Έρευνα: Η διατροφή και το αυξημένο σωματικό βάρος του πατέρα επηρεάζουν την υγεία του παιδιού

Λίγα λόγια για τον κλάδο της Επιγενετικής

Το σύνολο των γενετικών πληροφοριών και χαρακτηριστικών που κληρονομούμε από τους γονείς μας μέσω του DNA έχει παραδοσιακά θεωρηθεί ως ο κύριος παράγοντας για την υγεία και την ευημερία μας.

Ωστόσο, το γενετικό μας υλικό δεν είναι ο μοναδικός παράγοντας που επηρεάζει την συνολική μας υγεία. Αυτό γίνεται ιδιαίτερα εμφανές όταν εξετάζουμε περιπτώσεις ανθρώπων που έχουν ταυτόσημο γενετικό υλικό (π.χ. δύο ομοζυγωτικοί δίδυμοι), οι οποίοι όμως μπορεί να παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές όσον αφορά στην εκδήλωση ασθενειών, καθώς και στη γενικότερη τους υγεία.

Η παρατήρηση αυτή έχει οδηγήσει στη συνειδητοποίηση ότι επιγενετικοί παράγοντες παίζουν κρίσιμο ρόλο στην υγεία μας και για αυτό τα τελευταία χρόνια έχει αναπτυχθεί ο κλάδος της Επιγενετικής. Με τον όρο “επιγενετικοί” αναφερόμαστε στους παράγοντες εκείνους που οδηγούν σε τροποποίηση της γονιδιακής έκφρασης χωρίς να οδηγούν σε αλλαγές στην αλυσίδα του DNA.

Οι τρεις κύριοι επιγενετικοί μηχανισμοί περιλαμβάνουν:

• Μεθυλίωση του DNA
• Τροποποιήσεις (ακετυλίωση, μεθυλίωση, φωσφορυλίωση) των ιστονών, δηλαδή των πρωτεϊνών που ευθύνονται για το «πακετάρισμα» του DNA στα χρωμοσώματα
• Ύπαρξη μικρό-RNAs (microRNAs)

Όλοι οι παραπάνω μηχανισμοί μπορεί να μην μεταβάλλουν το γενετικό μας υλικό, ωστόσο πυροδοτούν αλλαγές στην έκφραση γονιδίων, είτε ενεργοποιώντας, είτε απενεργοποιώντας τα γονίδια αυτά.

Η διατροφή μας έχει αναγνωρισθεί ως ένα επιγενετικός παράγοντας. Δηλαδή μπορεί να επηρεάσει την έκφραση διαφόρων γονιδίων και κατ΄ επέκταση διάφορες κυτταρικές λειτουργίες, καθώς και την συνεπακόλουθη εκδήλωση χρόνιων νοσημάτων υγείας.

Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι διατροφικές μας συνήθειες και άλλοι περιβαλλοντικοί παράγοντες επηρεάζουν την ρύθμιση των γονιδίων ανοίγει νέους δρόμους για την πρόληψη και θεραπεία ασθενειών, προσφέροντας δυνατότητες για εξατομικευμένες ιατρικές παρεμβάσεις.

Λίγα λόγια για την δημοσιευμένη έρευνα

Η έρευνα με τίτλο “Epigenetic inheritance of diet-induced and sperm-borne mitochondrial RNAs” δημοσιεύθηκε στο αγγλικό επιστημονικό περιοδικό “Nature” τον Ιούνιο του 2024 με κύριο στόχο:¹

1. Να αναδείξει πως μία διατροφή υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά (HFD) σε μοντέλα ποντικιών πριν την σύλληψη μπορεί να επηρεάσει τη μεταβολική υγεία των απογόνων και ποιοι μηχανισμοί εμπλέκονται σε αυτήν την σχέση.
2. Να αναλύσει δεδομένα από την μελέτη παρατήρησης για την υγεία των παιδιών “LIFE Child Study” με στόχο να εξετάσει εάν ο δείκτης μάζας σώματος (ΔΜΣ) του πατέρα πριν τη σύλληψη μπορεί να επηρεάσει την υγεία των απογόνων.

Ποια είναι τα αποτελέσματα της έρευνας σε μοντέλα ποντικιών;

Η μελέτη αυτή ανέφερε στα αποτελέσματα της ότι η έκθεση αρσενικών ποντικιών σε μια διατροφή υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά (High Fat Diet, HFD) για δύο εβδομάδες είχε σημαντικές επιπτώσεις στη μεταβολική υγεία των απογόνων.

Συγκεκριμένα παρατηρήθηκε ότι παρόλο που η διατροφή υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά δεν επηρέασε το σωματικό βάρος και την σύσταση του σώματος των απογόνων, οδήγησε στην εμφάνιση δυσανοχής στη γλυκόζη περίπου στο 30% των αρσενικών απογόνων.

Η δυσανοχή στη γλυκόζη είναι μια κατάσταση κατά την οποία το σώμα μας δυσκολεύεται να διαχειριστεί τα επίπεδα της γλυκόζης στο αίμα. Αυτό σημαίνει ότι τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα είναι υψηλότερα από το φυσιολογικά, αλλά όχι αρκετά υψηλά ώστε να τεθεί η διάγνωση του σακχαρώδη διαβήτη.  Άτομα με δυσανοχή στη γλυκόζη έχουν αυξημένη πιθανότητα να αναπτύξουν σακχαρώδη διαβήτη, ενώ παράλληλα η δυσανοχή στη γλυκόζη αυξάνει τον κίνδυνο εμφάνισης καρδιαγγειακών παθήσεων.

Είναι πολύ σημαντικό το γεγονός ότι αυτή η κατάσταση ήταν αναστρέψιμη, καθώς τα ποντίκια που ακολούθησαν μία διατροφή υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά και στη συνέχεια επέστρεψαν σε μια κανονική διατροφή δεν απέκτησαν απογόνους με δυσανοχή στη γλυκόζη.

Οι ερευνητές της μελέτης έδειξαν ότι η διατροφή υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά που ακολούθησαν τα αρσενικά ποντίκια πριν από την σύλληψη επηρέασε τα επίπεδα των μικρών μη κωδικοποιητικών RNA (sncRNA) στα σπερματοζωάρια των ποντικιών. Συγκεκριμένα, παρατηρήθηκε κυρίως μία αύξηση στα επίπεδα των μιτοχονδριακών tRNAs (mt-tRNAs) καθώς και των θραυσμάτων τους.

Το μεταφορικό RNA ή tRNA είναι μικρά RNA μόρια που διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη διαδικασία της πρωτεϊνοσύνθεσης. Τα tRNAs μεταφέρουν αμινοξέα στο ριβόσωμα, όπου αυτά τα αμινοξέα συνδυάζονται για να σχηματίσουν πρωτεΐνες. Τα μιτοχονδριακά tRNAs (mt-tRNAs) είναι απαραίτητα για την μετάφραση του μιτοχονδριακού DNA σε πρωτεΐνες που είναι σημαντικές για την παραγωγή ενέργειας.

Ποια ήταν τα αποτελέσματα της προοπτικής έρευνας;

Οι ερευνητές εκτός από την μελέτη που διεξήχθη στα πειραματόζωα ανέλυσαν και τα δεδομένα από την προοπτική μελέτη για την υγεία των παιδιών “LIFE Child Study”.

Η ανάλυση των δεδομένων έδειξε ότι παρά την ισχυρή συσχέτιση του δείκτη μάζας σώματος (BMI) της μητέρας με το δείκτη μάζας σώματος των παιδιών, παρατηρήθηκε και μια ανεξάρτητη συσχέτιση του δείκτη μάζας σώματος του πατέρα με το δείκτη μάζας σώματος των απογόνων.

Επίσης, όταν μελετήθηκαν οικογένειες με μητέρες που είχαν φυσιολογικό δείκτη μάζας σώματος πριν τη σύλληψη φάνηκε ότι οι απόγονοι είχαν διπλάσιο κίνδυνο να εμφανίσουν παχυσαρκία εάν ο πατέρας ήταν υπέρβαρος και ο κίνδυνος αυτός αυξανόταν ακόμα περισσότερο (6 φορές υψηλότερο κίνδυνο!) όταν ο πατέρας ήταν παχύσαρκος.

Τέλος, ο αυξημένος δείκτης μάζας σώματος του πατέρα συσχετίστηκε με την εμφάνιση ινσουλινοαντίστασης στους απογόνους.

Ποια είναι τα συμπεράσματα της μελέτης;

Η μελέτη αυτή έδειξε ότι οι διατροφικές συνήθειες του πατέρα πριν τη σύλληψη μπορούν να επηρεάσουν τη μεταβολική υγεία των απογόνων, με ενδείξεις για αυξημένη πιθανότητα εμφάνισης δυσανοχής στη γλυκόζη στους απογόνους εκείνων που είχαν εκτεθεί σε μία διατροφή υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά.

Μια δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά (HFD) για 2 εβδομάδες μπορεί να προκαλέσει σημαντικές αλλαγές στα sncRNAs των σπερματοζωαρίων, κυρίως επηρεάζοντας τα επίπεδα των μιτοχονδριακών tRNAs (mt-tRNAs) καθώς και των θραυσμάτων τους. Αυτά τα RNA μοριακά σήματα μπορούν να μεταφερθούν στο ζυγωτό κατά τη γονιμοποίηση και μπορούν να επηρεάσουν την ανάπτυξη των εμβρύων, επηρεάζοντας τη γλυκαιμική ρύθμιση και τη μεταβολική τους υγεία. Οι επιδράσεις αυτές συνδέονται με τις επιγενετικές αλλαγές που προκαλούνται από τη διατροφή του πατέρα και υπογραμμίζουν την ανάγκη για πατρική προγεννητική φροντίδα ως μέτρο πρόληψης για μεταβολικές διαταραχές στους απογόνους.

Επιπλέον, η μελέτη επιβεβαιώνει ότι η πατρική παχυσαρκία συσχετίζεται με αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης παχυσαρκίας και διαταραχών μεταβολισμού στον απόγονο, ακόμη και σε περιπτώσεις όπου οι μητέρες είχαν φυσιολογικό βάρος.

Συμπέρασμα

Οι διατροφικές συνήθειες των γονέων μπορούν να επηρεάσουν την υγεία των απογόνων μέσω επιγενετικών μηχανισμών.

Οι αλλαγές τόσο στις διατροφικές συνήθειες των γονέων όσο και στο γενικότερο τρόπο ζωής πριν από τη σύλληψη μπορεί να έχουν μακροχρόνιες συνέπειες για τη μεταβολική υγεία των παιδιών, ακόμη και αν αυτές οι αλλαγές δεν επηρεάζουν άμεσα το γενετικό υλικό τους υλικό.

Η διατροφή λειτουργεί ως ένας επιγενετικός παράγοντας δηλαδή μπορεί να επηρεάσει την έκφραση των γονιδίων που σχετίζονται με τη μεταβολική υγεία, την ανάπτυξη και άλλες κρίσιμες βιολογικές διαδικασίες. Αυτές οι επιγενετικές τροποποιήσεις μπορούν να μεταβιβαστούν από τους γονείς στους απογόνους μέσω των σπερματοζωαρίων ή των ωαρίων, επηρεάζοντας έτσι τη μεταβολική τους υγεία και την προδιάθεση για διάφορες ασθένειες.

Ο κλάδος της επιγενετικής ανοίγει νέες προοπτικές για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι περιβαλλοντικοί παράγοντες, όπως η διατροφή, επηρεάζουν την υγεία των απογόνων, προσφέροντας τη δυνατότητα για νέες στρατηγικές πρόληψης και παρέμβασης.

Βιβλιογραφία