Эпигенетика. Управляй своими генами

Влияние потребления фруктозы на эпигенетическую регуляцию было изучено в исследовании, в котором крысам скармливали 20 %-ный раствор фруктозы в течение 14 недель (Охаши и др., 2015). После кормления наблюдался повышенный уровень триглицеридов и общего холестерина в сыворотке крови, что указывает на индукцию метаболического синдрома, вызванную фруктозой. Также наблюдалось повышение уровня глобального метилирования ДНК, что свидетельствует о том, что поступление фруктозы приводит к эпигенетической регуляции. Эти данные позволили изучить связь между метаболическим синдромом, вызванным фруктозой, и уровнем метилирования ДНК. В исследовании были выбраны четыре гена, участвующих в метаболизме липидов (CPT1A, PPARα, LDLR, и MTTP). Показано, что потребление фруктозы приводит к увеличению метилирования ДНК в промоторных областях генов PPARα и CPT1A, что может быть связано со снижением уровня мРНК этих генов, что приводит к снижению активности β-окисления. PPARα является главным регулятором окисления жирных кислот, и его снижение может привести к развитию метаболического синдрома. Для двух других генов такие эффекты не наблюдались.

8.3. Эпигенетика и фруктоза: влияние фруктозы на метилирование митохондриальной ДНК

Количество и качество митохондрий может играть важную роль в патогенезе метаболического синдрома. Экспрессия мтДНК (митохондриальной ДНК)[63] может быть связана с патологическими состояниями в развитии метаболического синдрома, основанного на том, что митохондриальный геном кодирует многие белки, необходимые для производства АТФ.

В одном исследовании оценивалось влияние потребления фруктозы на содержание мтДНК и экспрессию митохондриальных генов, было сделано предположение о потенциальном участии фруктозы в неблагоприятном воздействии на функцию митохондрий (Ямасаки и др., 2016). Оказывается, эпигенетически регулируется не только ядерная ДНК, но и мтДНК. Эпигенетическое изменение мтДНК может быть вовлечено в индукцию некоторых заболеваний. Ученые сообщили о гиперметилировании мтДНК у больных неалкогольным стеатогепатитом, а также обнаружили, что экспрессия МТ-ND6 мРНК печени значительно снизилась у этих пациентов, что позволяет предположить ассоциацию между метилированием мтДНК и митохондриальной транскрипцией (Пирола и др., 2013).

В последнее время та же исследовательская группа также предположила возможность того, что 5-гидроксиметилцистозин, первый окислительный продукт в активном деметилировании 5-метилцитозина, может быть вовлечен в патогенез неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП)[64] через регуляцию митохондриального биогенеза печени (и др., 2015). Эти результаты свидетельствуют о том, что эпигенетическая модификация мтДНК участвует в патогенезе заболеваний печени.

Известно, что митохондрии чувствительны к чрезмерному потреблению фруктозы (Нагаи и др., 2002; Кресчензо и др., 2013), и было сообщено о связи между уменьшенным содержанием мтДНК и метаболическим синдромом в лейкоцитах (Хуанг и др., 2011). Снижение содержания мтДНК также наблюдалось в различных тканях человека и грызунов (в исследованиях НАЖБП и инсулинорезистентности (Линдингер и др., 2010; Серрадас и др., 1995). Митохондриальная дисфункция может быть вовлечена в развитие метаболического синдрома, что приводит к снижению содержания мтДНК и экспрессии генов.

8.4. Фруктоза и беременность

Было высказано предположение, что статус питания матери может изменять фенотип потомства (Сеговия и др., 2014; Зоу и др., 2012). Влияние потребления матерями фруктозы на здоровье потомства остается в значительной степени неизвестным, несмотря на заметное увеличение потребления подслащенных напитков, которое шло параллельно с эпидемией ожирения. В одном из ранних исследований потребление фруктозы беременными приводило к низкой массе тела детей при рождении (Жен и др.,1991).

В другом исследовании было обнаружено, что прием фруктозы во время беременности, по-видимому, влияет на функцию мозга, а именно на экспрессию генов мозга, участвующих в стероидном метаболизме (Охаши и др., 2015). Эти результаты показали, что потребление фруктозы матерью может оказывать системное воздействие на потомство.