainkan peranan penting dalam perkembangan penyakit. "
Dalam makalah itu, Ling menjelaskan bahawa para penyelidik telah menemui sejumlah modifikasi epigenetik di seluruh genom yang dapat meramalkan indeks jisim badan seseorang hingga tahap tertentu.
Semasa membandingkan laman metilasi DNA di pulau pankreas - struktur yang menghasilkan insulin - dari orang yang menghidap diabetes jenis 2 dan mereka yang tidak mempunyai penyakit, satu kajian mengenal pasti hampir 26,000 kawasan yang berbeza antara kedua-dua kumpulan.
Lind menasihatkan berhati-hati, kerana pada masa ini tidak jelas sama ada perubahan ini adalah penyebab atau kesan diabetes jenis 2.
Diet, senaman, dan penuaan
Terdapat banyak bukti yang mengaitkan obesiti dan diabetes dengan diet Barat yang mengandungi kadar lemak dan gula yang tinggi.
Kajian epigenetik mungkin memberitahu kita mengapa.
"Diet makanan tinggi lemak selama 5 hari, meniru diet yang dilihat pada banyak orang gemuk, mengubah ekspresi gen dan corak metilasi pada otot rangka manusia dan tisu adiposa," jelas Ling.
"Yang penting, nampaknya lebih mudah mendorong perubahan metilasi dengan memberi makan berlebihan daripada membalikkannya dengan diet kawalan," lanjutnya.
Senaman juga mempengaruhi epigenome. Kedua-dua sesi tunggal dan latihan jangka panjang mengubah metilasi DNA pada otot rangka dan lemak, tetapi sasaran gennya berbeza.
"Epigenetics dapat menjelaskan mengapa orang yang berlainan memberi tindak balas yang berbeza terhadap latihan," komen Tina Rönn, penulis kajian dan seorang penyelidik pasca doktoral yang bekerja dengan Ling.
Seiring bertambahnya usia, epigenome kita terus berubah, menunjukkan jari pada usia penuaan sebagai faktor pendorong perubahan epigenetik. Penyelidikan mengaitkan kegemukan dengan pergeseran epigenetik ketika seseorang berumur, tetapi bagaimana atau mengapa ini berlaku tidak jelas pada masa ini.
Apa yang berlaku pada generasi akan datang?
Kajian pada tikus menunjukkan bahawa satu generasi dapat menyebarkan beberapa penanda epigenetik yang berkaitan dengan obesiti dan diabetes jenis 2 ke generasi berikutnya. Pada manusia, jenis penyelidikan ini masih dalam tahap awal, tetapi beberapa hasil yang menarik muncul.
Dalam satu kajian, anak-anak ibu yang menderita diabetes jenis 2 semasa kehamilan mempunyai risiko yang lebih tinggi untuk menghidap obesiti dan diabetes jenis 2 di kemudian hari daripada anak-anak ibu tanpa diabetes.
Beberapa kajian menunjukkan bahawa ketika ibu mengalami kelaparan semasa kehamilan, anak-anak mereka berisiko tinggi mengalami kegemukan dan intoleransi glukosa, mungkin disebabkan oleh perubahan metilasi gen leptin.
Namun, bukan hanya ibu yang meninggalkan jejak mereka dalam epigenome generasi akan datang. Sperma dari lelaki gemuk mempunyai corak metilasi DNA yang unik, yang berubah selepas pembedahan bariatrik.
Apa maksudnya ini untuk kesihatan kita?
Ling dan Rönn mencadangkan penggunaan metilasi DNA di lokasi risiko yang diketahui di genom sebagai biomarker untuk membantu mengenal pasti individu yang berisiko lebih tinggi menghidap obesiti dan diabetes jenis 2.
Dengan bantuan biomarker yang lebih baik, mungkin menunjukkan lokasi metilasi DNA yang merupakan faktor risiko yang signifikan dan kemudian menggunakan agen farmakologi untuk mengubah corak metilasi.
Ubat epigenetik seperti itu, sebenarnya sudah ada, dan para saintis telah mengujinya dalam keadaan lain, seperti jenis leukemia tertentu.
Satu kajian baru-baru ini menunjukkan bahawa rawatan dengan sejenis ubat epigenetik, inhibitor histone deacetylase yang disebut MC1568, meningkatkan rembesan insulin di pulau pankreas yang didermakan oleh penderita diabetes jenis 2.
"Sifat modifikasi epigenetik yang sementara dan terbalik memberikan medan terbuka untuk penemuan sasaran untuk ramalan masa depan dan konsep terapi dalam obesiti dan [diabetes jenis 2]."
Charlotte Ling dan Tina Rönn
Penting untuk diingat bahawa metilasi DNA hanyalah satu jenis pengubahsuaian epigenetik. Dengan bidang penyelidikan yang perlahan muncul sejak awal, pasti ada beberapa penemuan menarik di cakrawala.
Masih perlu dilihat apakah mereka akan menyelesaikan perdebatan sekali dan mengenai alam semula jadi berbanding mengubati kegemukan dan diabetes jenis 2.
