Co to jest nutrigenetyka i nutrigenomika?
To pytanie jest często zadawane przez osoby, które zajmują się genetyką i jej związkiem z odżywianiem. W rzeczywistości bardzo często można spotkać się z tym, że oba pojęcia są używane zamiennie, tak jakby były synonimami. Chociaż zarówno nutrigenetyka, jak i nutrigenomika są częścią szerszej dziedziny nauki zwanej genomiką żywieniową, istnieją różnice między tymi dwoma terminami.
Nutrigenetyka jest nauką, która bada reakcję na składniki odżywcze lub różne składniki diety w zależności od indywidualnych różnic genetycznych, tak aby na podstawie zmiennych genetycznych, zwanych polimorfizmami, czyli zmianami w sekwencji DNA, występującymi u co najmniej 1% populacji, można było określić specyficzne wymagania żywieniowe (1). Ponadto, nutrigenetyka bada ryzyko rozwoju chorób dietozależnych (np. otyłości lub cukrzycy typu 2).
Nutrigenomika natomiast analizuje bezpośredni wpływ składników odżywczych na ekspresję genów i stan zdrowia, co wykazano w kilku badaniach (2,3).
Ryc. 1. Genomika żywieniowa. Interakcja gen-składnik odżywczy. Zaadaptowano z: (4)
W każdym razie oczywisty wydaje się fakt, że związek między genetyką a odżywianiem jest tematem budzącym coraz większe zainteresowanie. Dieta ludzkiego genomu, dieta genetyczna itp. są często wyszukiwane w Google, a treści na ten temat często pojawiają się w publikacjach i na stronach internetowych z różnych dziedzin, od tych najbardziej technicznych i naukowych po najbardziej informacyjne, w tym dotyczące stylu życia czy fitnessu.
W jaki sposób nutrigenetyka odnosi się do diety?
Podstawową funkcją diety jest dostarczanie składników odżywczych niezbędnych do zaspokojenia potrzeb żywieniowych człowieka. Ponadto, dieta odgrywa kluczową rolę w chorobach niezakaźnych, takich jak choroby układu krążenia, cukrzyca i niektóre rodzaje nowotworów. Badanie nutrigenetyki umożliwia zastosowanie środków naprawczych i strategii zapobiegających tym chorobom w oparciu o indywidualny profil genetyczny, a także zaprojektowanie specyficznej diety, która będzie skuteczniejsza dla każdej osoby (5,6).
Przeprowadzenie analizy nutrigenetycznej dostarcza wielu informacji na temat indywidualnych różnic genetycznych, które mogą być wykorzystane przez pracowników służby zdrowia do zaplanowania diety zgodnej z potrzebami każdej osoby. Poniżej podano kilka przykładów znaczenia różnych aspektów, na które wpływa nutrigenetyka.
1. Nutrigenetyka i dieta śródziemnomorska
Korzyści zdrowotne płynące z diety śródziemnomorskiej są dobrze znane i jest ona uważana za jeden z najzdrowszych wzorców żywieniowych na świecie. Ogólnie rzecz biorąc, opiera się ona na codziennym spożywaniu owoców i warzyw, pełnych ziaren zbóż, roślin strączkowych, orzechów, ryb, białego mięsa i oliwy z oliwek. Może również obejmować umiarkowane spożycie fermentowanych produktów mlecznych, niskie spożycie czerwonego mięsa i czerwonego/białego wina w umiarkowanych ilościach podczas głównego posiłku. Badano jej pozytywny wpływ na zapobieganie nowotworom, równowagę metaboliczną i sercowo-naczyniową u ludzi, a w ostatnich latach przeprowadzono nawet badania nad jej wpływem na zdrowie psychiczne (7).
W ostatnich latach przeprowadzono nawet badania nad jego wpływem na zdrowie psychiczne (7). Badano go również jako skuteczną dietę odchudzającą. W tej dziedzinie postępy w nutrigenetyce umożliwiły określenie polimorfizmów (1), które decydują o większej lub mniejszej skuteczności różnych rodzajów diety, co może pomóc osobom, których celem jest utrata masy ciała, w wyborze najskuteczniejszej diety.
Na przykład gen PPARγ koduje białko, które reguluje metabolizm glukozy i magazynowanie kwasów tłuszczowych, stymulując wchłanianie tłuszczów i adipogenezę (powstawanie adipocytów, czyli komórek tłuszczowych, z komórek macierzystych) (8). Polimorfizm genu PPARγ jest związany ze zwiększoną skutecznością diety śródziemnomorskiej w odchudzaniu (9).
2. Nutrigenetyka i cholesterol
Cholesterol jest lipidem o ogromnym znaczeniu fizjologicznym i patologicznym. Lipoproteina o małej gęstości (LDL, powszechnie znana jako “zły cholesterol”) jest najbardziej rozpowszechnioną formą transportu cholesterolu we krwi, z wątroby do wszystkich komórek naszego ciała. Wysokie stężenie LDL wiąże się ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia choroby wieńcowej. Dzieje się tak, ponieważ nadmiar LDL we krwi tworzy blaszki miażdżycowe w tętnicach, znane jako miażdżyca, powodując stwardnienie tętnic i w konsekwencji blokując lub zmniejszając przepływ krwi przez tętnice (10,11).
Do stanów klinicznych wynikających z miażdżycy należą choroba niedokrwienna serca i udar mózgu. Według Światowej Organizacji Zdrowia, choroba niedokrwienna serca jest główną przyczyną zgonów na świecie, stanowiąc 16% wszystkich zgonów. Na drugim miejscu znajduje się udar mózgu, który stanowi 11% wszystkich zgonów (12).
Ryc. 2. Najczęstsze przyczyny zgonów na świecie (12).
Dlatego też, aby uniknąć poważnych powikłań, należy kontrolować stężenie cholesterolu LDL we krwi. Optymalne stężenie cholesterolu LDL wynosi poniżej 100 mg/dl. Kilka wariantów genetycznych wpływa na prawdopodobieństwo wystąpienia wysokiego lub niskiego stężenia LDL, a zatem wskazuje na ryzyko. Wśród tych genów znajduje się gen HMGCR, który koduje enzym reduktazę HMG-CoA, enzym ograniczający syntezę cholesterolu (13,14).
3. 24Genetics i nutrigenetyka
Analiza Nutrigenetics firmy 24Genetics obejmuje, oprócz powyższych przykładów, specyficzne markery związane z korzyściami płynącymi ze stosowania różnych diet, tendencją do wysokiego lub niskiego poziomu różnych witamin i minerałów, a także inne czynniki związane z dietą i wagą.
Bibliography
1. Polimorfismo | NHGRI [Internet]. [cited 2022 Apr 28]. Available from: https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Polimorfismo
2. Rogulska K, Strońska A, Grzeszczak K. The role of nutrigenetics in diet personalisation. Journal of Education, Health and Sport [Internet]. 2021 Aug 13 [cited 2022 Apr 27];11(8):75–9. Available from: https://apcz.umk.pl/JEHS/article/view/34942
3. [PDF] Paradigm Shift: an Overview on Nutrigenetics and Nutrigenomics | Semantic Scholar [Internet]. [cited 2022 Apr 27]. Available from: https://www.semanticscholar.org/paper/Paradigm-Shift%3A-an-Overview-on-Nutrigenetics-and-Ciaurelli-Origlia/fa02ef3bc256b054dabdc8166cc2bf4c313c6ba6
4. Nutrigenómica y nutrigenética | Offarm [Internet]. [cited 2022 Apr 28]. Available from: https://www.elsevier.es/es-revista-offarm-4-articulo-nutrigenomica-nutrigenetica-13101543
5. Nutrigenetics and Nutrigenomics as useful tools to reach personalized nutritional care | Semantic Scholar [Internet]. [cited 2022 Apr 27]. Available from: https://www.semanticscholar.org/paper/Nutrigenetics-and-Nutrigenomics-as-useful-tools-to-Zerbino/9210850d98bb757cec5cac7c2f98af19ff165998
6. Beckett EL, Jones PR, Veysey M, Lucock M. Nutrigenetics—Personalized Nutrition in the Genetic Age. 2017;
7. Ventriglio A, Sancassiani F, Contu MP, Latorre M, di Slavatore M, Fornaro M, et al. Mediterranean Diet and its Benefits on Health and Mental Health: A Literature Review. Clinical Practice & Epidemiology in Mental Health. 2020 Aug 4;16(1):156–64.
8. Ahmadian M, Suh JM, Hah N, Liddle C, Atkins AR, Downes M, et al. PPARγ signaling and metabolism: the good, the bad and the future. Nat Med [Internet]. 2013 [cited 2022 Apr 28];19(5):557–66. Available from: /pmc/articles/PMC3870016/
9. Garaulet M, Smith CE, Hernández-González T, Lee YC, Ordovás JM. PPARγ Pro12Ala interacts with fat intake for obesity and weight loss in a behavioural treatment based on the Mediterranean diet. Mol Nutr Food Res [Internet]. 2011 Dec [cited 2022 Apr 28];55(12):1771. Available from: /pmc/articles/PMC3951915/
10. Luo J, Yang H, Song BL. Mechanisms and regulation of cholesterol homeostasis. Nat Rev Mol Cell Biol [Internet]. 2020 Apr 1 [cited 2022 Apr 27];21(4):225–45. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31848472/
11. Kattoor AJ, Pothineni NVK, Palagiri D, Mehta JL. Oxidative Stress in Atherosclerosis. Curr Atheroscler Rep [Internet]. 2017 Nov 1 [cited 2022 Apr 27];19(11). Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28921056/
12. The top 10 causes of death [Internet]. [cited 2022 Apr 27]. Available from: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/the-top-10-causes-of-death
13. Kathiresan S, Willer CJ, Peloso GM, Demissie S, Musunuru K, Schadt EE, et al. Common variants at 30 loci contribute to polygenic dyslipidemia. Nat Genet [Internet]. 2009 Jan [cited 2022 Apr 27];41(1):56. Available from: /pmc/articles/PMC2881676/
14. HMGCR Gene – GeneCards | HMDH Protein | HMDH Antibody [Internet]. [cited 2022 Apr 27]. Available from: https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=HMGCR
