EN / DA
Krop og sind

Fars overvægt kan påvirke børns risiko for sygdomme

Epigenetik spiller en stor rolle for et barns risiko for at udvikle alt fra fedme og type 2-diabetes til skizofreni og autisme. Dansk forskning viser, at hvis far lever usundt, når et barn bliver undfanget, går det ikke bare ud over faren selv. Det ufødte barn kan også komme til at lide under de epigenetiske følgevirkninger.

Fedme og usund livsstil kan blive overført fra den ene generation til den næste, uden at opvæksten overhovedet behøver spille ind. Konceptet hedder epigenetik. Epigenetik betyder, at forskellige molekylærbiologiske moduleringer af gener gør, at der bliver lukket ned for nogle gener, mens andre bliver aktiveret.

Epigenetik spiller i særdeleshed en stor rolle i undfangelsen og udviklingen af et foster. Eksempelvis kan man ikke befrugte et æg med cellekerner fra to hunner eller to hanner, selvom de umiddelbart er genetisk kompatible og burde kunne danne grobund for udvikling af et foster. I stedet er det nødvendigt at splejse cellekerner fra en han og en hun for at få et befrugtet æg ud af det. Årsagen er, at epigenetikken er kønsspecifik, så selvom generne måske er kompatible, er de små molekylærbiologiske moduleringer af generne det ikke.

Den nyeste forskning viser, at epigenetikken spiller en uhyggeligt vigtig rolle i at udvikle et foster. Det gælder i såvel dyr som mennesker. Hvis mor eller far er svært overvægtige, kan de epigenetiske ændringer i generne blandt andet betyde, at deres børn vil være disponerede for også at udvikle fedme. Det gælder også, selvom de spiser en ganske normal kost. Børnenes sygdomsrisiko for forskellige livsstilsygdomme stiger også, og på den måde kan eksempelvis farens usunde livsstil under undfangelsen af barnet potentielt komme til at følge barnet resten af livet.

»Vores forskning i sammenhængen mellem epigenetik og fosterudvikling handler om at forstå, hvordan forskellige miljøfaktorer, herunder mad, motion og fedme, spiller en rolle i fosterudviklingen og barnets efterfølgende helbred,« fortæller professor Romain Barrès fra Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research ved Københavns Universitet.

Romain Barrès har sammen med sine kollegaer udgivet mange forskningsartikler om emnet, herunder en opsummerende artikel i Ugeskrift for Læger.

Fede rotter får fede unger

I deres forskning har forskerne fra Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research blandt andet lavet en undersøgelse af rotter, som de har fodret med en fedtholdig kost, så rotterne blev overvægtige. Hypotesen var, at en fedtholdig diæt kunne ændre på kønscellernes epigenetik, og at det kunne lede til ændringer i afkommet.

I forsøget fodrede forskerne hanrotter med en fedtholdig kost i otte uger og lod dem derefter parre sig med hunrotter, som var blevet fodret med normal kost. Hannerne og hunnerne så kun hinanden, da de parrede sig, og ellers blev de holdt i separate bure.

Efter hunrotterne havde født, undersøgte forskerne afkommet og sammenlignede dem med afkom fra hanrotter, der ikke var blevet fodret med den fedtholdige kost. Her fandt de, at rotteungerne fra de overvægtige fædre havde en dårligere fungerende glukoseomsætning end rotteungerne fra de slanke fædre. Dårlig glukoseomsætning er ofte koblet til udvikling af fedme og er desuden en markør for udvikling af type 2-diabetes.

Forskernes teori var, at den fede kost havde lavet nogle epigenetiske ændringer i hanrotternes sædceller, hvilket de også fik bekræftet, da de undersøgte rotternes sæd.

»Vi fandt flere forskellige epigenetiske forskelle mellem de hanner, som var blevet fodret med den fedtholdige kost, og dem på den normale diæt. Det var et bevis på, at farens diæt kan ændre afkommets helbred, og at disse ændringer potentielt kan ske via epigenetiske ændringer i sædcellerne,« forklarer Romain Barrès.

Fede mænd har ændret epigenetik 

For at underbygge deres fund lavede forskerne et forsøg på mennesker, hvor de først sammenlignede den epigenetiske profil for svært overvægtige mænd med den for slanke mænd. Her fandt de også, at der var stor forskel på, hvordan sædcellerne epigenetisk så ud.

Ydermere fandt forskerne, at de epigenetiske ændringer specielt var til stede på gener, som styrer hjernens udvikling eller regulerer appetitten.

»På den måde giver det god mening, at hvis overvægt påvirker generne for appetit, og epigenetikken nedarves til næste generation, vil børn af overvægtige voksne også være mere disponerede for at blive overvægtige, fordi de simpelthen er mere sultne,« siger Romain Barrès.

Sædcellernes epigenetik bliver ændret efter en fedmeoperation

Det store spørgsmål for forskerne var efterfølgende, om epigenetikken også kan ændres ved at ændre på den mulige forudsætning.

For at undersøge dette indhentede forskerne sæd fra svært overvægtige mænd, som skulle undergå en gastrisk bypassoperation, hvor mavesækken bliver snøret sammen, så patienten ikke kan spise så meget, før han bliver mæt. Forskerne indsamlede sædprøver før operationen og et år efter, hvor forsøgsdeltagerne gennemsnitligt havde tabt 40 kilo.

Da forskerne sammenlignede de to sædprøver, så de, at der igen var sket epigenetiske ændringer i de gener, som styrer appetit og hjernens udvikling.

»Det er tydeligt, at nogle miljøfaktorer ændrer på sædcellernes epigenetik. Vi kan ikke på nuværende tidspunkt sige, om epigenetiske risikofaktorer, der nedarves til næste generation, skyldes epigenetiske ændringer i sædcellerne fra kosten, overvægt, motion eller andre ting,« forklarer Romain Barrès.

Motion ændrer også epigenetikken i generne 

I et helt tredje studie undersøgte forskerne, hvad der ville ske med epigenetikken i raske unge mænds sædceller, hvis de blev sat på seks ugers træningsprogram for at forbedre deres kondition.

Mændene var forholdsvis utrænede, da de startede, og fik forbedret deres anaerobe kapacitet med 20 procent. Oven i det fandt forskerne endnu en gang epigenetiske ændringer i generne for appetit og hjernens udvikling.

»Det er et mysterium, hvordan alt, hvad du gør, kan ændre på epigenetikken. Det er ikke trivielt at finde ud af, hvad konsekvenserne af at manipulere med epigenetikken er for os mennesker, men vi arbejder på at finde ud af det,« siger Romain Barrès.

For tidligt at komme med kost- og motionsanbefalinger 

Betyder det så, at mænd ret beset bør træne, leve sundt og tabe sig, før de forsøger at undfange børn? Svaret er ifølge Romain Barrès både ja og nej.

Indledningsvis fortæller Romain Barrès, at det i hvert fald ikke skader at fortælle mænd, at de om ikke andet bør være opmærksomme på, at ikke bare kvindens helbred under undfangelsen har betydning for barnets sygdomsrisiko og risiko for at udvikle fedme. Mænd har også behov for at passe på sig selv, inden de begynder at få børn.

»Det er slut med at tro, at mænd bare afleverer en sædcelle, og det så er det. De afleverer også en epigenetik, og den er påvirket af den måde, de lever deres liv på,« siger Romain Barrès.

Omvendt kan forskerne endnu ikke anbefale noget på området, fordi forskningen stadig peger i alle mulige retninger. Eksempelvis har nogle dyreforsøg vist, at også motion kan lave epigenetiske ændringer, der ikke nødvendigvis er sunde for næste generation.

»Motion er også en form for stress for kroppen, og det kan være, at de epigenetiske ændringer fortæller fosteret, at der er behov for at løbe hurtigt, og det så opregulerer udtrykket af de gener, som står for appetitten og lagring af fedt i kroppen. Det kan være, at meget motion har en uheldig effekt,« fortæller Roman Barrès.

Mulig kobling mellem forældres overvægt og barnets risiko for autisme

At epigenetiske ændringer i generne for hjernens udvikling er koblet til farens overvægt under undfangelsen er i sig selv en meget interessant opdagelse.

Tag for eksempel det faktum, at svært overvægtige fædre har 73 procent højere risiko for at få et barn med autisme.

Forskere fra Sverige har lavet undersøgelser af sædceller fra fædre til børn med autisme, og de fandt også epigenetiske ændringer i generne for både appetit og hjernens udvikling.

»Det interessante er, at de gener, som den svenske forskergruppe fandt, da de undersøgte fædre til børn med autisme, er 80 procent sammenfaldende med de gener, som vi har fundet. Det får os til at lave en hypotese, som lyder, at usund kost kan lede til epigenetiske ændringer i sædcellerne, som kan disponere for, at barnet får en øget appetit og øget risiko for autisme,« siger Romain Barrès.

Kunstig befrugtning ændrer også på epigenetikken

Endelig fortæller forskeren, at de epigenetiske ændringer, som kan lede til forskellige problemer for barnet, ikke bare gælder ved naturlig befrugtning.

Ved kunstig befrugtning bliver kønscellerne fra faren og moren ofte udsat for en masse forskellige næringsstoffer og vitaminer, og dette kan også ændre på epigenetikken.

Læg dertil det faktum, at børn, som er blevet skabt ved kunstig befrugtning, har en højere risiko for flere forskellige sygdomme, herunder en anden sygdom, der er koblet til hjernens udvikling, nemlig skizofreni.

»Vi siger det ikke for at skræmme folk og få dem til at lade være med at få et barn gennem kunstig befrugtning, men det er vigtigt at vide, at det ikke er gratis at manipulere med epigenetikken. Hvis det er muligt at blive gravid på en anden måde, er det måske at foretrække,« siger Romain Barrès.

Artiklen “The importance of sperm epigenetics for conception and embryology” er publiceret i Ugeskrift for Læger. Artiklens sidsteforfatter, professor Romain Barrès, er ansat på the Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research.

Romain Barrès
Professor
Physical traits are set by a complex interaction between genes and environment. Our cells not only contain genetic (DNA) but also an additional, epigenetic information which allows for genes to be differentially expressed in time and space. For example, although the DNA code is similar in the brain and the heart these two organs exert dramatically different shapes and function. We and others have showed that environmental factors such as diet or physical activity could remodel epigenetic information in metabolic tissues, suggesting epigenetic information to be at the interface between our genes and our environment. We have provided evidence that environmental factors could influence the predisposition to Diabetes of male offspring, suggesting epigenetic information can be also remodelled in reproductive cells. The interest of my laboratory is to investigate the mechanisms by which environmental factors induce epigenetic modifications, thus predisposing or protecting from Diabetes. We aim to address these fascinating questions: "How much our free-will alters the way our genes are expressed and do we transmit our environmentally attributes to our offspring?".