О том, кто виноват. Полиморфные гены

Что значит «я»? «Я» бывают разные!

Правила жизни Винни-Пуха и Алана Александра Милна

Более 97 % генов людей практически одинаковы. Оставшиеся проценты определяют нашу индивидуальность: как невозможно найти две пары совершенно одинаковых глаз, так невозможно одинаково изменяться во времени. Выраженные популяционные, этнические и, главное, индивидуальные различия геномов обусловлены различными генетическими полиморфизмами (poly – много, morpho – форма).

Полиморфизмы – это феномен существования вариаций генов, модификации ДНК, определяющие генетическое разнообразие. Каждый человек имеет неповторимый наследственный отпечаток, характерные только для него особенности организма: биохимическую индивидуальность, влияющую на обмен веществ и усвоение пищи, адаптационные возможности в условиях действия повреждающих факторов внешней среды, физических нагрузок и стрессов. Генетическими вариациями определяется и тот давно известный факт, что все люди существенно отличаются друг от друга индивидуальными реакциями на внешние агенты, инфекции, пищевые продукты, на действие токсинов и лекарственных препаратов. Мы отличаемся не только внешне, но и по своим внутренним – биохимическим, физиологическим и психологическим – характеристикам, составляющим фенотип каждого человека, который является продолжением индивидуальных генетических особенностей, реализованных при определенных условиях среды.

Наследственная информация, содержащаяся в генах, определяет все внешние и внутренние признаки организма.

Так, «неправильные» привычки быстрее формируются у людей с вариантной формой гена рецептора серотонина. Серотонин является одним из наиболее важных нейромодуляторов центральной нервной системы. Он связан с эмоциональным состоянием, половым поведением, суточными ритмами, поддержанием температуры тела, восприятием боли и другими процессами, которые контролирует мозг.

Изменение чувствительности рецепторов в результате имеющегося полиморфизма может провоцировать ощущение недостатка положительных эмоций, состояние неудовлетворенности и на клиническом уровне способствовать формированию психологической зависимости от привычных интоксикаций: чрезмерной еды, выпивки, курения и т. д. Но поведение, характеризующееся привыканием к чему-либо, связано как с полиморфными эффектами наших генов, так и с факторами окружающей среды. Ключевую роль играет взаимодействие двух причин. Поэтому не менее важно присутствие внешнего фактора, а именно этих самых привычных интоксикаций. Ситуацию возможно эффективно контролировать с помощью диетической коррекции, изменения образа жизни и применения микронутриентов.

Итак, мы поняли, что полиморфизм – это феномен существования вариаций генов, определяющих генетическое разнообразие. Полиморфизм – понятие, которым оперирует «новая» генетика. Основной термин «старой» генетики – мутация.

Таблица 8

ВИДЫ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Различия между мутациями и полиморфизмом скорее количественные, чем качественные: в отличие от мутаций, полиморфизмы встречаются гораздо чаще.

Другое, еще менее очевидное отличие мутаций от полиморфизмов относится к их влиянию на функции гена. Обычно полиморфизмы не нарушают активности (экспрессии) генов, но приводят к появлению белков с несколько измененными физико-химическими свойствами. Напротив, мутации, как правило, выключают работу гена, что ведет к снижению синтеза его белкового продукта («минус эффект»), или к его избытку («плюс эффект»), или к появлению аномального белка. Следствием чего являются те или иные тяжелые наследственные болезни, часто не совместимые с жизнью. Наличие мутации приводит к патологическим изменениям.

В отличие от мутаций полиморфизмы, обусловленные наследственными факторами, развившимися в ходе эволюции, проявляют себя менее очевидно. Они приводят к тому, что организм становится более предрасположенным к развитию одних заболеваний и резистентным к возникновению других. Врачам хорошо известны семьи, предрасположенные к атеросклерозу, диабету, заболеваниям сердца, легких, почек, психическим отклонениям, с высокой склонностью к онкологическим и аллергическим заболеваниям.

Генетический полиморфизм далеко не всегда является нейтральным, так как приводит к появлению белковых продуктов с измененными физико-химическими свойствами и параметрами функциональной активности. Каждый человек со своим индивидуальным набором модифицированных генов в чем-то неизбежно выигрывает, а в чем-то – проигрывает, хотя все довольно относительно. Изменения функции могут быть выгодными для организма, нейтральными или слабо отрицательными, отрицательными, выгодными при одних условиях и отрицательными при других.

Так, одним из генов, обязательно тестируемых при прогнозировании здоровья сердечно-сосудистой системы, является ген АроЕ (это «имя» гена). Продукт вариантного гена ApoE – одноименный белок аполипопротеин E – связан с высоким уровнем триглицеридов и холестерина в крови, а значит, с повышенным риском развития сердечно-сосудистых заболеваний. Напротив, продукт вариантного гена CETP, участвующий в обратном транспорте холестерина, ассоциирован с повышением уровня «хорошего» холестерина (ЛПВП), а значит – со снижением риска сердечно-сосудистых заболеваний. Но это только сценарий. Спектакль будет зависеть от режиссера, т. е. от вас, вашего питания, ваших действий, вашей жизни.

Основываясь на знаниях генетических особенностей организма, можно разработать стратегию сохранения здоровья и индивидуальной профилактики развития заболеваний. Такой подход поможет предотвратить их развитие, оптимизировать диету и физические нагрузки, индивидуализировать дозы и схемы приема лекарственных средств.

Примером изменения функции, выгодного при одних условиях и отрицательного при других, является вариантная форма гена системы биотрансформации/детоксикации GSTT1, при которой повышается чувствительность к ультрафиолету – это минус, но заодно и чувствительность к антиоксидантным свойствам красного вина – это плюс, для многих более чем очевидный. Хотя перечисленные особенности – тоже только сценарий.

Гены, вариантные формы которых при наличии определенных условий предрасполагают к развитию заболеваний, получили название генов предрасположенности. Это вариантные гены, совместимые с рождением и жизнью, но при определенных неблагоприятных условиях способствующие развитию того или иного заболевания.

Типичные гены предрасположенности – это гены системы детоксикации, свертывания крови, функции эндотелия, липидного обмена, иммунной защиты, остеогенеза и др.

Таблица 9