Учитывалась и пригодность городской среды для ходьбы
Исследование однояйцевых близнецов, проведенное американскими учеными, помогло оценить, как физические нагрузки и пригодность района проживания для пешей ходьбы влияют на эпигенетическую регуляцию генома. В общей сумме удалось обнаружить более 50 затронутых генов, большинство из которых связаны с метаболическими факторами риска. Отчет о работе опубликован в журнале Scientific Reports.
Регулярная физическая активность и правильное питание лежат в основе профилактики и лечения хронических заболеваний, а значит, и общественного здравоохранения. Попытки воздействовать на эту популяционную проблему на индивидуальном уровне (путем повышения мотивации и другими поведенческими интервенциями) не имеют большого успеха, что заставляет исследователей искать другие способы. Так, например, было показано, что пригодность среды проживания для ходьбы (свобода пешего передвижения по городу; показатель того, насколько жителям легко перемещаться без помощи транспорта) снижает уровни ожирения и связанных с ним заболеваний по сравнению с обширными городскими окраинами, жители которых отдают предпочтение передвижению на автомобилях и многочисленным ресторанам фастфуда. О том, как и насколько провоцирующая ожирение городская среда и физическая активность в целом влияют на регуляцию работы генов, известно было довольно мало.
Чтобы разобраться в этом вопросе, лаборатория Глена Данкана (Glen Duncan) в Университете штата Вашингтон в Спокане воспользовалась близнецовым методом. Он основан на том, что генетический материал однояйцевых близнецов идентичен, и все различия между ними (включая эпигенетику) обусловлены только окружающей средой и образом жизни. Ранее научной группе удалось применить этот метод, чтобы показать квазипричинную связь физической активности и устройства района проживания с индексом массы тела.
Сейчас Данкан с коллегами решили выяснить, функции каких генов лежат в основе этой взаимосвязи. Они пригласили для участия в исследовании 70 пар однояйцевых близнецов (средний возраст 50,2 года; 74,3 процента — женщины), которые росли вместе в детстве, а повзрослев, стали жить отдельно. У них всех вычислили индекс массы тела и с помощью опросника оценили приверженность к упражнениям и пригодность района проживания для ходьбы. Для объективной оценки физической активности участники в течение недели носили фитнес-трекеры.
Близнецов из одной пары признавали дискордантными (несхожими) по физической активности если у одного продолжительность умеренных и интенсивных нагрузок составляла 150 и более минут в неделю (рекомендованный в США уровень), а у другого — менее (таких пар оказалось 43,8 процента среди мужчин и 36,7 процента среди женщин). Также оценивали несовпадение по пригодности района проживания для ходьбы (27,8 и 30,8 процента среди пар мужчин и женщин соответственно) и по различию индекса массы тела на пять и более килограмм на метр в квадрате (11,1 и 13,5 процента).
У всех дискордантных пар взяли мазки с внутренней поверхности щеки для полноэпигеномного поиска ассоциаций (EWAS). Учитывая, что эпигенетическая регуляция работы генов значительно различается между полами, результаты мужчин и женщин анализировали отдельно. Помимо прямого сравнения различий метилирования ДНК (один из основных эпигенетических механизмов) исследователи выполнили анализ взвешенных сетей коэкспрессии генов (WGCNA) для оценки метилирования участков генома, связанных с интересующими физиологическими признаками.
Анализ показал, что уровень физической активности и пригодность среды проживания для ходьбы связаны с эпигенетическими маркерами, которые коррелируют с метаболическими параметрами, например, индексом массы тела и окружностью талии. В сумме выявленные изменения в метилировании ДНК затрагивали более 50 генов, функции которых, по имеющимся данным, специфичны по отношению к интенсивной физической нагрузке, метаболическим факторам риска и полу.
«Как известно, физические упражнения снижают риск ожирения, но сейчас мы видим, что они путем эпигенетической регуляции затрагивают самые разные типы клеток, многие из которых участвуют в развитии метаболических заболеваний», — заключил руководитель пулманской лаборатории Майкл Скиннер (Michael Skinner).
В 2018 году британские исследователи сообщили, что скелетные мышцы на эпигенетическом уровне запоминают «накачанное» состояние и вспоминают его при возобновлении физических нагрузок после длительного перерыва. Тремя годами ранее датские ученые пришли к выводу, что ожирение вызывает эпигенетические изменения в сперме мужчин, причем эта информация способна передаваться детям, наделяя их склонностью к избыточной массе тела.
В 2021 году эксперты из Великобритании, Франции и Нидерландов поделились наблюдениями о беспрецедентном уровне рождаемости близнецов в мире. В 2015 году по сравнению с 1980 годом близнецовый показатель (доля близнецов в общем числе рождений в популяции) увеличился на треть — с 9,1 до 12 на 1000 рождений; ежегодно в мире рождается около 1,6 миллиона пар близнецов.
О том, как люди с идентичными геномами помогли космической медицине, можно почитать в материале «Эксперимент близнецов».
Особенно он поразил мужчин и афроамериканцев
Американские врачи зафиксировали трехкратное увеличение заболеваемости сифилитическим увеитом в США за период с 2010 по 2019 год. Всего за это время они зафиксировали 5581 госпитализаций, связанных с этим диагнозом. К тому же, как сообщается в JAMA Ophthalmology, сифилитический увеит непропорционально сильно поражал мужчин, афроамериканцев и людей с самым низким средним доходом. Сифилис вызывается бледной трепонемой — Treponema pallidum. Она вступает в сложные иммунологические реакции с организмом человека и вызывает специфическое хроническое воспаление в разных органах. По данным Всемирной организации здравоохранения в 2020 году сифилисом заболели 7,1 миллиона взрослых в возрасте от 15 до 49 лет. При этом большинство случаев инфекции протекают бессимптомно, из-за чего истинное число заражений может быть гораздо выше. В разных частях света фиксируют роста числа заболеваний, в том числе в России. Сифилитический увеит — одно из наиболее распространенных глазных проявлений сифилиса (нейросифилиса). Он встречается редко, однако может привести к необратимой потере зрения. Ранее наблюдалось увеличение числа случаев этого заболевания, однако последние исследования проводились в период с 1998 по 2009 год, и их результаты не отражают текущие тенденции заболеваемости. Команда ученых под руководством Тахрима Мира (Tahreem Mir) из Вандербильтского университета исследовали заболеваемость и уровень госпитализаций, связанных с сифилитическим увеитом в США. Для этого они проанализировали данные от 444674 стационарных пациентов с сифилисом, увеитом и сифилитическим увеитом, среди которых зафиксировано 5581 случаев сифилитического увеита. Средний возраст пациентов с сифилитическим увеитом составил 45 лет, непропорционально поражая более молодых людей на четвертом и пятом десятилетиях жизни. В общей сложности 4395 пациентов (78,9 процента) были мужчинами. Национальная распространенность госпитализаций, связанных с сифилитическим увеитом, за исследуемый период составила 0,15 на 100000 населения. Уровень заболеваемости был самым низким в 2011 году (0,08 на 100000 населения) и рос с каждым годом, достигнув самого высокого уровня заболеваемости в 2019 году — 0,23 на 100000 населения. Ежегодная частота госпитализаций, связанных с сифилисом, составила 7,41 на 100000 населения и с годами постепенно снижалась. В среднем заболеваемость сифилитическим увеитом была в четыре раза выше у мужчин (0,25 на 100000 населения) по сравнению с женщинами (0,06 на 100000 населения). Заболеваемость была самой высокой среди афроамериканцев (0,4 на 100000 населения), самой низкой — среди белых (0,11 на 100000 населения). Также заболевание непропорционально поражало людей с самым низким уровнем дохода. В общей сложности 1293 пациента (23,2 процента) с сифилитическим увеитом имели сопутствующую тяжелую ВИЧ-инфекцию. Хотя план по ликвидации сифилиса был введен в США в 1999 году, пока что его реализация не увенчалась успехом. Однако обнаруженные закономерности могут быть актуальны и для других стран в вопросе выделения групп риска развития сифилитического увеита, а также прогнозирования заболеваемости. Кстати, недавно мы рассказывали, что древнейший случай сифилиса обнаружили в Южной Америке у ребенка, жившего не менее 9400 лет назад.