ЗДРАВ ДУХ В ЗДРАВО ТЯЛО

 

И ако досега се вярваше, че на ендорфините (опиоидни и полипептидни съединения, които се произвеждат от хипофизната жлеза и хипоталамуса) дължим удоволствието, което изпитваме при и след физически упражнения, според най-новите изследвания стана ясно, че това далеч не е така. Досегашната заблуда идва от научни изследвания през 80^те години на миналия век, които показват, че след физическа активност нивата на ендорфини в кръвта на спортуващите хора се увеличават. Още тогава ендорфините бяха наречени „хормони на щастието“. Но теорията, че тези вещества са причината за приятните усещания на удовлетворение и щастие след спорт, се оказва невярна.

Защо ли?

Ами защото вече се знае, че ендорфините са прекалено големи по размер, за да имат способността да преминат кръвно-мозъчната бариера и да влияят върху мозъка ни…..

Тогава?

Въпреки че въпросът какво ни кара да сме щастливи дълго време, след като сме спортували, вълнува учените от много време, едва отскоро започнаха да се появяват отговори на тези въпроси. Учени от няколко изследователски центъра в Германия, провеждайки молекулярно-биологични, имунологични и поведенчески изследвания върху мишки като модел, установяват, че тичането на дълги разстояния увеличава синтезата на т.н. ендоканабиноиди. Още през 2010 г. екип от Университета в Бордо изказва хипотезата, че не ендорфините са отговорни за еуфорията след спорт. Тогава резултатите са били недостатъчни, за да подкрепят напълно тази хипотеза. И така до миналия месец, когато в престижното списание на Американската Академия на Науките излиза статия на германския екип и преобръща досегашните вярвания за "хормоните на щастието".

Какво са канабиноидите?

Канабиноидите са малки молекули, които специфично се свързват с т.н. канабиноидни рецептори в нашето тяло. Те са силно биологично-активни и са подобни на канабиниодите, които се откриват и в марихуаната. Именно с канабиса и най-вече с връзката им с неговото действие върху организма е свързано и името им (канабис - канабиноиди).

Нищо чудно, нали?

На тях всъщност се дължи и ефектът на марихуаната върху организма.

Това, което е ново, е че учените от Германия доказват, че в организма след продължителна тренировка се синтезират големи количества канабиноиди. В резултат на взаимодействието си с канaбиноидните рецептори по повърхността на клетките в различните тъкани (най-вече мозъка, но и жлезите с вътрешна секреция и други), ендогенните канабиноиди оказват своето влияние върху човека и неговото настроение.

Това не е изненадващо, защото ендогенната канабиноидна система е важна физиологична система, която участва в почти всички процеси, свързани с човешкото здраве. И въпреки че я определят като много важна система, за нея се знае сравнително малко. Асоциират я с реакциите на организма към канабиса, но очевидно значението й за организма е далеч по-голямо. Сравнителната генетика показва, че всички гръбначни  животни имат  ендоканабиноидна  система. Тази система е есенциална за жизнените процеси и адаптацията на организма към околната среда и се предполага, че се е появила в примитивните животни преди 600 милиона години. Тя има отношение към запазването на баланс във вътрешния свят на организмите, като им позволява да се справят с въздействията от околната среда. Синтезирането на едногенни канабиноиди от организма по време на засилени тренировки води до усещания като щастие, превъзбуда и наслада, нещо, което се получава с някои наркотични вещества. Приглушават се усещанията за болка. На човек му става хубаво и приятно и то само чрез спорт, тичане, плуване или което и да е физическо занимание, което е по вкуса на всеки един от нас. Хубавото тук е, че това са ендогенни съединения, които се изработват от нашето тяло и освен да ни правят щастливи, не могат да ни навредят.

С други думи, максимата „Здрав дух в здраво тяло“  се основава на сериозни научни доказателства и ни показва интересен, безболезнен и сигурен начин да бъдем еуфорични, усмихнати и неподвластни на лошото настроение. А също така и здрави ;)

д-р Милена Георгиева Специалности:   Генетика, Епигенетика, Молекулярна биология, Нутригеномика, Нутриепигеномика, Епигенетика на заболяванията и остаряването Популяризатор на науката в България.

НЕАНДЕРТАЛСКИЯТ ГЕНОМ ПРОДЪЛЖАВА ДА НАШЕПВА

Живеем в интересни времена. От една страна не минава месец без в космоса да се открие нова планета, все по-близка по размери и отстояние от звездата си и вероятно с условия за живот подобни на земните. От друга страна, секвенирането на неандерталски геноми, а и на други първобитни хора, живели по същото време, продължава. 

И търсенето на близки по условия до Земята планети, и изучаването на архаични геноми по същество са насочени към една цел: да разберем кои сме ние и каква е била, и каква ще бъде нашата съдба.

Какво още може да каже ДНК на неандерталеца за нас?

Едно много интересно сравнение между неандерталски геноми с геномите на 28 000 пациенти с различни заболявания показва, че ДНК, която сме унаследили от неандерталците, води до предразположение към остеопороза и заболявания, свързани със съсирването на кръвта. Други унаследени от неандерталците генни варианти определят заболявания като депресия, затлъстяване и кожни заболявания. Има и няколко генни варианта, които определят качествата на нашата имунна система и които също сме получили от неандерталците.

Когато Homo sapiens е дошъл в Европа, той се е сблъскал с нови антигени. За реакция към тях е трябвало производство на антитела от съвсем нови варианти на гените, отговорни за тяхното производство? Разбира се, че по-лесно е такива варианти да се заемат от неандерталците, които отдавна вече живеят тук и следователно ги притежават, вместо да разчитаме на стотици хиляди години еволюция. Между гените, които сме унаследили по този начин от неандерталците, са и гените за така наречените Toll-like рецептори, които разпознават патогени и предизвикват бърз имунен отговор. Следователно тези от нас, които притежават генни варианти за „неандерталски“ Toll-like рецептори, реагират по-силно и бързо на патогени. Засега не знаем дали това е предимство или недостатък. Вероятно зависи от конкретната ситуация. Има обаче и други генни варианти на неандерталеца у нас, водещи до двойствен ефект. Така, например, генни варианти от неандерталеца намаляват възможност за развитие в стомаха на Helicobacter pylori и следователно по-малка вероятност за развитие на язва, но едновременно с това предразполагат към повече алергии.

Работата по сравняване на геномите продължава и никой не знае докъде ще стигнем, но със сигурност научаваме повече за това кои сме ние.

Един от последните анализи показва, че неандерталците са ни предали варианти на гени, които спомагат за намаляване на загубата на телесна топлина и са отговорни за това косата ни да е по-плътна.

Какво еволюционно предимство дават тези варианти е друг въпрос.

доц. д-р Георги Милошев Специалности: Молекулярна биология и генетика, Епигенетика, Генотоксикология, Екогенотоксикология, Нутригеномика и Епигеномика, Генетика и Епигенетика на асистираната репродукция, Епигенетика на остаряването Дългогодишен популяризатор на науката в България.

Е-та в храните - нов поглед

 

В броя си от септември 2014 г. Списание 8 публикува очерк със заглавие „Разрешени Е-та увреждат ДНК”. Той беше посветен на резултатите от наскоро приключило научно изследване върху влиянието на някои хранители добавки, означавани с Е номер, извършено от екипа ни (Лабораторията по молекулярна генетика към Институт по молекулярна биология към БАН) с ръководител доц. Георги Милошев.

Прилагайки иновативен метод, установихме, че 6 добавки в храните, означавани с Е, увреждат ДНК. Дори в дози, многократно по-ниски от сега разрешените, те създават риск от рак и други заболявания. 

Това са три оцветителя - еритрозин (Е127), индиго кармин (Е132) и фаст грийн (E143);  консервантът - натриев нитрит (E 250) и 4-аминоантипирин (4ААР) - с широко приложение във фармацевтичната промишленост.

Установихме, че допустимите стойности на изследваните Е-та предизвикват увреждане в ДНК. Причиняват скъсвания във веригата на ДНК – на едната или и на двете нишки. Това води до възникване на мутации в ДНК и може да повлияе негативно процесите на репликация (удвояване на ДНК) и/или транскрипция (презаписването на информация), което е опасно за организма. 
Основното следствие от уврежданията в ДНК е, че те могат да предизвикат рак.

Изследването показа, че опасността остава дори при намаляване на дозата на тестваните Е-та.

Категорични сме, че за да няма увреждане в  ДНК и съответно риск от рак, въпросните 6 Е-та трябва да са в концентрации от 10, 100 и дори 1000 пъти по-малки от сега нормативно разрешените. 

ГЕНОМЪТ НА НЕАНДЕРТАЛЕЦА ГОВОРИ

Как е възникнал съвременният човек – Homo sapiens?

Това е въпрос, измъчващ палеоантрополозите от много време ….

За да можем да отговорим на него, на първо място трябва да знаем какво отличава съвременния човек от неговите предшественици и какво е онова, което е направило H. sapiens толкова успешен вид, че за около 60 000 години е съумял да превземе Земята и даже да излезе в космоса?

Второто голямо предизвикателство пред палеоантропологията е да намери отговор и на още един голям въпрос:

Какво е станало с другите видове от род Homo, (нaпример с неандерталеца – Homo neanderthalensis)?

Неандерталецът е населявал земите, които днес наричаме Европа, а после е изчезнал! Доскоро се смяташе, че двата вида неандерталецът и съвременният човек не са се застъпили и че, неандерталците са изчезнали преди H. sapiens да дойде в Европа. Вече е ясно, че двата вида са се засекли и са живеели на една и съща територия в продължение на почти пет хиляди години.

Странно наистина, но вече научен факт…..

Какво се е случило, когато двата вида са се срещнали тук в Европа и срещата ли е причината за изчезването на неандерталците, са въпроси, които напоследък станаха основна тема в палеоантропологията.

Любопитно е да разберем какви са били срещите и отношенията между H. sapiens и H. neanderthalensis. Дали тези отношения са били изразени в сътрудничество или пък както е по-вероятно са ескалирали в битки за надмощие?

Когато се разбра, че двата вида са живели цели пет хиляди години заедно, досегашните хипотези за унищожението на неандерталеца от съвременния човек започнаха да изглеждат все по-малко вероятни. Но ако са съжителствали толкова дълго заедно, дали е възможно двата вида първообитни хора да са се кръстосвали? И ако са се кръстосвали, то тяхното поколение плодовито ли е било, имали ли са кръвосмесените индивиди деца и внуци?

Какво казва науката?

Опитахме да разкажем какво се знае до момента по тези въпроси (BBC Знание, брой 67,Юли 2015, стр. 52-59). Позволихме си да поразсъждаваме върху тях в светлината на натрупаните до момента данни за генома на неандерталеца.

Сванте Паабо е ученият - доайен в изследванията на неандерталска ДНК. Неговата група успя да секвенира целия неандерталски геном, показвайки, че ние, съвременните хора имаме от 1 до 4% неандерталска ДНК в себе си.

Нека споменем няколко любопитни факта, касаещи изпълнението на проекта. Основно използваните кости са на неандерталци, живели преди около 38 000 години на Балканския полуостров в пещерата Виндиджа (Vindija) в Хърватска. Общо са секвенирани геномите на три индивида, от чиито кости е било изолирано достатъчно количество ДНК. По късно през 2013 година бяха секвенирани геномите на неандерталци от Испания, Германия и Сибир.

Ден след като предадохме нашата статия за списание BBC Знание. Сванте Паабо публикува в списанието Nature статия, с която в типичен негов стил отново разбуни духовете в палеоантропологията. В тази статия учените, ръководени от Паабо, представят цялостния геном на първобитен H. sapiens, живял по времето на неандерталеца някъде преди 37 000 - 42 000 години. Любопитна подробност е, че останките на този човек са намерени в Румъния на около 40 км от българо-румънската граница. По-интересното в случая е, че според ДНК анализа този индивид има много повече неандерталска ДНК (около 9%). Следователно той е трето или четвърто поколение на кръстоска между H. sapiens и неандерталец. Лесно е да се пресметне, че този човек е живял само 200 години след такова кръстосване. При огромните времеви интервали, за които говорим 40 000 години от изчезването на неандерталците, 200 години са едно нищо! Излиза, че учените са имали огромен късмет да попаднат на такъв индивид, който е пра-, пра-, правнук едновременно на човек и неандерталец! Разбира се, сравняването на генома на този първобитен H. sapiens продължава и несъмнено скоро ще научим нови и интересни факти за нашите предци и „братовчеди“  – неандерталците.

Заради станалото популярно предложение за изграждане на Джурасик парк, всеки би попитал колко стара ДНК може да бъде подложена на анализ? Това, което се знае е, че до момента нашите технически възможности позволяват да се секвенират геноми отпреди 60-70 хиляди години. Някои учени смятат, че в отделни, замразени проби (от сибирската тундра, например) може да се изолира достатъчно цялостна ДНК отпреди 500 хиляди години, но това наистина е пределът засега. От по-стари останки ДНК не може да се изолира, защото тя е много разградена.

Като се има предвид,че последните динозаври са изчезнали преди 65 милиона години е ясно, че организирането на Джурасик парк се отлага.

Засега!

доц. д-р Георги Милошев Специалности: Молекулярна биология и генетика, Епигенетика, Генотоксикология, Екогенотоксикология, Нутригеномика и Епигеномика, Генетика и Епигенетика на асистираната репродукция, Епигенетика на остаряването Дългогодишен популяризатор на науката в България.

TAЙНИТЕ НА НАШАТА ДНК

Готови ли сме за морето от генетични данни, които изследователски екипи генерират почти ежеседмично, работейки по едни от най-големите проекти в областта на Биомедицината?

Такива проекти като Проектът „Човешки Геном“, Проектът „1000 човешки генома“ и други обединяват усилията на много учени в големи международни консорциуми. Целта е стъпка по стъпка, нуклеотид по нуклеотид  да разкрият тайната на живота, закодирана в ДНК. 

Количеството наследствена информация във всеки един от нас е огромно. Броят на нуклеотидите  (четирите на брой буквички: А, Г, Ц и Т) е 3х10⁹ и те са подредени уникално по дължината на ДНК молекулите на всеки човек. Всяка една промяна (мутация) в тази последователност може да е начало на сериозно генетично заболяване.

Познаването на генома и най-вече разпознаването на мутациите в него, ще отвори вратите към света на бъдещето, което вече всички смело наричат „ПЕРСОНАЛИЗИРАНА МЕДИЦИНА“. Това бъдеще никак не е далече, стои точно пред нас, намира се зад една врата.

Но дали сме готови да отворим тази врата?

Едва ли всеки би бил любопитен да разбере какво говори неговата ДНК и притежава ли някакви мутации, които биха били предвестник на някакво заболяване. Такова заболяване дори да не се e проявило все още, спи там някъде в гените ни и като звяр дебне подходящия момент да плячкоса нашето здраве и спокойствие.

Миналата седмица бяха публикувани резултатите от мащабно социологическо проучване в тази насока, в което участие взеха 7000 човека с различни професии и интереси от 75 различни страни по света. Проучването беше стартирано от международен научен екип от водещи медицински центрове и университети в Англия и Австралия. Това стана няколко месеца след публичното огласяване на намеренията на известна биотехнологична компания да секвенира 100 000 индивидуални генома до края на 2017 г. Участниците трябваше да отговарят на въпроси, свързани с разпространяването и достъпа до лична генетична информация, която се получава при провеждане на генетични анализи. 

Много от компаниите, които изпълняват генетични проекти, използват генетичен материал от доброволци, които, разбира се, дават своето информирано съгласие за това. Трябва да кажем, обаче, че все още правно и етично не е регламентирано какво е редно да направят компаниите, когато генерират генетични данни и попаднат на откритие или имат информация за евентуална опасност от развитие на заболяване в някои от донорите. 

Вероятно прибързано, всеки би казал, че трябва да се съобщи на донора. 

Ние също заставаме зад такова решение, но какви последствия би имал такъв акт за живота, семейството и приятелите на тези хора, е все още рано и доста трудно да се предскаже.

Ето защо инициативи като това проучване са много важни, защото те най-точно напипват пулса и настройките на обществото по такива жизненоважни въпроси.

Какъв е резултатът? 

За най-голяма, но и доста приятна изненада от това проучване 98 % от всички участници са отговорили, че биха искали да знаят, ако някъде в генома им се таи мутация, която би довела до сериозно заболяване. Далеч по-малък е процентът на желаещите да бъдат информирани дори за не чак толкова сериозни състояния. Интересно е, че 60% са любопитни да получат и информация за произхода си. 

Това, на което се набляга и което провокира и нас да пишем по тази тема, е откритието, че професионалните учени и медицинските работници проявяват пет пъти по-голямо желание да разберат какво казва тяхната ДНК. 

И това не е случайно, а смело, разумно и много напредничаво. Защото това да съществува мутация в генома ни, която да води до генетична промяна, не винаги означава, че ще се прояви заболяване. А когато човек е наясно за звяра в неговия геном, би могъл много разумно да подходи към проблема, като се опита чрез промяна в начина си на живот да предотврати или поне да забави във времето неговото проявление.

Вие как мислите?

Искате ли да бъдете информирани за мутации и изменения във вашата ДНК? 

д-р Милена Георгиева Специалности:   Генетика, Епигенетика, Молекулярна биология, Нутригеномика, Нутриепигеномика, Епигенетика на заболяванията и остаряването Популяризатор на науката в България.