Bliźniaki - takie same na starcie

Gdyby nie bliźniaki jednojajowe, wiedzielibyśmy dziś znacznie mniej o tym, na ile nasze życie jest wyznaczone przez geny, a na ile przez nasze wybory.

Bliźnięta fot. shutterstock.com

Bliźniaki jednojajowe rodzą się z takim samym zestawem genów, więc są jak kopie z tej samej foremki. W pierwszych kilku latach rozróżnić je bardzo trudno, jednak im więcej czasu upływa, tym różnice stają się wyraźniejsze. Bliźniaki po czterdziestce odróżnić jest łatwiej niż pięciolatki, bo o ich wyglądzie i kondycji decyduje już nie tylko DNA, ale też to, jak żyli przez te 40 lat. Medycyna wykorzystuje to, by ustalić, co nam szkodzi, a co pomaga.

Historia bliźniaków Jamesa Arthura Springera i Jamesa Edwarda Lewisa

W 1979 roku cały świat obiegła sensacyjna historia bliźniaków Jamesa Arthura Springera i Jamesa Edwarda Lewisa, którzy pod jednym dachem spędzili tylko pierwsze cztery tygodnie życia, a następnie zostali rozdzieleni i spotkali się ponownie dopiero po 39 latach, by odkryć, że mają ze sobą zdumiewająco dużo wspólnego. Obaj nosili to samo imię, chociaż wychowali się w różnych rodzinach zastępczych. To jeszcze nic dziwnego, bo James to popularne imię w USA. Jednak później koincydencje zaczęły narastać. Obaj ożenili się dwukrotnie. W obu przypadkach pierwsza żona miała na imię Linda, a druga Betty. To od biedy można wciąż zrzucić na przypadek, ale oprócz tego, obaj mieli w dzieciństwie psa, wabiącego się Toy, każdy z nich miał też przyrodniego brata o imieniu Larry. Jeden nazwał swojego pierworodnego syna James Allan, a drugi – James Alan. Obaj przeszli przeszkolenie policyjne i służyli jako zastępcy szeryfa w Ohio, obaj mieli podobne zainteresowania: rysunek techniczny, liternictwo i stolarka. Ulubionym przedmiotem obu była w szkole matematyka, a najgorzej radzili sobie z ortografią. Obaj jeździli takim samym chevroletem, a wakacje spędzali regularnie na tej samej plaży na Florydzie. Ich nałogi były niemal identyczne: pili i palili w takich samych ilościach i równie często.

Przypadek? Większość tych zbieżności w ich historii prawdopodobnie tak, bo nie sposób znaleźć żadnej hipotezy, która wskazywałaby na zapisane w genach preferencje co do imion żon czy marki samochodu. Jednak już zdolności matematyczne, sprawność manualna czy skłonność do nałogów mogą być zapisane w genach, podobnie jak predyspozycje do niektórych chorób lub też wyjątkowa odporność na niektóre zagrożenia. I dlatego właśnie bliźniaki są takim doskonałym poligonem doświadczalnym dla uczonych.

Polowanie na bliźniaki

O tym, jak cennym materiałem badawczym są bliźniaki, może świadczyć to, że na odbywającym się co roku Festiwalu Bliźniaków w Twinsburgu w Ohio wiele instytucji naukowych i centrów badawczych wykupuje stoiska, na których prowadzą rekrutację do swoich badań. Najcenniejszym nabytkiem dla uczonych są bliźniaki jednojajowe, ponieważ ich DNA pokrywa się w 100%, ale bliźniaki dwujajowe też są w cenie, ponieważ jako osoby urodzone w dokładnie tym samym dniu i wychowywane od wczesnej młodości w praktycznie identycznych warunkach również potrafią powiedzieć wiele na temat wpływu środowiska na zdrowie fizyczne i psychiczne. Najbardziej pożyteczne są jednak badania, w których uczestniczą i bliźniaki jednojajowe, i dwujajowe. Jeżeli np. okaże się, że współwystępowanie danej cechy czy choroby jest identyczne zarówno u jednych, jak i u drugich, prawdopodobnie genetyczne podłoże jest nieistotne. Jeśli genetyczny wpływ jest duży, różnica między współwystępowaniem danej cechy u bliźniaków jednojajowych i dwujajowych powinna być wyraźna (patrz poniżej). Na przykład, weźmy cukrzycę. U bliźniaków jednojajowych współwystępowanie cukrzycy wynosi 28%, co oznacza, że na 100 bliźniaków jednojajowych z cukrzycą 28 ma brata/ siostrę, którzy również chorują. W grupie 100 bliźniaków dwujajowych choruje razem z bratem/siostrą tylko trzech. Skoro więc wśród ludzi o identycznym DNA jest aż 28-proc. prawdopodobieństwo, że zachorują na to samo, podczas gdy u tych, którzy mają bardzo podobne, ale jednak nieidentyczne DNA, ryzyko to spada do 3%, to oznacza, że geny grają tu istotną rolę. Co ciekawe (jak wynika z tabelki na poprzedniej stronie), nie wszystkie bliźniaki jednojajowe mają identyczny wzrost. To dowód na to, że nawet nasz wzrost nie jest determinowany w 100% przez geny i że od naszego stylu życia zależy w pewnym stopniu nawet to, jak długie nogi będziemy mieli.

Shift + DNA

Między innymi to właśnie badania bliźniaków jednojajowych pozwoliły odkryć i zrozumieć zjawisko metylacji genów, a więc swoistą „nakładkę” na geny, która niektóre z nich włącza, a inne dezaktywuje. Można to też wytłumaczyć w taki sposób: w każdej komórce jest pełen zestaw genów otrzymanych od rodziców, ale nie każdy gen, czyli instrukcja do wykonania, jest „czytelny”. O tym, czy dany gen jest czytany, decyduje wiele czynników, z których najlepiej poznany jest proces, zwany metylacją. Gdy jakiś gen ulega metylacji, staje się niewidzialny i przestaje działać, czyli nie koduje już białek. Z kolei za „włączanie” genów odpowiedzialna jest acetylacja. I na ten właśnie proces włączania i wyłączania poszczególnych genów ma wpływ Twój styl życia. Jeżeli jest to niejasne, spróbuj sobie wyobrazić, że geny to litery na klawiaturze, a epigenom to klawisze shift i alt. Od metylacji i acetylacji zależy, czy klawisz „z” wyświetli się jako „Z” cz „ź”. Wpływem środowiska na ekspresję genów zajmuje się epigenetyka.

Natura vs kultura

Pomysł badania bliźniaków nie jest nowy. Za prekursora tej metody uważany jest wiktoriański uczony Francis Galton, który ukuł lub spopularyzował termin nature vs nurture, co w wolnym tłumaczeniu można przedstawić jako natura kontra kultura. Już w drugiej połowie XIX wieku zadawał on pytanie, na ile czyjeś zdolności są determinowane przez urodzenie (czytaj: są wrodzone), a na ile przez środowisko, czyli wychowanie. Uczony uznał, że jednak cechy wrodzone są istotniejsze, co otworzyło drogę do rozwoju eugeniki (teorii, wg której należy promować rozmnażanie się osobników wartościowych genetycznie i zniechęcanie do rozmnażania jednostek mniej wartościowych. Swoją drogą, eugenika była przed wojną bardzo popularna również wśród wybitnych lekarzy, dopiero działania hitlerowców skompromitowały tę ideę.

SPRAWDŹ: 

Dzięki, bliźniaki

To właśnie badania bliźniaków stanowią fundament oceny, czy na nasze życie i zdrowie większy wpływ ma natura (geny) czy kultura, czyli środowisko – wychowanie, to, co jemy, jakim powietrzem oddychamy, czy sięgamy po używki, z kim się zadajemy etc. Co zawdzięczmy bliźniakom? Rzeczy, których dowiedzieliśmy się o naszych organizmach, jest bardzo dużo, wymienimy więc tylko kilka przykładów. Zacznijmy od kwestii najbardziej spektakularnej, czyli od badania prof. Niklasa Långströma, który korzystając z największej na świecie bazy bliźniaków, Swedish Twin Registry, wyliczył, że o tym, czy odczuwamy pociąg do osób tej samej płci, geny decydują w dużym stopniu, bo w około 35%, ale że wpływ ma także środowisko. Oczywiście nie można tego interpretować tak, że 65% osób homoseksualnych samo sobie wybrało preferencje seksualne, bo w ten sposób kompletnie zlekceważylibyśmy epigenetykę. A oprócz DNA to właśnie ona, czyli ta „nakładka” na DNA, a nie nasze świadome decyzje, najprawdopodobniej decyduje o tym, kto budzi nasze pożądanie. Dzięki badaniom bliźniaków dowiedzieliśmy się, że skłonność do tycia również ma podłoże genetyczne. Wykazały to badania Claude'a Boucharda, który przez trzy miesiące karmił pary bliźniaków w taki sposób, by zapewnić im dodatkowe 1000 kcal dziennie.

Na zakończenie eksperymentu okazało się, że na wadze przybrali wszyscy, ale w różnym stopniu – niektórzy tylko 4 kg, a inni aż 15 kg, przy czym w parach bliźniaków jednojajowych występowało największe podobieństwo nie tylko w ilości zgromadzonego tłuszczu, ale również w jego lokalizacji, tzn. czy odkładał się na udach, pośladkach czy na brzuchu. Z zupełnie innej beczki. Dzięki australijskim badaniom 20 par jednojajowych bliźniaczek, z których jedna paliła, a druga nie, dowiedzieliśmy się, że palenie ma niekorzystny wpływ na gęstość kości. Dzięki badaniom bliźniaków udało się też zdjąć z rodziców z dziećmi cierpiących na ADHD odium złych rodziców. Okazało się bowiem, że problem ten ma podłoże genetyczne w 80-85%, to znaczy w parach bliźniaków jednojajowych występuje znacznie częściej niż u bliźniaków dwujajowych, które mają wspólne tylko około 50% genów.

Jakie znaczenie praktyczne ma to odkrycie? Mniej więcej takie, że mama czy tata dziecka z ADHD nie musi już tracić czasu na analizy, co zrobili źle, tylko mogą się skupić na tym, co robić lepiej, żeby pomóc dziecku funkcjonować. Przeprowadzona przez uczonych z Emory University School of Medicine analiza danych bliźniaków jednojajowych pozwoliła odkryć ważną zależność – że czynniki korzystne dla serca są korzystne również dla mózgu. Czyli – mówiąc wprost – jeśli chcesz zachować funkcje poznawcze na starość i być samodzielna, stosuj wszystkie rady, jakie znajdujesz na łamach WH dla serca. W ten sposób nie tylko poprawisz sobie kondycję fizyczną, ale i psychiczną, bo skłonność do zaburzeń pamięci jest tylko częściowo zapisana w genach: ryzyko możesz zdecydowanie zmniejszyć, zmieniając styl życia. Świadomość, że takie zaburzenia psychiczne, jak schizofrenia, choroba dwubiegunowa czy anoreksja, również mają silny komponent genetyczny, pozwala ograniczyć pole poszukiwań skutecznych terapii, a więc prawdopodobnie przyspieszy osiągnięcie tego celu.

Szczęście w genach

Na koniec wróćmy jeszcze na chwilę do dwóch Jamesów, od których zaczęła się ta historia. Ich spotkanie nie było przypadkowe. Było jednym z elementów badania Thomasa Boucharda, który zajmował się bliźniakami rozdzielonymi wkrótce po urodzeniu, żeby zbadać, na ile ich wspólny genotyp determinował ich psychikę. Zdaniem uczonego takie cechy, jak osobowość czy religijność, są determinowane przez geny mniej więcej w połowie. Reszta zależy od tego, jak żyjemy. Co ciekawe, geny mają wpływ również na to, czy jesteśmy szczęśliwi. Uczeni oceniają ten wpływ na około 50%, a więc jeśli masz zadowoloną z życia siostrę bliźniaczkę, Ty też prawdopodobnie jesteś szczęśliwa, nawet jeśli masz mniej pieniędzy albo szczęścia. Wykazały to badania na bliźniakach jednojajowych, wychowanych w różnych rodzinach. Twoja siostra jest nieszczęśliwa? Ty nie musisz. Wyniki badań, opublikowanych na łamach „Review of General Psychology”, wskazują, że o ile poziom zadowolenia z życia jest w połowie determinowany genami, o tyle w 10% mają na niego wpływ warunki zewnętrzne, a aż w 40% Twoje nastawienie i Twoje świadome działania. Dzięki badaniom na bliźniakach wiesz więc też, że nawet jeśli jest Ci źle, możesz być szczęśliwsza, trzeba tylko nad tym trochę popracować.

Coraz więcej bliźniąt na świecie

W Polsce, podobnie jak na całym świecie, rodzi się coraz więcej bliźniaków. Skąd bierze się taki trend?

In vitro

Od 1987 roku, kiedy w Polsce urodziło się pierwsze dziecko z zapłodnienia in vitro, liczba bliźniaków wzrosła o 75%. Przez długi czas w macicy przyszłej mamy umieszczano kilka zarodków, żeby zwiększyć szanse na macierzyństwo, co często skutkowało ciążą mnogą. Dziś odchodzi się już od tej metody i stosuje się ją raczej wyjątkowo.

Antykoncepcja

Powszechnie stosujemy antykoncepcję hormonalną, a po odstawieniu pigułek częściej dochodzi do tzw. spontanicznej owulacji, czyli uwolnienia nie jednego, a dwóch jajeczek w jednym cyklu.

Późna ciąża

Coraz więcej kobiet odkłada urodzenie pierwszego dziecka na później. Obecnie w Polsce pierwsze dziecko kobieta rodzi w wieku 27 lat, a im starsza jest mama, tym częściej zdarzają się ciąże mnogie. Po 35. roku życia szansa na bliźniaki jest już kilkukrotnie większa niż tuż po dwudziestce.

Masa ciała i wzrost

Ciąże mnogie zdarzają się istotnie częściej u pań z BMI powyżej 25 oraz u tych kobiet, które mają powyżej 173 cm wzrotu. A średnia wzrostu i wagi w Polsce stale rośnie.

ZOBACZ TEŻ: Pierwsze objawy ciąży

Zobacz również:
REKLAMA