Які якості ми отримали від батьків та предків? Що ми передамо нашим нащадкам у другому та третьому вимірі? Чому залишатися здоровим? Чи можна передавати гумор і творчість у спадок? Чи будуть у низьких батьків низькі діти? Чи залежить від різниці лише кількох молекул те, що одні є ексгібіціоністами, а інші відступають? Чи зможемо ми не набирати вагу, незважаючи на свої успадковані таланти? Є так багато питань, які цікавлять усіх і роблять генетику захоплюючою для всіх людей.

Харчування - один із наших елементів, він впливає на всіх, впливає на якість нашого життя, допомагає здійсненню людського щастя. Важливість ролі харчування у збереженні здоров'я та профілактиці захворювань була відома в давніх традиціях з давніх часів, але його наукове значення було посилено використанням нових молекулярно-генетичних інструментів для постійного вивчення його зв'язків з основними процесами життя. Жан Антельме Брілла-Саварін, відомий вислів великого майстра смаку 18 століття про те, що «скажи мені, що ти їси, і я скажу тобі, хто ти», починає мати сенс у ці дні.

Представляючи інноваційні дисципліни у галузі харчування та досліджень харчування, нутрігеноміки та нутригенетики, ми представляємо Reader щомісячний бюлетень.

Генетика та геноміка

Спадщина, або генетика, походить від грецького слова «генезис», що означає «походження», біологічна дисципліна, що стосується генів та успадкування. Дослідження принципів генетичного успадкування розпочалося близько 150 років тому. Народження наукової генетики збігається з початком 20 століття і стало однією з найбільш динамічно розвиваються наук за останні 70 років. Генетична революція стала неймовірним проривом, закінченням програм геному, які створили геноміку.

Геноміка, також відома як наука про точне налаштування, займається вивченням усього геному. Геном - це вся генетична інформація живої істоти, не тільки сукупність генів, але і весь запас ДНК клітини, оскільки гени в традиційному розумінні складають лише незначну частину всієї ДНК. Геном людини складається з понад 3 мільярдів нуклеотидів, приблизно 1-1,5% з яких складаються з генів, приблизно 20 000. Повні геноми відомі з 1995 року, і з тих пір існує фантастичний світ геноміки, дослідження якого є одним з найбільших досягнень людського інтелекту.

Стрибок у геноміці відбувся завдяки Проекту генома людини (1990-2003), найбільшому коли-небудь співробітництву в галузі біології. Після проекту «Геном людини» програма HapMap (Haplotype Mapping, 2002–2009) та програма «Геном 1000» (2008–2015) зробили значний внесок у картографування змін у геномі людини.

Не існує чіткої межі між генетикою та геномікою, навіть у науковій мові використання цих двох слів перекривається. Загалом, генетика вивчає ген або генетичну варіацію, а геноміка - декілька генів або весь геном як систему.

Сфери науки, породжені співпрацею генетики та науки про харчування

Основні питання нутригенетики та нутрігеноміки схожі, вони займаються вивченням взаємодій між генами та поживними речовинами, вони використовують лише різні підходи, вони доповнюють один одного. У довгостроковій перспективі обидві дисципліни мають на меті вести більш здоровий спосіб життя та уникати захворювань, пов’язаних з харчуванням.

Нутрігеноміка

Беручи до уваги генетику харчування або нутрігеноміку, нутрігеноміку можна визначити як галузь науки, яка вивчає взаємодію різних компонентів раціону, поживних речовин та геномні варіації на експресію генів. У нутрігеномічному сенсі поживні речовини - це сигнали, які розпізнаються сенсорною системою клітин і змінюють експресію генів, а також вироблення білка та метаболітів. Не тільки якість, але і кількість їжі суттєво впливає на експресію генів. Неадекватне споживання їжі призводить до генетичної нестабільності, а надмірне споживання енергії призводить до ненормальної експресії генів та пов'язаної з цим схильності до хвороб.

Нутрігеноміка - це так звана дисципліни omika, транскриптоміка (вивчення сукупності молекул РНК, транскрибованих з ДНК), протеоміка (вивчення сукупності білків), метаболоміка (вивчення хімічних процесів, пов’язаних з метаболітами) та мікробіоміка (вивчення організмів, бактерій, вірусів, грибів, як різні поживні речовини регулюють обмінні процеси, як вони контролюють підтримку гомеостазу і які механізми дії беруть участь у функціонуванні генів.

Показовим прикладом можуть бути дослідження впливу оливкової олії першого віджиму на нутрігеноміку. Було встановлено, що споживання оливкової олії першого віджиму, багатої мононенасиченими жирними кислотами омега-9, впливало на експресію 98 прозапальних генів, що беруть участь у контролі запальних процесів. На підставі результатів можна сказати, що оливкова олія зменшує запальні процеси і, отже, ризик розвитку більшої кількості захворювань.

Використовуючи результати досліджень нутрігеноміки, харчова промисловість використовує різноманітні основні продукти для захисту здоров’я, так звані розробляє функціональні продукти харчування. Визначення функціональних продуктів харчування багато в чому було визначено різними професійними організаціями та дієтологами різних країн, але дотепер на нашому континенті ця концепція не була законодавчо визначена, але таке визначення існує, наприклад, у Японії. Різні визначення більш-менш однакові з визначеннями продуктів, які благотворно впливають на здоров’я та самопочуття. Функціональна їжа - це харчова категорія сьогодення та майбутнього, оскільки цивілізаційні хвороби, що вражають людство (серцево-судинні захворювання, діабет 2 типу, ожиріння, злоякісні новоутворення) вимагають розробки продуктів, які можуть сприяти зменшенню захворюваності на ці проблеми зі здоров’ям через їх вплив на здоров’я. і може допомогти просвітити населення щодо здорового харчування.

У харчовій промисловості відбувається позитивний процес, ознакою якого є зростаюча кількість пропонованих продуктів, які мають харчову біологічну перевагу на додаток до корисної цінності. Такі переваги включають зменшення жиру, пропуск цукру, виснаження солі, збагачення певними мінералами (наприклад, залізом, кальцієм, магнієм, селеном), полівітаміни та використання тих самих пробіотичних молочнокислих бактерій у різних продуктах харчування. Важливо звернути увагу громадськості на ці продукти, які мають додаткову харчову користь.

нутрігеноміки

Нутригенетика

Харчова генетика, тобто нутригенетика є зворотом нутрігеноміки, досліджує, як індивідуальний генетичний фон впливає на вплив поживних речовин.

Генетичні варіанти гена, що кодує фермент, або його регуляторну область можуть модифікувати його активність, сприяючи індивідуальним відмінностям у поглинанні, зберіганні, виведенні та насиченні поживних речовин.

Крім того, генетика сприйняття смаку, яка відрізняється від людини до людини, також впливає на експресію генів, а також на перевагу їжі. Найбільш поширеною генетичною аномалією в геномі людини є SNP (однонуклеотидний поліморфізм), на основі якого відмінності сприяють розвитку певних порушень розвитку (наприклад, дефекти нервової трубки), а поліморфізм багатьох алелей може бути пов'язаний із такими захворюваннями, як серцево-судинні та онкологічних захворювань.

Результати нутригенетики підтвердили, що природні варіанти, присутні в геномі людини, можуть бути причиною різниці в індивідуальних біологічних реакціях на дієту. Виходячи з них, можна стверджувати, що одна і та ж дієта може спричинити серйозні захворювання у однієї людини, тоді як для іншої вона не спричиняє шкідливих наслідків.

Фенілкетонурія (ФКУ) була першим захворюванням, яке розкрило взаємодію гена та поживної речовини. Однією поживною речовиною, незамінною амінокислотою, можна керувати за допомогою дієтичного зниження рівня фенілаланіну.

Іншим ілюстративним прикладом нутригенетики є вплив генотипів аполіпопротеїну Е (апо Е) на дієти, багаті на холестерин, і на низький рівень холестерину. Існує три форми та алелі апо Е, Е2, Е3 та Е4, які можна поєднати 6 способами (Е2/2, Е3/3, Е4/4, Е2/3, Е2/4, Е3/4), як всі ми успадковуємо два варіанти гена, один від нашої матері та один від нашого батька. Рівні холестерину носіїв алелю Е4, як правило, вищі порівняно з носіями Е2 та Е3 відповідно. Високий рівень холестерину, який створює серцево-судинний ризик, часто можна знизити за допомогою правильної дієти, але дієта з низьким вмістом холестерину працює не для всіх.

Носії апо Е2 не реагують, тоді як особи з генотипом апо Е3/4 добре впливають на дієту, що знижує рівень холестерину. Рівень холестерину у тих, хто має Е4, здебільшого залежить від вмісту холестерину в продуктах, які вони споживають. Отже, видно, що залежно від того, яку версію люди несуть у своєму спадковому матеріалі, їм слід давати різні дієтичні рекомендації.

Область нутригенетики, яка є досить суперечливою, але має багато потенціалів, - це використання ГМО. Алфавіт ГМО походить від англійських слів «Генетично модифікований організм», що означає «Генетично модифікований організм». Однак точне професійне визначення ГМО слід розуміти як «генетично модифікований, виведений організм». Наприкінці 20 століття генетично розроблена селекція з'явилася у тісному зв'язку з традиційною селекцією, що відкрило абсолютно нові виміри в дослідженнях біології рослин. Це дозволяє цілеспрямовано вставити ген або групу генів у генетичний матеріал рослини, щоб поліпшити певні властивості рослин (наприклад, продукти з підвищеною харчовою цінністю) з метою захисту фермерів, споживачів або навіть навколишнього середовища.

Нутріепігенетика та нутріепігеноміка

Також не можна ігнорувати епігенетичні ефекти харчування, які розглядаються в нових дисциплінах нутріепігенетики та нутріепігеноміки. Грецька префікс "епі" означає "зверху", "поза", "поруч", тобто епігенетика вивчає механізми вище генів, фактори навколишнього середовища, що впливають на функціонування спадкового матеріалу. Епігеном - це сукупність епігенетичних факторів у клітині, геном має кілька епігенетичних шляхів. Епігенетика - це колективна назва генетичних модифікацій, які викликають зміну експресії генів без зміни послідовності ДНК, тобто без мутації.

Вплив на навколишнє середовище (наприклад, харчування, фізичні вправи, мікробіом, материнський та психічний вплив) впливає на появу інформації, що зберігається в генетичному коді, за допомогою трьох різних, але тісно пов’язаних механізмів, метилювання ДНК, модифікацій білків гістонів та некодуючих РНК. Одним з найважливіших факторів навколишнього середовища є харчування. На додаток до своїх звичайних метаболічних ефектів, поживні речовини, що надходять у наш організм, здатні впливати на нас епігенетичними шляхами і можуть впливати на функцію певних генів. Харчові інгредієнти, які впливають на епігеном, включають метіонін, фолат, холін, бетаїн, вітаміни В6 і В12.

Нутрігеномічні та нутригенетичні дослідження в сьогоденні та в майбутньому

Знаючи, як наші тіла взаємодіють з кожною поживною речовиною, науково обґрунтоване втручання може бути розроблене для лікування різних захворювань, що залежать від дієти, та відмінностей в індивідуальній чутливості. З розповсюдженням нутрігеноміки та нутригенетики можна реалізувати концепцію харчування, яка відповідає реальним індивідуальним генетичним потребам. З завершенням проекту “Геном людини” час, здавалося, наближався для дієтологів, щоб надати індивідуальні рекомендації щодо харчування, знаючи генетичний профіль для підтримки та захисту здоров’я. Однак за п'ятнадцять років з тих пір прогрес був повільнішим, ніж вважали експерти.

Однак ми все-таки дійшли до того, що те, що вважалося науково-фантастичним роками тому, і сподівання на майбутнє, є реальністю сьогодні, адже нутрігеномічні та нутригенетичні дослідження доступні у всьому світі та в Угорщині. Однак поки що результати цих тестів можуть бути оптимально використані лише у поєднанні з різними іншими дослідженнями, індивідуальним досвідом, відповідною критикою та залученням професіоналів. Це пов’язано з тим, що досі існує небагато наукових доказів поліморфізмів, які можна використовувати в персоналізованих консультаціях з питань харчування на основі генетичного профілю. Крім того, ряд незрозумілих факторів ускладнює розуміння впливу харчування на експресію генів. Слід також мати на увазі, що багато деталей людського геному ще не з’ясовано, велике завдання ще не закінчено.

Обмеження геномних результатів також включають передбачуваність реакції індивіда на поживну речовину в результаті змін геному. Якщо у когось в анамнезі є хронічне захворювання (наприклад, рефлюкс або харчова алергія), цей стан може сильно вплинути на асортимент продуктів, які можна рекомендувати до вживання. Таким чином, напр. якщо тест показує, що хтось має генетичну схильність до хвороби Паркінсона, проти якої кава має захисну дію при певних генотипах GRIN2, але людина чутлива до вживання кави, він повинен вводити кофеїн в іншій формі.

Існують одногенові, моно- або одногенні захворювання, при яких дефект одного гена спричиняє хворобу (наприклад, муковісцидоз, спричинений мутацією гена CFTR), і ці типи захворювань порівняно легко ідентифікувати, досліджуючи цей ген . Крім того, існують полігенні, складні захворювання, розвиток яких, як правило, спричинений не одним геном, а поєднанням генетичних варіацій кількох генів. До складних захворювань належать ожиріння, діабет, рак та серцево-судинні захворювання. Генетика цих захворювань є надзвичайно складним завданням, оскільки для їх розвитку потрібні не тільки генетичні фактори ризику, але й різні впливи на навколишнє середовище та спосіб життя. Запобігання розвитку таких складних, багатофакторних захворювань за допомогою дієти - дуже складне завдання.

Подальші широкомасштабні широкомасштабні дослідження взаємодії між генами, харчуванням, здоров’ям та хворобами необхідні для розробки дієти, яка відповідає генетичним потребам, враховує індивідуальні особливості та застосовує на практиці повністю персоналізований раціон.

Для отримання достовірних результатів необхідні мережевий аналіз та методи системної біології, які дослідники розробляють лише на початку. Поки ці прориви чекають на нас, для того, щоб зберегти наше ЗДОРОВ'Я, все, що ми можемо зробити, це прагнути виконувати рекомендації щодо харчування, засновані на наукових доказах (OKOSTÁNYÉR®), регулярно займатися спортом, насолоджуватися приємними фізичними вправами, висипатися, трохи нервувати, нервувати в мистецтві, і ми багато сміємося.