Общие сведения

Метилирование — это одна из наиболее важных метаболических функций организма. Адаптация к стрессу и жизненным перипетиям — это реакции, в которых процессы метилирования играют первостепенное значение. Без адекватных процессов метилирования человек не способен эффективно адаптироваться к изменяющимся условиям, что является прямым путем к преждевременному старению.

Метилирование — это контролируемая передача метильной группы (СН3) от одного вещества другому: белкам, аминокислотам, ферментам и ДНК. Реакции метилирования происходят триллионы раз в каждой клетке в каждую минуту.

Существует четыре цикла, которые составляют основу метилирования:
  • цикл мочевины;
  • цикл аммиака;
  • фолатный цикл;
  • метиониновый цикл.
Цикл метилирования — есть общий биохимический путь, который управляет и способствует широкому спектру важнейших функций организма, включая:
  • включение и выключение генов (регуляция активности генов);
  • обезвреживание химических веществ и токсинов, поступающих извне и образующихся внутри организма;
  • синтез нейротрансмиттеров (дофамин, серотонин, адреналин);
  • метаболизм гормонов (эстрогены);
  • созревание иммунных клеток (Т-клетки и NK-клетки);
  • синтез ДНК и РНК (тимин образуется из урацила);
  • производство энергии (CoQ10, карнитин и АТФ);
  • производство защитного покрытия аксонов нервной ткани (процесс миелинизации).

Почему важен цикл метилирования?

Процессы репарации, производства клеточной энергии, регуляции активности ДНК, обезвреживания токсических метаболитов и прочее, помогают организму реагировать на стрессовые факторы окружающей среды, адаптироваться и восстанавливаться. Вот почему снижение функции метилирования способствует возникновению хронических состояний, являющихся основой таких заболеваний, как:
  • сердечно-сосудистые заболевания;
  • рак;
  • сахарный диабет;
  • неврологические расстройства у взрослых;
  • аутизм и другие расстройства спектра, психические расстройства;
  • синдром хронической усталости;
  • болезнь Альцгеймера;
  • бесплодие, невынашивание беременности;
  • аллергия, патология иммунной системы;
  • проблемы с пищеварением;
  • старение.
Выяснение того, где цикл может лучше выполнять свои задачи, способствует улучшению самочувствия и уменьшению неблагоприятных симптомов.

Регуляция цикла метилирования

Метилирование регулируется ключевыми ферментами и кофакторами. Кофакторы представлены определенными витаминами и микроэлементами. К ним относятся цинк, магний, B2, B6, фолаты, B12, ниацин и другие. Когда организму не хватает необходимых субстратов или кофакторов, это ставит под угрозу процессы метилирования.

Одной из причин, ведущей к дефициту поступления витаминов и микроэлементов является следование определенной диете. Другой причиной является патология желудочно-кишечного тракта, которая также приводит к неусвоению важных для реакций метилирования компонентов. Третья причина — это наличие генетических полиморфизмов, которые снижают способность поглощать и использовать питательные вещества.

Что такое SNP или генетические полиморфизмы?

Для того, чтобы узнать о «слабых сторонах» здоровья, нет смысла смотреть полные профили генов, можно проверить только определенные области, представляющих интерес.

Генетический полиморфизм — это существование в популяции нескольких альтернативных состояний ДНК двух гомологичных хромосом. Все хромосомы в организме, кроме половых, — парные, поэтому хромосомы из одной пары именуются гомологичными. Последовательность ДНК образована четырьмя нуклеотидными основаниями: A, C, G и T. Если две последовательности ДНК — AAGCCTA и AAGCTTA — отличаются на один нуклеотид, в таком случае говорят о существовании двух аллелей: C и T. Замена одного нуклеотидного основания другим происходит по причине точечных мутаций. Если частота таких замен встречается менее 1% в популяции, речь идет о SNP. Когда SNP встречается в гене, то ген описывается, как имеющий более одного аллеля. В этих случаях SNP могут приводить к изменениям в аминокислотной последовательности и тем самым нарушать структуру продукта гена, менять его свойства. SNP не всегда связаны с генами, они также могут встречаться в некодирующих областях ДНК.

Хотя конкретный SNP может не вызывать расстройства, некоторые SNP связаны с определенными заболеваниями и состояниями. Знание о конкретных изменениях в «правописании» ДНК, позволяет оценить генетическую предрасположенность человека к развитию заболевания.

Как оценить работу цикла метилирования?

Существует генетическое тестирование, которое позволяет оценить работу ключевых ферментов цикла метилирования. Эта панель SNP была разработана доктором Эми Яско. Панель Яско включает SNP для ряда генов, которые являются неотъемлемой частью путей метилирования.

Генетические особенности метилирования

Генетические вариации играют очень важную роль в процессах метилирования. Наличие определенных SNP (однонуклеотидных полиморфизмов) составляют основу несбалансированного метилирования. SNP может присутствовать в одном или обоих генах. Когда он присутствует в одном из генов, то называется гетерозиготным полиморфизмом, когда присутствует в обоих генах — это гомозиготный полиморфизм.

Из-за наличия полиморфизмов в гомо- или гетерозиготном состоянии, снижается активность путей метилирования. В результате ощущается нехватка метильных групп для выполнения ряда важных функций. Это может заложить основу для дальнейшего пагубного влияния факторов окружающей среды, инфекционных агентов, создать предпосылки для серьезных заболеваний.

Активность SNP и экспрессия генов часто могут быть изменены эпигенетическими факторами: диета, образ жизни, питание, воздействие токсических веществ. Эффекты SNP часто кумулятивны; экспрессия одного SNP часто зависит от наличия или отсутствия других SNP.

Идентификация SNPs и их влияние на здоровье и физиологию является постоянной областью исследований — обнаружение и изучение этих небольших изменений в ДНК приведет к улучшению самочувствия и более индивидуализированным медицинским вмешательствам. 

Заключение

Благодаря пониманию, как работают пути метилирования и как связаны генетические полиморфизмы (вариации) с биохимическими путями, можно составить персональную карту восприимчивости к тем или иным заболеваниям. Определив районы «генетической хрупкости», можно дополнить эти пути с помощью нутригенетического питания и таким образом оптимизировать работу биохимических циклов.