Lidské oko je nesmírně složitý orgán, na jehož vývoji a funkci se podílí obrovské množství genů. Aby vše probíhalo, jak má, je potřeba, aby v pravý čas byly některé geny zapnuté (tj. aby se podle nich vytvářely bílkoviny), a jiné zase vypnuté. Právě toto zapínání a vypínání přitom řídí procesy, které nazýváme jako epigenetické. Jde o biochemické reakce, které dokáží měnit aktivitu jednotlivých genů v naší DNA.

To, že je nějaký gen vypnutý, či naopak zapnutý není v zásadě dobře ani špatně. Je potřeba, aby jednotlivé geny byly aktivní či neaktivní přesně v pravý čas. Pokud tomu tako není, může se to stát základem pro vznik celé řady chorob.

Naše oči jsou přitom právě kvůli množství genů, které jsou do jejich fungování zapojeny, velice citlivé na všechny epigenetické vlivy. Právě ty negativní z nich se pak významnou měrou podílejí i na vzniku většiny problémů v oblasti očí, ať už jde o běžné refrakční vady (tj. krátkozrakost a dalekozrakost), tak i o vážná onemocnění, která mohou končit až slepotou. Mezi druhé jmenované přitom patří i glaukom neboli zelený zákal. Jeho podstatou je hromadění nitrooční tekutiny, které vede ke zvýšení tlaku uvnitř oka, a ten následně poškozuje zrakový nerv.

Velkým problémem zeleného zákalu přitom je zejména fakt zmíněný v úvodu – totiž že postižený člověk dlouho nepociťuje žádné příznaky. Teprve v pozdějších fázích začne vnímat poruchy vidění, jako jsou výpadky zorného pole, narušení perifeního vidění či sníženou zrakovou ostrost, jenže tehdy už je oční nerv nevratně poškozen a možnosti léčby velice komplikované.

Proč a jak vzniká glaukom?

Příčin nemoci může být celá řada. Často jde o vedlejší projev některých onemocnění (typicky cukrovky, vysokého krevního tlaku či onemocnění štítné žlázy) či užívání některých léků (např. kortikosteroidů). Určitou roli ale hrají i genetické dispozice. Velký vliv pak mají zejména faktory, které označujeme jako epigenetické.

Epigenetika se při vzniku onemocnění uplatňuje několika způsoby. Zaprvé byly u nemocných odhaleny změny v produkci enzymů histondeacetyláz – ty s pořadovým číslem 2 a 3 jsou obvykle zvýšeny, zatímco HDCA 4 je naopak snížena. Tyto změny přitom pravděpodobně souvisejí s poškozením buněk sítnice a očního nervu.

Fakt, že se v oku hromadí komorová voda, zase vede k nedostatečnému okysličování některých tkání, což rovněž způsobuje změny v epigenetických procesech, zejména ve smyslu nadměrné metylace.

Důležitou roli hrají i microRNA, ribonukleové kyseliny s velmi krátkým řetězcem, které dokáží zcela zastavit proces, při němž jsou podle genů vytvářeny bílkoviny (tj. příslušný gen zcela vypnout). Buňky poškozené zvýšeným nitroočním tlakem totiž uvolňují některé typy microRNA (zejména ty s pořadovými číslem 21, 450, 107 a 149), které následně přispívají k poškozování zrakového nervu. Další druhy microRNA jsou zase u nemocných produkovány v nižším množství – zejména jde o ty, které se podílejí na ochraně očních tkání před fibrózou.

Na poškozování sítnice a očního nervu podílí i oxidativní stres (tj. působení volných radikálů) a zánětlivé procesy.

Zajímavým zjištěním pak je, že zejména v regulaci tvorby histondeacetyláz způsobujících zelený zákal je velice účinná kyselina valproová a její soli, což jsou látky využívané při léčbě epilepsie a bipolární poruchy.

Co může pomoci?

Faktorů, které ovlivňují aktivitu genů v naší DNA, je celá řada. Mezi ty pozitivní patří například pravidelný pohyb, dostatečný odpočinek či zdravá strava obsahující všechny potřebné živiny, mezi ty negativní pak strava nezdravá (zvláště ve smyslu nadbytku sacharidů, nasycených tuků a chemických toxinů), stres, kouření, nadměrné pití alkoholu či znečištěné životní prostředí. Tyto faktory zásadně ovlivňují i zdraví našich očí, a jsou proto důležité v prevenci všech očních potíží a nemocí, zelený zákal nevyjímaje.

Velkou pomoc pak mohou představovat doplňky stravy, které obsahují vysoké koncentrace látek s pozitivními epigenetickými účinky. Konkrétně při zeleném zákalu jsou velmi vhodné tyto:

Coleus forskohlii – jde o zajímavou bylinu rostoucí v nižších polohách Himaláje. Obsahuje unikátní látku jménem forskolin, která v těle dokáže velice účinně zvyšovat tvorbu cyklického adenosinmonofosfátu (cAMP). Právě cAMP je přitom nezbytná látka fungující v rámci tzv. buněčné signalizace – podílí se na přenosu informací uvnitř buněk a zásadně tak ovlivňuje schopnost buněk komunikovat se svým okolím i spolu navzájem. Pro osoby trpící zeleným zákalem je výjimečná tím, že pomáhá efektivně snižovat nitrooční tlak, a to i v případech, kdy dotyčný nereaguje na konvenční léčbu. V jedné ze studií například došlo při užívání extraktu z rostliny ke snížení nitroočního tlaku v průměru o 10 %. Kromě orálního užívání je možné aplikovat i oční kapky s forskolinem (1% roztok), které snižují nitrooční tlak až po dobu pěti hodin.

Astaxantin – oranžové barvivo z rodiny karotenoidů, které je obsaženo například v mase lososa, krevet či humrů, má celkový pozitivní vliv na zdraví očí a prokázána byla i jeho účinnost v prevenci a léčbě glaukomu. Efektivně totiž chrání buňky sítnice a očního nervu před poškozením, a to jak z důvodu nadměrné produkce volných radikálů (jde o silný antioxidant), nedostatku kyslíku a dalších vlivů.

Vitaminy – pozitivní vliv na celkové zdraví očí byl prokázán zejména u vitaminu C, D3 a E. Z minerálů jsou důležité například zinek a selen. Konkrétně při zeleném zákalu je pak třeba dbát na dostatečný přísun vitaminu B3.

Lidské oko je velice složitá struktura, a proto se do jeho vývoje a funkce zapojuje vysoké množství genů – cca 90 % těch, které jsou v naší DNA obsaženy. Aby vše fungovalo, jak má, musejí být potřebné geny zapnuté, aby podle nich mohl organismus vytvářet bílkoviny. Vlivem životního prostředí, stravy, životního stylu, ale i stárnutí však v našem těle probíhá řada tzv. epigenetických reakcí, které negativně ovlivňují právě aktivitu genů v naší DNA, což se projeví i zvýšeným rizikem vzniku očních onemocnění. V prvním díle našeho miniseriálu jsme se z tohoto úhlu pohledu podívali na šedý zákal (https://www.epivyziva.cz/epigenetika-a-zdravi-oci-i-prevence-sedeho-zakalu/), dnes se zaměříme na makulární degeneraci.
Ta přitom patří mezi choroby, na jejichž vzniku se právě epigenetické reakce podílejí velkou měrou. Úzce totiž souvisí se stárnutím organismu – její celý název ostatně zní „věkem podmíněná makulární degenerace“. S věkem totiž obecně stoupá počet negativních epigenetických značek na našich genech a ty, které jsou zodpovědné za funkci očí, nejsou výjimkou. Další pak přibývají například v souvislosti se špatnou výživou, nedostatkem pohybu, působením UV záření, toxinů z prostředí, kouřením atd.

Co je makulární degenerace?

Makulární degenerace je degenerativní onemocnění sítnice, které se bohužel nejvíce projevuje v oblasti tzv. žluté skvrny. Jde o oblast s vysokou hustotou čípků, tj. buněk citlivých na světlo, kam dopadají paprsky odražené od předmětů, na které zaostřujeme. Proto se také nejprve zhoršuje schopnost vidění v centru zorného pole, přičemž periferní vidění zůstává zachováno.
Často lidé rozvoj choroby dlouho vůbec nezaznamenají, zhoršenou schopnost zaostření přičítají například stařecké dalekozrakosti. Pokud se navíc zrak zhorší pouze na jednom oku, mozek to dokáže „vyrovnat“ a vidění se zhorší jen málo.
Makulární degenerace se vyskytuje ve dvou podobách. Nejčastěji (cca v 85 % případů) se objevuje tzv. suchá forma, která spočívá v úbytku buněk sítnice. Rozvíjí se relativně pomalu, ale možnosti léčby jsou při ní velmi omezené – v podstatě spočívají v podávání karotenoidů. Vlhká forma spočívající v prorůstání cév na místa, kam nepatří, je naopak zákeřná v tom, že postupuje velice rychle – k výraznému zhoršení zraku (či dokonce k oslepnutí) dochází v řádu týdnů až měsíců. Pokud je však zachycena včas, je léčitelná.

Mohou za to volné radikály?

Proč se při suché formě makulární degeneraci dodávají právě karotenoidy? Hlavní důvod je ten, že jde o silné antioxidanty, které efektivně působí právě v oblasti očí. Na vzniku makulární degenerace (MD) se totiž velkou měrou podílí poškozování struktur oka volnými radikály. Neméně důležité je ale ovlivňování aktivity genů epigenetickými reakcemi. Vědecké výzkumy již prokázaly existenci celé řady epigenetických mechanismů a další budou jistě přibývat.
Navíc platí, že i nedostatečná ochrana před volnými radikály může mít epigenetické pozadí. U lidí trpících touto chorobou totiž vědci objevili sníženou hladinu enzymů glutathion S-transferáz (PI, mu1 a mu5), které slouží jako zachytávač škodlivých volných radikálů kyslíku. Nedostatek těchto enzymů tak vede k vyššímu oxidativnímu poškození sítnice. Výzkumy zároveň u osob s MD prokázaly i zvýšenou metylaci promotorů genů, podle nichž jsou tyto enzymy vytvářeny. Právě metylace je přitom jednou ze tří základních epigenetických reakcí – pokud je v oblasti tzv. promotorů (částí DNA zahajujících čtení určitého genu) zvýšená, aktivita tohoto genu se snižuje, a dokonce může dojít i k jeho úplnému vypnutí.

Kromě toho ale byly prokázány i další epigenetické souvislosti:

• Pacienti s MD mají zvýšenou metylaci v oblasti genu pro receptor C interleuikunu 17, což je látka důležitá pro buněčnou signalizaci.
• Osoby s MD mají zvýšenou metylaci genů, podle nichž se v těle vytvářejí klusterin a vitronektin. Tyto bílkoviny zabraňují rozkladu buněk, a pokud jich je v těle nedostatek, zhoršuje to míru zánětlivých procesů a také to může vést k rozvoji MD.
• Roli zde hraje i další epigenetická reakce, acetylace histonů. Histony jsou bílkoviny, na něž se „navíjí“ vlákno DNA. Geny v určité oblasti přitom mohou být přečteny, pouze jsou-li jejich histony tzv. acetylovány. Pokud dojde k jejich deacetylaci, což zajišťují enzymy jménem deacetylázy, dojde k vypnutí genů. Pokud se nám ale podaří snížit právě množství deacetyláz, zvýšíme tím aktivitu genů, které chrání buňky sítnice například před poškozením vlivem nedostatku kyslíku (to je časté zejména u vlhké formy MD).
• Pokázány byly i rozdíly v tvorbě tzv. microRNA – malých řetězců ribonukleových kyselin, které rovněž dokáží zablokovat přepis genů. Některé z nich (třeba microRNA 23), přitom dokáží zvýšit ochranu buněk před poškozením volnými radikály, další se zase podílejí na regulaci zánětlivých procesů.
• Některé microRNA se navíc podílejí na sníženém množství tzv. faktoru CHF, který způsobuje zánětlivou degeneraci nervových buněk. Zajímavé přitom je, že tento mechanismus se vyskytuje nejen u MD, ale i u Alzheimerovy choroby.

Co může pomoci?

Ve světle narůstajících poznatků o epigenetických příčinách makulární degenerace již vědci vyvíjejí léky, jež budou pracovat právě na epigenetickém principu (nadějně se jeví například možnost využití microRNA 21). Zároveň se ale vyplatí, pokud se míru epigenetických reakcí v našem těle pokusíme ovlivnit i výživou a dalšími úpravami životního stylu.
Je třeba se zaměřit zejména na faktory, které ovlivňují rychlost celkového stárnutí organismu, protože míra stárnutí je dána právě výskytem negativních epigenetických změn v naší DNA.

• Důležitá je zdravá strava s dostatkem antioxidantů – pozitivní vliv je prokázán zejména u karotenoidů luteinu a zeaxantinu, které najdeme například ve vaječných žloutcích, kukuřici, meruňkách, borůvkách, ořeších, hroznovém víně, kustovnici a dalších potravinách.
• Potvrzen byl i příznivý efekt anthokyanů (barvivo obsažené v bobulovém ovoci).
• Výzkumy odhalily rovněž výrazný ochranný efekt pravidelné konzumace ryb.
• Důležitý je dostatek pohybu.
• Negativně naopak působí kouření (jeho vliv na vznik MD byl prokázán studiemi na dvojčatech), nadměrná konzumace alkoholu a toxiny z životního prostředí.

Doplňky stravy

Velkou službu nám mohou prokázat i živiny a byliny, které v sobě spojují antioxidační a epigenetický účinek. Pokud je užíváme ve vysokých koncentracích (tj. formou doplňků stravy), mohou výrazně přispět nejen k zastavení makulární degenerace, ale i k ozdravění celého organismu.
Astaxantin – jedná se o barvivo z rodiny karotenoidů s pozitivním vlivem na zdraví celých očí. Má výrazný antioxidační potenciál a účinně snižuje hladinu volných radikálů v oblasti oka, zároveň však působí i epigeneticky. Ovlivňuje například produkci endoteliárních faktorů, které se podílejí na růstu cév.
Omega-3 – prokázána byla souvislost konzumace zejména dvou z nich, EPA a DHA, s rizikem makulární degenerace. Zvláště DHA hraje obecně důležitou roli v udržení normálního vidění. Navíc je z ní v těle vytvářen neuroprotektin D1, což je látka s výrazným ochranným vlivem na nervové buňky, a je také důležitá pro udržení optimální propustnosti a tloušťky buněčných membrán tyčinek a čípků a aktivaci specifických bílkovin v oční sítnici.
Resveratrol – silný antioxidant s protizánětlivými účinky reguluje aktivitu několika genů souvisejících se vznikem MD, chrání buňky sítnice, má vliv na produkci endoteliárního faktoru, který reguluje tvorbu nových cév (to je důležité zejména při vlhké formě MD) a navíc má celkový vliv na zpomalení stárnutí právě cestou ovlivnění všech základních epigenetických reakcí.
Rozmarýn – extrakt z této byliny má výrazný antioxidační, protizánětlivý a také epigenetický efekt. Velmi efektivně například chrání buňky sítnice před poškozením (za to je zodpovědný zejména v něm obsažený karnosol a kyselina karnosolová).