Forskning indikerer, at en fars kost før undfangelsen kan have en betydelig indvirkning på den næste generation. Studier viser, at kosten påvirker barnets stofskifte, kræftrisiko og samlede dødelighed. Helt ny forskning hos mus identificerer specifikke næringsstoffer, der forårsager disse effekter. Når man sætter hanmus på forskellige diæter, viste det sig, at kost med høj fedtindhold påvirkede døtrene og ikke sønnerne, hvilket viste højere kropsfedt og problemer med glukosesukker-reguleringen. Disse resultater fremhæver vigtigheden af farens kost i forhold til at påvirke børns sundhed - via såkaldte epigenetiske mekanismer.
Der er masser af vejledning om, hvad kommende mødre bør spise både før og efter undfangelsen for at sikre en sund fremtid for deres baby. Men forskning i dyremodeller antyder, at også faderens kost fortjener opmærksomhed, da faderens kost før undfangelsen synes at have effekter, der kan mærkes i generationer.
Tidligere undersøgelser har fundet, at faderens kost påvirker børns stofskifte, risikoen for kræft og dødelighed af andre årsager, men det har ikke været klart, hvilke aspekter af kosten der udløste disse ændringer. Er det fedtet i en kosten eller en mangel på makronæringsstoffer som protein eller kulhydrat?
Forskning offentliggjort i Nature Communications brugte en speciel analytisk teknik til at bedømme - triangulere - betydningen af de næringsstoffer, der får en musefars kost til at påvirke hans afkoms stofskifte. De fandt, at døtre er påvirket, mens sønner går fri af de metaboliske effekter.
Selvom vi stadig er "temmelig langt væk" fra at forstå, hvordan det kan oversættes til mennesker, har resultaterne vigtige implikationer for at forstå, hvordan genomet "tilpasser sig nye miljøbetingelser," forklarer medforfatter Romain Barrès, der er molekylærbiolog og fysiolog ved Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research på Københavns Universitet, Danmark.
Far, epigenomet og dig
Da forskere har meget svært ved at blande sig i flere generationer af en menneskefamilies kost - som de kan med mus - søger forskere efter naturlige utilsigtede historiske eksperimenter for at få indsigt i, hvordan menneskers - og specifiks forældres - kost påvirker deres efterkommere.
Måske er det mest kendte eksempel landsbyen Överkalix, beliggende ved polarcirklen i Sverige. I 1900-tallet "var det så afsides, at adgang til rapporter om afgrøde-udbytte og forsendelsesregistre kan informere forskerne om, hvorvidt befolkningen havde god adgang til mad i nogle år og dårlig adgang til mad i andre," forklarer Barrès.
I 2001 analyserede forskere fødevaretilgængeligheden i 1900-tallet, og ved at spore efterkommernes skæbne "kunne de skabe forbindelse mellem adgangen til mad i én generation og risikoen for at udvikle hjerte-kar-sygdomme og stofskiftesygdomme i den næste generation," siger Barrès.
Mekanismen til at overføre disse ændringer kaldes epigenetik – et system af kemiske mærker på genomet - DNAet. Forholdet mellem genetik og epigenetik ligner en "kogebog," forklarer Barrès. "Vores DNA er identisk i alle celler i vores krop, men hvad der gør en celle forskellig, er de specifikke gener eller opskrifter, denne celle bruger."
"Det er ligesom bogmærker du sætter i en kogebog, der signalerer, hvor man skal kigge og hvilken opskrift man skal bruge."
Og ligesom mærkerne i en kogebogen kan de epigenetiske mærker på DNA tilføjes, fjernes eller ændres over tid efter behov. "Vores forskning undersøger, hvordan kost og fysisk træning påvirker, hvordan vi ændrer det epigenetiske makeup af forskellige celler, og hvad der overføres fra en generation til den næste," siger Barrès.
Begge forældres kost påvirker deres børns stofskifte, men farens kost er lettere at adskille fra, hvad der sker under svangerskabet, siger Barrès. En fars bidrag er et øjebliksbillede af farens epigenetiske tilstand lige før undfangelsen.
Næringsmæssig triangulering
I tidligere undersøgelser har forskere manipuleret kosten for hanmus for at se, hvordan det påvirkede deres afkoms stofskifte. "Mange bruger en koststrategi, hvor de ændrer én parameter ad gangen" – for eksempel reducerer kulhydrater, siger Barrès. Men problemet er, "når du kun ændrer én parameter ad gangen, ændrer du ikke i virkeligheden kun én parameter ad gangen for det samme antal kalorier."
"Hvis jeg giver dig en fedtholdig kost, skal den være lavere i noget – potentielt protein og kulhydrat – fordi den ikke kan bare være høj i alt," siger han.
For at løse dette problem har Barrès' medforfatter Stephen Simpson fra University of Sydney i Australien udviklet en løsning, han kalder Nutritional Geometry Framework, der bruger et bredere udvalg af diæter med inkrementelle forskelle for at fastslå, hvilke makronæringsstoffer der kan forårsage en bestemt effekt.
"Hvis du har nok forskellige diæter i et eksperiment, kan du fastholde et makronæringsstof på det samme niveau – for eksempel protein – og have flere diæter, der varierer i kulhydrat," siger Barrès. "Hvis reaktionen på disse diæter er den samme, kan du konkludere, at protein er en vigtig faktor."
For at undersøge, hvilke makronæringsstoffer der kan forårsage generationsmæssige stofskifteændringer, fodrede Barrès og hans team hanmus med 10 forskellige diæter, der varierede i protein-, kulhydrat- og fedtsammensætning. "Vi gav disse diæter til hanmus i nogle få uger før undfangelsen, parrede dem med hunmus fodret med en standardkost og studerede derefter afkommet," fortæller han.
"Vi fandt kønsspecifik overførsel," siger Barrès.
Forskerne observerede, at fedtsammensætningen i en musefarens kost påvirkede hans døtres stofskifte, men ikke hans sønners. Hunmus, hvis fædre havde spist en fedtholdig kost før undfangelsen, havde højere kropsfedt og sværere ved at regulere deres blodsukker.
Hvorfor kønnene adskiller sig så dramatisk, er et "spørgsmål til en million inden for dette felt," siger Barrès. "Men det er meget konsistent på tværs af mange, mange studier fra mange grupper." Nogle forskere har en teori om, at forskellen kunne skyldes interaktioner med hormoner eller en forskel i niveauerne af udtryk af nøglegener.
Hvordan dette kan oversættes til mennesker
Disse fund bør dog ikke tages som et bevis for kommende menneskefædre til radikalt at ændre deres livsstil, før de begynder at forsøge at få børn, siger Barrès. Selvom hovedresultatet af denne undersøgelse – at en musefars dårlige kost negativt påvirker hans datters helbred – er ret intuitivt, er det ikke altid tilfældet i epigenetik.
Andre eksperimenter med mus har vist, hvordan en far i topform før undfangelsen måske ikke har så stor betydning, som vi går og forestiller os.
I et studie studere forskere mus i løbehjul. De løb mere end 10 km om dagen – "for os ville dette svare til et ultramaraton om dagen," fortæller han. "Allegivel havde deres afkom større risiko til at blive overvægtige, udvikle stofskifteforstyrrelser og andre problematiske tilstande."
Ved første øjekast kan det være overraskende, siger Barrès. "Du tror, motion er godt, så hvis faderen har haft en god livsstil, skulle afkommet være sundt." Men det giver mening, når man overvejer den evolutionære nytte af epigenetisk arv.
I eksperimentet med de langdistanceløbende mus, "har du fædre, der havde brug for en vigtig mængde kalorier til at løbe deres ultramaraton," siger han. Det metaboliske skift, der gjorde afkommet mere tilbøjelige til at opbygge fedt, afspejler en "øget kapacitet til at lagre brændstof – hvilket er smart, når et dyr skal løbe meget."
I ideelle situationer fungerer epigenetik altså til at give afkom den bedst mulige start i livet ved at kalibrere deres genom til at passe til det miljø, deres forældre oplevede. Men det falder fra hinanden "hvis miljøet har ændret sig," siger Barrès – så kan de mærkerne i den epigenetiske kogebog gøre mere skade end gavn.
