Nutrigenetyka i nutrigenomika – szansa na spersonalizowane żywienie?

0
331

Jak i czy nasze geny oraz spożywana przez nas żywność oddziałowują na siebie? Czy nauki z dziedziny genomiki żywieniowej pozwolą nam w bliskiej przyszłości tworzyć indywidualne zalecenia żywieniowe na podstawie wyników badań genów? W jakich sytuacjach testy nutrigenetyczne mogą stać się przydatnym narzędziem w planowaniu żywienia i suplementacji? – odpowiedzi na te pytania znajdziecie w dalszej części dzisiejszego artykułu.

Przydatne definicje z dziedziny genomiki żywieniowej

Już w tytule oraz na wstępie artykułu pojawiło się wiele specjalistycznych pojęć dotyczących poruszanej dziś tematyki nutrigenetyki i nutrigenomiki. Aby łatwiej nam było zrozumieć możliwość zastosowania tych nauk w spersonalizowanym żywieniu, na początek przedstawiamy krótki słowniczek najważniejszych pojęć związanych z tematem.

Genomika żywieniowa to dziedzina wiedzy zajmująca się badaniem dwukierunkowych zależności między dietą a genomem, czyli kompletnym zestawem posiadanych przez nas genów. Obejmuje ona zarówno nutrigenetykę, jak i nutrigenomikę.

Nutrigenetyka określa sposób reakcji metabolicznej organizmu człowieka w odpowiedzi na dany składnik pokarmowy, co warunkowane jest indywidualnym wzorem genetycznym. Zmienność genetyczna różnych ludzi opiera się przede wszystkim na polifomizmach pojedynczego nukleotydu – w skrócie SNP, czyli różnych wariacjach jednego genu. Odmienność niektórych genów u jednostki przy stosowaniu danej diety (np. bogato-/niskotłuszczowej) może skutkować zwiększonym lub zmniejszonym ryzykiem występowania chorób cywilizacyjnych. Zadaniem nutrigenetyki jest więc indentyfikacja genów biorących udział w funkcjonowaniu metabolicznym organizmu, ich poliformizmów oraz dopasowanie do nich odpowiednich zaleceń żywieniowych w celu zredukowania rozwoju zaburzeń dietozależnych, takich jak: otyłość, cukrzyca, dyslipidemie, miażdżyca i choroby serca.

Nutrigenomika bada zaś wpływ składników żywności na ekspresję genów – na ich wyciszenie lub aktywowanie, co skutkuje zmienionym funkcjonowaniem metabolicznym organizmu. Bioaktywne składniki diety mogą oddziaływać na poziom ekspresji genów bezpośrednio jako czynniki regulujące receptorów jądrowych lub pośrednio przez modyfikacje upakowania chromatyny, np. metylację DNA.

Genomika żywieniowa jako jeden z elementów spersonalizowanego żywienia?

Indywidualizacja zalecenień żywieniowych rozpoczyna się już na etapie wykorzystywania informacji o zwyczajach żywieniowych jednostki, a także na podstawie jej pomiarów antropometrycznych czy wyników badań biochemicznych krwi (np. stężenia glukozy czy cholesterolu). Poziom aktywności fizycznej oraz występujące choroby ostre i przewlekłe także znacząco wpływają na konieczność modyfikacji diety. Badania z ostatnich lat pokazują ważny udział mikrobioty jelitowej, czynników środowiskowych i wreszcie naszych genów w odpowiedzi metabolicznej na zastosowany rodzaj diety. Wszystkie te czynniki mają wpływ na skuteczność prewencji chorób cywilizacyjnych i skłaniają badaczy do wyodrębnienia określonych fenotypów metabolicznych, składających się z zespołu cech funkcjonalnych organizmu.

Rola genomiki żywieniowej w profilaktyce chorób cywilizacyjnych

Świadomość posiadania indywidualnych cech metabolicznych organizmu oraz modyfikujących je czynników pozwala najlepiej pod tym kątem dobrać dietę, tak aby zminimalizować ryzyko wystąpienia chorób dietozależnych. W tym celu opracowywane są panele testów nutrigenetycznych, wskazujących na nosicieltwo danych poliformizmów genów związanych m.in. z metabolizmem i przyswajaniem składników odżywczych, witamin i minerałów kluczowych w prewencji wielu chorób cywilizacyjnych.

Nosicielstwo pewnych wariantów genów, zwłaszcza w połączeniu z niezdrowym stylem życia (brak aktywności fizycznej, dieta zachodnia) może wpłynąć na przyspieszony rozwój otyłości, insulinooporności czy zespołu metabolicznego, a w konsekwencji cukrzycy typu II i chorób sercowo-naczyniowych. W celu redukcji tego ryzyka należy podjąć interwencje żywieniowe oparte na wiedzy z dziedziny dietetyki oraz w następnej kolejności na wynikach badań testów nutrigenetycznych.

Profilowanie żywieniowe na podstawie genomu

Warianty genetyczne pozwalają również na określenie, jaki rozkład makroskładników (białek, tłuszczów, węglowodanów) wydaje się być najkorzystniejszy metabolicznie dla danego genotypu. Wskazać mogą także na konieczność zmiany podaży mikroskładników, czyli witamin i składników mineralnych w celu zachowania zdrowia i homeostazy organizmu.

Dieta wysokotłuszczowa dla jednych może stanowić ryzyko wystąpienia dyslipidemii, u drugich zaś, posiadających dobry metabolizm tłuszczów, będzie bezpieczna a nawet wskazana. Przykładowo do genów zaangażowanych w metabolizm lipidów zaliczane są geny różnych apolipoprotein, będących transporterami cholestorolu we krwi, np. APOE, APO4, APOA1. U nosicieli niekorzystnych wariantów genów wskazana jest dieta niskotłuszczowa z ograniczeniem nasyconych kwasów tłuszczowych i kwasów nienasyconych z rodziny n-6, a zwiększenie spożycia kwasów omega-3.

Poliformizmy genów związanych z regulacją ciśnienia tętniczego krwi, należących do układu hormonalnego renina-angiotensyna-aldosteron (RAA), mogą wpływać na zwiększone ryzyko nadciśnienia w odpowiedzi na podaż soli wraz z dietą. Wyróżnić tu możemy jednostki sodo-wrażliwe i sodo-niewrażliwe, na które mniej lub bardziej korzystnie będzie wpływać redukcja spożycia soli.

Otyłość i insulinoopoporność także są zaburzeniami metabolicznymi częściowo warunkowanymi przez geny. W rozwoju tych schorzeń znaczenie mają warianty genetyczne m.in. dla leptyny (hormonu sytości) i jej receptorów, dla apiponektyny (zwiększającej insulinowrażliwość) oraz dla receptorów jądrowych PPARγ (czynników transkrypcyjnych biorących udział w przemianach makroskładników diety) i genu FTO, zwanego genem podatności na otyłość. Niekorzystne poliformizmy tych genów w połączeniu z niezbilansowaną dietą mogą sprzyjać nadmiernemu gromadzeniu tkanki tłuszczowej i powstawaniu insulinooporności tkankowej, czym można zapobiec jednak przez podjęcie zmian żywieniowych.

Jednym z najczęściej badanych poliformizmów genetycznych w testach nutrigenetycznych jest gen MTHFR kodujący reduktazę metylenotetrahydrofolianową, czyli enzym przekszałcający kwas foliowy w jego aktywną formę. Obniżona aktywność reduktazy-MTHFR może prowadzić do niedoborów folianów, a w konsekwencji do zaburzenia funkcjonowania organizmu, przede wszystkim układu krążenia i układu nerwowego. Jest to sytuacja niebezpieczna w szczególności u osób, u których kwas foliowy jest niedoborowym składnikiem lub u osób ze zwiększonym zapotrzebowaniem, jak w przypadku kobiet ciężarnych bądź planujących ciążę. Po stwierdzeniu niekorzystnego wariantu genu MTHFR wskazana może być suplementacja tym składnikiem, najlepiej w formie aktywnej – zmetylowanej.

Testy nutrigenetyczne – czy warto?

Na obecny stan wiedzy nie znamy jeszcze wszystkich interakcji diety z genomem – są one złożone i skomplikowane. Istnieje bardzo mało publikacji naukowych wskazujących na skuteczność testów nutrigenetycznych w planowaniu spersonalizowanego żywienia. Na chwilę obecną są także one drogie i niewystandaryzowane. Ich wykorzystanie może być przydatne i wydaje się obiecujące, jednakże istnieje potrzeba szerszego ich przetestowania w dużych grupach badanych, aby na stale zagościły one w diagnostyce chorób dietozależnych i ich prewencji.

Musimy pamiętać również, że predyspozycje genetyczne zaburzeń metabolicznych nie warunkują wystąpienia danej choroby, lecz odpowiadają tylko częściowo za zwiększenie ryzyka jej wystąpienia. Należy więc brać pod uwagę wszystkie czynniki ryzyka schorzenia, planując jego skuteczną prewencję.

Składniki żywności wpływające na ekspresję genów

Badania wskazują, że odpowiednio dobrana dieta prewencyjna może zminimalizować niekorzystne oddziaływanie poliformizmów genów. Stosowanie zbilansowanej diety zgodnie z zaleceniami towarzystw naukowych np. Instytutu Żywności i Żywienia, dopasowanej indywidualnie pod względem pomiarów antropometrycznych oraz poziomu aktywności fizycznej, pozwala na znaczne obniżenie ryzyka otyłości i innych chorób cywilizacyjnych.

Dodatkowo wyróżniono kilka składników bioaktywnych pożywienia, które mogą korzystnie wpływać na ekspresję genów związanych z metabolizmem. Wśród nich wyróżnić możemy:

witaminy antyoksydacyjne: C, E, beta-karoten, których źródłem są warzywa oraz owoce, oleje roślinne i orzechy,

błonnik i kwas fitynowy – znajdujący się w pełnoziarnistych produktach zbożowych oraz nasionach roślin strączkowych,

flawonoidy – związki bioaktywne, występujące w herbacie, kawie, kakao, winie czerwonym, owocach i warzywach,

zioła i przyprawy, przede wszystkim cynamon.

W chwili obecnej najlepszym sposobem na zapobieganie występowania chorób dietozależnych jest prowadzenie zdrowego stylu życia, obejmującego m.in. umiarkowaną aktywność fizyczną i urozmaiconą, zbilansowaną dietę. Być może w niedalekiej przyszłości także testy nutrigenetyczne będą standardem w planowaniu spersonalizowanego żywienia.

Artykuł napisała: Renata Gołdys – Absolwentka studiów licencjackich Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu na kierunku dietetyka, obecnie studentka dietetyki II stopnia UMW. Sekretarz i czynny członek Studenckiego Koła Naukowego przy Zakładzie Dietetyki, współzałożycielka fanpage’a na Facebooku „Dietetyka okiem medyka”. Autorka licznych artykułów popularno-naukowych, publikowanych m.in. na portalu dietetycy.org.pl: https://dietetycy.org.pl/author/renata-goldys/. Miłośniczka dobrych książek i górskich wędrówek. Od niedawna prowadzi autorski profil na Facebooku: @dietetyczne shoty – https://www.facebook.com/dietetyczneshoty.

Piśmiennictwo

  1. Gętek, M., Czech, N., Fizia, K., Białek-Dratwa, A., Muc-Wierzgoń, M., Kokot, T., & Nowakowska-Zajdel, E. (2013). Nutrigenomika-bioaktywne składniki żywności. Advances in Hygiene & Experimental Medicine/Postepy Higieny i Medycyny Doswiadczalnej, 67, 255-260.
  2. Kapka-Skrzypczak, L., Niedźwiecka, J., Cyranka, M., Kruszewski, M. K., Skrzypczak, M., & Wojtyła, A. (2011). Nutrigenetyka-perspektywy żywienia zindywidualizowanego. Pediatric Endocrinology, Diabetes & Metabolism17(4), 222-226.
  3. Adamska, E., & Ostrowska, L. (2010). Nutrigenetyka i nutrigenomika a leczenie otyłości i chorób towarzyszących. Forum Zaburzeń Metabolicznych,1(3), 156-167.
  4. Ferguson, L. R., De Caterina, R., Görman, U., Allayee, H., Kohlmeier, M., Prasad, C., … & Kang, J. X. (2016). Guide and position of the international society of nutrigenetics/nutrigenomics on personalised nutrition: part 1-fields of precision nutrition. Lifestyle Genomics, 9(1), 12-27.
  5. Sadakierska-Chudy, A. (2018). Nutrigenetyka. [W:] Poniewierka, E. (red.). Dietetyka oparta na dowodach. (s. 67-117). Wrocław: MedPharm Polska.
  6. Grabowski, M., Barski, J., & Liśkiewicz, D. (2020). Fenotypowanie metaboliczne w rozwoju dietetyki spersonalizowanej. Postępy Biochemii66(2), 125-133.
  7. Marcum, J. A. (2020). Nutrigenetics/nutrigenomics, personalized nutrition, and precision healthcare. Current nutrition reports, 1-8.
  8. Banyś, K. J., Knopczyk, M. W., & Bobrowska-Korczak, B. (2020). Znaczenie kwasu foliowego dla zdrowia organizmu człowieka. Farmacja Polska76(2), 79-87.
  9. Bobrowska-Korczak, B., Skrajnowska, D., & Orzoł, A. (2017). Rola nutrigenomiki we wspomaganiu leczenia otyłości. Postepy Hig Med Dosw (online), 71, 1080-1088.
 

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here