Hormonální systém z pohledu epigenetiky

Hormonální systém z pohledu epigenetiky

Hormony řídí nejenom celou řadu procesů v našem těle, ale dokonce dokáží ovlivňovat i chování jednotlivých buněk a aktivitu genů v naší DNA. Jak můžeme epigenetickou cestou podpořit správnou tvorbu některých hormonů a jak tyto hormony naopak ovlivňují naše geny?

Hormony fungují jako tzv. signální molekuly, tedy látky, které dokáží předávat informace jednotlivým buňkám našeho těla, a tím regulovat jejich chování.

Jednotlivé buňky představují totiž do značné míry samostatné jednotky oddělené od okolí buněčnou stěnou. Aby se začaly chovat v souladu se systémem celého těla, potřebují k tomu nějaký signál, který buněčnou stěnu překoná. A takovým signálem mohou být právě hormony. Ty pronikají buněčnou stěnou buď přímo, nebo prostřednictvím tzv. systému druhých poslů, a následně ovlivňují děje uvnitř buňky – včetně dějů, které regulují aktivitu jednotlivých genů.

Zároveň ale platí i opačná souvislost – totiž že epigenetické děje mohou naopak ovlivňovat i tvorbu jednotlivých hormonů, protože mění aktivitu genů, které právě tvorbu těchto hormonů řídí.

Pojďme se nyní podívat na některé hormony produkované naším tělem a to, jak jejich produkci můžeme ovlivnit pomocí znalosti epigenetických zákonitostí.

 

Hormony štítné žlázy

Hlavní funkcí štítné žlázy je produkce hormonů trijódthyroninu (T3), tyroxinu (T4) a kalcitoninu. Pro tvorbu prvních dvou přitom bývá považován za zásadní dostatek jódu ve stravě, ten však sám o sobě nestačí. Neméně důležité je totiž i fungování systémů, které soli jódu vychytávají z protékající krve, a zajišťují tak jejich dostatečnou koncentraci přímo ve štítné žláze.

Klíčovou roli zde hrají speciální bílkoviny známé pod zkratkou NIS (Natrium Iodine Symporter), které umožňují transport solí jódu přes buněčnou membránu. Osoby, které trpí hypofunkcí štítné žlázy, přitom mívají zvýšenou metylaci genu, podle nějž jsou NIS tvořeny, a aktivita tohoto genu je tak omezena. Ve štítné žláze tak mají jódu málo, ačkoliv jej stravou přijímají dostatek.

Co může pomoci: Klíčový je samozřejmě dostatečný příjem jódu, důležité jsou však i další minerály a stopové prvky – sodík, draslík, měď, železo, vápník a zinek. Velmi efektivní pak mohou být doplňky stravy s epigenetickým účinkem: kurkumin, šišák bajkalský, omega-3 a vitamin D3.

Čeho se vyvarovat: Negativní epigenetický vliv na tvorbu hormonů štítné žlázy má stres a alkohol. Z doplňků stravy je nevhodný kvercetin, který zde působí jako hormonální disruptor, a to samé platí pro EGCG (epigallokatechin gallát ze zeleného čaje).

 

Testosteron

Mužský pohlavní hormon testosteron je zodpovědný nejen za vývoj pohlavních znaků, sexuální funkce, plodnost či růst svalové hmoty, ale má rovněž protibolestivé účinky, chrání nervové buňky před poškozením a jeho nedostatek se může projevit i poruchami nálad.

Jeho hladina klesá s věkem, problémy s ní se však mohou objevit i v mladším věku, zvláště v souvislosti s obezitou. Velká část účinků testosteronu je dána jeho epigenetickým působením, a zároveň platí, že i jeho produkci lze podpořit epigenetickou cestou.

Co může pomoci: Z doplňků stravy je velice efektivní granátové jablko. Důležité jsou i vitaminy D3, K2 a zinek. Produkci testosteronu lze výrazně podpořit i pohybovou aktivitou, zvláště pak intenzivní pohybové aktivity a posilování.

Čeho se vyvarovat: Produkci testosteronu výrazně omezuje obezita – shození pouhých osmi kilogramů v průměru zveden jeho hladinu o 15 %! Škodlivá je i nadměrná konzumace cukrů.

 

Stresové hormony

I klasická medicína dnes již uznává, že dlouhodobé působení stresu může mít za následek řadu různých zdravotních potíží. Příčinou, proč se tak děje, je přitom i epigenetické působení stresových hormonů produkovaných nadledvinkami, zejména pak tzv. glukokortikoidů.

Stresové hormony jsou látkou velice užitečnou, která lidskému rodu v jeho v historii výrazně pomohla přežít. Tyto látky totiž působí v těle změny, které mu pomohou lépe zvládnout útěk či boj – zlepší dostupnost zdrojů energie pro svaly, zmírní vnímání bolesti, a dokonce i zvýší srážlivost krve, čímž omezí ztráty krve při případném zranění.

Reakce těla ovšem nerozlišují, jestli nás stresuje útočící medvěd nebo uzávěrka v práci. Hormony se vylučují stále stejně, a pokud se tak děje dlouhodobě, dochází k řadě epigenetických změn, které zvyšují náchylnost k obrovskému počtu chorob, včetně těch velmi vážných.

Velmi výrazné je pak působení stresu v některých senzitivních obdobích, jako je například dětství či puberta. Pak stačí třeba nedostatek projevů lásky či posměch spolužáků třeba kvůli chudobě rodiny, a důsledkem mohou být třeba deprese či úzkostné poruchy.

Co může pomoci: Z doplňků stravy působí dobře zejména tzv. adaptogeny (žen-šen, suma, rhodiola, maca…). Velmi prospěšný je pohyb, obecně zdravá strava, masáže, meditace, ale třeba i lidské doteky.

Čeho se vyvarovat: Pochopitelně vlastních stresujících podnětů, ale i negativnímu přístupu k životu.

 

Leptin

Leptin patří mezi tzv. adipokiny, hormony, které ovlivňují energetický metabolismus. Na rozdíl od předchozích hormonů nejsou produkovány žlázami s vnitřní sekrecí, ale tukovou tkání.

Právě leptin je přitom velice důležitý pro všechny, kdo se snaží zhubnout, protože zásadním způsobem ovlivňuje chuť k jídlu. Váže se totiž na receptory v mozku a dalších orgánech, kde omezuje tvorbu peptidů, jež vyvolávají chuť k jídlu, a naopak podporuje tvorbu těch, které ji omezují.

Problém je ovšem v tom, že ačkoliv mají obézní lidé dostatek tukové tkáně, která leptin produkuje, zároveň se u nich vůči tomuto hormonu vytvořila rezistence – omezila se schopnost jeho transportu z krve do mozku a snížila funkce jeho receptorů. Výzkumy navíc ukázaly, že zejména obezita matky (v těhotenství i před ním) může epigenetickou cestou negativně ovlivnit produkci leptinu u dítěte, a tím u něj zvýšit riziko problémů s váhou. Podobně ovšem kupodivu funguje i podvýživa v době těhotenství, zejména pak nedostatek bílkovin. Naštěstí ale platí, že epigenetické reakce jsou zvratné, a tudíž jde epigenetickou cestou podpořit jak produkci leptinu, tak i funkci příslušných receptorů.

Co může pomoci: Velmi důležitý je příjem tzv. donorů metylu, mezi něž patří vitaminy skupiny B (B2, B6, kyselina listová), metionin, cholin či betain. Produkci leptinu, funkci jeho receptorů či transport z krve do mozku velmi efenktivně podporují například EGCG ze zeleného čaje, resveratrol a vitamin D3.

Čeho se vyvarovat: Negativně působí strava s vysokým podílem cukrů a nasycených tuků. Na stravu s vysokým podílem tuků sice tělo po několik týdnů z hlediska produkce leptinu reaguje pozitivně (zvláště pokud dojde k omezení příjmu cukrů), pak ale dojde k prudkému obratu.

 

Zdroje informací

Xiang Zhang and Shuk-Mei Ho. Epigenetics meets endokrinology. J Mol Endocrinol. Author manuscript; available in PMC 2014 Jun 26.

Venkataraman GM, Yatin M, Marcinek R, Ain KB. Restoration of iodide uptake in dedifferentiated thyroid carcinoma: relationship to human Na+/I– symporter gene methylation status. Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 1999;84:2449–2457.

Bin Wang, Xiaoqing Shao, Ronghua Song, Donghua Xu, and Jin-an Zhang. The Emerging Role of Epigenetics in Autoimmune Thyroid Diseases. Front Immunol. 2017; 8: 396.

Chandra AK, De N. Goitrogenic/antithyroidal potential of green tea extract in relation to catechin in rats. Food Chem Toxicol. 2010 Aug-Sep;48(8-9):2304-11.

Papiez MA, Kaja M, Gebarowska A. Age-dependent different action of curcumin in thyroid of rat. Folia Histochem Cytobiol. 2008;46(2):205-11. doi: 10.2478/v10042-008-0031-6.

Butenko IG Gladtchenko SV Galushko SV. Anti-inflammatory properties and inhibition of leukotriene C4 biosynthesis in vitro by flavonoid baicalein from Scutellaria baicalensis georgy roots. Agents-Actions. 1993; 39

Abd Allah ES, Gomaa AM, Sayed MM. The effect of omega-3 on cognition in hypothyroid adult male rats. Acta Physiol Hung. 2014 Sep;101(3):362-76. doi: 10.1556/APhysiol.101.2014.3.11.

Souza LL, Nunes MO, Paula GS, Cordeiro A, Penha-Pinto V, Neto JF, Oliveira KJ, do Carmo Md, Pazos-Moura CC. Effects of dietary fish oil on thyroid hormone signaling in the liver. J Nutr Biochem. 2010 Oct;21(10):935-40. doi: 10.1016/j.jnutbio.2009.07.008.

Ahmed LA, Ramadan RS, Mohamed RA. Biochemical and histopathological studies on the water extracts of Marjoram and chicory herbs and their mixture in obese rats. Pak J Nutr 2009;8:1581-7

Dr. Amal Mohammed, Husein Mackawy,Bushra Mohammed Al-ayed and Bashayer Mater Al-rashidi. Vitamin D Deficiency and Its Association with Thyroid Disease. Int J Health Sci (Qassim). 2013 Nov; 7(3): 267–275.

Blomberg Jensen, M. (2012) Vitamin D Metabolism, Sex Hormones, and Male Reproductive Function. Reproduction, 144, 135-152.

Boss, L., Kang, D.H., Marcus, M. and Bergstrom, N. (2013) Endogenous Sex Hormones and Cognitivie Function in Older Adults: A Systematic Review. Western Journal of Nursing Research, 36, 388-426.

Morley, J.E. (2013) Scientific Overview of Hormone Treatment Used for Rejuvenation. Fertility and Sterility, 99, 1807-1813.

Tsujimura, A. (2013) The Relationship between Testosterone Deficiency and Men’s Health. The World Journal of Men’s Health, 31, 126-135.

Anderson KE, Rosner W, Khan MS, New MI, Pang SY, Wissel PS, Kappas A. Diet-hormone interactions: protein/carbohydrate ratio alters reciprocally the plasma levels of testosterone and cortisol and their respective binding globulins in man. Life Sci. 1987 May 4;40(18):1761-8.

Kilic M, Baltaci AK, Gunay M, Gökbel H, Okudan N, Cicioglu I. The effect of exhaustion exercise on thyroid hormones and testosterone levels of elite athletes receiving oral zinc. Neuro Endocrinol Lett. 2006 Feb-Apr;27(1-2):247-52.

Pilz S, Frisch S, Koertke H, Kuhn J, Dreier J, Obermayer-Pietsch B, Wehr E, Zittermann A. Effect of vitamin D supplementation on testosterone levels in men. Horm Metab Res. 2011 Mar;43(3):223-5.

Sebokova E, Garg ML, Wierzbicki A, Thomson AB, Clandinin MT. Alteration of the lipid composition of rat testicular plasma membranes by dietary (n-3) fatty acids changes the responsiveness of Leydig cells and testosterone synthesis. J Nutr. 1990 Jun;120(6):610-8.

Lei Cao-Lei, Renaud Massart, Matthew J. Suderman, Ziv Machnes, Guillaume Elgbeili, David P. Laplante, Moshe Szyf, Suzanne King. DNA Methylation Signatures Triggered by Prenatal Maternal Stress Exposure to a Natural Disaster: Project Ice Storm. PLoS ONE. 2014.

McNerney et al. Integration of neural and epigenetic contributions to posttraumatic stress symptoms: The role of hippocampal volume and glucocorticoid receptor gene methylation. PloS ONE. 2018, 13(2). http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0192222

Maddox, S.A., Kilaru, Shin, J., Jovanovic, T.,  Almli, LM.,  Dias,  Norrholm, S.D., Fani, N., Michopoulos, V., Ding, Z., Conneely, K.N., Binder, E.B., Ressler , Smith, A.K. (2017). Estrogen-dependent association of HDAC4 with fear in female mice and women with PTSDMolecular Psychiatry,

Swartz, J.R., Hariri, A.R., Williamson, D.E. (2016). An epigenetic mechanism links socioeconomic status to changes in depression-related brain function in high-risk adolescents. Mol Psychiatry, 1-6.

Ambati S., Kim H. K., Yang J. Y. Effects of leptin on apoptosis and adipogenesis in 3T3-L1 adipocytes. Biochemical pharmacology , 2007, 73: 378 – 384.

Crujeiras AB, Carreira MC, Cabia B, Andrade S, Amil M, Casanueva FF. Leptin resistance in obesity: An epigenetic landscape. Life Sci. 2015 Nov 1;140:57-63. doi: 10.1016/j.lfs.2015.05.003.

Fan, C., Liu, X., Shen, W., Deckelbaum, R. J. & Qi, K. The regulation of leptin, leptin receptor and pro-opiomelanocortin expression by n-3 PUFAs in diet-induced obese mice is not related to the methylation of their promoters. Nutr Metab (Lond) 8, 31 (2011).

Yu Y , Hu SK , Yan H . The study of insulin resistance and leptin resistance on the model of simplicity obesity rats by curcumin]. Zhonghua yu Fang yi xue za zhi [Chinese Journal of Preventive Medicine] [01 Nov 2008, 42(11):818-822]

Klaus S, Pültz S, Thöne-Reineke C, Wolfram S.Epigallocatechin gallate attenuates diet-induced obesity in mice by decreasing energy absorption and increasing fat oxidation. Int J Obes (Lond). 2005 Jun;29(6):615-23.

Zanechat odpověď
Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. *

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..