О чем речь? Влияние генов — воздействие наследственной информации, закодированной в ДНК, на развитие и функционирование организма. Они отвечают за внешние признаки, предрасположенность к заболеваниям, особенности метаболизма и даже поведение.
Как влияют? Гены регулируют синтез белков, которые управляют всеми процессами в организме. Таким образом они воздействуют на физическое здоровье, интеллектуальные способности и адаптацию к окружающей среде, создавая уникальную комбинацию характеристик человека.
Влияние генов на здоровье человека
Специалисты утверждают, что в организме каждого человека присутствует около 2000 генетических аномалий, способных оказывать влияние на состояние здоровья. В ряде случаев они могут спровоцировать развитие серьезных заболеваний.
Некоторые заболевания возникают из-за мутаций на уровне генов, которые передаются по наследству. По статистическим данным, около 4% новорожденных появляются на свет с наследственными патологиями. Среди наиболее распространенных:
- хорея Гентингтона;
- мышечная дистрофия;
- ахондроплазия (карликовость);
- гидроцефалия;
- фенилкетонурия;
- синдром Дауна;
- сахарный диабет I типа;
- серповидноклеточная анемия;
- эндокринные дисфункции;
- психические расстройства.
Изображение: arijitrahul4/ freepik.com
Передаваемая по наследству генетическая информация может:
- негативно сказываться на здоровье, если присутствуют врожденные заболевания, отклонения или предрасположенность к ним;
- оказывать положительное влияние, если генетический фонд не содержит предпосылок для развития патологий.
Условно наследственные болезни можно разделить на четыре категории:
- Вызванные мутацией одного гена, такие как фенилкетонурия или гемофилия. Их развитие практически не зависит от окружающей среды, которая лишь определяет степень выраженности симптомов.
- Заболевания, возникающие вследствие генной мутации, но требующие специфических внешних условий для проявления, например подагра. Важно отметить, что при устранении влияющих факторов интенсивность болезни снижается.
- Распространенные патологии, характерные в основном для зрелого и пожилого возраста, такие как гипертония, язвенная болезнь желудка, онкологические заболевания и другие. Они формируются преимущественно под влиянием окружающей среды, однако степень их развития зависит от наследственной предрасположенности. Подобные болезни относят к мультифакториальным.
- Патологии, полностью зависящие от воздействия внешних факторов. К ним относятся травмы, опасные инфекции и другие состояния, возникающие в результате экстремальных воздействий на организм. В этом случае гены определяют особенности течения болезни, скорость восстановления, выраженность иммунного ответа и вероятность осложнений.
К примеру, девочка рождается уже с определенным запасом яйцеклеток, которые на протяжении жизни постепенно созревают и готовятся к оплодотворению. Это означает, что любые воздействия, которым она подвергается с детства и вплоть до момента зачатия ребенка, могут отразиться на структуре ее хромосом и генов.
Жизненный цикл сперматозоидов значительно короче, чем у яйцеклеток, но и этого времени достаточно, чтобы внешние факторы привели к нарушениям в их генетическом аппарате. Таким образом, состояние здоровья будущих родителей на протяжении всей их жизни оказывает влияние на наследственность потомства.
Кроме того, на развитие генетических аномалий влияют и факторы, неподвластные человеку. К ним относятся неблагоприятная экология, социально-экономическая нестабильность, бесконтрольное применение лекарственных средств и другие негативные внешние воздействия. В результате могут возникать мутации, способствующие появлению наследственных заболеваний или повышающие предрасположенность к ним.
Влияние генов на характер и поведение человека
Какую роль играет наследственность в развитии личности? Генетические особенности, обусловленные изменениями последовательности нуклеотидов в ДНК, оказывают влияние на определенные черты характера. К ним относятся уровень интеллекта, нейротизм, склонность к риску, добросовестность, паранойяльные наклонности, креативность, быстрота реакции и другие свойства.
Изучением взаимосвязи генов и психологических характеристик занимается психогенетика. Однако влияние наследственности не является абсолютным: решающее значение имеет окружающая среда, которая формирует условия для личностного развития.
Например, высокий уровень IQ (свыше 170) определяется наличием 13 вариантов 11 генов, а нейротизм — 9 вариантами 7 генов. Некоторые из этих изменений усиливают характеристики, другие, наоборот, снижают их выраженность.
Изображение: creativeart/ freepik.com
Анализируя генетические вариации конкретного человека, можно оценить вероятность проявления определенных личностных черт. Эти знания помогают глубже понять себя, целенаправленно развивать способности, выбирать оптимальный образ жизни, корректировать профессиональную траекторию или уровень физической активности.
Влияние генов на способности и память человека
Рассмотрим типы влияния генов на способности человека.
Роль генов в развитии музыкального слуха
Исследования показали, что наличие абсолютного слуха связано с геном ASAP1, который также отвечает за транспорт веществ через клеточные мембраны и перестройку структуры клеточного скелета.
Абсолютный слух представляет собой способность узнавать и воспроизводить ноты без привязки к известным звукам. Хотя занятия музыкой играют ключевую роль в его развитии, одного лишь обучения в музыкальной школе недостаточно. Это подтверждает значительное влияние генетики на музыкальные способности.
Гены, память и уровень интеллекта
Серия исследований, проведенных американскими учеными в период с 1970-х по 1990-е годы, показала, что наследственность определяет около 70 % уровня IQ. Позднее были выявлены конкретные участки ДНК, которые статистически связаны с интеллектуальными способностями. Так, ген PLXNB2 влияет на развитие мозга у эмбриона и уровень интеллекта.
Процессы запоминания также зависят от генетики. Например, ген BDNF воздействует на нейроны центральной и периферической нервной системы и играет значительную роль в формировании долговременной памяти. Варианты гена APOE связаны с нарушениями памяти при болезни Альцгеймера, а определенные вариации гена KIBRA у здоровых людей определяют скорость забывания информации.
Генетическое влияние на спортивные способности
Физическая сила и выносливость во многом определяются наследственностью. Эти характеристики зависят от сочетания генов, влияющих на работу сердечно-сосудистой, нервной и эндокринной системы. Так, ген ACTN3 кодирует белок альфа-актинин-3, который играет ключевую роль в стабилизации сократительных структур скелетных мышц и участвует во множестве обменных процессов.
Выносливость также зависит от специфических генетических комбинаций. Ген VEGFR2 регулирует деление, развитие и выживание клеток эндотелия сосудов, что непосредственно влияет на способность организма выдерживать продолжительные физические нагрузки. Ген PPARA участвует в процессах клеточной дифференцировки, оказывает влияние на развитие тканей и метаболизм, что сказывается на физическом телосложении и спортивных качествах.
Можно ли воздействовать на влияние генов
Сегодня многие знают, что значительное количество заболеваний обусловлено наследственностью и генетическими факторами. Все больше людей проявляют интерес к своему генетическому коду и стремятся выяснить предрасположенность к тем или иным патологиям. В связи с этим стремительно развивается эпигенетика — направление в генетике, которое можно считать одним из важнейших открытий со времен обнаружения ДНК.
Изображение: Serg Nivens/ freepik.com
Ранее считалось, что полученный от предков набор генов жестко влияет на всю дальнейшую жизнь человека. Однако современные исследования доказывают, что они могут активироваться или подавляться, а их экспрессия — усиливаться или ослабевать под влиянием различных факторов окружающей среды и образа жизни. Именно изучением этих процессов занимается эпигенетика.
нутрициолог
В рамках международного научно-исследовательского проекта «Геном человека», проводимого под руководством Национальной организации здравоохранения США, ученые на протяжении 13 лет занимались расшифровкой структуры ДНК. В результате была идентифицирована примерно 25-тысячная совокупность генов, входящих в геном человека.
Активность генов определяется не только внешними условиями, такими как экология, питание и качество воздуха, но и внутренними факторами. В частности, наши мысли — положительные или отрицательные — также оказывают влияние на экспрессию генов, формируя потенциальные риски или, напротив, создавая условия для здоровья.
Исследуя влияние внешней среды на активность генов, ученые провели эксперимент с однояйцевыми близнецами. Результаты показали, что даже при идентичном генетическом коде их организмы могут претерпевать значительные изменения в зависимости от образа жизни и условий окружающей среды.
Теоретически близнецы должны иметь одинаковую предрасположенность к заболеваниям, однако на практике это далеко не всегда так. Например, такие патологии, как болезнь Альцгеймера, диабет, биполярное расстройство, шизофрения, алкоголизм, ревматоидный артрит, рак и болезнь Крона, могут возникнуть у одного из них, а у другого — нет.
Следовательно, изменение пищевых привычек и образа жизни не только способствует укреплению здоровья самого человека, но и снижает риски для его потомков. В то же время пренебрежение этими аспектами повышает уязвимость перед неблагоприятными внешними условиями и факторами риска.
Хотя эпигенетика — относительно молодая наука, она уже совершила революцию в понимании наследственности. Сегодня ясно, что человек способен сам управлять активностью влияния своих генов. Поэтому вопросы сна, питания, психологического состояния, а также воздействие витамина D, омега-3 жирных кислот и качества питьевой воды выходят за рамки медицинских рекомендаций и становятся важной частью культуры здоровья.
Материал основан на исследованиях:
- Гусейнова Н. Т., Мамедова Р. Ф. Механизмы наследственности и роли генов в организме человека //Deutsche Internationale Zeitschrift für zeitgenössische Wissenschaft. – 2021. – №. 6-2. – С. 4-7.
- Розанов В. А. Гены и суицидальное поведение //Суицидология. – 2013. – Т. 4. – №. 1 (10). – С. 3-14.
- Кудрявцева Н. Н. и др. Изменение экспрессии моноаминергических генов под влиянием повторного опыта агонистических взаимодействий: от поведения к гену //Генетика. – 2004. – Т. 40. – №. 6. – С. 732-748.
Изображение в шапке статьи: by MisN/ freepik.com
Часто задаваемые вопросы о влиянии генов
Являются ли психические заболевания наследственными?
Хоть и предрасположенность к психическим расстройствам действительно может прослеживаться в семьях, не существует специфических генов, отвечающих за их развитие так же, как, например, за цвет глаз или моногенные заболевания.
Изображение: massonstock/ freepik.com
Ни один из известных генов сам по себе не является достаточным или обязательным условием для возникновения психического расстройства. Вместо этого в организме присутствует множество генов, влияющих на восприимчивость к таким заболеваниям, но их вклад невелик — каждый увеличивает вероятность развития болезни не более чем на 5%.
Какие факторы влияют на развитие наследственных заболеваний?
Наследственные заболевания формируются под влиянием нескольких факторов.
- Случайное распределение генов во время формирования половых клеток у родителей.
- Новые мутации, появляющиеся в ДНК ребенка, которых нет у его родителей.
- Взаимодействие групп генов, формирующих предрасположенность к заболеваниям с множественными факторами риска. Например, алкоголизм связан с особенностями метаболизма этанола и склонностью к депрессивным состояниям.
- Тип наследования болезни: большинство заболеваний не зависит от пола, но некоторые передаются сцепленно с половой хромосомой (например, Х-сцепленные рецессивные и доминантные расстройства, а также болезни, унаследованные через Y-хромосому).
- Близкое родство родителей повышает риск наследственных заболеваний. Максимальная вероятность встречается при кровнородственных браках (например, между братом и сестрой, родителем и ребенком). Чем меньше степень родства, тем ниже вероятность. Например, четвероюродность не оказывает влияния на высокий риск передачи болезней.
Читайте также!
«Причины и признаки снижения иммунитета»Что ребенок наследует от отца, а что от матери?
Существует мнение, что генетические мутации, связанные с отдельными генами, чаще передаются от отца, а хромосомные аномалии — от матери. В этом есть доля правды, но ситуация несколько сложнее. Речь идет не о наследственных заболеваниях, передающихся из поколения в поколение, а о новых мутациях, возникающих у каждого новорожденного. Их количество зависит от возраста родителей.
Вот какие закономерности выявили ученые.
- Возраст отца и мутации в генах. Чем старше мужчина, тем больше вероятность, что у его потомков появятся новые генетические изменения. Каждый дополнительный год жизни отца увеличивает число мутаций у ребенка в среднем на 1,5. Это объясняется тем, что сперматозоиды постоянно обновляются, а процесс копирования ДНК не бывает безошибочным. Со временем количество накопленных мутаций растет.
- Возраст матери и хромосомные отклонения. В отличие от сперматозоидов женские половые клетки формируются еще до рождения девочки и сохраняются неизменными на протяжении всей жизни. Поэтому риск появления новых мутаций у детей от возрастных матерей минимален. Однако после 35 лет значительно возрастает вероятность хромосомных нарушений, например анеуплоидий — отклонений в числе хромосом. Именно с этим связано увеличение частоты рождения детей с синдромом Дауна, Шерешевского — Тернера и другими генетическими аномалиями при поздней беременности.
Генетика влияет на здоровье, характер и способности человека. Но ДНК — это не приговор, а скорее рекомендации, которыми можно воспользоваться. Наш генетический код задает «правила игры»: если их нарушать, организм может дать сбой. Но если следовать этим принципам, можно получить главный приз — долгую и полноценную жизнь. В конечном счете выбор за человеком, а современные медицина и генетика помогают ему принимать более осознанные решения.
