从诗仙李白说起——酒精对胚胎表观遗传修饰的影响
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原标题:从诗仙李白说起——酒精对胚胎表观遗传修饰的影响
我们故事的主人公李白,在少年时代就爱好广泛,除儒家经典、古代文史名著外,还浏览了诸子百家之书,并且练就了一身好武艺。他很早就相信当时流行的道教,喜欢隐居山林,求仙学道;同时又有建功立业的政治抱负,自称要“申管晏之谈,谋帝王之术,奋其智能,愿为辅弼,使寰区大定,海县清一”,成为了一个集入世与出世思想于一体的有为青年。我们从李白青少年时期在四川等地所写的诗歌,如《访戴天山道士不遇》《峨眉山月歌》等,已经看出他身上所具备的才华。
狂歌痛饮 累及子孙
酒是有着深厚文化意蕴的饮品,更有舒心畅志、解愁忘忧、助情发兴的神功奇效。文人饮酒更多的是借助酒的力量愉悦性情或激发灵感。而古今最能得酒中之趣,穷饮酒之致的诗人当首推酒仙李白。李白时而浅酌微吟,时而狂歌痛饮,其诗歌也相应地展现出逸态凌云、气骨高举的风格。李白或独酌,或对酌;或饮于山林,或醉在花间;或携妓佐酒,或抚琴衔杯,难以枚举。杜甫对这种酒多诗多的创作盛况大加赞赏:“李白斗酒诗百篇,长安市上酒家眠。”酒成为李白生命中不可缺少的元素,也成为他诗歌的重要题材。
虽然诗仙李白在文学史上的成就和地位首屈一指,自不待言,但是这位大诗人似乎有些后继无人,他的儿女们没有一个留下一诗一文,以致有人揣测,李白一生贪杯纵酒,累及子孙,使他们都成了痴呆低能者。这里没有对古人不敬的意思,但不管真假,这段轶事还是有一些道理的,也能给现代人以一定的启示。那么,让我们来认识一下过度饮酒对下一代的影响。
父亲或母亲孕期饮酒过度是如何对胎儿产生影响的呢?
目前,造成胎儿出生缺陷的其中一个重要原因,是由于环境和遗传因素共同发挥作用。妊娠的早期是胚胎分化发育的十分关键阶段,而环境中的致畸因素会使胎儿发育畸形的风险增加。这里我们要提到一个概念便是胎儿酒精综合征(ASD),这是一种常见的环境的致畸因素所引发的胎儿出生的缺陷。它是指由于父亲或母亲孕期饮酒过量导致胎儿发育出现异常的现象。该病患者常常出现面部畸形、脑发育异常以及身体发育迟缓等一系列改变,给家庭和社会带来了很大的负担。
来看看酒精是如何在体内代谢的
酒精进入体内后,经生物膜进入血液循环,较短时间就被运输到全身各脏器进行代谢利用。其中有90%-95%的乙醇在肝脏代谢,其余的在其他组织器官中代谢,如肾脏、肌肉,而经肾脏、肺和汗液等以原形排出体外的比例仅为2%-10%。有研究已表明,乙醇及其代谢产物对机体产生的损伤。乙醇通过血液循环进入肝脏后,被乙醇脱氢酶氧化为乙酸。根据血液中乙醇浓度的高低,肝脏中乙醇代谢乙酸过程可分为以下两种情况:当乙醇浓度较低时,乙醇被乙醇脱氢酶催化氧化为乙酵;当乙醇浓度过高时,乙醇主要通过乙醇脱氧酶代谢系统氧化,辅以微粒体乙醇氧化系统、过氧化氢氧化酶系统和膜结合离子转送系统,转化为乙醛。在乙醛脱氧酶(ALDH)催化下,乙醛转化为乙酸。根据乙酸脱氢酶亚细胞定位、结构特性和序列的同源性,它可以分为三类:第一类是细胞质的ALDH1,第二类是线粒体的ALDH2,第三类为可诱导性的细胞质的乙酵脱氧酶及微粒体的乙酸脱氧酶ALDH3。在线粒体内,乙酸通过代谢最终氧化成C02和水,同时释放出大量能量,这一过程在肝脏内完成。
体内代谢乙醇的速率主要由体内酶的含量决定,个体之间存在较大的差异。体内若具备乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶这两种酶就能较快地分解酒精,使中枢神经受酒精不利影响减少,因而即便喝一定量的酒后也能行若无事。人体中都具有乙醇脱氧酶,并且绝大部分人所含数量十分接近。但人群中缺乏乙酸脱氢酶的人数量较多。而且这类人群缺少乙醛脱氢酶,体内的酒精不能充分分解为二氧化碳和水,导致乙酸在体内过多积累。
酒精可通过表观遗传学修饰来影响我们子代的成长
表观遗传(epigenetics)是指DNA序列不变的前提下,其他可遗传物质的改变导致基因表达或细胞表现型的变化。表观遗传主要由DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA等组成。对于DNA甲基化而言,转录因子可调控细胞内相关甲基化和去甲基化的酶来调控基因表达,一般是通过调控相关基因的启动子的甲基化变化,实现相关基因的表达或抑制。在正常的哺乳动物的发育中,DNA甲基化发挥十分重要的作用。
在发育过程中,细胞DNA甲基化水平发生两次显著变化。第一次会发生在精子受精过程中,首先由去甲基化酶清除几乎所有由亲代遗传来DNA分子上的甲基化标志;接着第二次发生是在胚胎植入子宫时,由甲基化酶使DNA重新建立一个新的甲基化模式,此时新的DNA甲基化遍布整个基因组。细胞内新的甲基化模式一旦建成,即可通过“DNA甲基化维持”的形式将新的DNA甲基化传递给所有子细胞DNA分子,影响子代的发育。基因的表达差异构成了细胞分化与进化的基础,由此可见DNA甲基化在生物发育中发挥重要的作用。但是乙醇和乙醛可抑制相关酶的活性,最终导致甲基供体的缺失,且长期的酒精摄入使哺乳动物组织的全基因组DNA甲基化水平改变。
DNA甲基化的缺失可使早期胚胎发育失去正常调控,严重可致死。女性受孕期间,若出现营养不良或饥荒等不良的生活环境,这些女性所生的胎儿的DNA甲基化不仅会出现异常,有时还会导致成年疾病的发生。
虽然其中没有明确的研究表明父母酗酒,后代会变成“呆瓜”。但是父母酗酒会对后代造成不良影响,却是显而易见的。相传,自称“造饮辄尽,期在必醉”的东晋诗人陶渊明,其所生的五个孩子也皆为痴愚难教的低能儿。在西方有“星期天婴儿”的说法,是指那些在周末受孕而生的孩子,这些孩子智力不佳、身体孱弱,其原因是时逢假日,夫妇举杯痛饮,酒后受孕,贻害骨肉。因而,不论是产前产后,还是育儿期间,父母们都有很多方面需要注意,为了孩子的健康成长,真要多留一份心。
山西省儿童医院(山西省妇幼保健院) 生殖医学中心齐改梅