Nadváha a obezita neškodí jen těm, kdo nosí kilogramy navíc. Zvláštním druhem dědičnosti přenášejí tlouštíci sklony k nadváze i na další pokolení.

Svět tloustne. Obezitou a nadváhou už dnes trpí více lidí, než kolik jich strádá hladem. Jestliže v roce 1975 žilo na Zemi asi 100 milionů obézních lidí, pak v roce 2015 jejich počet přesáhl 600 milionů a do roku 2025 se přehoupne přes jednu miliardu.

Na vině je přejídání a nedostatek pohybu. Ale roli tu sehrávají i dědičné faktory. V poslední době odhalují vědci taje zvláštního typu dědičnosti, který činí děti tlouštíků náchylnější k obezitě, i když není zapsán v genech. Obezita je tedy i jakýmsi „dědičným hříchem“ a potomci nesou následky nezřízeného života svých předků. Nezdravým životním stylem nepoškozujeme jen své zdraví, ale ubližujeme i svým dětem, vnoučatům a dalším pokolením.

Základní zápis není všechno

Lidská dědičná informace je tvořena dvojitou šroubovicí DNA s více než třemi miliardami písmen genetického kódu a zhruba 23 000 geny. Tam máme vepsáno, kdo jsme. Základní úroveň zápisu spočívá v pořadí písmen genetického kódu. Pokud dojde k chybě v zápisu, může se to projevit dědičnými chorobami, jako je třeba hemofilie nebo cystická fibróza.

Tentýž gen se může v dědičné informaci různých lidí vyskytovat v různých variantách. Některé jsou našemu zdraví prospěšnější, jiné ho nabourávají. Jedna varianta nás například postrkává k vyšší náchylnosti k hromadění tuku v těle, jiná toto riziko snižuje. Příspěvek každé varianty genu bývá poměrně malý av konečném výsledku se mohou vlivy různých variant genů i rušit. Celkový příspěvek genů ke sklonům k obezitě je ale nezanedbatelný.

Zdaleka ne všechno však máme zapsáno v genech. To je patrné už při zběžném pohledu na lidský organismus. Všech 30 bilionů buněk lidského těla má v sobě stejnou dědičnou informaci, a přesto se neuron z mozku nápadně liší od buňky jater a ta se nepodobá bílé krvince. Z celkové sady genů pracuje v každé buňce jen vybraný „tým“ a každý z jeho „členů“ má své vlastní pracovní tempo.

Proměnlivost v aktivitě genů zajišťují změny, které nemění pořadí písmen genetického kódu ve dvojité šroubovici DNA. Je jich dosaženo změnou molekul tvořících obal dvojité šroubovice DNA. Například metylové skupiny CH₃ navázané přímo na některá písmena genetického kódu dokážou gen spolehlivé „uspat“. Jiné obalové molekuly se vážou na bílkoviny, na kterých je dvojitá šroubovice DNA v buňce namotána jako na mikroskopických cívkách. DNA je pak na cívkách namotána těsněji či volněji a v závislosti na tom jsou geny na těchto úsecích DNA buď pracovitější, nebo línější. Aktivitu genů určují imalé molekuly ribonukleových kyselin, kterých se v buňkách vyskytuje neuvěřitelně pestrá škála a jež se vážou na DNA. Všechny tyto „obaly“ DNA souhrnně označujeme jako epigenetické změny.

Základní nastavení „obalů“ DNA máme vrozené. Svým životním stylem do něj ale často velmi razantně zasahujeme a DNA si „přebalujeme“. Obezita je v zásadě důsledek rozsáhlých epigenetických změn na dědičné informaci člověka, který se trvale přejídá a nedostatečně pohybuje. Podobně je tomu i s chorobami, které se v důsledku obezity rozvíjejí, například s cukrovkou druhého typu.

Změny pod vlivem odlišného životního stylu

Velmi názorně ukázala vliv životního stylu a kulturních vlivů na epigenetické změny nedávná studie, při které vědci vedení Joshuou Galanterem z Kalifornské univerzity v San Francisku prověřili metylový „obal“ DNA u pěti stovek Latinoameričanů, z nichž jedna polovina byla mexického a druhá portorického původu. Zhruba tři čtvrtiny rozdílů v obalení DNA padaly na vrub odlišnému genetickému původu Portoričanů a Mexičanů.

Čtvrtina odlišností však neměla s genetickým původem jasnou souvislost, vznikla zřejmě pod vlivem odlišné kultury a životního stylu obou zkoumaných skupin. To je také jeden z důvodů, proč různá etnika čelí odlišným rizikům některých chorob a proč příslušníkům jednoho etnika zabírají některé léky lépe než jiným.

Přebalená vajíčka a spermie

Životní podmínky nevyvolávají epigenetické změny jen v buňkách tukové tkáně, jater či svalů. Významně se promítají i do dědičné informace pohlavních buněk. Matky svým životním stylem mění obal dědičné informace ve vajíčku, otcové pak stejně „přebalují“ dědičnou informaci spermií. Děti obézních rodičů tak získávají jinak „obalenou“ dědičnou informaci, než děti rodičů s normální hmotností.

Přebalením DNA reagují buňky vyvíjejícího se plodu také na podmínky panující v organismu jeho matky.

Řada epidemiologických studií ukázala, že se do zdravotního stavu dětí a vnoučat promítne například silná podvýživa rodičů a prarodičů. K nejznámějším příkladům patří následky hladomoru, který propukl v Nizozemsku na podzim roku 1944. Hongerwinter čili „hladová zima“ si vyžádala asi 10 000 obětí na životech. Ve velkých městech, jako je Amsterodam, klesl denní příjem energie z potravy pod 1000kilokalorií. Ke zlepšení došlo až po osvobození Nizozemska v květnu 1945.

Ženy, jež byly za „hladové zimy“ těhotné, porodily nápadně malé děti. To nebylo vzhledem k podvýživě matek překvapivé. Když však tyto děti dospěly, přiváděly samy na svět menší potomky. Jak u dětí „hladové zimy“ tak i jejich potomků jsou patrné i odlišná náchylnost konemocnění některými poruchami metabolismu nebo chorobami kardiovaskulárního systému.

Z některých epidemiologických studií vyplývá, že podobně se může na další generace přenášet obezita rodičů, protože se v jejich pohlavních buňkách pod vlivem obezity „přebalila“ DNA. To se potvrdilo i detailní analýzou DNA ze spermií obézních dánských mužů. Ty mají jinak „obalenou“ DNA na více než 9000 místech anavíc nesou jiný sortiment malých molekul RNA schopných geny brzdit nebo jim naopak přidat plyn. Jistě ne náhodou jsou ve spermiích obézních mužů pozměněné „obaly“ genů, které se v mozku člověka podílejí na řízení chuti k jídlu.

Co prozradily tlusté myši

U člověka není jednoduché rozmotat gordický uzel vlivů životního stylu, dědičných dispozic a epigenetických změn a vyloupnout z nich roli „přebalení“ DNA ve sklonech k obezitě. Experimenty na laboratorních myších provedené německým týmem pod vedením Johannese Beckerse z výzkumného Helmholtzova centra v Mnichově však dokazují, že epigenetické změny v pohlavních buňkách obézních rodičů mohou významně přispět k obezitě jejich dětí a zřejmě i dalších pokolení.

Vědci nejprve odchovali myši na třech různých typech výživy. Jedna obsahovala vysoký podíl tuků, další byla nízkotučná atřetí byla kaloricky standardní. Myši na vysokotučné výživě propadly obezitě, zbývající dvě skupiny měly normální tělesnou hmotnost. Následně vědci odebrali vajíčka a spermie samicím a samcům ze všech tří skupin myší a oplodněním ve zkumavce vytvořili myší embrya počatá různě kombinovanými rodičovskými páry. Embrya přenesli do dělohy samicím, jež vyrostly na normální stravě a měly normální tělesnou hmotnost. Narozená myšata vědci odchovávali na dietě se zvýšeným obsahem tuku a sledovali, jak na to organismus zvířat zareaguje.

Všechna myšata rostla rychle, ale jejich tloustnutí záleželo na obezitě biologických rodičů. Nejnápadněji se „dědičný hřích“ obezity projevoval na dcerách. Když měly myší samičky za oba rodiče tlouštíky, vážily o pětinu více než myšky, jejichž rodiče konzumovali obvyklou potravu. Synové a i dcery obézních matek měli jasné sklony k cukrovce druhého typu bez ohledu na to, na jaké potravě vyrůstali jejich otcové.

Zatím není jasné, kolik dalších generací mohou obézní myší rodiče ovlivnit. Budou mít podobné sklony i jejich vnuci, pravnuci či dokonce prapravnuci? Nelze to vyloučit, protože některé uměle navozené epigenetické změny se přenášejí i přes několik generací. Také není jasné, kde je hranice, za kterou už se nadměrná konzumace tuků zapisuje do pohlavních buněk epigenetickými změnami. Na to všechno odpoví až další výzkum.

I geny máme pod kontrolou

Epigenetická dědičnost může na první pohled připomínat mylné evoluční teorie Jeana-Baptisty Lamarcka, který došel na počátku 19. století k přesvědčení, že se vlastnosti získané během života přenášejí na další pokolení a jsou dědičné. Podobnost je však jen zdánlivá. Epigenetické změny jsou velice důležitým mechanismem, který dovoluje živočichům rychle reagovat na změněné podmínky a připravit na tuto změnu i budoucí potomky. Epigenetická změna se udrží v následujících generacích jen v případě, že změněné podmínky trvají. V opačném případě se pozměněný „obal“ DNA vrací k normálu a epigenetická změna se po několika generacích opět vytratí.

V případě epigeneticky podmíněných sklonů k obezitě určitě není jedno, jestli byli naši rodiče obézní nebo ne. Na druhé straně však proti tomu nejsme bezbranní. „Obaly“ svých genů máme do určité míry pod kontrolou.

Dánští vědci například ukázali, že když obézní muži výrazně zhubnou, obaly DNA ve spermiích se jim poměrně rychle vracejí blízko k normálnímu stavu. Z hlediska epigenetiky můžeme obezitu vnímat jako jakýsi „dědičný hřích“. Je ale jen na nás, zda k němu vlastním nezřízeným životem přidáme další porci hříchy zapsaných epigeneticky do DNA, nebo zda sobě i budoucím generacím od těchto hříchů zdravým životním stylem ulehčíme.

Autor je biolog, profesor České zemědělské univerzity, působí ve Výzkumném ústavu živočišné výroby v Praze

LN, 21.1.2017