Воздействие токсичных веществ во время беременности затрагивает 20 поколений

Фото из открытых источников

Насколько далеко может распространиться воздействие токсичных веществ по родословной? Новое исследование предполагает, что ответ может быть гораздо шире, чем кто-либо ожидал. Результаты исследования были опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ученые из Вашингтонского государственного университета обнаружили, что однократное воздействие токсичного фунгицида во время беременности может повлиять не только на детей и внуков, но и на до 20 будущих поколений.

Ещё более удивительно то, что проблемы со здоровьем могут усугубляться спустя много поколений. Это исследование дополняет растущие доказательства того, что химические вещества в окружающей среде могут оставлять неизгладимые следы в семьях.

Исследование проводилось под руководством профессора Майкла Скиннера из Школы биологических наук.

Исследование было сосредоточено на эпигенетическом трансгенерационном наследовании – идее о том, что воздействие окружающей среды влияет не только на одного человека, но и может оставлять биологические следы, которые отражаются на будущих поколениях.

Эпигенетика изучает, как такие факторы, как диета, стресс или воздействие химических веществ, могут влиять на работу генов в организме. Эти факторы не изменяют сам код ДНК. Вместо этого они изменяют то, как организм считывает и использует этот код.

Инструкции в ДНК остаются неизменными, но способ их выполнения может меняться, и эти изменения иногда передаются детям и даже внукам.

Профессор Скиннер впервые выявил этот тип наследования заболеваний в 2005 году. С тех пор его лаборатория показала, что воздействие токсичных веществ может изменять сперматозоиды и яйцеклетки, также называемые зародышевой линией.

Когда эти репродуктивные клетки изменяются, последствия могут передаваться будущим поколениям. «По сути, когда беременная самка подвергается воздействию, плод также подвергается воздействию», — сказал профессор Скиннер. «А затем зародышевая линия внутри плода также подвергается воздействию. В результате этого воздействия потомство и внуки будут испытывать потенциальные последствия, и так далее. Как только это запрограммировано в зародышевой линии, это становится таким же стабильным, как генетическая мутация».

Проще говоря, если беременная самка подвергается воздействию вредного химического вещества, то сразу три поколения подвергаются прямому воздействию.

Мать, развивающийся плод и будущие сперматозоиды или яйцеклетки плода контактируют с токсином. После этого последствия могут передаваться из поколения в поколение, даже без повторного воздействия.

В новом исследовании ученые изучили крыс, подвергшихся воздействию винклозолина, фунгицида, используемого на фруктовых культурах для предотвращения плесени и гниения.

В состав исследовательской группы также входили профессор Эрик Нильссон, Александра А. Короленко из Техасского технологического университета и студентка-исследовательница Сара Де Сантос.

В более ранних работах той же лаборатории, в которых отслеживалось 10 поколений крыс, было обнаружено более высокое число случаев заболевания. В новом исследовании ученые удвоили это число, доведя его до 20 поколений.

Результаты показали, что заболевания почек, предстательной железы, яичек и яичников передаются из поколения в поколение.

Поначалу уровень заболеваемости оставался стабильным. Однако примерно в 15-м поколении заболеваемость начала расти еще больше.

«Уровень заболеваемости оставался практически неизменным, но примерно в 15-м поколении мы начали наблюдать усиление эпидемиологической ситуации», — сказал профессор Скиннер. «К 16-му, 17-му, 18-му поколениям болезни стали очень распространены, и мы начали замечать аномалии в процессе родов. Либо умирала мать, либо все щенки погибали, так что это была действительно смертельная патология».

Это означает, что проблемы со здоровьем не только сохранялись, но и со временем усугублялись. В последующих поколениях многие матери или новорожденные щенки умирали во время родов.

Профессор Скиннер объяснил, что доза фунгицида, использованная в исследовании, была ниже той, которую среднестатистический человек может потреблять с пищей. Это делает полученные результаты еще более тревожными.

За последние десятилетия увеличилось число хронических заболеваний, таких как болезни сердца, рак и артрит.

Профессор Скиннер считает, что эпигенетическая наследственность может помочь объяснить этот рост. Увеличение использования пестицидов, фунгицидов и других промышленных химикатов произошло в тот же период, что и рост хронических заболеваний.

«Это исследование действительно показывает, что эта проблема никуда не денется», — сказал профессор Скиннер. «Нам нужно что-то с этим делать. Мы можем использовать эпигенетику, чтобы отойти от реакционной медицины и перейти к профилактической».

Он предполагает, что человек, которому сегодня диагностировали рак, может иметь риски для здоровья, связанные с воздействием токсинов на его предков десятилетия назад.

Исследования на людях уже выявили эпигенетические изменения в репродуктивных клетках, которые соответствуют результатам, полученным в исследованиях на животных.

Проблема заключается во времени. Двадцать поколений у крыс охватывают всего несколько лет. У людей 20 поколений могут составлять около 500 лет. Такой большой промежуток времени затрудняет четкую причинно-следственную связь.

Несмотря на эти опасения, эпигенетика также вселяет надежду. Ученые выявили эпигенетические биомаркеры примерно для 10 заболеваний у человека. Биомаркеры — это измеримые признаки в организме, указывающие на повышенный риск развития заболеваний в будущем.

«У людей фактически имеются эпигенетические биомаркеры, указывающие примерно на 10 различных предрасположенностей к заболеваниям», — отметил профессор Скиннер. «Это не означает, что у вас есть это заболевание сейчас, это означает, что через 20 лет вы потенциально можете заболеть им. Существует целый ряд профилактических мер, которые можно предпринять до развития заболевания, чтобы отсрочить или предотвратить его появление».

Эти биомаркеры могут помочь врачам прогнозировать риск заболевания задолго до появления симптомов. Благодаря ранней диагностике люди могли бы изменить образ жизни, пройти обследование или начать лечение для снижения риска.

Исследование Вашингтонского государственного университета подчеркивает важный момент: воздействие факторов окружающей среды может не ограничиваться одним поколением.

Действия, предпринимаемые сегодня, могут влиять на состояние здоровья на протяжении столетий. В то же время, понимание эпигенетики может помочь обществу перейти от лечения болезней после их появления к предотвращению их еще до начала развития.