Нутригеномика: что это такое?

Еще древние греки знали, что еда влияет на состояние души и тела. И сегодня, в век высоких технологий, это знание получило подтверждение. Как связан рацион питания и геном человека? Как при помощи питания противостоять старению и сохранить здоровье? Рассказывает доктор Лапушкина Юлия.

Что такое нутригеномика?
Что такое нутригеномика?

Нутригеномика — относительно молодая отрасль науки, изучающая, как продукты питания влияют на превращение генетической информации в РНК или белок. Этот процесс называется экспрессией генов. Знания, полученные в рамках науки, могут дать ответы на самый главный вопрос — как обеспечить защиту от смертельно опасных болезней.

Наука о питании

Значимые открытия в нутрициологии датированы лишь XVIII-XX вв., когда был подробно изучен химический состав пищи, обмен веществ и его пути. Тем не менее, до середины XX в. люди страдало от болезней, вызванных неправильным и несбалансированным питанием. Сегодня цинга — авитаминоз, то есть полное отсутствие витамина С, кажется мифической болезнью. Однако в прошлом веке цинга была весьма распространена.

Разумеется, все это время ученые пытались понять, какое действие на клеточном и молекулярном уровне пища оказывает на работу организма и обмен веществ. Конец XX в. ознаменован началом крупных исследований, посвященных внутриклеточной жизни. Так родилась нутригеномика..

Значение и возможности нутригеномики

Основная задача нутригеномики — изучение влияния пищи и биологически активным добавок на экспрессию генов. Детальное прояснение связи рациона питания и генома человека поможет в лечении тяжелых соматических болезней: диабета, болезней сердца и сосудов, новообразований. Ученые убеждены, что данные о питании помогут не только лечить, но и диагностировать изменения, указывающие на начало болезни. Это поможет составить эффективный план лечения и предотвращения болезней.

Преобразование наследственной информации в белки, из которых строится тело, имеет несколько стадий регуляции. Главная из них — начало синтеза РНК. Как пройдет этот процесс, зависит от концентрации белков и способности ДНК связываться с ними. Доказано, что пища влияет на оба этих процесса.

В этом смысле очень показательным оказался эксперимент Джиртла и Уотерлэнда на трансгенных грызунах, склонных к ожирению, диабету и опухолевым процессам. Во время беременности в корм толстых самок добавляли холин, метионин и фолиевую кислоту. В итоге рождалось здоровое потомство.

При правильном питании у толстых мышей рождается здоровое потомство
При правильном питании у толстых мышей рождается здоровое потомство

Исследователи доказали, что метильные группы способны «выключать» ген, делающий эмбрионы предрасположенными к болезням. Человечество получило шанс научиться «включать» гены, укрепляя здоровье, и «выключать» предрасположенность болезням, причем не только у новорожденных детей.

Как еда влияет на здоровье?

В процессе переваривания основные компоненты пищи распадаются на простые вещества и направляются к клеткам, взаимодействуя с рецепторами. Сигналы, идущие от рецепторов в ядро клетки, могут менять экспрессию генов. Длительные и регулярные изменения этих сигналов отражаются на здоровье.

Белки

Белки распадаются с образованием аминокислот. При проникновении в клетку аминокислоты встречаются в цитоплазме с молекулой mTOR. Активация этой молекулы происходит только при достаточно высокой концентрации аминокислот. Генетические мутации, которые ослабляют сигналы mTOR-пути, способствуют продлению жизни у червей и мышей.

Существует мнение, что ограничение белков в рационе питания будет способствовать долголетию. Диета с ограничением белков и углеводов уменьшает риски развития ожирения и онкологических заболеваний. Но ученые делают акцент: «опасны» именно белки животного происхождения.

Углеводы

Углеводы распадаются на моносахара, например, глюкозу. Повышение концентрации глюкозы в крови способствует выработке инсулина. Каждая клетка имеет рецептор, улавливающий инсулин, благодаря которому и запускается сигнальный путь. Полученный клетками приказ поглощать глюкозу будет стимулировать их деление и рост. При избыточном поступлении глюкозы и генетической предрасположенности запускается биохимический механизм развития диабета.

Сигнальный путь «инсулин — глюкоза — клетка» тесно связан с mTOR-путем. Следовательно, уровень их активации будет иметь прямое влияние на здоровье и даже продолжительность жизни.

Жиры

Жиры преобразуются до жирных кислот и моноглицеридов. Нутригеномика активно изучает биохимические эффекты жирных кислот, ведь они способны запускать многочисленные сигнальные пути. Кроме того, многие болезни объясняются нарушениями в обмене жиров.

Все жирные кислоты можно разделить на насыщенные и ненасыщенные. В число ненасыщенных жирных кислот входят полиненасыщенные жирные кислоты и транс-жиры.

Исследователи доказали прямую взаимосвязь между употреблением транс-жиров и формирования болезней сердца и сосудов, сахарного диабета, ожирения, аллергии и новообразований. Отмечается негативное влияние на течение беременности — увеличиваются риски преждевременных родов и выкидышей.

Рацион питания и геном человека

Цель нутригеномики — изучить, как вариации в генах действуют на усвоение пищи, и выявить предрасположенность к болезням. В медицинской практике, в зависимости от причины и провоцирующих факторов, все генетические болезни принято делить на 2 класса.

Моногенные болезни

К моногенным заболеваниям, когда затронут один ген, можно отнести фенилкетонурию, целиакию и гиполактазию. При таких болезнях предотвратить внешние воздействия не трудно: достаточно избегать продуктов, которые не усваиваются.

Полигенные болезни

К полигенным заболеваниям, связанным со сбоем в нескольких генах и отягощенных внешними воздействиями, можно отнести ожирение, диабет второго типа, патологии сердца и сосудов, онкологические процессы. При этом нужно контролировать питание, уровень стресса и физическую активность.

Нутригеномика и рак

Нутригеномика позволяет вычислить риски и точно сказать, какие продукты стоит исключить, а какие должны обязательно присутствовать в рационе.
Доказано, что особенности метаболизма могут способствовать или, наоборот, предотвращать онкологические заболевания.

Среди онкопациентов распространена мутация, способствующая снижению эффективности фермента, участвующего в метилировании ДНК. Если у носителей мутации в рационе недостаточно фолата и холина — риски опухолевых процессов существенно увеличиваются.

Будущее нутригеномики

Ученые стремятся воздействовать на гены при помощи еды
Ученые стремятся воздействовать на гены при помощи еды

Несмотря на поражающие данные исследований и теоретические возможности нутригеномики, пока нет обширных данных и достоверной информации, позволяющих внедрять эти знания в общую практику.

Ожидается, что за 10-15 лет нутригеномика внесет существенный вклад в развитие здравоохранения. Изучение молекулярных механизмов комплекса «пища — гены» и диагностирование ранних маркеров нарушения обмена веществ и болезней позволит организовать качественное предупреждающее лечение многочисленных болезней.

В перспективе стоит проработка индивидуального плана питания, учитывающего обмен веществ и генетическую предрасположенность к болезням.

  • 1125
Запись к врачу

Мейлицева Марина Евсеевна

иммунолог, аллерголог, диетолог
Клиника доктора Волкова
Москва, ул. Архитектора Власова, д. 6
Записаться по бесплатному телефону:
8 800 77 55 787
Оставить комментарий
Читайте также

Линекс при поносе

Фармаколог Ольга Туфанова объясняет, как применять популярное лекарство при проблемах с кишечником.

В чем смысл брака?

Вместе с клиническим психологом Марией Волченковой отвечаем тем, кто задумался об официальной регистрации отношений.
Мейлицева Марина Евсеевна
иммунолог, аллерголог, диетолог