З 1980-х років стало відомо, що захворювання, пов'язані з харчуванням, мають генетичний або спадковий компонент. Нові технології та повне секвенування геному людини в 2001 році дозволили досягти знань про взаємодію генів та дієт, які створюють дуже перспективний горизонт, орієнтований на персоналізоване харчування.

Загальновідомо, що епідемії, які вражають населення всієї планети сьогодні, спричинені вже не інфекційними захворюваннями, а тими, які відомі як незаразні або західні хвороби.

Найбільш вивченим є ожиріння. Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) підрахувала, що у 2015 році надмірна вага зачепить понад 1,5 мільярда людей, що становить 21% світового населення.

До цієї патології ми повинні додати інші, що становлять так званий метаболічний синдром: діабет, гіпертонія, гіперхолестеринемія, гіпертригліцеридемія тощо, що призводить до серцево-судинних захворювань та раку.

товариство

Причини, що призводять до цього типу метаболічних змін, широко вивчені, і здебільшого вони пов’язані з переходом харчування та зміною способу життя: збільшення споживання їжі, багатої на насичені жири, рафіновані вуглеводи та натрій, а також як зменшення щоденних фізичних навантажень та годин відпочинку вночі та разом із підвищенням рівня стресу.

Починаючи з кінця 80-х років, розпочалася наукова тенденція, яка шукала пояснень за межами вже згаданих факторів навколишнього середовища. Підбадьорені доказами того, що не всі люди однаково ефективно реагували на одне і те ж дієтичне лікування, дослідники звернули свою увагу на генетику.

Одна з перших робіт з цього приводу була опублікована в 1988 році в Американському журналі клінічного харчування (1), резюме якої починається так: «Генетика визначає відмінності в здатності транспортувати або метаболізувати певні компоненти їжі (або їх метаболіти), і це сприяє до різної сприйнятливості до хвороб ".

Розкриття генетики ожиріння

Наприкінці 1980-х - на початку 1990-х років близнюкові дослідження, спрямовані на визначення ступеня спадковості зайвої ваги. Найбільш примітним є Національна академія наук з даними про 15 924 близнюків чоловічої статі, зібраних під час їх військової служби (2). У цій роботі вони дійшли висновку, що індекс маси тіла (ІМТ) має спадковість 77%, це означає, що ІМТ людини залежав би на 77% від сімейної генетики і в 23% навколишнього середовища.

Інші дослідження показали подібне значення спадковості для жирового компонента (74% -84%), виміряне за допомогою підшкірних жирових складок (3). Однак усі ці дослідження були проведені в той час, коли технологія ще не була розроблена, тому, незважаючи на підтвердження того, що генетичний компонент мав велике значення, конкретні гени, схильні до ожиріння, були невідомі.

З дещо більш досконалою технологією вони почали зустрічатися гени, які брали участь у захворюванні ожирінням (ІМТ більше 40 кг/м 2). Загалом ця патологія визначається мутацією одного конкретного гена, тому вона відома як моногенне ожиріння (найбільш вивчені гени пов’язані з лептином та меланокортином). Цей тип ожиріння проявляється з дитинства і зазвичай проявляється іншими симптомами, саме тому він також відомий як синдромне ожиріння. Найбільш частим синдромом є Прадер-Віллі і вражає 1 з 25 000 людей, іншими відомими є синдром Барде-Бідла, Коена, Аязі та МОМО.

Однак мутації одного гена можуть пояснити лише 5% глобального ожиріння. Інші 95% відповідає загальному ожирінню, яке регулюється кількома генами чий індивідуальний ефект був би незначним, але в цілому схильний до захворювання (4). Завдяки повним знанням геному людини, опублікованим у 2001 р., Та передовим молекулярним методам, мутовані ділянки ДНК, пов’язані з високим ІМТ або відсотком жиру, все ще виявляються сьогодні. Усі ці генетичні варіації розкриті в "Генетичній карті ожиріння людини" (5).

Ця генетична схильність разом із обезогенним середовищем (неправильне харчування та низька фізична активність) є причиною смерті 2,6 мільйонів людей щороку сьогодні, за даними ВООЗ.

Епігенетика: ДНК, модифікована поза своєю послідовністю

До порівняно недавнього часу вважалося, що лише за наявності мутацій у послідовності ДНК ці модифікації можуть передаватися з покоління в покоління. Однак це не зовсім вірно, оскільки було виявлено, що вони є фактори навколишнього середовища, які можуть вмикати або вимикати гени, змінюючи хімічну структуру ДНК, але без зміни її послідовності нуклеотидів і, на відміну від думки, ці модифікації успадковуються від батьків до дітей та онуків. Вивчення цих факторів відоме як епігенетика.

Найбільш поширеною хімічною модифікацією є метилювання ДНК: додавання метильної групи в положенні 5 піримідинового кільця цитозину або в номері 6 азоту пуринового кільця аденина (цитозин і аденин є двома з чотирьох можливих азотистих основ у послідовності ДНК). Це додавання не змінює одну азотисту основу на іншу, тому не змінює послідовність ДНК.

Пояснити це на прикладі, епігенетичним фактором для людини є вживання тютюну. Очевидно, що куріння не змінить нашу послідовність ДНК, але збільшить кількість вільних радикалів у нашому тілі, які можуть його метилювати. Щоб довести це, ми залишаємо вам справу про близнюків Жанну (ліворуч), яка не палить, і Сара (праворуч), якщо палить, взято з новини про мережу НЦБ США у 2009 році (http://www.nbcnews.com/id/33385839/# .UnwxZ_k9qSo).

На фотографії добре видно вплив тютюну на шкіру. Рекомендуємо відвідати посилання на ці новини та переглянути інші випадки генетично однояйцевих близнюків, але диференційованих за оточуючим середовищем .

Поживна геноміка: ми є тим, що ми їмо

На додаток до тютюну існують різні епігенетичні фактори, такі як кілька годин сну (зміна циркадних ритмів), стрес тощо. Але найважливішим із цих факторів, пов’язаних зі здоров’ям людини, є їх харчування і його вивчення відповідає за харчову геноміку.

Іспанський дослідник і почесний президент журналу SEDCA, доктор Хосе Марія Ордовас, вважається батьком цієї дисципліни. Як ми отримуємо з однієї з його статей: "харчова геноміка вивчає функціональні взаємодії їжі та її компонентів з геномом на молекулярному, клітинному та системному рівнях з метою профілактики або лікування захворювань за допомогою дієти" (6).

Ця взаємодія між генами та дієтою двостороння, і, виходячи з цього, ми можемо знайти два типи науки:

  • Нутрігеноміка (дієта -> ген): вивчіть вплив їжі на наше здоров’я, модифікуючи експресію наших генів. Якщо говорити менш науково, але більш просвітницьким чином, ми могли б резюмувати це як "те, що я їжу, змінює того, хто я є".
  • Нутригенетика (ген -> дієта): Вивчає генетичні варіанти (відмінності в послідовності ДНК), пов’язані зі схильністю до захворювань внаслідок диференціальної реакції на ту саму дієту. Коротше: "те, що я є, визначає, як те, що я їжу, впливає на мене".

Отже, харчова геноміка спрямована на накопичення знань, які дозволяють розвиток харчування або персоналізована медицина: залежно від нашого генотипу, розробити дієти або вказати відповідну дозу препарату, що дозволяє нам уникати хвороб, пов’язаних із метаболічним синдромом, або вилікувати їх. Поки що персоналізоване харчування - це утопія, оскільки там ще багато чого потрібно вивчити, особливо у випадку з такою новою дисципліною.

На закінчення ми хочемо підкреслити, що у вересні минулого року було опубліковано перше широкомасштабне епігенетичне дослідження (дослідження широкої асоціації епігенів, EWAS) (7), яке прагнуло пов'язати цей тип модифікацій ДНК із сироватковими параметрами, що є симптомами метаболічних змін (підвищений вміст глюкози, високий рівень холестерину тощо). У ньому автори категорично стверджують, що Метилювання ДНК відіграє важливу регуляторну роль в метаболізмі людини.

Список літератури:

1.- Гольцман Н.А. Генетичні зміни в харчових потребах та сприйнятливість до хвороб: наслідки для політики. Am J Clin Nutr, 1988; 48: 1510-1516. http://ajcn.nutrition.org/content/48/6/1510.long

два.- Стюнкард та ін. Подвійне дослідження ожиріння людини. J Am Med Assco, 1986; 256 (1): 51.

3.- Бодурта та ін. Генетичний аналіз антропометричних вимірів у 11-річних близнюків: Дослідження близнюків Медичного коледжу штату Вірджинія. Pediatr Res, 1990; 28: 1.

4.- Марродан та ін. Полігенне ожиріння, внесок SNP (мононуклеотидний поліморфізм). В: Досягнення у харчуванні, харчуванні та дієті (Під ред. Фонду здорової їжі). Мадрид, 2012. с. 173-183.

5.- Ракінен та співавт. Карта генів ожиріння людини: оновлення 2005 року. Ожиріння, 2006; 14: 529-644.

6.- Ордовас і Кармена. Нутрігеноміка та нутригенетика. В: Монографії Humaitas nº9. Фонд медицини та медичної гуманітарної науки. Барселона, 2006. с. 21-44. http://www.fundacionmhm.org/pdf/Mono9/Articulos/articulo1.pdf

7.- Петерсен та ін. Епігенетика зустрічається з метаболомікою: дослідження асоціації на рівні епігенома з метаболічними ознаками сироватки крові. Hum Mol Genet, верес. 2013 рік.

Новини підготував Ноемі Лопес-Ехеда (юрист SEDCA) @LopezEjedaN у Twitter