Thiên nhiên so với nuôi dưỡng: Điều gì thúc đẩy bệnh béo phì, tiểu đường?
Môi trường và lối sống của chúng ta có thể ảnh hưởng đến chức năng của gen mà không làm thay đổi mã di truyền. Một bài báo tổng kết tổng hợp các nghiên cứu trong thập kỷ qua cho thấy điều này góp phần gây ra bệnh béo phì và bệnh tiểu đường loại 2 như thế nào.
Thiên nhiên so với nuôi dưỡng là một cụm từ mà nhiều người trong chúng ta quen thuộc. Các gen của chúng ta chịu trách nhiệm cho nhiều đặc điểm của chúng ta, nhưng việc nuôi dưỡng hoặc ảnh hưởng từ môi trường chắc chắn có một phần tác động.
Khi nói đến bệnh béo phì và bệnh tiểu đường loại 2, thật dễ dàng để đi theo một hướng suy nghĩ đơn giản.
Nếu chúng ta thường xuyên tiêu thụ nhiều calo hơn mức chúng ta đốt cháy mỗi ngày, chúng ta sẽ tăng cân và điều này dẫn đến việc chúng ta phát triển bệnh tiểu đường loại 2.
Các tế bào mỡ và tuyến tụy của chúng ta phục hồi sau khi chúng ta thay đổi lối sống và giảm cân. Tuy nhiên, phương trình đơn giản này để lại cho chúng ta nhiều câu hỏi chưa được giải đáp.
Tại sao một số người giảm cân nhanh hơn những người khác, ngay cả khi họ tuân theo cùng một chế độ ăn kiêng hoặc chế độ tập thể dục? Tại sao một số người phát triển bệnh tiểu đường loại 2 trong khi những người khác thì không, ngay cả khi nguy cơ di truyền của họ là tương tự?
Di truyền học có thể có câu trả lời cho một số câu hỏi này. Một nhánh tương đối non trẻ của di truyền học, di truyền biểu sinh là nghiên cứu về những thay đổi trong chức năng của gen mà không có bất kỳ thay đổi nào đối với mã di truyền, hoặc bản thân bộ gen.
Liệu di truyền học biểu sinh có thể giải thích tỷ lệ béo phì và bệnh tiểu đường loại 2 đang gia tăng không?
Epigenomes là cá nhân và năng động
Các sửa đổi biểu sinh là một cách để ảnh hưởng đến cách thức hoạt động của gen.
Sự methyl hóa DNA là một loại biến đổi biểu sinh. Nó xảy ra khi các thẻ hóa học nhỏ được gọi là nhóm metyl gắn vào các gốc cytosine trong mã DNA. Sự methyl hóa này làm tắt một gen.
Chúng ta thừa hưởng một số dấu hiệu biểu sinh từ cha mẹ mình, nhưng nhiều dấu hiệu xảy ra một cách tự nhiên và thay đổi trong suốt cuộc đời của chúng ta, tạo cho mỗi chúng ta một bộ biểu sinh duy nhất.
Trong một bài báo trên tạp chí Trao đổi chất tế bào, các nhà nghiên cứu từ Đại học Lund ở Thụy Điển gần đây đã xem xét các nghiên cứu với những người tham gia nghiên cứu về cách methyl hóa DNA góp phần gây ra bệnh béo phì và bệnh tiểu đường loại 2.
Charlotte Ling, giáo sư tại Trung tâm Tiểu đường Đại học Lund, giải thích trong một thông cáo báo chí rằng “di truyền biểu sinh vẫn còn là một lĩnh vực nghiên cứu tương đối mới; tuy nhiên, giờ đây chúng ta biết rằng các cơ chế biểu sinh đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của bệnh ”.
Trong bài báo, Ling giải thích rằng các nhà nghiên cứu đã tìm thấy một số thay đổi biểu sinh trên toàn bộ bộ gen có thể dự đoán chỉ số khối cơ thể của một người ở một mức độ nào đó.
Khi so sánh các vị trí methyl hóa DNA trong đảo tụy - cấu trúc sản xuất insulin - từ những người mắc bệnh tiểu đường loại 2 và những người không mắc bệnh này, một nghiên cứu đã xác định gần 26.000 khu vực khác nhau giữa hai nhóm.
Tuy nhiên, Lind khuyên bạn nên thận trọng vì hiện tại vẫn chưa rõ những thay đổi này là nguyên nhân hay hậu quả của bệnh tiểu đường loại 2.
Ăn kiêng, tập thể dục và lão hóa
Có rất nhiều bằng chứng về mối liên hệ giữa bệnh béo phì và bệnh tiểu đường với chế độ ăn phương Tây chứa nhiều chất béo và đường.
Các nghiên cứu biểu sinh có thể cho chúng ta biết lý do tại sao.
Ling giải thích: “Chế độ ăn giàu chất béo kéo dài 5 ngày, bắt chước chế độ ăn uống được thấy ở nhiều người béo phì, đã thay đổi cả biểu hiện gen và mô hình methyl hóa trong cơ xương và mô mỡ của con người,” Ling giải thích.
“Quan trọng là, việc cho ăn quá nhiều có vẻ dễ gây ra những thay đổi metyl hóa hơn là đảo ngược chúng bằng một chế độ ăn có kiểm soát,” cô tiếp tục.
Tập thể dục cũng ảnh hưởng đến epigenome. Cả hai buổi tập đơn lẻ và tập thể dục dài hạn đều thay đổi quá trình methyl hóa DNA trong cơ xương và chất béo, nhưng các mục tiêu gen là khác nhau.
Tina Rönn, tác giả nghiên cứu và một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ làm việc với Ling nhận xét: “Di truyền biểu sinh có thể giải thích tại sao những người khác nhau phản ứng khác nhau với việc tập thể dục.
Khi chúng ta già đi, hệ biểu sinh của chúng ta tiếp tục thay đổi, chỉ ra sự lão hóa như một yếu tố thúc đẩy các thay đổi biểu sinh. Nghiên cứu liên kết béo phì với sự trôi dạt biểu sinh khi một người già đi, nhưng làm thế nào hoặc tại sao điều này xảy ra hiện chưa rõ ràng.
Điều gì xảy ra với thế hệ tiếp theo?
Các nghiên cứu trên loài gặm nhấm cho thấy một thế hệ có thể truyền một số dấu hiệu biểu sinh liên quan đến bệnh béo phì và bệnh tiểu đường loại 2 cho thế hệ tiếp theo. Ở người, loại hình nghiên cứu này đang ở giai đoạn sơ khai, nhưng một số kết quả thú vị đang xuất hiện.
Trong một nghiên cứu, con của những bà mẹ mắc bệnh tiểu đường loại 2 khi mang thai có nguy cơ mắc bệnh béo phì và tiểu đường loại 2 trong cuộc sống sau này cao hơn so với con của những bà mẹ không mắc bệnh tiểu đường.
Một số nghiên cứu cho thấy rằng khi các bà mẹ gặp nạn đói trong thời kỳ mang thai, con của họ có nhiều nguy cơ béo phì và không dung nạp glucose, có thể do những thay đổi trong quá trình methyl hóa gen leptin.
Tuy nhiên, không chỉ những bà mẹ mới để lại dấu ấn của họ trong thế hệ tiếp theo. Tinh trùng của những người đàn ông béo phì có các mô hình methyl hóa DNA độc đáo, thay đổi sau khi phẫu thuật cắt đôi.
Điều này có ý nghĩa gì đối với sức khỏe của chúng ta?
Ling và Rönn đề xuất sử dụng quá trình methyl hóa DNA tại các vị trí nguy cơ đã biết trong bộ gen làm dấu ấn sinh học để giúp xác định những cá nhân có nguy cơ mắc bệnh béo phì và bệnh tiểu đường loại 2 cao hơn.
Với sự trợ giúp của các dấu ấn sinh học tốt hơn, có thể chỉ ra các vị trí methyl hóa DNA là yếu tố nguy cơ đáng kể và sau đó sử dụng các tác nhân dược lý để thay đổi mô hình methyl hóa.
Trên thực tế, các loại thuốc biểu sinh như vậy đã tồn tại và các nhà khoa học đã thử nghiệm chúng trong các điều kiện khác, chẳng hạn như một số loại bệnh bạch cầu.
Một nghiên cứu gần đây cho thấy việc điều trị bằng một loại thuốc biểu sinh, một chất ức chế histone deacetylase được gọi là MC1568, đã cải thiện sự bài tiết insulin ở đảo tụy mà những người mắc bệnh tiểu đường loại 2 hiến tặng.
“Bản chất nhất thời và có thể đảo ngược của các sửa đổi biểu sinh cung cấp một lĩnh vực mở để khám phá các mục tiêu cho các khái niệm điều trị và dự đoán trong tương lai về bệnh béo phì và [bệnh tiểu đường loại 2].”
Charlotte Ling và Tina Rönn
Điều quan trọng cần nhớ là sự methyl hóa DNA chỉ là một loại biến đổi biểu sinh. Với lĩnh vực nghiên cứu đang dần xuất hiện từ giai đoạn sơ khai, chắc chắn sẽ có một số khám phá thú vị ở phía chân trời.
Vẫn còn phải xem liệu họ có giải quyết cuộc tranh luận một lần và mãi mãi về tự nhiên so với việc nuôi dưỡng bệnh béo phì và bệnh tiểu đường loại 2 hay không.
