Табакокурение — один из самых мощных негативных факторов образа жизни, который влияет не только на целый организм, но и на активность генов, «включая» и «выключая» целые кластеры различных генов. Эпигенетические модификации могут стать причиной развития многих болезней (самые очевидные — онкологические и сердечно-сосудистые).

С каждым годом становится все больше исследований о том, как курение сказывается на эпигенетическом состоянии ДНК человека. Международная группа специалистов провела метаанализ 16 работ, охвативших данные около 16 000 людей, среди которых были курильщики, люди, бросившие вредную привычку, а также те, кто не курил никогда. Оказалось, что курение меняет активность более чем 7 000 генов — треть всех генов, что входят в состав нашего генома. Если человек бросил курить, то большая часть этих изменений сходит на нет в течение пяти лет — возвращается к исходному «докурящему» виду. Но есть и такие участки в ДНК, которые даже спустя много лет после окончательно выкуренной сигареты, остаются с «никотиновой» меткой.

Такие метки возникают в том числе в половых клетках (в яйцеклетках матери и сперматозоидах отца), поэтому могут остаться и в следующих поколениях — дети и внуки в буквальном смысле могут почувствовать на себе вредную привычку своих родителей. Гормоны, нутриенты матери, ее психологическое состояние способны менять работу генов ее ребенка. То же самое происходит и с отцами: стиль жизни, в частности приверженность вредным привычкам, может отразиться на том, как функционируют молекулы, «дирижирующие» работой генов его детей. И в первую очередь на развитие ребенка влияют именно «отцовские» метки, утверждают ученые из Университета Джорджтауна (США).

Это доказывают многочисленные исследования. Например, специалисты из Университета штата Флорида и Массачусетской больницы (США) поставили следующий эксперимент с лабораторными мышами: в течение 12 недель самцам добавляли в воду никотин, а затем наблюдали, как это отразится на их потомстве в двух поколениях. Дети и внуки «куривших» мышей хуже проходили когнитивные тесты, чем потомство «некуривших», они страдали от синдрома гиперактивности, а в их мозге было значительно меньше нейромедиаторов — биологически активных веществ, с помощью которых нервные клетки передают друг другу электрохимические импульсы. Анализ показал, что из-за никотина эпигенетический переключатель сработал так, что в ДНК сперматозоидов мышей произошли негативные изменения, в частности в одном гене, связанном с развитием мозга.

Еще большую опасность несет эта вредная привычка, если родители начинают курить в очень раннем возрасте. Доктор Маркус Пембри из Университета Бристоля (Великобритания) вместе со своей командой проанализировал данные почти 10 000 мужчин и их детей и обнаружил: если отцы начинали курить до наступления 11 лет, то их сыновья были в среднем толще, чем дети отцов, которые начали курить позже. И чем раньше они становились заложниками курения, тем выше масса тела была у их сыновей.

Конечно, в первую очередь курильщики вредят самим себе (согласно данным Всемирной организации здравоохранения, от последствий курения ежегодно умирает более восьми миллионов человек — потребителей табака, бывших курильщиков, а также тех, кто когда-либо подвергался пассивному курению). Однако полученной информации достаточно и для того, чтобы утверждать: курение оказывает негативное влияние и на еще не зачатых детей. Быть может, стоит начать писать на сигаретных пачках: «Курение вредит всем детям, которых вы когда-нибудь произведете на свет»?

Регулярное и чрезмерное употребление алкоголя может вызвать такие изменения в экспрессии генов, что в результате тяга человека к выпивке станет еще сильнее — это выяснили ученые из Ратгерского университета (США). Они обратили внимание на активность двух ключевых генов, участвующих в контроле поведения при питье: первый — PER2, ответственный за настройку биологических часов организма, второй — POMC, регулирующий систему реагирования на стресс. Исследователи обнаружили, что у обычных потребителей алкоголя и зависимых от выпивки людей снижается экспрессия этих генов и скорость, с которой они продуцируют белки. По мере того как увеличивалось потребление алкоголя, усиливались и эти изменения. Это значит, отмечают авторы, что у людей, которые пьют много, тяга к алкоголю сильнее, чем у остальных.

Алкоголь приводит к необратимым изменениям в мозге — к такому выводу пришли исследователи из Университета Пенсильвании (США), проведя эксперименты с лабораторными мышами. Они обнаружили, что ацетат — побочный продукт, образующийся в печени при распаде спирта — оказывает наибольшее влияние на фермент ACSS2, который является своеобразным «топливом» для всего процесса регуляции генов, а также играет ключевую роль в обучении и работе памяти. Из-за этого, говорят специалисты, пьющие люди и бывшие алкоголики становятся очень восприимчивыми к сигналам окружающей среды — триггерам, которые легко могут подтолкнуть к употреблению. Поэтому «выздоравливающие» алкоголики могут легко вновь сорваться — такая эпигенетическая регуляция в мозге.

В ходе еще одного эксперимента ученые из Кембриджского университета (Великобритания) давали мышам разбавленный этиловый спирт, а после отслеживали влияние ацетальдегида на гены животных (это вещество образуется в организме в результате метаболизма этанола). Анализ показал: алкоголь вызывает необратимые изменения в структуре ДНК стволовых клеток крови (происходят двунитевые разрывы, нарушается репарация ДНК — функция исправления повреждений, вызывается перестройка хромосом), что способствует появлению злокачественных новообразований. Так, употребление алкоголя повышает риск развития, по крайней мере, семи видов онкологических заболеваний, включая рак молочной железы и кишечника.

Употребление наркотиков также имеет свои последствия для генома. Ученые из Университета Дьюка (США) установили, что марихуана, а именно — ее главный психоактивный компонент тетрагидроканнабинол, влияет на экспрессию генов и вызывает структурные и регуляторные изменения в ДНК спермы. При этом чем выше была концентрация вещества, тем более выраженными были генетические изменения. Как отмечают авторы исследования, это грозит нарушениями в работе репродуктивной системы человека.

Многочисленные исследования также продемонстрировали, что употребление наркотиков родителями вредит не только им самим, но и способствует появлению пороков развития и генетически обусловленных болезней у их детей.

Так, американские исследователи из того же университета установили потенциальную связь между употреблением каннабиса отцами и развитием психических заболеваний у их детей. У мужчин, употреблявших марихуану, они обнаружили несколько неблагоприятных изменений в активности генов, в частности в гене Discs-Large Associated Protein 2 (DLGAP2), который участвует в передаче нейронных сигналов в головном мозге и ассоциируется с аутизмом, шизофренией и посттравматическим расстройством. Эксперименты на крысах подтвердили, что у рожденного потомства эпигенетические изменения были аналогичными — это подтверждает вероятность передачи «марихуановой» метки из поколения в поколение. Еще одно исследование вышеупомянутого университета продемонстрировало, что употребление марихуаны отцом сказывается на когнитивных функциях ребенка: были обнаружены нарушения в работе некоторых областей мозга, связанных с обучением, памятью, вознаграждением и настроением.

Марихуана имеет опасные последствия для будущего поколения, даже если родители курили ее только в подростковом возрасте и давно бросили вредную привычку. Исследователи из Вашингтонского университета выяснили, что у детей таких родителей наблюдалась повышенная тяга к не только наркотикам, но и спиртному: они в 2,5 раза чаще употребляли марихуану и в 1,8 раз алкоголь, по сравнению с детьми, чьи родители никогда не употребляли.

Конечно же, опасность представляют не только «легкие» наркотики. Команда ученых из Университета Фудань (Китай) обнаружили, что дети отцов, которые употребляли кокаин, наследуют от них тягу к наркотикам. Специалисты провели эксперимент на лабораторных крысах, в котором давали самцам добавки кокаина, а затем наблюдали за поведением их потомства. Когда детеныши выросли, их подключили к кокаиновой «капельнице» и позволили самостоятельно нажимать на кнопку, которая вводила порцию наркотика в их организм. Оказалось, что у детей крыс, употреблявших кокаин, быстрее развивалась зависимость, а их мозг гораздо сильнее реагировал на наркотик, чем у других детенышей. Такая тенденция сохранилась и в следующем поколении. Китайские ученые зафиксировали тысячи изменений в структуре ДНК, которые передались детям и внукам.

Механизм эпигенетического наследования открыт совсем недавно, у исследователей было мало возможностей отследить это явление на нескольких поколениях людей, поэтому так много экспериментов на лабораторных мышах (они имеют похожую структуру ДНК) и так мало на человеке. И все же ученые уверены: образ жизни может повлиять на наши гены и гены наших потомков. Важно бросить вредные привычки и начать заботиться о себе и своем здоровье: соблюдать диету, быть физически активным, более позитивным, избегать стрессов, заниматься любимым делом. Быть может, полезные привычки тоже могут передаваться нашим детям?