Nutrigenomika

Nutrigenomika – przyszłością diety na podstawie kodu genetycznego człowieka?

Nutrigenomika to dyscyplina nauki, która funkcjonuje od niedawna i wzbudza wiele kontrowersji. Czy naprawdę zapoczątkuje ona poradnictwo żywieniowe zoptymalizowane dla danej osoby czyli oparte o jej genotyp?

Rozpocznijmy może od wyjaśnienia czym dokładnie się zajmuje i jaki obszar nauki bada ta dziedzina.

Pojęcie to, przedstawia wpływ bioaktywnych składników diety na ekspresję genów, (innymi słowy na genom, transkryptom, proteom, metabolom), a także identyfikuje mechanizmy decydujące o tym, w jaki sposób żywność i żywienie wpływają na stan zdrowia [1]. Skupia ona szczególnie uwagę na zależności pomiędzy dietą, a genetycznymi predyspozycjami do wystąpienia chorób cywilizacyjnych, do których możemy zaliczyć choroby nowotworowe czy schorzenia układu sercowo-naczyniowego[1].

Innym pojęciem z tego obszaru nauki, który także wymaga wyjaśnienia jest nutrigenetyka. Zajmuje się ona analizą różnic genetycznych, które istnieją u poszczególnych osobników lub grup etnicznych i mogą decydować o różnicach w sposobie działania składników diety na ich genomy oraz fenotypy. Dokładniej rzec ujmując, jej głównym zadaniem jest identyfikacja, klasyfikacja i charakterystyka polimorfizmów genetycznych [1]. Są to różnice występujące w DNA populacji. Poznanie dokładnie tych mechanizmów pozwoli w przyszłości na stworzenie indywidualnego poradnictwa żywieniowego stworzonego dla konkretnej grupy lub osoby. Może nasunąć się nam proste pytanie: w jaki sposób żywienie może wpływać na ekspresję genów? Otóż chodzi o znajdujące się w żywności związki bioaktywne, które mogą działać jako:

• czynniki regulujące strukturę chromatyny, co decyduje o aktywacji lub represji procesu transkrypcji;
• czynniki regulujące w sposób bezpośredni aktywność receptorów jądrowych i pośrednio poziom transkrypcji genów kontrolowanych przez receptory, które działają jako czynniki transkrypcyjne[2].

Musimy uwzględnić, że składniki te mogą być różnie metabolizowane i w ten sposób różnie oddziałują na organizmy ze względu na istnienie wcześniej już wspomnianych polimorfizmów genetycznych [2].

Innymi słowy, związki bioaktywne funkcjonują jako cząsteczki sygnałowe, które przenoszą informacje ze środowiska zewnętrznego i wpływają (w sensie ilościowym i jakościowym) na ekspresję genów, a to z kolei ma wpływ na funkcjonowanie komórek i organizmów. Geny są więc cząsteczkami docelowymi („dietary targets”) dla bioaktywnych składników diety i odbierają informację płynącą ze środowiska zewnętrznego[3]. Duże znaczenie jaka będzie ta przenoszona wiadomość zależy od diety jaką stosujemy i na jakich produktach ona bazuje. Jest szeroka gama produktów, które zawierają substancje bioaktywne. To m.in. pomidory (likopen), imbir (gingerol), czerwone winogrona (resweratrol), kurkuma (kurkumina), zielona herbata (EGCG), bazylia (kwas ursolowy) czy marchew (Beta karoten)[4].

Warto przy tym temacie wspomnieć o pojawiających się obecnie w dziedzinie nutrigenomiki różnych programach czy projektach. Jednym z nich, który był realizowany do 2015 roku, jest Food4Me. Finansowany przez Unię Europejską program, którego celem było zidentyfikowanie wyzwań i możliwości w dziedzinie zindywidualizowanego żywienia w ramach internetowego badania w całej Europie. Przeprowadzone w ramach projektu ogólnoeuropejskie badanie obejmujące ponad 1 500 uczestników wykazało, że doradztwo w zakresie zindywidualizowanego żywienia bardziej wpływa na poprawę zachowań związanych z odżywianiem niż konwencjonalne poradnictwo populacyjne. Badanie zostało przeprowadzone w całości drogą internetową w takich krajach jak Grecja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska i Wielka Brytania[5].

Zindywidualizowane porady dietetyczne były ustalane na podstawie 3 elementów:

• diety (kilka kwestionariuszy przesiewowych oraz internetowy kwestionariusz na temat częstotliwości żywienia w celu ocen zwyczajów żywieniowych)
• fenotypu (kwestionariusz przesiewowy dotyczący aktywności fizycznej, wzrostu i wagi; markery metaboliczne i żywieniowe, takie jak poziom glukozy, witaminy D, karotenoidów i kwasów tłuszczowych zostały zmierzone z zastosowaniem kart suchej kropli krwi)
• genotypu (próbki komórek DNA dostarczone przez uczestników z wymazów policzkowych)[5]

Po sześciu miesiącach badania uczestnicy, którzy otrzymali spersonalizowane porady dotyczące żywienia i stylu życia odżywiali się znacznie zdrowiej od uczestników, którzy otrzymali niespersonalizowane porady oparte na populacji. Przeprowadzone badania na podstawie projektu Food4Me potwierdziło, że zindywidualizowane żywienie ma na celu wspieranie trwałych zmian w zachowaniach związanych z odżywianiem, które doprowadzą do poprawy zdrowia. Koncepcja ta może ograniczyć wydatki z budżetów na opiekę zdrowotną. Wykazano także konieczność przeprowadzenia dalszej analizy etycznej dotyczącej:

• komercjalizacji;
• żywność i zdrowia;
• zagrożonych wartości[5].

Dokładne poznanie mechanizmów wpływu poszczególnych składników diety na genom człowieka jest nadal ogromnym wyzwaniem dla naukowców. Dalsze badania pozwolą na rozwinięcie żywienia zindywidualizowanego czyli skomponowanego dla danej osoby na podstawie jej genotypu.

Jest to ważne ze względu na działanie różnych mechanizmów metabolizowania związków dostarczanych z dietą. Z pewnością dziedzina ta stworzy duże szanse na większą skuteczność i dobór prawidłowych metod interwencji żywieniowych. Będzie to kolejny krok w profilaktyce chorób dietozależnych i miejmy nadzieję, że przyczyni się do zmniejszenia chorób związanych z dietą.

Opracowanie na podstawie:

1. M. Koziołkiewicz: Koncepcje nutrigenomiki, Prace Przeglądowe, Instytut Biochemii Technicznej, Politechnika Łódzka
2. M. Pieszka, M. P. Pietras: Nowe kierunki w badaniach żywieniowych- nutrigenomika; Instytut Zootechniki Państwowy Instytut Badawczy, Dział Żywienia Zwierząt i Paszoznawstwa
3. Monika Gętek, Natalia Czech, Katarzyna Fizia, Agnieszka Białek-Dratwa, Małgorzata Muc-Wierzgoń, Teresa Kokot, Ewa Nowakowska-Zajdel: Nutrigenomika – bioaktywne składniki żywności, Postepy Hig Med Dosw (online), 2013; 67: 255-260
4. M. Koziołkiewicz: Nutrigenomika i nutrigenetyka- koncepcje i obszary badawcze, Instytut Biochemii Technicznej, Politechnika Łódzka
5. http://www.eufic.org/article/pl/artid/Finansowany_przez_UE_projekt_Food4Me_toruje_droge_zindywidualizowanemu_zywieniu_w_celu_poprawy_zdrowia_publicznego/ 06.08.2016