Parkinsonova choroba: epigenetika pomůže v prevenci a léčbě

Parkinsonova choroba: epigenetika pomůže v prevenci a léčbě

Už si ani nevzpomínáte, kdy jste se naposledy najedli bez pobryndání. Ten třes rukou vám už leze krkem. Přestáváte zvládat většinu běžných činností, při chůzi často upadnete… Copak se s tím Parkinsonem vážně nedá nic dělat? Něco přeci jen ano! Pojďme se podívat, jaké možnosti nabízejí výzkumy z oblasti epigenetiky.

Parkinsonova choroba je po té Azheimerově druhé nejčastější neurodegenerativní onemocnění. Trápí zejména seniory, může se však vyskytnout i mnohem dříve. Navenek se projevuje především nezvladatelným třesem, narušením jemné, a později i hrubé motoriky, ztrátou stability a koordinace, ale i poruchami spánku či kognitivními problémy. Na buněčné úrovni je pak charakteristický vznik tzv. Lewiho tělísek, což jsou shluky tzv. alfa-synukleinového proteinu v nervových buňkách, které je poškozují, a úbytkem některých typů neuronů.

Přesné příčiny vzniku Parkinsonovy nemoci nejsou známy. Určitou, nikoliv však zásadní roli hrají genetické dispozice – jde zejména o přítomnost určitých variant genů SNCA (ten kódu vznik výše zmíněného alfa-synukleinového proteinu), PARK2, PINK1, PARK7, LRRK2, VPS35 a CHCHD2. Poměrně velkou úlohu pak mají vlivy, které označujeme jako epigenetické. Jde o vlivy zejména z vnějšího prostředí (strava, životní styl, působení toxinů…), které v těle spouštějí biochemické reakce, jež výrazně ovlivňují aktivitu genů v naší DNA.

 

Vypnuté a zapnuté geny

Důležitý je ovšem i fakt, že u řady genů vědci objevili rozdíl v jejich expresi – tedy tím, jestli jsou zapnuté a vznikají podle nich bílkoviny, nebo vypnuté. Tyto rozdíly přitom byly nalezeny u genů ve zdravých a postižených částech mozku i mezi zdravými a nemocnými osobami.

Velké rozdíly byly nalezeny zejména u genu SNCA. U něj je z hlediska rizika vzniku choroby výhodné, aby byl vypnutý, protože pak nedochází ke vzniku alfa-synukleinového proteinu, který v neuronech vytváří škodlivé shluky. Lidé trpící Parkinsonovou chorobou ovšem mají v tzv. promotoru tohoto genu sníženou úroveň metylace, což znamená jeho vyšší aktivitu (zapnutí). Zajímavé přitom je, že nejčastěji používaný lék L-dopa úroveň metylace tohoto genu zvyšuje.

Jiné geny jsou naopak u pacientů s Parkinsonovou nemocí metylovány nadměrně, tj. jejich aktivita je snížena, často až k úplnému vypnutí. Celkově byly rozdíly v metylaci nalazeny už u více než 9 900 genů! Tyto procesy přitom úzce souvisejí se stárnutím organismu, proto také výskyt choroby prudce stoupá ve vyšším věku. Prof. Horvath, který poprvé přišel s termínem epigenetické hodiny (vyjadřuje skutečné stáří organismu podle míry epigenetických změn), ostatně zjistil, že u pacientů s Parkinsonovou nemocí je právě epigenetické stárnutí urychleno.

Rozdíly mezi zdravými lidmi a pacienty s Alzheimerovou chorobou však nebyly znamenány pouze u metylace genů, ale také u dalších epigenetických reakcí – acetylace histonů a regulace pomocí microRNA. Nemocné osoby mají například v některých částech mozku výrazně sníženou hladinu microRNA s označením 133b.

 

Vyhněte se toxinům

Co ale změny v epigenetických vzorcích způsobuje? Jde zejména o vlivy z vnějších prostředí. Mezi ty nejvýznamnější patří látky s toxickými účinky. Výzkumy například prokázaly, že lidé s Parkinsonovou chorobu mají v mozku zvýšenou hladinu polychlorovaných bifenylů (PCB).

Velké riziko představují i některé toxické látky, které se často vyskytují v potravinách. Zejména to jsou některé pesticidy, které se používají k ochraně ovoce a zeleniny, ale často se vyskytují i v mléčných výrobcích, nebo β-methylamino-L-alanin, který je často nacházen v rybím mase.

Roli může hrát i užívání drog – potvrzené je například negativní epigenetické působení metamfetaminu (pervitin).

Naopak zajímavé je, že ačkoliv kouření je pro svůj epigenetický vliv rizikovým faktorem dlouhé řady onemocnění, v případě Parkinsonovy choroby naopak může riziko vzniku snižovat. Potvrzen byl také ochranný účinek kofeinu a kávy – podle výzkumu z roku 2012 mají její pijáci o 25 % nižší riziko, že onemocní.

 

Pomůže změna jídelníčku?

Prokazatelně pozitivní vliv na vznik nemoci má tzv. středomořská dieta, která je charakteristická vysokou konzumací ryb, olivového oleje, červeného vína a aromatických bylin – ostatně všechny tyto suroviny mají výrazné pozitivní epigenetické účinky.

Smíšených výsledků dosahovaly výzkumy v případě působení mléčných výrobků. Některé výzkumy prokázaly zvýšené riziko při vysoké konzumaci mléka, smetany a zmrzliny, jiné ovšem nikoliv. Jedna z teorií říká, že negativně by mléčné výrobky mohly působit zejména u osob s intolerancí laktózy, což je ostatně problém, jehož výskyt stoupá s věkem.

Roli může hrát i inzulinová rezistence, tedy stav, kdy je v krvi vysoká hladina cukru nikoliv z důvodu nedostatečné produkce inzulinu, ale kvůli snížené citlivosti tkání na tento hormon. Neurodegenerativní nemoci, tedy i Parkinsonova a Alzheimerova choroba, ostatně bývají označovány za diabetes III. typu. Proto se zcela jistě vyplatí snížit konzumaci sacharidů. Řešením by však rozhodně neměla být jejich náhrada umělými sladidly. Například aspartam totiž může narušovat transport některých neurotransmiterů a podporovat degeneraci mozkových buněk.

Zajímavé také je, že vyšší výskyt nemoci byl prokázán u lidí, kteří často konzumují konzervované ovoce a zeleninu. Příčinou zde mohou být polychlorované bifenyly (PCB), které se často používají do materiálu vnitřní strany plechovek. Za negativním vlivem konzumace smažených potravin pak pravděpodobně stojí reakce jménem peroxidace lipidů.

 

Užitečné doplňky stravy

Výrazný pozitivní vliv naopak mohou mít doplňky stravy obsahující látky, které v sobě spojují epigenetické, antioxidační a protizánětlivé účinky.

Omega-3 – dvě z těchto mastných kyselin, DHA a EPA, které najdeme zejména v rybím tuku, mají výrazné epigenetické účinky. Vyznačují se ochranným působením na nervové buňky, snižují tvorbu kyseliny arachidonové, která má neurodegenerativní účinky, podporují tvorbu růstového faktoru BDNF, který má pozitivní vliv na funkci mozku, a působí protizánětlivě.

EGCG – epigalokatechin galát ze zeleného čaje je prokazatelně účinný jak v prevenci, tak i pro zastavení postupu Parkinsonovy choroby. Má rozsáhlé epigenetické účinky, působí výrazně protizánětlivě, chrání nervové buňky a podporuje jejich regeneraci, zlepšuje kognitivní schopnosti, má výrazné antioxidační účinky, a dokonce přímo zasahuje do procesu shlukování alfa-synukleinového proteinu.

Kurkumin – také barvivo obsažené v kořeni kurkumy brání shlukování proteinů poškozujících neurony a má silné neuroprotektivní, antioxidační a protizánětlivé účinky. Dále brání poškození mitochondrií nervových buněk a v časných fázích choroby pomáhá doplnit hladinu mozkového dopaminu.

Resveratrol – další z rodiny rostlinných barviv s epigenetickým efektem má výrazné antioxidační, protizánětlivé a neuroprotektivní účinky, a navíc má pozitivní vliv na procesy související se stárnutím. Při podávání pacientům s Parkinsonovou nemocí došlo už po několika týdnech k poměrně výraznému zlepšení pohybových i kognitivních schopností.

 

Zdroje informací

Polymeropoulos MH, Lavedan C, Leroy E, Ide SE, Dehejia A, Dutra A, Pike B, Root H, Rubenstein J, Boyer R, et al. Mutation in the alpha-synuclein gene identified in families with Parkinson’s disease. Science. 1997;276:2045–2047.

Nalls MA, Pankratz N, Lill CM, Do CB, Hernandez DG, Saad M, DeStefano AL, Kara E, Bras J, Sharma M, et al. Large-scale meta-analysis of genome-wide association data identifies six new risk loci for Parkinson’s disease. Nat Genet. 2014;46:989–993

Lewis PA, Cookson MR. Gene expression in the Parkinson’s disease brain. Brain Res Bull. 2012;88:302–312.

Jowaed A, Schmitt I, Kaut O, Wullner U. Methylation regulates alpha-synuclein expression and is decreased in Parkinson’s disease patients’ brains. J Neurosci. 2010;30:6355–6359.

Matsumoto L, Takuma H, Tamaoka A, Kurisaki H, Date H, Tsuji S, Iwata A. CpG demethylation enhances alpha-synuclein expression and affects the pathogenesis of Parkinson’s disease. PLoS One. 2010;5:e15522.

Schmitt I, Kaut O, Khazneh H, deBoni L, Ahmad A, Berg D, Klein C, Frohlich H, Wullner U. L-dopa increases alpha-synuclein DNA methylation in Parkinson’s disease patients in vivo and in vitro. Mov Disord. 2015

Moore K, McKnight AJ, Craig D, O’Neill F. Epigenome-wide association study for Parkinson’s disease. Neuromolecular Med. 2014;16:845–855.

Horvath S, Ritz BR. Increased epigenetic age and granulocyte counts in the blood of Parkinson’s disease patients. Aging (Albany NY) 2015;7:1130–1142.

Park G, Tan J, Garcia G, Kang Y, Salvesen G, Zhang Z. Regulation of Histone Acetylation by Autophagy in Parkinson Disease. J Biol Chem. 2015

Kim J, Inoue K, Ishii J, Vanti WB, Voronov SV, Murchison E, Hannon G, Abeliovich A. A MicroRNA feedback circuit in midbrain dopamine neurons. Science. 2007;317:1220–1224.

Hatcher-Martin JM, Gearing M, Steenland K, Levey AI, Miller GW, Pennell KD. Association between polychlorinated biphenyls and Parkinson’s disease neuropathology. Neurotoxicology. 2012;33(5):1298-1304.

Li X, Li W, Liu G, Shen X, Tang Y. Association between cigarette smoking and Parkinson’s disease: a meta-analysis. Arch Gerontol Geriatr. 2015;61(3):510-516.

Jonasson S, Eriksson J, Berntzon L, et al. Transfer of a cyanobacterial neurotoxin within a temperate aquatic ecosystem suggests pathways for human exposure. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107(20):9252-9257.

Richardson JR, Shalat SL, Buckley B, et al. Elevated serum pesticide levels and risk of Parkinson disease. Arch Neurol. 2009;66(7):870-875.

Baker BP, Benbrook CM, Groth E 3rd, Lutz Benbrook K. Pesticide residues in conventional, integrated pest management (IPM)-grown and organic foods: insights from three US data sets.Food Addit Contam. 2002;19(5):427-446.

Alcalay R. N., Gu Y., Mejia-Santana H., Cote L., Marder K. S., Scarmeas N. The association between Mediterranean diet adherence and Parkinson’s disease. Movement Disorders. 2012;27:771–774.

Singh B., Parsaik A. K., Mielke M. M., et al. Association of Mediterranean diet with mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease: a systematic review and meta-analysis. Journal of Alzheimer’s Disease. 2014;39:271–282.

Morley J. E. New horizons in the management of Alzheimer disease. Journal of the American Medical Directors Association. 2015;16:1–5.

Bredesen D. E., Amos E. C., Canick J., et al. Reversal of cognitive decline in Alzheimer’s disease. Aging (Albany NY) 2016;8:1250–1258.

Park M., Ross G. W., Petrovitch H., et al. Consumption of milk and calcium in midlife and the future risk of Parkinson disease. Neurology. 2005;64:1047–1051.

Duarte A. I., Candeias E., Correia S. C., et al. Crosstalk between diabetes and brain: glucagon-like peptide-1 mimetics as a promising therapy against neurodegeneration. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Molecular Basis of Disease. 2013;1832:527–541.

Bertron P., Barnard N. D., Mills M. Racial bias in federal nutrition policy, part I: the public health implications of variations in lactase persistence. Journal of the National Medical Association. 1999;91:151–157.

Le Corre L., Besnard P., Chagnon M. C. BPA, an energy balance disruptor. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2015;55:769–777.

Campdelacreu J. Parkinson disease and Alzheimer disease: environmental risk factors. Neurología. 2014;29:541–549.

Plotegher N., Bubacco L. Lysines, Achilles’ heel in alpha-synuclein conversion to a deadly neuronal endotoxin. Ageing Research Reviews. 2016;26:62–71.

Maher T. J., Wurtman R. J. Possible neurologic effects of aspartame, a widely used food additive. Environmental Health Perspectives. 1987;75:53–57.

Rycerz K., Jaworska-Adamu J. E. Effects of aspartame metabolites on astrocytes and neurons. Folia Neuropathologica. 2013;51:10–17.

Calon F., Cole G. Neuroprotective action of omega-3 polyunsaturated fatty acids against neurodegenerative diseases: evidence from animal studies. Prostaglandins, Leukotrienes, and Essential Fatty Acids. 2007;77:287–293.

Cole G. M., Frautschy S. A. DHA may prevent age-related dementia. The Journal of Nutrition. 2010;140:869–874.

Su H. M. Mechanisms of n-3 fatty acid-mediated development and maintenance of learning memory performance. The Journal of Nutritional Biochemistry. 2010;21:364–373.

Caruana M, Vassallo N. Tea Polyphenols in Parkinson’s Disease. Adv Exp Med Biol. 2015;863:117-37. www.msutoday.msu.edu

Mythri RB, Bharath MM (2012) Curcumin: a potential neuroprotective agent in Parkinson’s disease. Current pharmaceutical design 18: 91-99.

Mythri RB, Harish G, Dubey SK, Misra K, Bharath MM (2011) Glutamoyldiester of the dietary polyphenol curcumin offers improved protection against peroxynitrite-mediated nitrosative stress and damage of brain mitochondria in vitro: implications for Parkinson’s disease. Molecular and cellular biochemistry 347: 135-143.

Phom L, Achumi B, Alone DP, Muralidhara, Yenisetti SC (2014) Curcumin’s neuroprotective efficacy in Drosophila model of idiopathic Parkinson’s disease is phase specific: implication of its therapeutic effectiveness. Rejuvenation research 17: 481-489.

Elizabeth K. Barber. The benefits of resveratrol with polyphenols in parkinson’s disease with alzheimer’s changes. www.alzheimersanddementia.com

Zanechat odpověď
Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.