Проф. Д-р Франсиско Перес Браво
Ръководител на лабораторията по хранителна епидемиология и генетика
Институт по хранене и хранителни технологии (INTA)
Чилийски университет

храненето

Неотдавнашните открития, генерирани от проекта за генома, и технологичното развитие, свързано с тези постижения, позволяват нов поглед върху храненето и значението, което той отдава на молекулярно ниво. В рамките на така наречените "омически" науки (геномика, протеомика и транскриптономия) нутригеномиката или хранителната геномика съответства на нов клон на науката, който изучава ефекта на храненето на молекулярно и генетично ниво. В близко бъдеще нутригеномиката ще позволи тълкуването на храненето от основна гледна точка с информация, получена от геномното ниво, до използването на нови инструменти за подбор на различни храни и хранителни вещества. Освен това ще бъде полезна дисциплина за определяне на ефикасността и безопасността им, подобряване на знанията за влиянието на генетичните вариации във всяка популация (чувствителност) по отношение на метаболизма на хранителните вещества.

Съществуват гени, които са пряко свързани с риска от заразяване с болести (сърдечни заболявания, рак, остеопороза и диабет например) и е известно, че експресията на тези гени може да бъде модифицирана чрез хранене. Всички ние носим някаква версия на тези гени, така че е напълно възможно да се изследва кои версии на гените имаме и да се основава на нашата диета на тази информация. В не твърде далечното бъдеще ще бъде възможно да се откажат от „препоръчителната дневна доза“ и всички норми, измислени за общата популация. Новото изследване ще осигури "съобразени" диети за всяка една, в съответствие с генетичния им състав.

Силата, която възникна от проекта за генома, е идентифицирането на генетичните основи, приложени към наследствени заболявания, което ще бъде приложимо и към често срещаните генетични варианти в популацията, което ще позволи да се създаде логична стратегия за лечение на индивидуализирани заболявания. От тази гледна точка има нарастващ интерес към определяне на това как гените взаимодействат с елементи от човешката диета, модифицирайки клетъчния метаболизъм и генерирайки метаболитна промяна, която може да бъде свързана с предразположение и риск от развитие на често срещани заболявания.

Въздействие върху бъдещото здраве

Подобряването на хранителните свойства на храните от растителен и животински произход ще бъде от голямо значение за общественото здраве и за хранителната индустрия. От тази гледна точка нутригеномиката все още е в ранните си етапи на развитие и има много какво да се научи, особено за това как да се идентифицират целевите молекули, върху които да се направят модификации.

Класически храненето се фокусира върху ограничени изследвания, ограничени до няколко тъкани, за да се оцени рискът от развитие на определени заболявания поради действието на храната; всеобхватната оценка на храните и хранителните вещества в генома става по-важна от ден на ден, като се има предвид, че има генетична хетерогенност в човешкия вид (системна биология).

„Наистина питателни“ храни

Храните, които ядем, съдържат хиляди биологично активни елементи, много от които могат да имат потенциал да окажат благоприятен ефект върху здравето. Въпреки това, въздействието на активните биологични компоненти на диетата на геномно ниво просто се детайлизира и знанията за техните механизми на действие все още са ограничени. Голяма част от данните, които обсъждаме в момента, са получени от проучвания инвитро с изключително чисти молекули както във форма, така и в концентрации, на които клетките рядко биха били изложени. Въпреки че тази работа е отправна точка, се изисква да се получат изчерпателни познания за биологичната система с физиологично по-реалистични модели, които включват: характеризиране на хранителните вещества, абсорбция, натрупване, в допълнение към разработването на изследвания в реално време на ефект на дозата -отговор.

Схемата на болестта като човечество се е променила неимоверно през последните десетилетия, главно поради промени в хранителните навици и най-вече заради боравенето с храната. В преработените и/или рафинирани храни, които съставляват висок процент от диетата, липсват много хранителни вещества, които те трябва да имат и при неправилна обработка те могат да генерират потенциално вредни за здравето вещества. Готвенето, консервирането, съхранението, замразяването и други методи за боравене с храна, в повечето случаи отнемат много от хранителните вещества (например, цялата ензимна батерия е чувствителна към топлина, подобна ситуация се случва с много витамини и някои аминокиселини). Това означава, че преработените храни вече нямат първоначалната хранителна стойност, която обикновено имат в необработено състояние.

В този смисъл хранителната геномика ще може да изследва кои фактори в тези манипулирани храни могат да бъдат потенциално рискови за здравето и да върне към някои компоненти на диетата концепцията за „наистина хранителна“.

Дизайнерски диети, актуална реалност

Новото изследване ще осигури "индивидуални" диети за всеки човек, съобразени с генетичния му състав.

Връзката между диетата и метаболизма е изследвана дълго време. Как става така, че някои хора, които ядат много мазнини, нямат сърдечно-съдови заболявания? Защо тези, които не ядат много мазнини, имат много високо ниво на холестерол? Това са някои от въпросите, на които хранителната геномика има за цел да отговори.

Хранителната геномика показа, че храната играе основна роля в модулирането на баланса на множество физиологични процеси, които са пряко свързани с експресията на гени. Сега, в резултат на проекта за човешкия геном, съществуват необходимите инструменти, за да се проучи подробно как хранителните вещества модулират експресията на генома на индивида.

"Хранителни" храни

Най-важното в това отношение е, че хранителната геномика ще позволи да се пресича отделната геномна информация с храната и хранителните компоненти, така че ефектът да е положителен за здравето на индивида. Идеята е, че рисковите храни могат да бъдат заменени с потенциално по-малко вредни.

Индивидуалното геномно профилиране може да помогне за подобряване на храненето и здравето и в този нов сценарий геномиката и биоинформатиката ще играят решаваща роля при идентифицирането на генетични варианти, които причиняват заболяване, което се извършва чрез проучване на база данни на човешкия геном. В този смисъл е от съществено значение да се знаят промените, които се случват в клетката, нейните модели на взаимодействие с транскриптома и метаболома, за да се персонализират ефектите на здравословното хранене при коригиране на променен метаболизъм. Сравнението на индивидуален генотип с геномна база данни ще даде възможност за препоръчване на индивидуализирани генотип-зависими хранителни вещества в съответствие с изискванията и нуждите на всеки индивид.

Последните разработки в протеомиката, приложени към храненето, революционизират концепциите за "хранителни" храни като индуктори на експресията на определени гени и последващата обработка на протеини, чието действие е от съществено значение за нормалното функциониране на клетъчния метаболизъм (метаболом).

Гигантски скок

Хранителната геномика ще позволи организирането на диети, които предотвратяват или забавят появата на често срещани хронични заболявания с голямо въздействие върху населението, като някои видове рак, някои дегенеративни заболявания като болестта на Алцхаймер, остеопороза и диабет тип 2, наред с други. В допълнение към "индивидуализирана" диета, основана на генотип, се предвижда пълен анализ на физическата активност, фактор, който също зависи от определени генетични варианти (енергийни разходи, разсейване на топлината и т.н.).

Този напредък ще обуслови гигантски скок в начина, по който ще се подходи към съвременното хранене и вероятно ще бъде основен стълб в развитието на общественото здраве в бъдещето.

Терминологичен речник

Геномика: наука, която изучава вариации на структурното ниво на ДНК, генна конформация и популационни вариации на генетични полиморфизми.

Транскриптономия: наука, отговаряща за функционалния анализ на генни последователности, анализ на пратеника РНК, активиране и/или репресия на гени.

Протеомика: наука, която се занимава със структурно и функционално изследване на протеините, техните динамични свойства и връзката им с генома.

Метаболомика: наука, която се стреми да анализира крайния продукт (метаболит) и неговото въздействие върху клетъчния и междинен метаболизъм въз основа на генетична информация, известна преди от другите "омически" науки

Системна биология: Наука, която интегрира всички така наречени „омически“ науки в контекста на живо същество.

Контакт

Как публикувайте статии в този раздел на уеб портала