Епигенетика и бременност - как средата оформя бъдещето на детето още преди раждането - част 2

Как храната влияе епигенетично по време на бременността?

Храната по време на бременността не е само източник на енергия и хранителни вещества - тя действа и като епигенетичен регулатор, който може да „настройва“ кои гени на плода ще бъдат активни и кои – потиснати (1). Тези промени не засягат самата ДНК молекула, а начина, по който тя се използва и могат да имат дългосрочни последици за здравето на детето (6). Ключови хранителни вещества с епигенетично действие:

1. Фолиева киселина, витамин B12, B6, холин, метионин

• Недостигът може да доведе до неправилно „включване/изключване“ на гените
• Свързани са с риска от дефекти на нервната тръба и метаболитни заболявания (27,28)

Източници: зелени листни зеленчуци, яйца, бобови, пълнозърнести храни

2. Омега-3 мастни киселини

• Влияят върху експресията на гени, свързани с мозъчното развитие и възпалението
• Подпомагат правилното формиране на нервната система (22, 29)

Източници: мазни риби (сьомга, сардини), ленено и чиа семе

 3. Полифеноли и антиоксиданти

• Могат да повлияват ензимите, участващи в епигенетичните процеси
• Намаляват оксидативния стрес, който влияе негативно върху генната регулация (30, 31)

Източници: горски плодове, броколи, зелен чай (умерено), какао

 4. Белтъчини и аминокиселини

• Необходими за синтеза на ензими, участващи в епигенетичните модификации
• Недостигът на протеин може да „препрограмира“ метаболизма на плода, което се свързва с повишен риск от инсулинова резистентност в зряла възраст (32)

 5. Захар и ултрапреработени храни

• Прекомерната консумация може да доведе до епигенетични промени в гени, свързани с апетита и инсулиновата чувствителност
• Свързва се с по-висок риск от затлъстяване при децата след раждането (5)

Най-чувствителни към епигенетични влияния са:

• Първи триместър – органогенеза
• Втори триместър – развитие на мозъка и ендокринната система
• Трети триместър – метаболитно „настройване“ и растеж

Спортът, епигенетиката и бременността: как физическата активност програмира здравето на бъдещите поколения

Епигенетичните процеси определят кои гени ще бъдат активни или потиснати в различните тъкани и органи (1). По време на бременността епигеномът на плода е изключително пластичен, което го прави особено чувствителен към фактори на средата (10). Наред с храненето и психо-социалната среда, физическата активност на майката се очертава като ключов епигенетичен фактор, способен да повлияе дългосрочно здравето на плода и дори на следващите поколения (33).

Физическата активност като епигенетичен стимул

Физическата активност е един от най-мощните немедикаментозни епигенетични модулатори. Проучвания показват, че упражненията могат да предизвикат промени във функцията на гени, свързани с енергийния метаболизъм, инсулиновата чувствителност, възпалителните процеси и др. (34). Тези ефекти са наблюдавани както при възрастни, така и при бременни жени, като част от епигенетичните промени могат да се предадат на плода (35).

Спортът по време на бременност и епигенетиката на плода

Метаболитно програмиране

Умерената физическа активност по време на бременност е свързана с епигенетични промени в гени, регулиращи глюкозния метаболизъм, мастната тъкан, апетитния контрол (36). Децата на физически активни майки показват по-нисък риск от затлъстяване и метаболитен синдром в по-късна възраст (37).

Развитие на нервната система

Физическата активност стимулира отделянето на невротрофични фактори, които участват в развитието на мозъка. Смята се, че упражненията по време на бременност могат епигенетично да повлияят гени, свързани с когнитивното развитие и стресовата регулация на плода (38).

Хормонален баланс и стрес

Редовната умерена физическа активност понижава нивата на кортизол и възпалителни цитокини при бременната жена. Това създава по-благоприятна вътреутробна среда и намалява риска от неблагоприятни епигенетични промени в HPA-оста (хипоталамус–хипофиза–надбъбречни жлези) на плода (39).

Интензивност и вид на физическата активност

Изследванията подчертават, че умерената физическа активност има най-благоприятен ефект. Прекомерното физическо натоварване или хроничният физически стрес могат да имат обратен ефект и да активират неблагоприятни епигенетични механизми (40). Препоръчвани форми включват ходене, плуване, йога и пилатес за бременни, леки аеробни упражнения.

Трансгенерационни ефекти

Едно от най-интригуващите открития в епигенетиката е възможността ефектите от физическата активност на майката да се прехвърлят към следващите поколения. Проучвания при животински модели показват, че упражненията по време на бременност могат да доведат до епигенетични промени, запазващи се и при потомството на родените деца (41).

Епигенетиката и пренаталното обучение: как ученето започва още в утробата

Дълго време се е смятало, че обучението започва едва след раждането. Съвременните изследвания в областта на епигенетиката и пренаталната психология обаче показват, че вътреутробният период е изключително важен за формирането на мозъка, поведението и емоционалната регулация на плода. Пренаталното обучение чрез звук, движение, емоции и сензорни стимули, може да повлияе неговото развитие чрез епигенетични механизми, които регулират генната експресия (1).

Какво представлява пренаталното обучение?

Пренаталното обучение включва всички стимули и преживявания, на които плодът е изложен по време на бременността, като гласовете на майката и бащата, музика и ритъм, движение и физическа активност, емоционалното състояние на майката и др. Неврологични изследвания показват, че още от втория триместър плодът може да възприема звуци и да реагира на тях, а в третия триместър вече се наблюдават форми на памет и привикване (42).

Използвани научни източници

1. Jaenisch R, Bird A. Epigenetic regulation of gene expression. Nature, 2003.

2. Meaney MJ. Epigenetics and the biological definition of gene–environment interactions. Child Development, 2010.

3. Moore LD et al. DNA methylation and its basic function. Neuropsychopharmacology, 2013.

4. Fraga MF et al. Epigenetic differences arise during the lifetime of monozygotic twins. PNAS, 2005.

5. Lillycrop KA, Burdge GC. Maternal diet and epigenetic regulation. Proceedings of the Nutrition Society, 2012.

6. Barker DJP. The developmental origins of adult disease. J Am Coll Nutr, 2004.

7. McGowan PO et al. Epigenetic regulation of the glucocorticoid receptor in human brain. Nat Neurosci, 2009.

8. Feinberg AP. The key role of epigenetics in human disease prevention. JAMA, 2018.

9. Gluckman, P. D., et al. (2011). Developmental origins of health and disease. The Lancet.

10. Reik, W., et al. (2001). Epigenetic reprogramming in mammalian development. Science.

11. Barker, D. J. P. (2007). The origins of the developmental origins theory. Journal of Internal Medicine.

12. Meaney, M. J., & Szyf, M. (2005). Environmental programming of stress responses. Nature Neuroscience.

13. Oberlander, T. F., et al. (2008). Prenatal stress and epigenetics. Neuropsychopharmacology.

14. Feil, R., & Fraga, M. F. (2012). Epigenetics and the environment. Human Molecular Genetics.

15. Joubert, B. R., et al. (2016). DNA methylation in newborns and maternal smoking. Environmental Health Perspectives.

16.  Skinner, M. K. (2014). Environmental epigenetics and transgenerational inheritance. Epigenetics.

17. Gluckman, P. D., Hanson, M. A., Cooper, C., & Thornburg, K. L. (2011). Effect of in utero and early-life conditions on adult health and disease. The New England Journal of Medicine, 359(1), 61–73.

18.  Waterland, R. A., & Michels, K. B. (2007). Epigenetic epidemiology of the developmental origins hypothesis. Annual Review of Nutrition.

19. Heijmans, B. T., et al. (2008). Persistent epigenetic differences associated with prenatal exposure to famine. PNAS.

20. Niculescu MD, Zeisel SH. Diet, methyl donors and DNA methylation: interactions between dietary folate, methionine and choline. J Nutr. 2002 Aug;132(8 Suppl):2333S-2335S. doi: 10.1093/jn/132.8.2333S. PMID: 12163687.

21. Lillycrop, K. A., & Burdge, G. C. (2011). Epigenetic mechanisms linking early nutrition to long-term health. Best Practice & Research Clinical Endocrinology & Metabolism, 26(5), 667–676.

22. Innis, S. M. (2007). Dietary (n-3) fatty acids and brain development. The Journal of Nutrition, 137(4), 855–859.

23. Zeisel, S. H. (2011). The supply of choline is important for fetal progenitor cells. Seminars in Cell & Developmental Biology, 22(6), 624–628.

24. Waterland, R. A. (2006). Epigenetic mechanisms and gastrointestinal development. The Journal of Nutrition, 136(7), 1825–1829.

25. Georgieff, M. K. (2007). Nutrition and the developing brain: nutrient priorities and measurement. The American Journal of Clinical Nutrition, 85(2), 614S–620S.

26. Holick, M. F. (2007). Vitamin D deficiency. The New England Journal of Medicine, 357(3), 266–281.

27. Waterland RA, Jirtle RL. Transposable elements: targets for early nutritional effects on epigenetic gene regulation. Mol Cell Biol, 2003.

28. Blom HJ et al. Folate deficiency and neural tube defects. Am J Clin Nutr, 2006.

29. Kitajka K et al. Dietary omega-3 fatty acids influence gene expression. PNAS, 2002.

30. Hardy TM, Tollefsbol TO. Epigenetic diet. Mol Nutr Food Res, 2011.

31. Franco R et al. Oxidative stress and epigenetics. Antioxid Redox Signal, 2008.

32. Langley-Evans SC. Fetal programming of cardiovascular function. J Nutr, 1999.

33. Gluckman PD et al. Epigenetic mechanisms that underpin metabolic and cardiovascular diseases. Nat Rev Endocrinol, 2009.

34. Barrès R et al. Exercise-induced epigenetic changes in human skeletal muscle. Cell Metabolism, 2012.

35. Denham, J. (2018). Exercise and epigenetic inheritance. Sports Medicine.

36. Stanford KI et al. Maternal exercise improves glucose metabolism in offspring. Diabetes, 2017.

37. Mourtakos SP et al. Maternal physical activity and offspring obesity. Sports Med, 2015.

38. Gómez-Pinilla F, Hillman C. The influence of exercise on cognitive abilities. Nat Rev Neurosci, 2013.

39. Glover V. Maternal stress and fetal programming. J Neuroendocrinol, 2011.

40. Baker LD et al. Effects of intense physical stress on epigenetic regulation. Physiol Rev, 2018.

41. Murashov AK et al. Exercise-induced epigenetic changes transmitted to offspring. FASEB J, 2016.

42. Hepper PG. Fetal memory: Does it exist? Dev Med Child Neurol, 1996.

43. Partanen E et al. Learning-induced neural plasticity of speech processing before birth. PNAS, 2013.

44. Lecanuet JP et al. Fetal sensory development. Dev Psychobiol, 1995.

45. Granier-Deferre C et al. Fetal memory of music. Infant Behav Dev, 2011.

46. DeCasper AJ, Fifer WP. Of human bonding: Newborns prefer their mother’s voices. Science, 1980.

47. Monk C et al. Maternal mindfulness and fetal development. Dev Psychobiol, 2015.

48. Karpova NN. Role of BDNF epigenetics in brain plasticity. Neuroscience, 2014.

49. Chang MY et al. Effects of music therapy on stress during pregnancy. J Clin Nurs, 2015.

50. Patel AD. Music, language, and the brain. Oxford University Press, 2008.

вижте още: съхранение на стволви клетки цена

Как храната влияе епигенетично по време на бременността?

Спортът, епигенетиката и бременността: как физическата активност програмира здравето на бъдещите поколения

Спортът по време на бременност и епигенетиката на плода

Епигенетиката и пренаталното обучение: как ученето започва още в утробата