Epigenetik – die Lautstärkenregulation unserer Gene

Die Wissenschaft der Genetik beschreibt den eigentlichen genetischen Code, der den Bauplan des menschlichen Körpers darstellt. Neben Genetik gibt es allerdings auch einen weiteren Bereich: den der Epigenetik. Die sogenannte „Epigenetik“ kann die Aktivität von Genen steuern – sie also vereinfacht ausgedrückt „lauter“ oder „leiser“ drehen ohne dabei den genetischen Code verändern zu müssen.

Die epigenetische Programmierung kann Gene „ummanteln“ und dabei ihre Aktivität reduzieren. Geht diese Ummantelung verloren, werden die Gene allmählich wieder aktiver. Das kann nach vorhandenem Gen(-Defekt) eine positive oder negative Auswirkung haben. Deswegen ist es wichtig, unsere Gene durch eine gut unterstützte Epigenetik bestmöglich zu regulieren und alle Prozesse der Zelle förderlich steuern zu können.

 

Faktoren, die die Epigenetik beeinflussen

Währen das Umfeld und der Lebensstil die Gene (also den eigentlichen genetischen Code unserer Zellen) nicht verändern können, kann sich die Epigenetik mit förderlichem oder weniger förderlichem Lebensstil verändern. Ein gesunder Lebensstil aktiviert somit für die Gesundheit positive Gene, während ein ungesunder Lebensstil sich epigenetisch schlecht auf die Genaktivität auswirken kann. Besonders die Ernährung hat einen starken Einfluss auf unsere Epigenetik und somit unsere Gesundheit. Bestimmte Stoffe können die optimale epigenetische Programmierung wiederherstellen und wir können durch unseren täglichen Lebensstil einen positiven Einfluss auf die epigenetische Programmierung ausüben.

Epigenetik und das Altern

Mit steigendem Alter nimmt die epigenetische Programmierung (also die gesundheitsförderliche Regulierung der Gene) allmählich ab. Die in jungen Jahren noch sehr genau kontrollierte Genaktivität gerät somit zunehmend aus dem Ruder. Für die Gesundheit wichtige Gene werden dadurch allmählich abgeschaltet und negative Gene aktivieren sich stattdessen.

 

Wie der Lebensstil die epigenetische Programmierung beeinflussen kann

Der Wissenschaft ist heute bekannt, dass beinahe jede Form von Lebensstil eine gewisse epigenetische Programmierung in den Zellen hinterlässt. Dazu gehören regelmäßige sportliche Betätigung, Ernährung, Umgebungstemperatur und sogar der mentale Zustand. All das hat Einfluss auf unsere Epigenetik. In den meisten Fällen werden tausende Gene durch derartige Umwelteinflüsse etwas mehr aktiviert oder etwas mehr abgeschaltet.

Die wohl am besten verstandene Auswirkung von epigenetischer Programmierung stellt die Kalorienrestriktionen dar. Dieser Effekt wurde erstmals 1949 an einem besonders langlebigen und gesunden japanischen Volk (Okinawa) beobachtet. Die Okinawa Ernährung unterscheidet sich nicht maßgeblich von der Ernährung der restlichen Japaner, dennoch lebte das Okinawa Volk maßgeblich länger. Den einzigen Unterschied stellte die Kalorienanzahl dar, denn Angehörige dieses Volkes aßen zwischen 10% und 20% weniger Kalorien als die restlichen Japaner. Der lebensverlängernde und gesundheitsfördernde Effekt von einer kalorienreduzierten Ernährung wurde seitdem auch in Würmern, Affen, Ratten und Menschen experimentell nachgewiesen.

Stoffe, welche die epigenetische Programmierung verbessern können

Heute wissen wir, dass eine langfristige Reduzierung der Kalorien auf 10% unter dem Grundumsatz (jedoch unter ausreichender Mikronährstoffversorgung) bestimmte Gene aktiviert (DNMT1 und DNMT3b) und gesundheitlich wünschenswerte epigenetische Programmierungen vornimmt. Schlechte Gene werden dadurch abgeschaltet und gute Gene werden wieder aktiviert. Mittlerweile sind bestimmte Lebensmittelbestandteile und Medikamente bekannt, die einen sehr ähnlichen Prozess im Körper auslösen.

Es ist somit aus epigenetischer Sicht jedem zu empfehlen, seine Resveratrol-Aufnahme durch den erhöhten Konsum von Weintrauben, Himbeeren, Maulbeeren und Pflaumen oder den mäßigen Konsum von Rotwein zu erhöhen. Dadurch wird ein jüngeres epigenetische Profil erhalten, dass sich positiv auf die Gesundheit auswirken kann. Zusätzlich können Sie durch erhöhte Einnahme von Soja (Genistein), Brokkoli (Sulphoraphane), Knoblauch (Allyl Mercaptan) und grünem Tee bestimmte positive Gene epigenetisch besser regulieren.

Literaturverzeichnis:

AAPS J. 2014 Jan; 16(1): 151–163.Plant Phytochemicals as Epigenetic Modulators: Role in Cancer Chemoprevention. Vijay S. Thakur, Gauri Deb, Melissa A. Babcook, and Sanjay Guptacorresponding author

Antioxid Redox Signal. 2011 Jan 15; 14(2): 241–259.Epigenetic Control of Aging. Ursula Muñoz-Najarcorresponding author and John M. Sedivy

Egger G, Liang G, Aparicio A, Jones P. Epigenetics in human disease and prospects for epigenetic

Epigenetics and aging. Sangita Pal, Jessica K. Tyler. Sci Adv. 2016 Jul; 2(7): e1600584. Published online 2016 Jul 29. doi: 10.1126/sciadv.1600584

Li Y, Liu L, Andrews LG, Tollefsbol TO. Genistein depletes telomerase activity through cross-talk between genetic and epigenetic mechanisms. Int J Cancer. 2009;125:286–296. doi: 10.1002/ijc.24398.

Li Y, Liu L, Tollefsbol T. Glucose restriction can extend normal cell lifespan and impair precancerous cell growth through epigenetic control of hTERT and p16 expression. FASEB J. 2010;24:1442–1453. doi: 10.1096/fj.09-149328.

Li Y, Tollefsbol TO. In: Epigenetics of Aging. Tollefsbol TO, editor. New York: Springer-Verlag; 2009. Dietary effect on epigenetics during the aging process; pp. 407–416.

Li Y, Yuan YY, Meeran SM, Tollefsbol TO. Synergistic epigenetic reactivation of estrogen receptor-α (ERα) by combined green tea polyphenol and histone deacetylase inhibitor in ERαnegative breast cancer cells. Mol Cancer. 2010;9:274. doi: 10.1186/1476-4598-9-274.

Li Y., Daniel M., Tollefsbol T. O., Epigenetic regulation of caloric restriction in aging. BMC Med. 9, 98 (2011)

Meeran SM, Patel SN, Tollefsbol TO. Sulforaphane causes epigenetic repression of hTERT expression in human breast cancer cell lines. PLoS One. 2010;5:e11457. doi: 10.1371/journal.pone.0011457. [PMC free article]

Muñoz-Najar U., Sedivy J. M., Epigenetic control of aging. Antioxid. Redox Signal. 14, 241–259 (2011).

Yuanyuan Li, Michael Daniel, Trygve O Tollefsbol. Epigenetic regulation of caloric restriction in aging. BMC Med. 2011; 9: 98. Published online 2011 Aug 25.