Epigenetika

ZDĚDĚNÝ STRACH

Podle nových vědeckých poznatků lze trauma přenést na několik následujících generací potomků. Příčinou je tak zvaná epigenetika, která tělu umožňuje ukládat zkušenosti rodičů do jejich potomků. Tento mechanismus dokáže rychle připravit budoucí generaci na přežití v novém prostředí, ale může take způsobit stavy úzkosti a deprese.

Ovšem zděděný strach by neměl existovat. Podle klasické genetiky se geny mění pouze jako důsledek náhodné mutace a ne zkušenosti. Ale nový výzkum ukazuje, že traumatické zážitky jako holocaust či teroristický útok 9/11 v roce 2001 mohou ovlivnit geny a umožnit předání traumatické zkušenosti do dalšího pokolení.

MYŠI ZDĚDILY STRACH Z TŘEŠNÍ

Dva vědci, Brian Dias a Kerry Ressler z Emory University School of Medicine v Atlantě, USA, publikovali počátkem roku 2014 výsledky jednoho experimentu, který ukázal, jak mohou být nepříjemné zkušenosti předány potomkům. Vědci vystavili mladé samečky myší vůni třešní při současném zavádění elektrických šoků do jejich tlapiček. Toto nepříjemné zacházení brzy přimělo myši skákat strachem již při samotném vystavení vůni třešní a to i tehdy, když elektrické šoky nedostaly.

Vědci poté umožnili vystrašeným myším samečkům pářit se s normálními samičkami. V okamžiku, kdy byly nově narozené myši vystaveny vůni třešní, vystrašeně skákaly. Tito potomci přitom nikdy nebyli vystaveni ani vůni třešní ani elektrickým šokům do pacek. Přesto reagovali na zkušenosti, získané jejich rodiči. Jinými slovy, potomci zdědili strach svých rodičů. Věci ukázali, že nová generace zdědila strach i tehdy, když byla počata umělou inseminací spermatem vystrašených samečků. Strach byl schován ve spermatu.

OZNAČENÝ GENETICKÝ MATERIÁL

Příčinou zděděného strachu je pravděpodobně skutečnost, že stresovaný mozek produkuje drobné molekuly, které proudí s krví a označují genetický materiál. Tento jev, známý jako epigenetika, umožňuje okolnímu prostředí změnit funkci genů rychle, bez potřeby mutace, tj. beze změny genetického kódiu. Epigenetika znamená "na povrchu genetiky" a jde o nejsvrchnější vrstvu DNA, která může aktivovat či deaktivovat geny. Traumatický zážitek tak může aktivovat a deaktivovat určité geny u budoucích rodičů a jejich tělo se začne chovat odlišně. Obvykle je tento mechanizmus užitečný. Například může pomoci rostlině trpící dlouhodobým suchem. Pomocí epigenetické aktivace a deaktivace může rostlina rychle přeprogramovat svoje semena a učinit tak potomky odolnější v prostředí s nedostatkem vody během klíčení. Epigenetika tak dá další generaci šanci zvládnout nové prostředí efektivněji. Ale epigenetika je také příčinou toho, že následky válek, teroru, neštěstí, hladomoru a týrání nepředstavují problem pouze pro oběti, ale také pro jejich děti a vnoučata.

MENTÁLNÍ ONEMOCNĚNÍ PŘENÁŠENÉ NA POTOMKY

Strach myší je srovnatelný s post-traumatickou stresovou porucha (PTSD), která postihuje například válečné veterány. Jedna významná studie válečných veteranů a jejich synů ukazuje, že synové trpěli výrazně vyšším rizikem rozvoje traumat než synové netraumatizovaných otců.

Stejný trend lze pozorovat u potomků obětí holocaustu. V roce 2008 studoval Rachel Yehuda z Icahn School of Medicine v Mount Sinai v New York City četnost výskytu mentálních nemocí mezi 211 dospělými potomky lidí, kteří přežili holocaust. Podle této studie trpěly děti 2-4 krát větším rizikem rozvoje PTSD, deprese, úzkosti, poruch stravování a nadměrným užíváním léků než jiné děti, přestože jim jejich rodiče nikdy svoje zkušenosti nesdělili.

Studie naznačují, že velmi záleží na tom, jestli to byl otec či matka, kdo měl traumatické zážitky. Děti obětí z koncentračních táborů byly výrazně náchylnější k rozvoji PTSD a poruch stravování, pokud měly tyto poruchy jejich matky a nikoli otcové. Na druhé straně, riziko rozvoje úzkosti a adaptačních poruch bylo výrazně vyšší, pokud těmito prouchami trpěli otcové.

PŘEDPROGRAMOVANÉ SPERMIE A VAJÍČKA

Strach, vyvolaný u pokusných myší, byl zjevně uložen v buňkách spermií. To je ale v rozporu se standardní genetikou, kdy vlastnosti jako je barva očí, pocházejí od obou rodičů a neváží se ani na spermie ani na vajíčko.

A tak vědci začali hledat, jestli jejich třešní se obávající myši mají opravdu sperma nějak označené.

S využitím důmyslných metod pátrali v chromozónech buněk zvířecích spermií po stopách epigenetických znaků. Studie ukázala, že gen Olfr151, který je odpovědný za schopnost registrovat vůni třešní, byl epigeneticky pozměněn pomocí malých molekul metylu. Metyl lze na genu pozorovat jako zvláštní vzorec. Gen je deaktivován, protože ho nelze přečíst a převést do proteinu. Drobné molekuly metylu vytváří na DNA buněk spermií zvláštní vzorec. Podle vědců způsobila traumatická zkušenost, vyvolaná opakovanými elektrickými šoky kombinovanými vůní třešní, změnu vzorce molekul metylu na genu Olfr151. V důsledku toho byla vůně třešní spojována s traumatickou zkušeností.

DROBNÉ MOLEKULY JSOU PŘENÁŠENÉ KRVÍ

Pro vědce bylo záhadou, že se drobné molekuly metylu nacházely v buňkách spermií myší. K rozpoznávání vůní však dochází v mozku a tak zůstávalo nevysvětleno, jak se mohl vzorec metylu dostat z mozku do buněk spermií myší. Aby mohly být epigenetické informace předávány potomstvu, musí být mechanismus aktivace/deaktivace přemístěn do zralých pohlavních buněk (gamet).

Vědecká pracovnice Isabelle Mansuy z Curyšské university následně provedla řadu experimentů odhalujících molekuly odpovědné za tento přesun mezi mozkem a varlaty. V květu 2014 publikovala výsledky výzkumu, při kterém byla myší nemluvňata traumatizována tím, že jim byla odebrána matka. Toto zanedbání mateřské péče se projevilo hlavně u samčích potomků, u kterých se vyvinula deprese.

Odpovědným epigenetickým nástrojem nebyl metyl, ale spíše krátké sekvence RNA, označované jako microRNA, které regulují účinek genů. Je jich mnoho druhů, ale v traumatizovaných myších se nacházelo velké množství verze miR-375, a to nejen v buňkách spermií, ale též v mozku, kde jsou traumatické zkušenosti zpracovávány, a v krvi, která je mohla dopravit k varlatům.

Teroristický útok 9/11 označil ještě nenarozené děti

Podle vědců se microRNA účastnila dědičnosti v případě zanedbaných dětí. Aby si hypotéru ověřila, udělala Isabelle Mansuy roztok miR-375 a zavedla tyto molekuly do buněk oplodněných vajíček běžných myší. Již od narození trpěla myší děcka depresemi a zděněným trauma. Zničení Světového obchodího střediska v roce 2001 poznamenalo těhotné ženy, které tuto tragédii zažily. Některé děti zdědily zvýšené riziko rozvoje PTSD. Mechanismus tohoto dědičného přenosu není ještě zcela zmapován, ale vědci podezírají epigenetiku, která označila tyto děti stresovým hormonem Cortisol a zhoršila tak jejich schopnost odolávat stresu.

Hladomor zanechá na svých obětech stopy, které mohou vést u potomků k rozvoji cukrovky 2. typu nebo obezity.

HLAD = TLUSTÉ DĚTI

Několik studií naznačuje, že hladomory mohou spustit epidemie cukrovky 2. typu nebo obezity. Děje se tak proto, že dlouhodobé hladovění může spustit epigenetické změny, které mohou potomci zdědit. Takové změny přeprogramují metabolismus rodičů i dětí, tak aby mozek i tělo udělaly cokoli, aby nedošlo ke smrti hladem tím, že tělo přibere co nejvíce na váze.

BUDETE TÍM, CO JÍ VAŠE MATKA

Vědecké studie naznačují, že dieta matky může mít na dítě vliv. V jednom experimentu vědci použili vědci myši s upraveným genem, který dělal myši tlusté, nemocné a žluté. Žluté myši zabřezly a některé byly krmeny potravou s metylovými molekulami. Metyl může deaktivovat gen obezity a způsobí, že potomstvo štíhlé, zdravé a hnědé. Myši, které dostávaly potravu s metylem, měly více hnědých potomků než matky s normální dietou. Metyl z matky potomstvo zdědilo. Toto genetické označení zdědily tři generace.

POTOMSTVO ZDĚDILO REAKCI NA ZVONEK

V roce 1921 se ruský vědec Ivan Pavlov snažil naučit myši reagovat na zvonek když měly dostat potravu. Po 300 zazvonění myši reagovaly na signál a běžely k misce s potravou. Jejich potomstvo se to naučilo po 100 zvonění a třetí generace to zvládla po 30 zvonění. Páté generaci již stačilo pouze 5 zvonění. Nevíme, jestli k tomu učení došlo zásluhou epigeneticky, ale pokud ano, Pavlov byl pionýrem tohoto oboru.