Статья 1988 года, опубликованная Джоном Кэрнсом[23 - Статья 1988 года, опубликованная Джоном Кэрнсом: Cairns, John, Overbaugh. Julie, and Miller, Stephan (1988). «The origin of mutants.» Nature, 335, 142–145.] в издании Nature – одном из самых известных научных журналов, положила начало тектоническому сдвигу в генетике. В статье описывался эксперимент, в ходе которого определенный штамм бактерий кишечной палочки (E. coli), который не мог усваивать лактозу[24 - Cахар, содержащийся в молочных продуктах. – Прим. авт.], поместили в лактозную среду[25 - Научный термин для пищи, на которой растут бактерии, обычно в чашке Петри. – Прим. авт.]. Вместо того чтобы голодать – что, согласно классической теории Дарвина, и должно было случиться, – бактерии вскоре претерпели генетические изменения и, научившись переваривать лактозу, сумели выжить. Кэрнс сообщил, что, по крайней мере, в некоторых случаях избирательное давление может направлять мутации организмов. Прощай, дарвинистская ортодоксальность.
Кэрнс «нагло», как говорили некоторые критики, поднял вопрос о возможных наследственных механизмах Ламарка – в 1988 году это казалось исключительным вероломством. В том же номере журнала Nature Франклин Шталь, почетный профессор биологии Орегонского университета, одобрил выводы Кэрнса и представил свою собственную модель того, как могут происходить «направленные мутации»[26 - Направленные мутации: Stahl, F. W. (1988) «Bacterial genetics. A unicorn in the garden.» Nature, 335, 112.].
Сегодня Кэрнс является профессором микробиологии в больнице Рэдклиффа, что входит в состав Оксфордского университета, и остается ведущим специалистом в области мутационной теории. Его статья 1988 года является одной из наиболее часто цитируемых работ в этой области и положила начало совершенно новой сфере исследований.
Примерно в то же время, когда Кэрнс проводил свои эксперименты, доктор Ларс Олов Байгрен из Университета Умео в Швеции задался вопросом: «Может ли опыт родителей, полученный ими в раннем возрасте, повлиять на черты, которые они передадут своим потомкам?» Байгрен, как и многие другие ученые, собрал множество исторических свидетельств, доказывающих, что неблагоприятные условия окружающей среды (например, угроза смерти от голода) могут оставить отпечаток на генетическом материале яйцеклеток и сперматозоидов, который повлияет на эволюцию, передав новые черты[27 - Повлияет на эволюцию, передав новые черты: Bygren, L. O., Kaati, G., and Edvinsson, S.: (2001) «Longevity determined by ancestors’ overnutrition during their slow growth period.» Acta Biotheoretica, 49, 53–59; Bygren, Olov (2010) in Kaati, G., Bygren, L. O., Edvinsson, S. (2002). «Cardiovascular and diabetes mortality determined by nutrition during parents’ and grandparents’ slow growthperiod.» European Journal of Human Genetics, 10, 682–688.] следующему поколению.
Спустя 10 лет после публикации статьи Кэрнса профессор биологии Университета Индианы П. Л. Фостер написал: «Многие последующие исследования показали, что частота мутаций может варьироваться и что их количество увеличивается во время определенных стрессов, таких как недостаток пищи». Это явление получило название «адаптивная мутация»[28 - Адаптивная мутация: Foster, P.L. (1999). «Mechanisms of stationary phase mutation: a decade of adaptive mutation.» Annual Review of Genetics, 33,57–88.]. Сегодня исследование адаптивных мутаций трансформировалось в эпигенетику, и ими заинтересовалась едва ли не каждая университетская лаборатория[29 - Мутации – это процесс, затрагивающий саму структуру генетического кода, последовательность генов в ДНК. Эпигенетические изменения структуру ДНК не меняют.].
Любимое животное генетиков для изучения – C. еlegans – примитивный червь длиной около 1 мм, обитающий в почве. В период с октября 1994 по январь 1995 года в международных журналах о нем появилось 73 научные статьи. C. elegans[30 - Научные статьи о C. elegans: CBS C-elegans (http://cbs.umn.edu/cgc/what-c-elegans).] является привлекательным и эффективным модельным организмом для исследований, потому что с ним легко работать в лаборатории, он почти не требует пищи и в течение нескольких дней производит большое количество потомства путем самооплодотворения.
Червь понимается как отдельный организм, который подвергается сложному процессу морфогенеза[31 - Морфогенез – формирование организма посредством эмбриологических процессов дифференцировки клеток, тканей и органов и развития систем органов в соответствии с генетическим «планом» потенциального организма и условиями окружающей среды. https://www.britannica.com/science/morphogenesis.]. У него есть нервная система с «мозгом» (кольцом окологлоточного нерва), он демонстрирует определенное упорядоченное поведение, способен к элементарному обучению, а также производит сперму и яйцеклетки, благодаря чему спаривается и размножается. Все 959 соматических клеток его прозрачного тела видны под микроскопом, а средняя продолжительность его жизни составляет всего 2–3 недели. Важно отметить, что у червей и людей совпадает до 80 % генов[32 - Совпадает до 80 % генов: Gebauer, Juliane, Gentsch, Christoph, and Kaleta, Christoph, et al. (2016). «A Genome-Scale Database and Reconstruction of Caenorhabditis elegans Metabolism.» Cell Systems, 2(5), 312.]. Неудивительно, что примерно половину всех известных генов, задействованных в болезнях человека, также можно обнаружить и у C. elegans, а потому ученые с удовольствием экспериментируют над этим существом[33 - Что тем не менее не означает, что данные, полученные на этих червях, могут быть прямо экстраполированы на человека.].
Например, ученые из Университета Дьюка провели исследование, посвященное последствиям голодания[34 - Последствиям голодания: Jobson, M. A., Jordan, J. M., Sandrof, M. A., Baugh. L. R., et al. (2015). «Transgenerational Effects of Early Life Starvation on Growth, Reproduction and Stress Resistance in Caenorhabditis elegans.» Genetics, 201(1), 201–212.]. Они заставили голодать одну группу червей C. elegans в течение одного дня, а другую группу – в течение восьми дней на первой стадии личиночного развития. Когда подача пищи возобновлялась, черви, которых дольше морили голодом, росли медленнее и в итоге достигали меньших размеров и вырастали менее плодовитыми. Они также оказались более восприимчивыми ко второму приступу голода. Их потомство, унаследовав отличительные признаки родителей, родилось меньшим по размерам и численности и менее плодовитым, однако их дети и внуки оказались более устойчивыми к голоду, как будто пытаясь защититься от того, что навредило их предкам.
Эпигенетика завоевала доверие научного сообщества, когда несколько десятилетий назад исследователи изучали детей, выношенных в период голода в конце Второй мировой войны в Нидерландах[35 - Период голода в конце Второй мировой войны в Нидерландах: Tobi, Elmar W., Slieker, Roderick C., Xu, Kate M., et al. (2018). «DNA methylation as a mediator of the association between prenatal adversity and risk factors for metabolic disease in adulthood.» Science Advances, 4(1).]. Исследователи обнаружили на одном из генов детей определенную химическую метку (или, как ее еще называют, эпигенетическую сигнатуру). Исследователи связали это открытие с различиями в состоянии здоровья детей: они росли хуже, чем дети других возрастов, и имели массу тела выше средней. Их дети также были меньше ростом и более восприимчивы к диабету, ожирению и сердечно-сосудистым заболеваниям, и эти изменения были заметны в течение трех последующих поколений.
Не только недостаток пищи может подобным образом повлиять на потомство: как показало британское исследование, проведенное в Бристольском университете, это может быть связано и с бедностью[36 - Это может быть связано и с бедностью: Pembrey, M., Saffery, R. and Bygren, L. O. (2015) «Network in Epigenetic Epidemiology. Human transgenerational responses to early-life experience: potential impact on development, health and biomedical research.» Journal of Medical Genetics, 51, 563–572.]. Исследователи отобрали 40 мужчин, родившихся в 1958 году: одна половина выросла в богатых семьях, а другая – в бедных. В исследовании испытуемых выбрали из верхних и нижних 20 % общества в соответствии с социально-экономическим статусом, чтобы убедиться, что будут представлены примеры обеих крайностей. Сосредоточив внимание на участках ДНК, называемых промоторными областями[37 - Промоторными областями: Borghol, N., Suderman, M., McArdle, W., Racine, A., Hallett, M., Pembrey, M., Szyf, M., et al. (2012). «Associations with early-life socio-economic position in adult DNA methylation.» International Journal of Epidemiology, 41(1), 62–74.], что переводится как «включатели», команда исследовала более 20 000 участков по всему геному.
Почти на одной и той же трети участков у представителей групп получились совершенно разные модели. Что наиболее характерно, уровни метилирования резко отличались: 1252 участка у мужчин из бедных семей и лишь 545 участков у мужчин из богатых семей. Поскольку образцы брали в среднем возрасте, исследователи не могли точно сказать, когда добавились или исчезли эпигенетические метильные группы. Хотя возможно, что гены изменились в младенчестве, детстве или даже в зрелом возрасте, ученые, проводившие эксперименты, придерживались мнения, что эпигенетические изменения, которые они наблюдали в ДНК взрослого человека, стали в значительной степени результатом раннего жизненного опыта.
Сегодня наиболее распространенной хирургической процедурой у фертильных женщин является родоразрешение путем планового кесарева сечения. Однако беременные женщины или те, кто планирует создать семью, должны знать о следующих результатах многочисленных исследований: дети, рожденные путем кесарева сечения, подвергаются повышенному риску развития астмы, диабета первого типа, ожирения, целиакии, рака и подавления иммунного ответа[38 - Причины этого до сих пор активно изучаются и могут быть связаны не с самим фактом кесарева сечения, а, например, с влиянием микробиома.].
Исследуя это явление, молекулярные и клеточные биологи из известного Каролинского института в Швеции изучили эпигенетические изменения в пуповинной крови, взятой у детей, родившихся в срок после планового кесарева сечения и посредством вагинальных родов. В стволовых клетках крови младенцев из первой группы нашли больше метилированных участков ДНК, чем у младенцев, родившихся вагинально. Исследователи обнаружили специфические эпигенетические различия между группами в 343 областях ДНК, включая гены, которые, как известно, участвуют в процессах, контролирующих метаболизм и иммунодефицит. Эти исследования ясно показывают, что эпигеном младенца чувствителен к внутриутробной среде[39 - Эпигеном младенца чувствителен к внутриутробной среде: Almgren, Malin, Schlinzig, Titus, Gomez-Cabrero, David, Ekstr?m, Tomas J., et al. (2014). «Cesarean delivery and hematopoietic stem cell epigenetics in the newborn infant – implications for future health?» American Journal of Obstetrics and Gynecology, 211(5), 502.e1-502.e8; Schlinzig, T., Johansson, S., Gunnar. A., Ekstr?m, T. J., Norman, M. (2009). «Epigenetic modulation at birth – altered DNA-methylation in white blood cells after Caesarean section.» Acta P?diatrica, 98, 1096–1099.] и опыту рождения.
Во время недавней пандемии COVID-19 ученые заметили, что, попадая в организм человека, вирус вел себя по-разному: у одних становился триггером серьезного заболевания, а у других не вызывал никаких симптомов. Описанное здесь ослабление иммунной системы, передавшееся через несколько поколений, может быть одним из непризнанных факторов, наряду с социально-экономическими, которые вызывают физический и психический стресс, что объясняет яркие различия при реакции на вирус.
Распространенность сложных заболеваний, таких как рак, диабет, ожирение, аутизм и врожденные дефекты, растет темпами, которые невозможно объяснить классической генетикой. Исследования на людях и животных убедительно свидетельствуют о том, что за это могут отвечать эпигенетические механизмы.
Социальная эпигенетика
Используя мышей в качестве модели для изучения рака молочной железы у человека, исследователи продемонстрировали, что негативный социальный опыт[40 - Социальная изоляция: Conzen, Suzanne (2009). «Social isolation worsens cancer.» Institute for Genomics and Systems Biology. http://www.igsb.org/news/igsb-fellow-suzanne-d.-conzen-social-isolation-in-mice-worsens-breast-cancer.] (в данном случае – изоляция) вызывает усиленный рост опухоли. Полученные результаты также подтверждают предыдущие эпидемиологические исследования, предполагающие, что социальная изоляция приводит к росту смертности среди пациентов, страдающих хроническими заболеваниями, а клинические исследования доказали, что социальная поддержка улучшает результаты лечения больных раком. Присутствие сострадательных и заботливых людей[41 - Сострадательных и заботливых людей: Slavich, G. M. and Cole, S. W. (2013). «The emerging field of human social genomics.» Clinical Psychological Science, 1(3), 331–348.] может изменить уровень экспрессии генов в самых разных тканях, включая мозг. Впрочем, недавний опыт борьбы с COVID-19 и без исследований убедил нас в истинности человеческой потребности во взаимодействии и общении.
Одним из самых красивых и творческих экспериментов, с которыми я сталкивался в своей профессиональной деятельности, является «Исследование перекрестного воспитания»[42 - Исследование перекрестного воспитания: Zayed, Amro and Robinson, Gene E. (2012). «Understanding the Relationship Between Brain Gene Expression and Social Behavior: Lessons from the Honey Bee.» Annual Review of Genetics, 46, 591–615.] (Kidnapping-and-Cross-Fostering Study), разработанное Джином Робинсоном, директором Института геномной биологии Иллинойсского университета. Робинсон отобрал около 250 молодых пчел из двух ульев африканских пчел («пчел-убийц») и двух ульев европейских пчел (неопасных пчел) и нарисовал метки на спинах особей (не сам, разумеется, – аспиранты), чтобы невооруженным глазом определять их происхождение. Как только насекомые обзавелись потомством, его забрали и поместили в улей другого подвида[43 - Относительно предвзятости «двух ульев африканских пчел („пчел-убийц“) и двух ульев европейских пчел (неопасных пчел)». Пожалуйста, я никого здесь не пытаюсь обидеть. Исследование посвящено пчелам, а не людям.]. Европейские медоносные пчелы, выращенные среди более агрессивных африканских пчел, не только стали такими же воинственными, как и их новые соседи по улью, – они стали генетически похожими на них. И наоборот. Этот эксперимент убедительно доказывает, что социальная среда может радикально изменить экспрессию генов и поведение за очень короткий срок.
Дэвид Клейтон, нейробиолог и коллега Джина Робинсона из Иллинойсского университета, обнаружил, что, если самец зебрового зяблика услышит, как поблизости поет другой самец[44 - Если самец зебрового зяблика услышит, как поблизости поет другой самец: Clayton, D. F. and London, S. E. (2014). «Advancing avian behavioral neuroendocrinology through genomics.» Frontiers in Neuroendocrinology, 35(1), 58–71.] его вида, экспрессия определенного гена в переднем мозге птицы будет стимулироваться и это будет происходить по-разному в зависимости от того, звучал ли другой зяблик незнакомо и угрожающе или знакомо и безопасно. Певчие птицы продемонстрировали массовые, широко распространенные изменения в экспрессии генов всего за пятнадцать минут.
Реакции мозга на социальные стимулы могут быть масштабными, включающими сотни, иногда тысячи генов. Еще 20 лет назад ни один уважающий себя генетик или нейробиолог не мог и вообразить, что социальный опыт приводит к изменениям в поведении и экспрессии генов в мозге. Однако именно это мы и наблюдаем.
Трансгенерационное наследование через одно поколение (F1)
Термин «трансгенерационная эпигенетика F1» описывает влияние материнских или отцовских генетических факторов на ребенка. Ученые обозначают его как фактор F1.
В тот или иной момент, я уверен, все мы задавались вопросом, почему некоторые люди всегда спокойны, несмотря ни на что, а другие начинают волноваться по любому поводу. Недавние исследования на крысах дают ключ к разгадке. Крысы-матери, по-видимому, делятся на две группы: представители одной тратят много времени на вылизывание, кормление и уход за своими детьми, а другой – просто игнорируют потомство. Правильно воспитанные крысята, как правило, вырастают спокойными взрослыми крысами, в то время как крысята, лишенные родительской заботы, вырастают тревожными. Заботливое поведение матери-крысы в течение первой недели жизни формирует эпигеном ее детенышей, и этот паттерн имеет тенденцию сохраняться даже после того, как крысята становятся взрослыми. Разница между спокойной и встревоженной крысой[45 - Разница между спокойной и встревоженной крысой: Weaver, I.C.G., Cervoni, N., Champagne, F. A., Meaney, M. J., et al. (2004). «Epigenetic programming by maternal behavior.» Nature Neuroscience, 7, 847–854.] не генетическая, а эпигенетическая[46 - В то же время описаны гены, вероятно связанные с развитием тревожных состояний; таким образом, на мой взгляд, автор преувеличивает вклад одной только эпигенетики, преуменьшая вместе с тем влияние генетических факторов.].
Эти данные указывают на то, что более высокий уровень материнской заботы в течение первой недели жизни приводит к формированию поведения, которое характеризуется устойчивостью к стрессу и повышенной заботой о своем потомстве. В данном случае то, что верно для крыс, относится и к людям[47 - Смелая экстраполяция в отношении такого сложного процесса, как регуляция поведения.]. Будущие родители, пожалуйста, примите это к сведению.
В 2011 году группа из Делавэрского университета решила изучить, влияют ли невзгоды в раннем возрасте на экспрессию генов. Они подвергали крысят воздействию жестоких воспитателей в течение 30 минут ежедневно на протяжении первых семи дней жизни. Ученые провоцировали жестокое обращение крыс-матерей с детьми, помещая их в незнакомую среду и ограниченное пространство. В результате воспитатели начали топтать, ронять, таскать, активно отвергать и грубо обращаться со своими детенышами. Такое обращение, естественно, вызывало у младенцев дистресс-реакции[48 - Вызывало у младенцев дистресс-реакции: Roth, T. L., Lubin, F. D., Funk, A. J., and Sweatt, J. D. (2009). «Lasting epigenetic influence of early-life adversity on the BDNF gene.» Biological Psychiatry, 65(9), 760–769.].
Нейротрофический фактор головного мозга (brain-derived neurotrophic factor, BDNF) регулирует выживание и рост нейронов, влияя на синаптическую эффективность и пластичность. У подвергшихся жестокому обращению крысят[49 - У подвергшихся жестокому обращению крысят: Roth, Tania L. and Sweatt, J. David (2011). «Epigenetic mechanisms and environmental shaping of the brain during sensitive periods of development.» Journal of Child Psychology and Psychiatry, 52(4), 398–408; Roth, Tania L. and Sweatt, J. David (2011). «Epigenetic marking of the BDNF gene by early-life adverse experiences.» Hormones and Behavior, Special Issue: Behavioral Epigenetics, 59(3), 315–320.] ученые обнаружили значительное снижение экспрессии гена BDNF, что соответствовало предыдущим выводам о влиянии раннего жизненного опыта и о последующем пагубном изменении личности и поведения. Этот неэффективный ген сохранялся на протяжении всего развития и во взрослом возрасте.
ИЗВЕСТНО, ЧТО ЖЕСТОКИЕ И НЕБРЕЖНЫЕ ВОСПИТАТЕЛИ ДЕЛАЮТ ДЕТЕЙ ОСОБЕННО ВОСПРИИМЧИВЫМИ К КОГНИТИВНОЙ И ЭМОЦИОНАЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИЯМ.
Жестокое обращение в детстве[50 - Жестокое обращение в детстве: Bremner, J. D. (2003). «Long-term effects of childhood abuse on brain and neurobiology.» Child and Adolescent Psychiatric Clinics of North America, 12, 271–292; Heim, C. and Nemeroff, C. B. (2003). «The role of childhood trauma in the neurobiology of mood and anxiety disorders: preclinical and clinical studies.» Biological Psychiatry, 49, 1023–1039; Kaufman, J., Plotsky, P. M., Nemeroff, C. B., and Charney, D. S. (2000). «Effects of early adverse experiences on brain structure and function: clinical implications.» Biological Psychiatry, 48, 778–790; Schore, A. N. (2002). «Dysregulation of the right brain: a fundamental mechanism of traumatic attachment and the psychopathogenesis of posttraumatic stress disorder.» Australian and New Zealand Journal of Psychiatry, 36, 9–30.] в значительной степени вызывает более позднее диагностирование глубокой депрессии в подростковом и взрослом возрасте, а также позднее обнаружение шизофрении, пограничного расстройства личности и посттравматического стрессового расстройства.
Деликатный уход тоже имеет огромную ценность для ребенка. Например, нейробиолог Регина Салливан из Медицинской школы Нью-Йоркского университета обнаружила, что у крысят, испытывающих боль, несколько сотен генов активнее, чем у крысят, с ней не знакомых. Однако в присутствии их матерей менее ста генов аналогичным образом экспрессировались (активировались). Салливан успешно продемонстрировала, что мать, успокаивающая своего ребенка во время боли, изменяет активность генов в части мозга, отвечающей за эмоции (миндалевидное тело), и таким образом вызывает положительную краткосрочную поведенческую реакцию у ребенка[51 - Положительную краткосрочную поведенческую реакцию у ребенка: Sullivan, Regina. NYU Langone Medical Center / New York University School of Medicine. «Mother’s soothing presence makes pain go away, changes gene activity in infant brain.» ScienceDaily,November 18, www.sciencedaily.com/releases/2014/11/141118125432.htm.].
Это имеет важные последствия для понимания биологии привязанности и связи в послеродовой период. Каждое проявление материнской привязанности изменяет активность генов в мозге ее ребенка, что приводит к постепенному развитию у младенца ответной привязанности. Улыбка ребенка, в свою очередь, вызывает эпигенетические изменения у матери, а повторение этого взаимодействия с течением времени в конечном счете способствует развитию взаимной любви.
Трансгенерационное наследование через два и три поколения (F2 и F3)
F2 и F3 используются, чтобы обозначить влияние родительского поведения, стресса или травмы на внуков и правнуков[52 - Вновь подчеркну, что эпигенетические изменения динамичны, поэтому вопрос о возможности передачи их так далеко спорен.]. Эти эффекты часто зависят от пола.
Я восхищаюсь исследованием, проведенным в Эморийском университете. Оно очень простое и прямолинейное. Исследователи проверили, как определенные запахи, которым подвергались родители[53 - Определенные запахи, которым подвергались родители: Dias, B. G., Maddox, S. A., Klengel, T., and Ressler, K. J. (2015). «Epigenetic mechanisms underlying learning and the inheritance of learned behaviors.» Trends in Neurosciences, 38(2), 96–107.], могут влиять на поведение и мозг их потомков в разных поколениях. Ученые поражали лабораторных мышей-самцов электрическим током каждый раз, когда они подвергались воздействию запаха ацетофенона – химического вещества, используемого в парфюмерии. В результате этого классического метода воздействия мыши стали беспокоиться при одном только запахе ацетофенона. Их дети тоже стали бояться этого запаха, хотя никогда и не подвергались подобному влиянию.
Мыши не проявляли никакой реакции на другие запахи и не испытывали страха при звуках или различных типах предупреждений. Чтобы подтвердить это, ученые даже взяли сперму у первой группы мышей, а затем использовали метод экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) для имплантации спермы в самок из другой лаборатории. Беременных мышей выращивали изолированно, вдали от любых контактов с другими мышами, и все же их дети по-прежнему демонстрировали повышенную чувствительность к исходному запаху.
Аналогичные результаты получили австралийские исследователи, изучавшие мышей, зараженных паразитом, вызывающим токсоплазмоз. Они обнаружили, что сперма инфицированных отцов несла измененную эпигенетическую сигнатуру, которая влияла на мозг будущего потомства. Молекулы в сперме, так называемые микроРНК[54 - Молекулы в сперме, так называемые микроРНК: Morgan, Christopher P. and Bale, Tracy L. (2011). «Early prenatal stress epigenetically programs dysmasculinization in second-generation offspring via the paternal lineage.» Journal of Neuroscience, 17, 31(33), 11748–11755.], по-видимому, влияют на развитие мозга и поведение потомства (подробнее о микроРНК см. на стр. 41). Трансгенерационное наследование подобных эпигенетических модификаций было связано с нервно-психическими расстройствами у детей и внуков этих мышей.
Другие исследователи изучили влияние стресса на четыре поколения крыс[55 - Влияние стресса на четыре поколения крыс: Yao, Y., Robinson, A. M., Metz, G. A., et al. (2014). «Ancestral exposure to stress epigenetically programs preterm birth risk and adverse maternal and newborn outcomes.» BMC Medicine, 12(1), 121.] и обнаружили, что однократное воздействие стресса на беременных матерей увеличивает риск преждевременных родов и негативно сказывается на их потомстве во многих областях. Ученые подчеркнули, что причины многих сложных заболеваний, скорее всего, коренятся в опыте наших предков.
Воздействие никотина и других компонентов сигаретного дыма на матерей признано значительным фактором риска развития поведенческих расстройств, включая синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) у многих поколений потомков. Чтобы выяснить, относится ли то же самое к отцам, исследователи из Университета штата Флорида в Таллахасси подвергали мышей-самцов воздействию низких доз никотина[56 - Подвергали мышей-самцов воздействию низких доз никотина: McCarthy, Deirdre M., Morgan, Thomas J., Bhide, Pradeep G., et al. (2018). «Nicotine exposure of male mice produces behavioral impairment in multiple generations of descendants.» PLoS Biology, 16(10), e2006497.] в питьевой воде на этапе жизни, когда мыши производят сперму.
Затем они скрестили этих мышей с самками, которым никогда не давали никотин. В то время как отцы вели себя нормально, дети обоих полов проявляли гиперактивность, дефицит внимания и когнитивную ригидность. Когда самок мышей из этого поколения скрестили с самцами, никогда не получавшими никотин, у потомства мужского пола наблюдался меньший, но все же значительный дефицит когнитивной гибкости[57 - Когнитивная гибкость – это способность переключать внимание между наборами задач, атрибутами стимула, реакциями, перспективами или стратегиями. См. статью: Perone, S., Almy, B., and Zelazo, P. D. «Toward an understanding of the neural basis of executive function development.» в книге The Neurobiology of Brain and Behavioral Development (291–314). (Cambridge, Mass.: Academic Press, 2018).]. Анализ сперматозоидов от самцов, изначально подвергнутых воздействию никотина, показал, что несколько генов изменились эпигенетически, включая ген рецептора дофамина D2, участвующего в развитии мозга и обучении. Такой результат предполагал, что эти изменения способствовали возникновению когнитивных нарушений у потомства, но обращал внимание на необходимость проведения дополнительных исследований того, как на здоровье детей влияет курения отца[58 - В то же время никотин и другие компоненты сигаретного дыма имеют мутагенный эффект, то есть действие на гены тоже нельзя исключать.].
Как насчет бабушек и дедушек, которые курят? Что ж, у нас тоже есть исследование по этому поводу. Проанализировав данные о более чем 14 500 детях, родившихся в Соединенном Королевстве в 1990-х годах, эпидемиологи из Бристольского университета обнаружили, что у людей, у которых бабушки по материнской линии курили во время беременности, риск развития аутизма повышался на 53 %. Исследование также показало, что девочки, чьи бабушки по материнской линии курили[59 - Девочки, чьи бабушки по материнской линии курили: Golding, Jean, Ellis, Genette, Pembrey, Marcus, et al. (2017). «Grand-maternal smoking in pregnancy and grandchild’s autistic traits and diagnosed autism.» Scientific Reports, 7, article number 46179.] во время беременности, на 67 % чаще имели черты, связанные с аутизмом. Исследователи продемонстрировали, что по двум признакам (социальное общение и патологически циклические действия) внучки пострадали гораздо больше, чем внуки.
Сегодня в большинстве стран мира марихуана воспринимается как безвредная или, по крайней мере, менее вредная, чем алкоголь. Исследователи из Университета Дьюка доказали, что это убеждение необоснованно. Они проанализировали различия между спермой мужчин, которые курили или употребляли марихуану[60 - Спермой мужчин, которые курили или употребляли марихуану: Schrott, R., Acharya, K., Murphy, S. K., et al. (2020). «Cannabis use is associated with potentially heritable widespread changes in autism candidate gene DLGAP2 DNA methylation in sperm.» Epigenetics, 15(1–2), 161–173.] другими способами, и контрольной группы, не имевшей такого опыта. Исследователи выявили значительное гипометилирование в сперме мужчин, употреблявших марихуану, в гене, который связан с аутизмом, шизофренией и посттравматическим стрессовым расстройством, однако не нашли того же у представителей контрольной группы. Это гипометилированное состояние также обнаружили в области переднего мозга крыс, рожденных от отцов, подвергшихся воздействию ТГК[61 - Тетрагидроканнабинол, ТГК, – вещество, содержащееся в конопле. – Прим. ред.], что приводило к когнитивному дефициту.
Исследователи из Медицинской школы Маунт-Синай[62 - Исследователи из Медицинской школы Маунт-Синай: Dietz, D. M., LaPlant, Q., Watts, E. L., Hodes, G. E., Russo, S. J., Feng, J., et al. (2011). «Paternal transmission of stress-induced pathologies.» Biological Psychiatry, 70, 408–414.] в Нью-Йорке, решив изучить больше психологических проблем с далеко идущими последствиями, подвергли взрослых мышей-самцов хроническому стрессу от социального поражения[63 - Социальное поражение – ситуация проигрыша в некоей конфронтации, часто встречающейся и у людей, и у многих социальных животных.]. Затем они скрестили мышей, переживших стресс, и контрольную группу мышей-самцов с нормальными мышами-самками. Как только родилось потомство, мышат оценили с помощью различных стандартных тестов на наличие симптомов депрессии и тревожности. Также в двух группах новорожденных мышей измерили уровни кортикостерона и фактора роста эндотелия сосудов в плазме крови.
Отпрыски как мужского, так и женского пола от отцов, подверженных хроническому стрессу, демонстрировали ярко выраженное депрессивное и тревожное поведение. У них также наблюдались повышенные базальные уровни кортикостерона в плазме крови и сниженные уровни фактора роста эндотелия сосудов, оба из которых тесно связаны с депрессией. Подобные результаты, полученные в экспериментах на мышах, показывают, что часть индивидуального риска развития клинической депрессии или других расстройств, связанных со стрессом, может определяться воздействием стресса на протяжении всей жизни отца ребенка.
Исследования, проведенные многими ведущими исследовательскими институтами, подтверждают, что интенсивные переживания, с которыми сталкиваются родители при жизни, могут с помощью механизма трансгенерационного наследования влиять на физическое и психическое здоровье их детей на протяжении бесчисленных поколений. Хотя в настоящее время это и трудно доказать, растущая волна подтверждающих исследований, похоже, продвигает гипотезу о том, что многие случаи необъяснимых фобий, тревог, расстройств настроения или личностных черт также связаны с трансгенерационным наследованием.
Травма
Давайте перейдем к часто обсуждаемой в наши дни теме – к травме. Ее обычно определяют как событие, которое вызывает сильный страх, беспомощность или ужас. Посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) – это особый тип травмы. По сути, оно возникает, когда человек чувствует себя подавленным и беспомощным в опасной для жизни ситуации. Как засвидетельствовали многие ветераны, ПТСР имеет длительные и часто изнурительные последствия.
За последние 50 лет ученые написали более 500 статей о передаче травмы от поколения к поколению. Многие исследования ставят под сомнение эту концепцию, другие поддерживают ее. Детский психоаналитик Анна Фрейд впервые описала трансгенерационную передачу травмы[64 - Трансгенерационную передачу травмы: Freud, A., and Burlingham, D. War and Children (New York: International University Press, 1942).] в 1942 году. В том же году Дороти Берлингем, детский психоаналитик, педагог, давний друг и партнер Анны Фрейд, упомянула о бессознательных сообщениях, передаваемых между матерями и детьми во время немецкой бомбардировки Лондона в ходе Второй мировой войны.
Маргарет Малер, детский психоаналитик из Соединенных Штатов, в 1968 году заметила, что мать и ее ребенок, находящийся в младенческом возрасте, с психологической точки зрения функционируют почти как единое целое. Она считала, что психические границы матери и ребенка[65 - Психические границы матери и ребенка: Mahler, M. S. (1968.) «On Human Symbiosis and the Vicissitudes of Individuation». Journal of the American Psychoanalytic Association. doi:10.1177/000306516701500401.] гибки. Два десятилетия спустя профессор социальных наук из племени коренных американцев лакота по имени Мария Желтая Лошадь Храброе Сердце придумала термин «историческая травма»[66 - «Историческая травма»: Brave Heart, M.Y.H., Chase, J., Elkins, J., and Altschul, D. B. (2011). «Historical trauma among indigenous peoples of the Americas: Concepts, research, and clinical considerations.» Journal of Psychoactive Drugs, 43(4), 282–290.]. Под ним подразумевался «совокупный эмоциональный и психологический ущерб, наносимый на протяжении всей жизни и передающийся из поколения в поколение».
Как показала приведенная выше краткая ретроспектива, в прошлом психологи и психиатры рассматривали передачу травмы из поколения в поколение как чисто психологический феномен. Согласно этой теории, начиная с момента зачатия беспокойство матери, бессознательные фантазии, восприятие и ожидания передаются разуму и телу ребенка посредством вербальных и невербальных сигналов. Родители, пережившие травму, могут постоянно говорить или, что бывает чаще, никогда не говорить об этом вовсе. Просто проживание с человеком, страдающим от ПТСР, может быть травмирующим. Дети в таких семьях испытывают свое собственное ПТСР, «осторожничая» с родителями[67 - «Осторожничая» с родителями: Volkan, Vamik, D. (1998). «Transgenerational Transmissions and Chosen Traumas.» Вступительное слово XIII Международного конгресса. Международная ассоциация групповой психотерапии. http://www.vamikvolkan.com/Transgenerational-Transmissions-and-Chosen-Traumas.php.], задаваясь вопросом, что те скрывают.
Идея о том, что родительский травмирующий опыт может передаться последующим поколениям, получила признание в научных кругах в конце 1970-х и начале 1980-х годов.
С середины 1980-х контролируемые исследования детей, переживших холокост[68 - Исследования детей, переживших холокост: Barocas, H. A. and Barocas, C. B. (1979). «Wounds of the fathers: The next generation of Holocaust victims.» International Review of Psycho-Analysis; Freyberg, J. T. (1980). «Difficulties in separation-individuation as experienced by holocaust survivors.» American Journal of Orthopsychiatry, 50(1), 87–95; Fogelman, E. and Savran, B. (1980). «Brief group therapy with offspring of Holocaust survivors: Leaders’ reactions.» American Journal of Orthopsychiatry, 50(1), 96.] (к тому моменту уже взрослых), показали повышенную подверженность ПТСР, недоверие к миру, нарушение родительских функций, склонность к хронической меланхолии, неспособность выражать чувства, предрасположенность к постоянному страху опасности, тревоге от разлуки, пограничным проблемам и другим психическим расстройствам.
Сегодня мы знаем, что высказанные или невысказанные мысли родителей с ПТСР могут повлиять на ребенка как на биологическом, так и на психологическом уровне. Точно так же, как родители передают генетические характеристики своим детям, они передают все виды приобретенных, то есть эпигенетических, характеристик, особенно если те возникли в результате сильных эмоциональных переживаний, таких как голод, насилие или трагическая потеря близких[69 - Эпигенетические показатели динамичны, поэтому передать ВЕСЬ набор характеристик было бы довольно сложно.]. Подобные травмирующие события оставляют отпечаток на генетическом материале в половых клетках отдельных людей и могут передаваться их детям, внукам и так далее.
Рэйчел Иегуда, профессор психиатрии и неврологии из Медицинской школы Маунт-Синай, взялась изучать детей тех, кто пережил холокост. Она обнаружила, что у них в три раза чаще развивалось посттравматическое стрессовое расстройство, когда они подвергались травмирующему событию, чем у демографически сопоставимых родителей и их детей из контрольных групп. Кроме того, у этих детей были те же нейроэндокринные (гормональные) отклонения[70 - Нейроэндокринные (гормональные) отклонения: Sorscher, N. and Cohen, L. J. (1997). «Trauma in children of Holocaust survivors: Transgenerational effects.» American Journal of Orthopsychiatry, 67(3), 493; Yehuda, R., Halligan, S. L., and Grossman, R. (2001). «Childhood trauma and risk for PTSD: relationship to intergenerational effects of trauma, parental PTSD, and cortisol excretion.» Development and Psychopathology, 13(3), 733–753; Yehuda, Rachel, Daskalakis, Nikolaos P., Binder, Elisabeth B., et al. (2016). «Holocaust Exposure Induced Intergenerational Effects on FKBP5 Methylation.» Biological Psychiatry, 80(5), doi: 10.1016/ j.biopsych.2015.08.005.], которые наблюдались у переживших холокост и лиц с посттравматическим стрессовым расстройством[71 - Лиц с посттравматическим стрессовым расстройством: Yehuda, R., Daskalakis, N. P., Lehrner, A., Desarnaud, F., Bader, H. N., Makotkine, I., et al. (2014). «Influences of maternal and paternal PTSD on epigenetic regulation of the glucocorticoid receptor gene in Holocaust survivor offspring.» American Journal of Psychiatry, 171(8), 872-doi: 10.1176/appi.ajp.2014.13121571.].
После террористических атак 11 сентября 2001 года Иегуда и ее коллеги провели проспективное исследование 38 женщин, которые были беременны 11 сентября[72 - Исследование 38 женщин, которые были беременны 11 сентября: Yehuda, R., et al. (2005). «Transgenerational Effects of Posttraumatic Stress Disorder in Babies of Mothers Exposed to the World Trade Center Attacks during Pregnancy.» Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. doi: 10.1210/jc.2005–0550.] и находились либо во Всемирном торговом центре, либо рядом с ним во время нападения. Дети женщин, получивших травму в результате теракта, впоследствии проявляли повышенную реакцию на стресс при появлении новых стимулов. Дети с сильнейшей реакцией на бедствие родились у матерей, которые на момент нападения находились на втором или третьем триместре[73 - Находились на втором или третьем триместре: Sarapas, C., et al. (2011). «Genetic markers for PTSD risk and resilience among survivors of the World Trade Center attacks.» Disease Markers, 30(2–3), 101–110.].
Нейробиологи из Цюрихского университета исследовали влияние ранней травмы, искусственно отлучая мышей-самцов от их матерей[74 - Искусственно отлучая мышей-самцов от их матерей: Gapp, Katharina, Bohacek, Johannes, Mansuy, Isabelle M., et al. (2016). «Potential of Environmental Enrichment to Prevent Transgenerational Effects of Paternal Trauma.» Neuropsychopharmacology, 41(11), 2749–2758 Gapp, Katharina, Jawaid, Ali, Sarkies, Peter, Mansuy, Isabelle M., et al. (2014). «Implication of sperm RNAs in transgenerational inheritance of the effects of early trauma in mice.» Nature Neuroscience, 17, 667-doi: 10.1038/nn.3695.] в случайный момент в первые две недели жизни. Когда эти мыши стали взрослыми, они с большим опасением относились к открытым пространствам и ярко освещенным помещениям, чем мыши, которых не разлучали с матерями. Если бы они были людьми, мы бы считали их невротиками. Эти изменения в поведении присутствовали у потомства мышей, которое также проявляло изменения в метаболизме, и у детей их детей. Это исследование впервые успешно продемонстрировало, что травматические переживания влияют на обмен веществ и что эти изменения являются наследственными.
Многочисленные исследования грызунов и приматов[75 - Многочисленные исследования грызунов и приматов: Branchi, I., Francia, N., and Alleva, E. (2004). «Epigenetic control of neurobehavioral plasticity: the role of neurotrophins.» Behavioral Pharmacology, 15, 353–362; Roth, T. L., Lubin, F. D., Funk, A. J., and Sweatt, J. D. (2009). «Lasting epigenetic influence of early-life adversity on the BDNF gene.» Biological Psychiatry, 65(9), 760–769.] также показали, что ранняя травма вызывает длительные изменения в нервных функциях и поведении[76 - Длительные изменения в нервных функциях и поведении: Korosi, A. and Baram, T. Z. (2009). «The pathways from mother’s love to baby’s future.» Frontiers in Behavioral Neuroscience. Epub ahead of print September 24, 2009; Pryce, C. R. and Feldon, J. (2003). «Long-term neurobehavioral impact of postnatal environment in rats: manipulations, effects and mediating mechanisms.» Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 27, 57–71; Sanchez, M. M. (2006). «The impact of early adverse care on HPA axis development: Nonhuman primate models.» Hormones and Behavior, 50, 623–631.]. Одним из медиаторов этого процесса может быть вышеупомянутый белок BDNF, который вызывает изменения в одноименном гене.
Как передаются эпигенетические изменения
Большая часть исследований в области эпигенетики были сосредоточены на эпигенетических механизмах, связанных с ДНК и определенными молекулами (метильными и ацетильными группами), которые присоединяются к ДНК. Среди генетиков ведется много дискуссий о том, как эпигенетические изменения передаются через сперматозоиды и яйцеклетки. Классический генетический код – это не единственный код, участвующий в регуляции клеточной дифференцировки и поведения многоклеточных организмов. Существует второй уровень контроля, который способствует регуляции активности генов, и он основан на химических модификациях гистоновых белков. Я кратко упомянул гистоны в начале этой главы. До сих пор они привлекали относительно мало внимания. Гистоны отличаются от ДНК, но соединяются с ней во время формирования клетки, действуя в каком-то смысле как катушка, вокруг которой наматывается ДНК.
В ходе совместной работы Макгиллского университета и швейцарских исследователей было обнаружено, что гистоны являются частью содержимого сперматозоидов, передаваемого при оплодотворении. Исследователи вывели мышей, у которых слегка изменили биохимическую информацию о гистонах во время образования сперматозоидов, и на два поколения их потомства[77 - На два поколения их потомства: Gapp, Katharina, Bohacek, Johannes, Mansuy, Isabelle M., et al. (2016). «Potential of Environmental Enrichment to Prevent Transgenerational Effects of Paternal Trauma.» Neuropsychopharmacology, 41(11), 2749-doi: 10.1038/npp.2016.87; Gapp, Katharina, Jawaid, Ali, Sarkies, Peter, Mansuy, Isabelle M., et al. (2014). «Implication of sperm RNAs in transgenerational inheritance of the effects of early trauma in mice.» Nature Neuroscience, 17, 667-doi: 10.1038/nn.3695.] это оказало негативное влияние как с точки зрения развития, так и со стороны выживания.
Эти результаты весьма примечательны, поскольку они указывают на то, что не только ДНК участвует в наследуемости. В исследовании подчеркивается важнейшее влияние отцов на здоровье[78 - Важнейшее влияние отцов на здоровье: Siklenka, Keith, Erkek, Serap, Kimmins, Sarah, et al. (2015). «Disruption of histone methylation in developing sperm impairs offspring health transgenerationally.» Science, 350(6261).] их детей и даже внуков.
Другой предлагаемый механизм регуляции генов включает небольшие некодирующие РНК, называемые микроРНК[79 - Небольшие некодирующие РНК, называемые микроРНК: Ebert, M. S. and Sharp, P. A. (2012) «Roles for microRNAs in conferring robustness to biological processes.» Cell, 149, 515–524; Biggar, K. K. and Storey, K. B. (2011) «The emerging roles of microRNAs in the molecular responses of metabolic rate depression.» Journal of Molecular Cell Biology, 3, 167–175.], обнаруженные во многих типах клеток млекопитающих, включая сперму. Около 60 % генов человека и других млекопитающих, по-видимому, являются мишенями микроРНК. МикроРНК представляют собой недавно открытый тип генного регулятора[80 - Недавно открытый тип генного регулятора: Morgan, Christopher P. and Bale, Tracy L. (2011). «Early prenatal stress epigenetically programs dysmasculinization in second-generation offspring via the paternal lineage.» Journal of Neuroscience, 31(33), 11748-11755.]: каждая из них контролирует отдельный набор генов. МикроРНК оказываются главными регуляторами практически всех клеточных процессов, контролируя множество из них, в частности клеточный цикл, передачу сигналов и энергетический метаболизм[81 - Нельзя назвать их «главными» регуляторами. Эту же роль играют белки (транскрипционные факторы), некоторые другие виды РНК.].
В исследовании Медицинской школы Университета Тафтса[82 - В исследовании Медицинской школы Университета Тафтса: Gapp, Katharina, Jawaid, Ali, Sarkies, Peter, Mansuy, Isabelle M, et al. (2014). «Implication of sperm RNAs in transgenerational inheritance of the effects of early trauma in mice.» Nature Neuroscience, 17, 667-doi: 10.1038/nn.3695.] самцы мышей, подвергавшиеся хроническому стрессу из-за социальной нестабильности в подростковом возрасте, передавали связанное со стрессом поведение потомкам женского пола по крайней мере через три поколения, даже если те никогда не испытывали значительного стресса или не взаимодействовали с предками по мужской линии. Ученые обнаружили, что одной из составных частей этого эффекта являются микроРНК сперматозоидов.
Известно, что на экспрессию микроРНК сперматозоидов у людей влияют факторы окружающей среды, такие как курение и ожирение. Однако группа ученых из Делавэрского университета первой продемонстрировала изменения микроРНК сперматозоидов в ответ на стресс у людей и заговорила о вероятности того, что микроРНК сперматозоидов могут служить биомаркером раннего жестокого обращения, а также повышенной восприимчивости потомства к психическим расстройствам.
МикроРНК играют важную роль в защите организма от вторжений вирусов[83 - В защите организма от вторжений вирусов: Sadanand, Fulzele, Bikash, Sahay, Carlos, M. Isales, et al. (2020). «COVID-19 Virulence in Aged Patients Might Be Impacted by the Host Cellular MicroRNAs Abundance/Profile.» Aging and Disease, 11(3), 509–522.], что мы осознали, когда разразился кризис, вызванный COVID-Они делают это, захватывая и разрезая РНК-материал вируса. Одна из причин того, что вирус COVID-19 оказал такое разрушительное воздействие на пожилых людей и людей с сопутствующими болезнями, заключается в том, что по мере старения и развития хронических заболеваний количество микроРНК уменьшается, из-за чего снижается способность уничтожать вторгающиеся в организм вирусы.
Новые подробности о микроРНК успешно выяснили нейробиологи из Мэрилендского университета, изучающие внеклеточные везикулы[84 - Внеклеточные везикулы – это крошечные внеклеточные пузырьки, которые выделяют клетки различных тканей или органов в окружающую их среду. – Прим. пер.]. Мужской репродуктивный орган – придаток яичка, в котором созревает сперма, – это место, откуда происходят эти крошечные везикулы, наполненные микроРНК. Везикулы сливаются со сперматозоидом, чтобы изменить полезный груз, доставляемый яйцеклетке. Придаток яичка реагирует на стресс отца изменением содержимого этих везикул.
Внеклеточные везикулы стали важными посредниками в межклеточной коммуникации, то есть они участвуют в передаче биологических сигналов между клетками. Было установлено, что они регулируют широкий спектр биологических процессов, воздействие стресса, а также приводят к развитию инфекций, рака и нейродегенеративных заболеваний. Внеклеточные везикулы помогают передавать информацию между клетками и от родителей к потомству. В важном отступлении от прошлых предположений ученые, ведущие исследование в Мэрилендском университете, приняли идею о том, что сперма может быть подвержена влиянию факторов окружающей среды[85 - Сперма может быть подвержена влиянию факторов окружающей среды: Morgan, Christopher P. and Bale, Tracy L. (2011). «Early prenatal stress epigenetically programs dysmasculinization in second-generation offspring via the paternal lineage.» Journal of Neuroscience, 31(33), 11748–11755.].
Аналогичным образом накапливаются доказательства[86 - Накапливаются доказательства: Donkin, I. and Barr?s, R. (2018). «Sperm epigenetics and influence of environmental factors.» Molecular Metabolism, 14, 1–11.] того, что предшествующее зачатию воздействие определенных факторов образа жизни, таких как питание, физическая активность и курение, влияет на развитие следующего поколения посредством изменений эпигенома сперматозоидов.
Связанное с этим исследование, проведенное в Медицинской школе Массачусетского университета[87 - Связанное с этим исследование, проведенное в Медицинской школе Массачусетского университета: Conine, C. C., Sun, F., Rando, O. J., et al. (2018). «Small RNAs gained during epididymal transit of sperm are essential for embryonic development in mice.» Developmental Cell, 46(4), 470–480.], показало, что эмбрионы, оплодотворенные спермой из отдаленной части придатка яичка, где сперматозоиды еще не набрали полезную нагрузку регуляторных РНК, демонстрируют нарушение регуляции генов на ранних стадиях развития, что мешает им эффективно имплантироваться в эндометрий матки. Иначе говоря, микроРНК в сперме необходимы для здоровой беременности.
В последнее десятилетие ученые установили, что небольшие молекулы РНК можно обнаружить вне клеток – в крови, моче, слезах, спинномозговой жидкости, грудном молоке, амниотической жидкости, семенной жидкости и др. Более того, ученые обнаружили, что небольшие фрагменты циркулирующей РНК могут отражать определенные состояния, такие как наличие раковой опухоли или расстройств, возникающих во время беременности.
В то время как некоторые ученые по-прежнему скептически относятся к мнению, что внеклеточная РНК и ДНК представляют собой нечто большее, чем мусор, объединенная команда нейрогенетиков из Оксфордского университета и Массачусетской больницы общего профиля рассматривает их как недавно открытую форму связи между клетками[88 - Недавно открытую форму связи между клетками: Andaloussi, S. E., M?ger, I., Breakefield, X. O., and Wood, M. J. (2013). «Extracellular vesicles: biology and emerging therapeutic opportunities.» Nature Reviews Drug Discovery, 12(5), 347–357.], которая сильно влияет на здоровье человека. Например, многочисленные исследования предполагают, что микроРНК действуют, как инструкции, которые помогают координировать иммунный ответ.
Я полностью согласен с Маркусом Пембри, почетным профессором детской генетики из Университетского колледжа Лондона, который уже более 10 лет отстаивает идею эпигенетического наследования. Пембри сказал: «Исследователям общественного здравоохранения давно пора[89 - «Исследователям общественного здравоохранения давно пора»: Griffin, Matthew (August 29, 2016) «Researchers Find Evidence That Ancestors Memories Are Passed Down in DNA.» Enhanced Humans and Biotech. https://www.311institute.com/researchers-find-evidence-that-ancestors-memories-are-passed-down-in-dna/.] серьезно отнестись к реакциям людей на трансгенерационные переносы». Я подозреваю, что мы не сумеем понять причину роста распространенности нейропсихиатрических расстройств, ожирения, диабета и нарушений обмена веществ без применения подхода, при котором рассматриваются сразу несколько поколений.
Личная эпигенетика
В течение долгого времени мы знали, что разум влияет на тело, а тело – на разум. Например, люди, находящиеся в состоянии стресса, чаще заболевают, а люди, болеющие гриппом, часто чувствуют себя подавленными и даже впадают в депрессию[90 - Что, например, хорошо объясняется теорией о нейроэндокринных взаимодействиях и эффектами эндокринной системы на иммунную.]. С другой стороны, занятия деятельностью, которая вас привлекает и удовлетворяет, поиск смысла вне себя, наличие друзей, супруга и близости – все это тесно связано со счастьем, которое, в свою очередь, связано с хорошим здоровьем.
На медицинском языке взаимный процесс называется психосоматической медициной, или медициной тела и разума.
Другой способ, при помощи которого разум может воздействовать на тело, – это широко распространенная практика медитации. Согласно исследованию, проведенному в Висконсине, восьмичасовая медитация на внимательность, альтруистическую любовь и сострадание вызывает серьезные эпигенетические изменения.
Исследователи обнаружили, что, по сравнению с контрольной группой, члены которой не медитировали, но занимались досугом в той же обстановке, медитирующие оказались более устойчивы к инфекциям и болезням в целом. Медитирующие достигли положительной, полезной[91 - Эпигенетической трансформации путем саморегуляции: Kaliman, Perla, Alvarez-Lopez, Maria Jesus, Davidson, Richard J., et al. (2014). «Rapid changes in histone deacetylases and inflammatory gene expression in expert meditators.» Psychoneuroendocrinology, 40, 96–107.] эпигенетической трансформации путем саморегуляции. Я думаю, нам всем пошло бы на пользу пойти по стопам медитирующей группы.
Давайте посмотрим на другое исследование, посвященное саморегуляции. Исследователи разделили 84 гостиничных горничных в Нью-Йорке на две группы[92 - Разделили 84 гостиничных горничных в Нью-Йорке на две группы: Crum, Alia J. and Langer, Ellen J. (2007). «Mind-Set Matters: Exercise and the Placebo Effect.» Psychological Science, 18(2), 165–171.]. Одной группе сказали, что работа, которую они выполняют, является хорошим упражнением и соответствует рекомендациям по активному образу жизни. Эта информация стала эквивалентом плацебо. Другой (контрольной) группе данную информацию не предоставили. Хотя фактическое поведение не изменилось, через четыре недели после начала эксперимента информированная группа почувствовала, что наблюдает значительно больше физических изменений, чем раньше. По сравнению с контрольной группой у них наблюдалось снижение веса, артериального давления, жировых отложений, соотношения талии и бедер и индекса массы тела. Женщины в экспериментальной группе работали не усерднее, чем представительницы контрольной, но их система убеждений фактически изменила то, как функционировали их тела.
Рассматривая эти исследования в совокупности, можно сказать: они ясно показывают, что наши мысли и чувства гораздо сильнее, чем мы предполагаем. Мысль – это набор запускаемых нейронов, которые посредством сложной мозговой проводки активируют множество пересекающихся путей: эмоциональные и болевые центры, воспоминания, автономную нервную систему, геном и другие части телесного разума. Геном равно реагирует как на внешние стимулы (окружающую среду), так и на внутренние (мысли, чувства, настроение).
Хорошие новости
Согласно новому исследованию, проведенному в Хельсинкском университете, у любителей классической музыки во время прослушивания Концерта для скрипки № 3 соль мажор Моцарта[93 - Во время прослушивания Концерта для скрипки № 3 соль мажор Моцарта: Kanduri, Chakravarthi, Raijas, Pirre, J?rvel?, Irma (2015). «The effect of listening to music on human transcriptome.» PeerJ, 23, edoi: 10.7717/peerj.830.] повышается активность генов, участвующих в секреции и транспортировке дофамина, синаптической нейротрансмиссии, обучении и памяти, а также понижается активность генов, опосредующих разрушение нейронов. Все это идет на пользу организму, что означает лишь одно: нечто приятное может изменить экспрессию генов.
То, как мы проживаем свою жизнь, может оказать существенное влияние на процессы старения и развития болезней, включая рак. Что касается физической стороны вопроса, то исследователи из Базельского университета обнаружили, что аспирин и заместительная гормональная терапия[94 - Аспирин и заместительная гормональная терапия: Noreen, Faiza, R??sli, Martin, Gaj, Pawel, et al. (2014). «Modulation of Age- and Cancer-Associated DNA Methylation Change in the Healthy Colon by Aspirin and Lifestyle.» Journal of the National Cancer Institute, 07/2014, 106(7).] снижают скорость метилирования генов, связанных с раком толстой кишки, в то время как курение и высокий индекс массы тела (ИМТ) повышают ее.
Стив Коул, профессор медицины, психиатрии и поведенческих наук из Медицинской школы Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, написал много работ на тему саморегуляции. Он считает – и я полностью с ним согласен, – что мы являемся архитекторами своих жизней[95 - Мы являемся архитекторами своих жизней: Cole, Steve W. (2009). «Social Regulation of Human Gene Expression.» Current Directions in Psychological Science, 18(3), 132–137.] в большей степени, чем привыкли считать.
Наш субъективный опыт обладает большей силой, чем объективная ситуация.
Если мы будем хорошо к себе относиться, то заметим не только улучшение самочувствия, но и отношений с другими людьми. Другие будут любить и уважать нас, что, в свою очередь, заставит нас чувствовать себя еще лучше. Таким образом, мы создаем самоусиливающуюся систему вознаграждения, основанную на эпигенетике.
Тщательный обзор медицинской литературы для определения силы связи между оптимизмом и физическим здоровьем[96 - Связи между оптимизмом и физическим здоровьем: Rasmussen, H. N., Scheier, M. F., and Greenhouse, J. B. (2009). «Optimism and physical health: A meta-analytic review.» Annals of Behavioral Medicine, 37(3), 239–256.] показал, что оптимизм является важным предиктором положительной динамики при сердечно-сосудистых заболеваниях, а также влияет на иммунную функцию, рак, осложнения, связанные с беременностью, и физические симптомы, такие как боль. Люди, которые полны энтузиазма и надежды и радуются жизни[97 - Люди, которые испытывают энтузиазм и надежду и радуются жизни: Hittner, E. F., Stephens, J. E., Turiano, N. A., Gerstorf, D., Lachman, M. E., and Haase, C. M. (2020). «Positive Affect Is Associated With Less Memory Decline: Evidence From a 9-Year Longitudinal Study.» Psychological Science, 31(11), 1386-doi: 10.1177/0956797620953883.] – то, что психологи называют позитивным мышлением, – с меньшей вероятностью будут испытывать возрастное нарушение памяти. Это не означает, что они никогда не заболеют (психически или физически), но оптимисты, у которых диагностировано биполярное расстройство[98 - Биполярное расстройство: Ossola, Paolo, Garrett, Neil, Sharot, Tali, and Marchesi, Carlo (2020). «Belief updating in bipolar disorder predicts time of recurrence.» eLife, 9.]
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «ЛитРес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию (https://www.litres.ru/tomas-r-verni/telesnyy-razum-kak-telo-vliyaet-na-nashi-mysli-chuvstva-i-vo/?lfrom=174836202) на ЛитРес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.
notes
Примечания
