Întâlnirea nutriției și geneticii sau știința nutrigenomicii și nutrigeneticii

Ce calități am obținut de la părinți și strămoși? Ce vom transmite descendenților noștri în a doua și a treia dimensiune? De ce să rămâi sănătos? Pot fi moștenite umorul și creativitatea? Părinții mici vor avea copii mici? Depinde de diferența doar a câtorva molecule că unele sunt expoziționiste și altele se retrag? Suntem capabili să nu ne îngrășăm în ciuda talentelor moștenite? Există atât de multe probleme care îi interesează pe toți și fac genetica interesantă pentru toți oamenii.

Nutriția este unul dintre elementele noastre, afectează pe toată lumea, ne afectează calitatea vieții, ajută la împlinirea fericirii umane. Importanța rolului nutriției în menținerea sănătății și prevenirea bolilor a fost cunoscută în vechile tradiții încă din cele mai vechi timpuri, însă semnificația sa științifică a fost consolidată prin utilizarea de noi instrumente genetice moleculare pentru a-și explora continuu conexiunile cu procesele de bază ale vieții. Jean Anthelme Brillat-Savarin, faimosul maestru al gustului din secolul al XVIII-lea, a spus că „spune-mi ce mănânci și îți voi spune cine ești” începe să aibă sens astăzi.

Introducând disciplinele inovatoare de nutriție și cercetare nutrițională, nutrigenomică și nutrigenetică, introducem Cititorul în buletinul nostru lunar.

Genetica și genomica

Moștenirea sau genetica este derivată din cuvântul grecesc „geneză”, care înseamnă „origine”, o disciplină biologică care se ocupă de gene și moștenire. Explorarea principiilor moștenirii genetice a început în urmă cu aproximativ 150 de ani. Nașterea geneticii științifice coincide cu începutul secolului al XX-lea și a devenit una dintre cele mai dinamice științe din ultimii 70 de ani. Revoluția genetică a fost o descoperire incredibilă, sfârșitul programelor de genom care au creat genomica.

Genomica, cunoscută și sub numele de știința reglării fine, se ocupă cu studiul întregului genom. Genomul reprezintă toate informațiile genetice ale unei ființe vii, nu doar totalitatea genelor, ci întregul stoc de ADN al celulei, deoarece genele în sens tradițional alcătuiesc doar o mică parte din tot ADN-ul. Genomul uman este alcătuit din peste 3 miliarde de nucleotide, dintre care aproximativ 1-1,5% sunt alcătuite din gene, cu aproximativ 20.000. Genomurile complete sunt cunoscute din 1995 și, de atunci, a existat o lume fantastică a genomicii, a cărei explorare este una dintre cele mai mari realizări ale intelectului uman.

Saltul în genomică s-a datorat Proiectului Genomului Uman (1990-2003), cea mai mare colaborare realizată vreodată în biologie. În urma proiectului genomului uman, programul HapMap (Haplotype Mapping, 2002-2009) și programul 1000 genom (2008-2015) au contribuit semnificativ la cartografierea variațiilor genomului uman.

Nu există nicio linie ascuțită între genetică și genomică, chiar și în limbajul științific utilizarea celor două cuvinte se suprapune. În general, genetica studiază o genă sau o variație genetică, iar genomica studiază mai multe gene sau întregul genom ca sistem.

Domenii ale științei născute din colaborarea științelor genetice și nutriționale

Problemele de bază ale nutrigeneticii și nutrigenomicii sunt similare, se ocupă cu explorarea interacțiunilor dintre gene și nutrienți, folosesc doar abordări diferite, se completează reciproc. Ambele discipline își propun să creeze o viață mai sănătoasă pe termen lung și să evite bolile legate de nutriție.

Nutrigenomică

Luând genomică nutrițională sau nutrigenomică, nutrigenomica poate fi definită ca un domeniu al științei care studiază interacțiunile diferitelor componente ale dietei, substanțele nutritive și variațiile genomice ale expresiei genelor. În sens nutrrigenomic, nutrienții sunt semnale recunoscute de sistemul senzorial al celulelor și modifică expresia genelor și producția de proteine și metaboliți. Nu numai calitatea, ci și cantitatea de alimente influențează semnificativ expresia genelor. Aportul inadecvat de alimente are ca rezultat instabilitatea genetică, iar aportul excesiv de energie are ca rezultat o expresie anormală a genelor și predispoziția asociată la boli.

Nutrigenomica este așa-numita discipline omika, transcriptomică (studierea totalității moleculelor de ARN transcrise din ADN), proteomică (studierea totalității proteinelor), metabolomică (studierea proceselor chimice legate de metaboliți) și microbiomică (studierea organismelor, bacteriilor, virușilor, ciupercilor, modul în care diferă nutrienții procesele metabolice, cum controlează menținerea homeostaziei și ce mecanisme de acțiune sunt implicate în funcția genică.

Cercetările privind efectele uleiului de măsline extravirgin asupra nutrigenomicii pot servi drept exemplu demonstrativ. S-a constatat că consumul de ulei de măsline extravirgin bogat în acizi grași mononesaturați omega-9 a influențat expresia a 98 de gene proinflamatorii implicate în controlul proceselor inflamatorii. Pe baza rezultatelor, se poate spune că uleiul de măsline reduce procesele inflamatorii și, astfel, riscul de a dezvolta mai multe boli.

Folosind rezultatele cercetării nutrigenomicii, industria alimentară folosește o varietate de produse de bază pentru a proteja sănătatea, așa-numitul dezvoltă alimente funcționale. Definiția alimentelor funcționale a fost definită în multe feluri de diferite organizații profesionale și nutriționiști din diferite națiuni, dar până acum conceptul nu a fost definit legal pe continentul nostru, dar există o astfel de definiție în Japonia, de exemplu. Diferitele definiții sunt mai mult sau mai puțin aceleași cu cele ale alimentelor care au un efect benefic asupra sănătății și bunăstării. Alimentele funcționale sunt o categorie alimentară a prezentului și viitorului, deoarece bolile civilizației care afectează umanitatea (boli cardiovasculare, diabet de tip 2, obezitate, tumori maligne) necesită dezvoltarea alimentelor care pot contribui la reducerea incidenței acestor probleme de sănătate prin efectele lor asupra sănătății. și pot ajuta la educarea populației cu privire la alimentația sănătoasă.

În industria alimentară se desfășoară un proces pozitiv, un semn al acestuia fiind numărul crescut de alimente oferite care au un avantaj biologic nutrițional în plus față de valoarea plăcerii. Astfel de beneficii includ reducerea grăsimilor, omiterea zahărului, epuizarea sării, îmbogățirea cu anumite minerale (de exemplu, fier, calciu, magneziu, seleniu), multivitaminarea și utilizarea aceloriași bacterii lactice probiotice în diferite alimente. Este important să atragem atenția publicului asupra acestor alimente, care au un beneficiu nutrițional suplimentar.

Nutrigenetică

Genetica nutrițională, adică nutrigenetica este inversarea nutrigenomicii, examinează modul în care fundalul genetic individual influențează efectele nutrienților.

Variantele genetice dintr-o genă care codifică o enzimă sau regiunea sa de reglare pot modifica activitatea acesteia, contribuind la diferențe individuale în absorbția nutrienților, stocarea, excreția și sațietatea.

Mai mult, genetica percepției gustului, care diferă de la persoană la persoană, are, de asemenea, un efect asupra exprimării genelor, precum și asupra preferinței alimentare. Cea mai comună anomalie genetică în genomul uman este SNP (polimorfism cu nucleotide unice), pe baza căruia diferențele contribuie la dezvoltarea anumitor tulburări de dezvoltare (de exemplu, defecte ale tubului neural), iar polimorfismele multor alele pot fi asociate cu boli precum cardiovasculare. și boli de cancer.

Rezultatele nutrigeneticii au susținut că variantele naturale prezente în genomul uman pot fi responsabile pentru diferențele în răspunsurile biologice individuale la dietă. Pe baza acestora, se poate afirma că aceeași dietă poate provoca boli grave la o persoană, în timp ce nu provoacă efecte nocive la o altă persoană.

Fenilcetonuria (PKU) a fost prima boală care a dezvăluit interacțiunea unei gene și a unui nutrient. Un singur nutrient, un aminoacid esențial, poate fi controlat prin reducerea dietetică a fenilalaninei.

Un alt exemplu ilustrativ de nutrigenetică este efectul genotipurilor apolipoproteinei E (apo E) asupra dietelor bogate în colesterol și, respectiv, cu nivel scăzut de colesterol. Există trei forme și alele ale apo E, E2, E3 și E4, care pot fi combinate în 6 moduri (E2/2, E3/3, E4/4, E2/3, E2/4, E3/4), ca toți moștenim două variante ale genei, una de la mama noastră și una de la tatăl nostru. Nivelurile de colesterol ale purtătorilor de alelă E4 sunt, în general, mai mari comparativ cu purtătorii E2 și, respectiv, E3. Nivelurile ridicate de colesterol, care prezintă un risc cardiovascular, pot fi adesea reduse cu o dietă adecvată, dar o dietă cu nivel scăzut de colesterol nu funcționează pentru toată lumea.

Purtătorii Apo E2 nu răspund, în timp ce cei cu genotipul apo E3/4 au un efect bun asupra unei diete care scade colesterolul. Nivelurile de colesterol la cei care poartă E4 depind în mare parte de conținutul de colesterol din alimentele pe care le consumă. Prin urmare, se poate observa că, în funcție de versiunea pe care o poartă oamenii închiși în materialul lor ereditar, ar trebui să li se ofere ghiduri dietetice diferite.

Utilizarea OMG-urilor este un domeniu destul de controversat al nutrigeneticii, dar cu multe oportunități. Alfabetul OMG provine din cuvintele în limba engleză „Organism modificat genetic” care înseamnă „Organism modificat genetic”. Cu toate acestea, o definiție profesională precisă a unui OMG trebuie înțeleasă ca „organism modificat genetic, crescut”. La sfârșitul secolului al XX-lea, reproducerea modificată genetic a apărut în strânsă legătură cu reproducerea tradițională, care a deschis dimensiuni complet noi în cercetarea biologiei plantelor. Vă permite să introduceți o genă sau un grup de gene în materialul genetic al unei plante într-un mod direcționat pentru a îmbunătăți anumite proprietăți ale plantelor (de exemplu, alimente cu valoare nutrițională crescută) pentru a proteja fermierii, consumatorii sau chiar mediul.

Nutri-epigenetică și nutri-epigenomică

Nici efectele epigenetice ale nutriției, care sunt abordate în noile discipline nutri-epigenetică și nutri-epigenomică, nu pot fi ignorate. Prefixul grecesc „epi” înseamnă „deasupra”, „dincolo”, „lângă”, adică epigenetica examinează mecanismele de deasupra genelor, factorii de mediu care afectează funcționarea materialului ereditar. Un epigenom este un set de factori epigenetici dintr-o celulă, un genom are mai multe căi epigenetice. Epigenetica este denumirea colectivă a modificărilor genetice care determină o modificare a expresiei genelor fără a modifica secvența ADN, adică fără mutație.

Efectele asupra mediului (de exemplu, nutriția, exercițiile fizice, microbiomul, efectele materne și mentale) influențează apariția informațiilor stocate în codul genetic prin trei mecanisme distincte, dar strâns legate, metilarea ADN-ului, modificări ale proteinelor histonice și ARN-uri necodificatoare. Unul dintre cei mai importanți factori de mediu este nutriția. În plus față de efectele lor metabolice obișnuite, nutrienții furnizați corpului nostru sunt capabili să ne afecteze prin căi epigenetice și pot afecta funcția anumitor gene. Ingredientele alimentare care afectează epigenomul includ metionină, folat, colină, betaină, vitaminele B6 și B12.

Studii nutrigenomice și nutrigenetice în prezent și în viitor

Știind modul în care corpurile noastre interacționează cu fiecare nutrient, o intervenție științifică poate fi concepută pentru a trata diferite boli dependente de dietă și diferențele de sensibilitate individuală. Odată cu răspândirea nutrigenomicii și nutrigeneticii, este posibil să se realizeze conceptul de nutriție care satisface nevoile genetice individuale reale. Odată cu finalizarea Proiectului Genomului Uman, timpul părea aproape când dieteticienii ar putea oferi sfaturi nutriționale personalizate, cunoscând profilul genetic pentru a menține și proteja sănătatea. Cu toate acestea, în cei cincisprezece ani de atunci, progresul a fost mai lent decât credeau experții.

Cu toate acestea, am ajuns încă la punctul în care ceea ce a fost considerat sci-fi în urmă cu ani și speranța pentru viitor este o realitate în zilele noastre, deoarece studiile nutrigenomice și nutrigenetice sunt disponibile la nivel mondial și în Ungaria. Cu toate acestea, pentru moment, rezultatele acestor teste pot fi utilizate în mod optim numai împreună cu diverse alte studii, experiențe individuale, critici adecvate și implicarea profesioniștilor. Acest lucru se datorează faptului că există încă puține dovezi științifice pentru polimorfisme care să fie utilizate în consilierea nutrițională personalizată bazată pe profil genetic. Mai mult, o serie de factori confuzi fac dificilă înțelegerea efectului nutriției asupra exprimării genelor. De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că multe detalii ale genomului uman nu au fost încă clarificate, sarcina cea mare nu s-a încheiat încă.

Limitările rezultatelor genomice includ, de asemenea, predictibilitatea modului în care un individ va răspunde la un nutrient ca urmare a variațiilor genomului. Dacă cineva are antecedente de boli cronice (cum ar fi refluxul sau o alergie alimentară), această afecțiune poate afecta foarte mult gama de alimente care pot fi recomandate pentru consum. Astfel, de ex. dacă testul arată că cineva are o predispoziție genetică la boala Parkinson, împotriva căreia cafeaua are un efect protector în anumite genotipuri ale GRIN2, dar individul este sensibil la consumul de cafea, el sau ea trebuie să injecteze cofeină sub o altă formă.

Există boli cu o singură genă, mono sau cu o singură genă, în care un singur defect al genei cauzează boala (de exemplu, fibroza chistică cauzată de o mutație a genei CFTR), iar aceste tipuri de boli sunt relativ ușor identificate prin examinarea acelei gene . În plus, există boli poligenice, complexe, a căror dezvoltare nu se datorează de obicei unei singure gene, ci unei combinații de variații genetice în mai multe gene. Bolile complexe includ obezitatea, diabetul, cancerul și bolile cardiovasculare. Genetica acestor boli este o sarcină extrem de complicată, deoarece dezvoltarea lor necesită nu numai factori genetici de risc, ci și diverse efecte asupra mediului și stilului de viață. Prevenirea dezvoltării unor astfel de boli complexe, multifactoriale prin dietă este o sarcină foarte complexă.

Sunt necesare studii suplimentare la scară largă, la scară largă, despre interacțiunile dintre gene, nutriție, sănătate și boli pentru a dezvolta o dietă care să răspundă nevoilor genetice, să ia în considerare caracteristicile individuale și să pună în practică o dietă complet personalizată.

Pentru a colecta rezultate fiabile, sunt necesare analize de rețea și metode de biologie a sistemelor, pe care cercetătorii le dezvoltă abia la începutul dezvoltării. În timp ce aceste descoperiri ne așteaptă, pentru a ne păstra SĂNĂTATEA, tot ce putem face este să ne străduim să urmăm recomandările nutriționale bazate pe dovezi științifice (OKOSTÁNYÉR®), să ne exercităm regulat, să ne bucurăm de exerciții plăcute, să dormim suficient, să fim puțin nervoși, devine nervos.în artă și râdem mult.