времени, хотя гены у всех похожие. Имеются определенные модели экспрессии генов, которые ассоциируются с различными индивидуальными особенностями, как физическими, так и психическими. С помощью этих долгосрочных эпигенетических изменений организм вырабатывает свою метаболическую стратегию и придерживается ее.

Есть множество механизмов, посредством которых организм контролирует экспрессию генов. Один из них – изменение самой ДНК путем нанесения метильных групп на определенные участки ДНК. Эти метильные группы влияют на включение и выключение генов. Они могут добавляться или удаляться по мере необходимости, однако, как минимум в некоторых местах, становятся со временем более стабильными. Другой механизм управления экспрессией генов связан с так называемыми гистонами. Гистоны – это белки, на которые наматывается ДНК. Они также влияют на то, какие гены включаются или выключаются. Помимо метилирования и гистонов, в эпигенетических изменениях задействовано множество других факторов, причем с каждым годом открываются новые. Среди них микроРНК, гормоны, нейропептиды и другие. Запутаться можно.

Тем не менее, если сделать шаг назад и окинуть взглядом общую картину, все встает на свои места. Что же влияет на эпигенетические изменения? В результате чего все эти различные факторы меняют экспрессию генов? Почти все они так или иначе связаны с обменом веществ и митохондриями. Считается, что на эпигенетические изменения воздействуют такие факторы, как питание, физическая активность, употребление наркотиков и алкоголя, гормоны, свет и сон – все они связаны с обменом веществ и митохондриями (как вы скоро узнаете). В качестве конкретного примера можно привести курильщиков, у которых наблюдается менее выраженное метилирование гена AHRR, чем у некурящих (11). Причем это можно исправить, если бросить курить.

По сути, эпигенетические изменения – это метаболические чертежи клетки. Они просто отражают генные схемы, которые позволяют клеткам делать все возможное для выживания в текущих условиях. Проблемы начинаются, когда они застревают в дезадаптивном поведении либо не происходит передачи каких-то важных сигналов.

Как я уже говорил, митохондрии являются регуляторами эпигенетических изменений. Они влияют на экспрессию генов за счет изменения уровня РФК, глюкозы и аминокислот, а также уровня АТФ. Более того, митохондрии контролируют экспрессию практически всех генов клетки. Я уже рассказывал об исследовании, которое показало, что с увеличением количества дефектных митохондрий в клетке растет и количество нарушений экспрессии генов.

Оказывается, эпигенетические факторы носят наследственный характер. Их наследование объясняется разными механизмами. Я расскажу вам о некоторых из них.

Среда материнской утробы

Пока плод растет и развивается в утробе матери, он купается в метаболических сигналах. Пища, кислород, витамины и минералы играют очевидную и важную роль. Между тем свое влияние оказывают также и материнские гормоны, нейропептиды, употребление алкоголя, наркотиков, рецептурных лекарств и многие другие факторы.

Знаменитый голландский голод, который произошел в 1944–1945 годах из-за немецкой оккупации Нидерландов, стал наглядным примером очевидной роли эпигенетики в наследовании как метаболических, так и психических расстройств. Изучались дети, которые были зачаты или выношены во время этого голода, и сравнились с общей популяцией и даже с их родными братьями и сестрами, которые родились, когда у матери был нормальный доступ к пище. Дети, родившиеся во время голода, оказались более склонными к развитию метаболических и психических расстройств в течение жизни. Это и другие исследования привели к появлению гипотезы бережливого фенотипа, которая предполагает, что дети, лишенные нормального питания во время внутриутробного развития, подвержены повышенному риску развития ожирения, диабета и сердечно-сосудистых заболеваний в течение жизни. К сожалению, эта гипотеза упускает из виду или игнорирует тот факт, что эти дети также более склонны и к развитию психических расстройств. Было установлено, что у них вдвое выше риск развития шизофрении и антисоциального расстройства личности, а также депрессии, биполярного расстройства и зависимости (12). Исследователи изучали поджелудочную железу, чтобы понять причину повышенного уровня сердечно-сосудистых заболеваний, и мозг в попытке объяснить психические и неврологические расстройства, однако так и не смогли увидеть между ними метаболической связи.

Раннее детство

Некоторые факторы, регулирующие эпигенетические изменения, обмен веществ и работу митохондрий, наследуются ребенком уже после рождения через поведение и детский опыт. Во многих исследованиях изучалось поведение воспитателей по отношению к младенцам в раннем возрасте и их влияние на долгосрочные последствия для здоровья. Как правило, результаты совпадали с полученными в ранее описанных мной исследованиях неблагоприятного детского опыта. Пренебрежение и лишения со стороны воспитателей оказывают глубокое воздействие на детей в течение всей жизни. Сюда входят как метаболические, так и психические расстройства. Эпигенетические механизмы играют во всем этом определенную роль.

Конкретным примером, вплоть до молекулярного уровня, является передача метаболического фактора от матери к ребенку в грудном молоке. Одной из таких молекул является никотинамидадениндинуклеотид, или NAD. Это критически важный кофермент, который может быть получен из витамина B3 (ниацина), или организм может производить его, используя аминокислоту триптофан из белка. Он необходим митохондриям для производства энергии, а также играет роль в поддержании целостности ДНК и эпигенетических изменениях. Известно, что низкий уровень этого фермента нарушает функцию митохондрий, вызывает негативные эпигенетические изменения и связан со старением и многими заболеваниями (13). Одна группа исследователей изучала мышей и долгосрочные результаты для их потомства в зависимости от того, получали ли их матери добавки с NAD (14). Мамы, получавшие дополнительный NAD, потеряли больше веса после родов, что является приятным метаболическим преимуществом. Больше же всего от этого выиграли их дети! Потомство таких мышей отличалось более эффективным контролем уровня глюкозы в мозге, более высокими физическими показателями и позитивными изменениями в мозге, включая снижение уровня тревожности, улучшение памяти, снижение признаков «выученной беспомощности» (маркер депрессии) и даже более активный нейрогенез во взрослом возрасте. Очевидно, что этот кофермент, полученный в младенчестве, оказал долгосрочное влияние на их мозг и на их психические симптомы. От природы у матерей может быть разный уровень этого кофермента, который они потом передают своим детям.

Передача травмы от поколения к поколению

Наиболее широко изученным примером связи эпигенетических изменений с психическим здоровьем является передача травмы из поколения в поколение. Доктор Рейчел Иегуда, ведущий авторитет в этой области, изложила результаты десятилетних исследований во всеобъемлющей обзорной статье под названием «Передача последствий травмы из поколения в поколение: предположительная роль эпигенетических механизмов» (15). Подобные исследования начались в 1966 году, когда проницательный психиатр, доктор Вивиан Ракофф, заметила, что