От 80-те години на миналия век е известно, че свързаните с храненето заболявания имат генетичен или наследствен компонент. Новите технологии и пълното секвениране на човешкия геном през 2001 г. позволиха напредък в познаването на взаимодействията между гените и диетите, които представляват много обещаващ хоризонт, фокусиран върху персонализираното хранене.

Добре известно е, че епидемиите, които засягат популациите на цялата планета днес, вече не се дължат на инфекциозни заболявания, а на такива, които са известни като незаразни или западни болести.

Най-изследваното от всички е затлъстяването. Световната здравна организация (СЗО) изчислява, че през 2015 г. наднорменото тегло ще засегне над 1,5 милиарда души, представляващи 21% от световното население.

Към тази патология трябва да добавим и други, които съставляват това, което е известно като метаболитен синдром: диабет, хипертония, хиперхолестеролемия, хипертриглицеридемия и др., Водещи до сърдечно-съдови заболявания и рак.

ядем

Причините, които водят до този вид метаболитни промени, са широко проучени и в по-голямата си част те са свързани с хранителния преход и с промените в начина на живот: увеличена консумация на храни, богати на наситени мазнини, рафинирани въглехидрати и натрий, както и като намаляване на ежедневната физическа активност и часовете за почивка през нощта и заедно с повишаването на нивото на стрес.

От края на 80-те години започва една научна тенденция, която търси обяснения извън споменатите вече фактори на околната среда. Насърчени от доказателствата, че не всички хора реагират еднакво ефективно на едно и също диетично лечение, изследователите насочват вниманието си към генетиката.

Една от първите трудове в това отношение е публикувана през 1988 г. в American Journal of Clinical Nutrition (1), чието резюме започва по следния начин: „Генетиката определя разликите в способността да се транспортират или метаболизират определени хранителни съставки (или техните метаболити) и това допринася към различна податливост към болести ".

Откриване на генетиката на затлъстяването

В края на 80-те и началото на 90-те години, двойни изследвания, насочени към определяне на степента на наследственост на наднорменото тегло. Най-забележителната е тази на Националната академия на науките с данни за 15 924 близнаци от мъжки пол, събрани по време на военната им служба (2). В тази работа те стигнаха до заключението, че индексът на телесна маса (ИТМ) има наследственост от 77%, това означава, че ИТМ на човек би зависел 77% от семейната генетика и в 23% от околната среда.

Други проучвания показват сходна стойност на наследствеността на мастния компонент (74% -84%), измерена чрез подкожни мастни гънки (3). Всички тези проучвания обаче са проведени по време, когато технологията все още не е разработена, така че въпреки потвърждението, че генетичният компонент е от голямо значение, специфичните гени, предразположени към затлъстяване, са неизвестни.

С малко по-напреднала технология те започнаха да се срещат гените, които са участвали в болестното затлъстяване (ИТМ по-голям от 40 kg/m 2). По принцип тази патология се определя от мутация в един специфичен ген, поради което е известна като моногенно затлъстяване (най-изследваните гени са свързани с лептин и меланокортин). Този тип затлъстяване е очевиден от детството и обикновено се проявява с други симптоми, поради което е известен и като синдромно затлъстяване. Най-честият синдром е Prader-Willi и засяга 1 на 25 000 души, други известни са Bardet-Biedl, Cohen, Ayazi и MOMO синдром.

Мутациите с един ген обаче могат да обяснят само 5% от глобалното затлъстяване. Другият 95% съответства на обичайното затлъстяване, което се регулира от множество гени чийто индивидуален ефект би бил незначителен, но като цяло предразполага към заболяване (4). Благодарение на пълното познаване на човешкия геном, публикувано през 2001 г., и усъвършенстваните молекулярни техники, мутирали области на ДНК, свързани с висок ИТМ или процент на мазнини, все още се откриват и днес. Всички тези генетични вариации са разкрити чрез „Гена на човешкото затлъстяване” (5).

Това генетично предразположение, заедно с обезогенната среда (лоша диета и ниска физическа активност) е това, което кара 2,6 милиона души да умират всяка година днес, според данните на СЗО.

Епигенетика: ДНК, модифицирана извън нейната последователност

До относително наскоро се смяташе, че само ако има мутации в ДНК последователността, тези модификации могат да се предават от поколение на поколение. Това обаче не е напълно вярно, тъй като е установено, че има такива фактори на околната среда, които могат да включат или изключат гените, модифицирайки химическата структура на ДНК, но без промяна в нейната нуклеотидна последователност и, за разлика от това, което се е смятало, тези модификации се наследяват от родители на деца и внуци. Изследването на тези фактори е известно като епигенетика.

Най-често срещаната химическа модификация е ДНК метилирането: добавяне на метилова група в позиция 5 на пиримидиновия пръстен на цитозин или при номер 6 на азота на пуриновия пръстен на аденина (цитозинът и аденинът са две от четирите възможни азотни основи в ДНК последователността). Това добавяне не променя една азотна основа в друга, така че не променя ДНК последователността.

Да го обясня с пример, епигенетичен фактор за хората е употребата на тютюн. Очевидно пушенето няма да промени нашата ДНК последователност, но увеличава свободните радикали в тялото ни, които могат да го метилират. За да го докажем, оставяме ви случая с близнаците Жана (вляво) непушач и Сара (вдясно), ако пушат, взета от новина по веригата на американската НЦБ през 2009 г. (http://www.nbcnews.com/id/33385839/# .UnwxZ_k9qSo).

На снимката можете ясно да видите ефектите на тютюна върху кожата. Препоръчваме ви да посетите връзката на тази новина и да прегледате останалите случаи на генетично еднояйчни близнаци, но диференцирани от околната среда .

Хранителна геномика: ние сме това, което ядем

В допълнение към тютюна има различни епигенетични фактори, като няколко часа сън (променени циркадни ритми), стрес и т.н. Но най-важният от тези фактори, свързани с човешкото здраве, е диетата им и нейното изследване отговаря за хранителната геномика.

Испанският изследовател и почетен президент на списанието SEDCA, д-р Хосе Мария Ордовас, се счита за бащата на тази дисциплина. Както получаваме от една от неговите статии: „хранителната геномика изучава функционалните взаимодействия на храната и нейните компоненти с генома на молекулярно, клетъчно и системно ниво, с цел предотвратяване или лечение на болести чрез диета“ (6).

Това взаимодействие между гените и диетата е двупосочно и въз основа на това можем да намерим два вида наука:

  • Нутригеномика (диета -> ген): Проучете ефекта, който храната има върху нашето здраве, като модифицира експресията на нашите гени. Говорейки по-малко научно, но по-просветляващо, бихме могли да го обобщим като "това, което ям, променя кой съм".
  • Нутригенетика (ген -> диета): Изследва генетични варианти (разлики в последователността на ДНК), свързани с предразположение към заболявания поради диференциална реакция към същата диета. Накратко: „това, което съм, определя как това, което ям, ми влияе“.

Следователно хранителната геномика има за цел да натрупа знания, които позволяват развитие на храненето или персонализирана медицина: в зависимост от нашия генотип, разработете диети или посочете подходящата доза от лекарство, което ни позволява да избягваме или излекуваме заболявания, свързани с метаболитен синдром. Засега персонализираното хранене е утопия, тъй като има още много за изучаване, особено в случай на такава нова дисциплина.

В заключение искаме да подчертаем, че миналия септември е публикувано първото мащабно епигенетично проучване (проучване с широка асоциация на епигенома, EWAS) (7), което се стреми да свърже този тип ДНК модификация със серумни параметри, симптоматични за метаболитни промени (повишена глюкоза, висок холестерол и др.). В него авторите категорично заявяват, че ДНК метилирането играе важна регулаторна роля в човешкия метаболизъм.

Препратки:

1.- Holtzman NA. Генетични вариации в хранителните нужди и податливостта към болести: последици от политиката. Am J Clin Nutr, 1988; 48: 1510-1516. http://ajcn.nutrition.org/content/48/6/1510.long

две.- Stunkard et al. Двойно изследване на човешкото затлъстяване. J Am Med Assco, 1986; 256 (1): 51.

3.- Bodurtha et al. Генетичен анализ на антропометрични мерки при 11-годишни близнаци: Изследване на Медицинския колеж във Вирджиния. Pediatr Res, 1990; 28: 1.

4.- Marrodán et al. Полигенно затлъстяване, принос на SNP (единичен нуклеотиден полиморфизъм). В: Напредък в храната, храненето и диетата (Ed. Healthy Food Foundation). Мадрид, 2012. стр. 173-183.

5.- Ракинен и др. Генната карта на човешкото затлъстяване: актуализация от 2005 г. Затлъстяване, 2006; 14: 529-644.

6.- Ордовас и Кармена. Нутригеномика и нутригенетика. В: Монографии Humaitas nº9. Фондация „Медицина и медицинска хуманитаристика“. Барселона, 2006. стр. 21-44. http://www.fundacionmhm.org/pdf/Mono9/Articulos/articulo1.pdf

7.- Petersen et al. Епигенетиката отговаря на метаболомиката: проучване за асоцииране в цяла епигенома с метаболитни характеристики на кръвния серум. Hum Mol Genet, септ. 2013.

Новини, подготвени от Noemí López-Ejeda (асоцииран SEDCA) @LopezEjedaN в Twitter