Wiemy, że u dzieci rozwijają się różne predyspozycje w zależności od wyborów dokonywanych przez ich rodziców. Jest faktem, że nasze wybory, a także styl życia, jaki prowadzimy, nie tylko wpływają na środowisko rozwoju dziecka, lecz również zmieniają nasze geny, a te zmiany mogą być dziedziczone przez kolejne pokolenia. Ta niezwykle dziś popularna dziedzina badań nazywa się epigenetyką.

W XIX wieku w Överkalix w północnej Szwecji zdarzały się lata, gdy brakowało jedzenia. Rok 1800, a później także 1821 były skrajnie nieurodzajne i panowała klęska głodu. Z kolei lata po nich następujące, to jest 1801 i 1822, były niezwykle obfite w żywność, a ludzie, którzy rok wcześniej głodowali, nagle mieli dostęp do takich zasobów jedzenia, że trudno je było przejeść. Te szybkie zmiany, od głodu do obfitości, przyniosły zaskakujące konsekwencje dla kilku późniejszych pokoleń. Okazało się mianowicie, że wnuki osób, które w swojej młodości przeżyły szybkie zmiany od głodu do obfitości, żyły krócej niż wnuki osób, które w dzieciństwie żyły w ciągłym niedostatku. Na mężczyzn wywierało wpływ to, jaki dostęp do jedzenia miał dziadek ze strony ojca, natomiast dużo mniejszy był wpływ babci ze strony ojca lub rodziców matki. W przypadku kobiet zależność była odwrotna – dużą rolę odgrywał fakt, czy babcia ze strony matki cierpiała niedostatek, natomiast mniejszy był wpływ dziadka ze strony matki lub rodziców ojca.

Wyniki badań stały się sensacją na skalę światową. Później w dziedzinie epigenetyki dokonano następnych ważnych odkryć.

Jeśli ktoś pali już w wieku 10–11 lat, to jego dzieci w przyszłości będą zagrożone nadwagą w większym stopniu niż ich rówieśnicy, nawet jeśli owe dzieci dopiero mają się urodzić za 10 lub 20 lat. Właśnie palenie tytoniu w wieku 10–11 lat (czyli przed dojrzewaniem) jest uważane za okres szczególnie niefortunny dla nienarodzonych jeszcze dzieci. Palenie po okresie dojrzewania nie prowadzi już do podobnych skutków.

W doświadczeniach na zwierzętach zaobserwowano, że młode z jednego miotu myszy poddanych ekspozycji na określony zapach były wrażliwe na ten sam zapach. I to pomimo że młode myszy nie miały kontaktu z zapachem. Strach też się dziedziczy! Kiedy badano mózgi myszy, które odziedziczyły strach, dostrzeżono zmiany w komórkach mózgowych pozwalające stwierdzić, że ich mózg jest bardziej wrażliwy na zapach. Mózg u młodych, których rodzice poddani byli działaniu zapachu, wygląda inaczej niż mózg myszy, które nie dziedziczyły strachu.

Podobne zmiany są dziedziczone nie tylko przez dzieci. Przechodzą również na następne pokolenia. Można więc powiedzieć, że ktoś, kto kumuluje w sobie strach lub ma za sobą traumatyczne doświadczenia, może przekazać zwiększoną wrażliwość na stres swoim dzieciom, a nawet wnukom. To, co przeżywasz lub robisz – to, co jesz, czy palisz, czym się stresujesz – może powodować zmiany, które zostaną przekazane twoim jeszcze nienarodzonym dzieciom i wnukom – a także kolejnym pokoleniom.

To zjawisko jest równie niezwykłe, co niepokojące. Przekazywane nie muszą być jednak tylko negatywne rzeczy, takie jak stres czy strach. Być może przekazujemy kolejnym pokoleniom również aktywny – lub pasywny – tryb życia, w ten sposób wpływając na dzieci i wnuki, ich zagrożenie chorobami i wolę bycia aktywnymi fizycznie. Czy jest możliwe, że ty sam odziedziczyłeś po swoich dziadkach ze strony ojca lub matki aktywny tryb życia? Tak, to całkiem możliwe. Jeśli ty się ruszasz, to wywierasz wpływ nie tylko na własne zdolności, ale i na cechy, które będą dziedziczone przez twoje dzieci i wnuki.

Pojmujemy, że jest to trudne do zrozumienia i zaakceptowania. Chcielibyśmy postrzegać cechy dziedziczne jako takie, na które nie mamy wpływu. Nasze dzieci i wnuki nie powinny być karane za nasze możliwe błędy. Jednakże epigenetyka nie polega na wpędzaniu ludzi w poczucie winy i na wzbudzaniu w nich niepewności. Jej istotą jest dążenie do zrozumienia mechanizmu chorób i znalezienia nowych metod ich leczenia. Dzięki epigenetyce opracowano wiele leków na choroby, których wcześniej nie udawało się wyleczyć.

Epigenetyka – tak to działa

Jak funkcjonuje ten mechanizm, za którego sprawą odczuwany w dzieciństwie głód uwalnia biologiczny łańcuch zdarzeń, który wpływa na długość życia kolejnych pokoleń? Coś musi się dziać z DNA, by stało się ono dziedziczne.

Okazało się, że zależy to nie od kodu genomu, a więc genów, które są odpowiedzialne za zmiany, lecz od pewnego rodzaju znaczników lub „regulatorów głosu”, które korygują działanie genów. Znaczniki, zwane grupami metylowymi, są umocowane na genach i decydują o ich aktywności lub pasywności. Wpływają na to – by użyć porównania – czy gen ma milczeć, szeptać, mówić czy krzyczeć. Jeśli jest wiele grup metylowych, które blokują gen, to ten milczy (jest nieaktywny), a jeśli grup jest kilka, to gen mówi lub krzyczy (jest aktywny).

Gdy jakaś osoba zaczyna ćwiczenia ruchowe, znaczniki są usuwane z jej genów i geny te ulegają aktywizacji. To dzieje się szybko. Jak wskazały doświadczenia, już po dwudziestu minutach spędzonych na bieżni znaczniki są usuwane z wielu genów, które dzięki temu stają się bardziej aktywne.

Regularny trening kondycyjny powoduje tak zwaną metylację kilku tysięcy genów, a co za tym idzie wpływa na sposób, w jaki te geny są używane. Jakie są skutki tego zjawiska i czy te zmiany są dziedziczne – tego jeszcze nie wiemy.

Metylacja stanowi jeden z wielu przykładów epigenetyki. Innym jest modyfikacja histonów. Nasz genom ma, jak już wspomniano, trzy miliardy kodów. Każda pojedyncza komórka zawiera wszystkie te kody. Aby zmieścić się w jądrze komórkowym, DNA jest mocno skręcone i ściśnięte, a także owinięte wokół swego rodzaju „piłek” nazywanych histonami. Jeśli łańcuch DNA jest mocno zapleciony wokół histonów, to geny są mniej dostępne i trudniej im tworzyć białka. Jeśli natomiast DNA jest zaplecione luźniej, to geny są łatwiej dostępne i mogą tworzyć białka, dla których są zakodowane.

Zarówno trening kondycyjny, jak i siłowy mogą wpływać na ściślejszy lub luźniejszy sposób powiązania genomu wokół histonów, a tym samym oddziaływać na sposób, w jaki geny są wykorzystywane.

Metylacja i modyfikacja histonów są fascynującymi przykładami tego, jak otoczenie stymuluje wykorzystywanie naszych genów. Są też dowodem ogromnej zdolności organizmu do przystosowywania się do otoczenia, w którym żyjemy.

Epigenetyka wskazuje, że dziedziczenie i środowisko nie są od siebie oddzielone, lecz przeciwnie – pozostają w bliskim związku. Nie wykluczają się wzajemnie. Środowisko wpływa na dziedziczenie – być może nawet na przyszłe pokolenia.