Nutrigenomika – co to jest?

Czym zajmuje się nutrigenomika? 

Każdy z nas na pewno miał styczność z tzw. piramidą zdrowego żywienia. Ukazane w taki sposób zasady zdrowego odżywiania stanowią wskazówkę skierowaną dla całej populacji. Ale czy na pewno takie uogólnienie jest właściwe? Czy jednakowa dieta dla każdego przyniesie takie same korzyści? Na te pytania naukowcy starali się odpowiedzieć już od dawna, ale dopiero rozwój genetyki i zsekwencjonowanie ludzkiego genomu dały możliwość przeprowadzenia szczegółowych badań. Okazuje się, że w naszych genach zapisane są m.in. predyspozycje do wystąpienia nietolerancji pokarmowych, sposób metabolizowania składników odżywczych, witamin i antyoksydantów, a nawet skłonność do tycia. Informacja zapisana w naszym DNA to nie wszystko – w żywności znajdują się substancje bioaktywne, które mogą zmieniać aktywność naszych genów, wpływając tym samym na funkcjonowanie całego organizmu. Nutrigenomika to nauka badająca wpływ składników diety na nasze geny. 

Jak to działa? 

Związki bioaktywne zawarte w żywności (np. kurkumina, likopen, resweratrol, genisteina), przedostając się do organizmu, działają jak cząsteczki sygnałowe przekazujące informacje ze środowiska zewnętrznego.  

Ich działanie może obejmować: 

• zmiany struktury chromatyny hamujące lub aktywujące proces transkrypcji, 
• regulację ekspresji genów jako czynnik transkrypcyjny łączący się z odpowiednim receptorem. 

Innymi słowy, to, co jemy, oprócz dostarczenia wartości odżywczych, wpływa na funkcjonowanie naszego organizmu na poziomie molekularnym.  

Co to jest nutrigenetyka? 

Nutrigenetyka to pokrewna dziedzina, która zajmuje się szukaniem genów, których polimorfizmy (różne warianty) w populacji odpowiadają za różnice w reakcji organizmu na składniki pokarmowe. W zależności od tego, jaki wariant danego genu posiadamy, nasze organizmy mogą w odmienny sposób metabolizować białka, tłuszcze, węglowodany i witaminy, a także wykazywać różny stopień podatności na nietolerancje pokarmowe. 

Proces poszukiwania genów, których funkcjonowanie ma wpływ na rozwój chorób dietozależnych (m.in. otyłość, cukrzyca, nadciśnienie tętnicze, zaburzenia metaboliczne), jest bardzo skomplikowany i żmudny. Ludzki genom posiada aż 23 000 genów. Każdy z nich może wpływać na więcej niż jedną cechę, a jego ekspresja może zależeć także od czynników środowiskowych. W typowaniu kluczowych genów wykorzystuje się badania asocjacyjne całego genomu. Badania prowadzone są na dużych grupach ludzi wykazujących określoną cechę (np. chorobę), których genom porównuje się do grupy kontrolnej (osoby zdrowe). Gdy uda się wyodrębnić geny potencjalnie powiązane z badaną cechą, prowadzone są dalsze badania kliniczne.  

Czy nutrigenomika znajduje zastosowanie w praktyce? 

Nutrigenomika bywa nazywana przyszłością dietetyki, ponieważ najważniejszym celem tej nauki jest dostosowanie diety do indywidualnej jednostki, tak aby jak najlepiej służyła poprawie stanu zdrowia. 

Dużą uwagę badaczy zwraca problem otyłości. Przeprowadzono doświadczenie polegające na poddaniu badaniom genetycznym grupy 50 otyłych osób. Na podstawie wyników opracowano dla nich indywidualne zalecenia żywieniowe. Grupa kontrolna otrzymała ogólne zalecenia dietetyczne. Obu grupom zalecono również ćwiczenia fizyczne. Okazało się, że osoby, które dysponowały spersonalizowanym planem żywieniowym, osiągnęły lepsze wyniki redukcji masy ciała, które dłużej się utrzymywały niż u osób, które otrzymały standardowe zalecenia dietetyczne. 

Dzięki identyfikacji wariantów genów, które predysponują do wystąpienia określonych chorób, można odpowiednio wcześniej zmienić swoją dietę, aby nie dopuścić do rozwoju schorzenia lub złagodzić jego przebieg. Przykładem może być gen TCF7L2, którego określony wariant zwiększa ryzyko cukrzycy typu 2. Świadomość tego zagrożenia powinna skutkować wdrożeniem odpowiedniej diety, co może zapobiec rozwojowi choroby. 

Kolejnym przykładem mogą być różnice osobnicze w metabolizowaniu witamin. Dzięki badaniom genetycznym można ustalić indywidualne dobowe zapotrzebowanie np. na witaminę C.  Dowiedziono również, że podwyższone stężenie homocysteiny we krwi może zależeć od wariantu polimorficznego pewnego genu, a w takim przypadku wzrost poziomu tego składnika można skompensować zwiększoną podażą kwasu foliowego w diecie. 

Badanie pacjentów z nadciśnieniem tętniczym wykazało, że określony profil genetyczny jest dużo bardziej wrażliwy na zawartość sodu w diecie, reagując wzrostem ciśnienia. 

Nutrigenomika odgrywa istotną rolę w określaniu podatności na różne choroby, a także wystąpienia nietolerancji pokarmowych, np. celiakii, która do tej pory diagnozowana była dopiero na podstawie biopsji zniszczonych kosmków jelitowych. Obecnie wykonanie testu genetycznego ułatwia i przyspiesza postawienie diagnozy, umożliwiając szybszą interwencję dietetyczną. 

Przykładów wykorzystania nutrigenomiki w praktyce jest więcej, ale naukowcy wciąż odkrywają nowe zależności i wydaje się, że jesteśmy dopiero na początku drogi do pełnej personalizacji usług dietetycznych.  

W ostatnim czasie w nauce o żywieniu człowieka nastąpił istotny progres. Dzięki rozwojowi biologii molekularnej i genetyki możliwe staje się badanie oddziaływania składników żywności na nasz organizm na poziomie mechanizmów molekularnych. Nutragenomika to wciąż rozwijająca się dziedzina wiedzy, która daje nadzieję na lepszą profilaktykę chorób dietozależnych i jak najdłuższe zachowanie zdrowia w populacji. 

Źródła: 

• Barbarska O., Gacparska M., Skubiszewska A., Olędzka G., Rola nutrigenomiki w zdrowym starzeniu się, Gerontologia Polska, 2018. 
• Bobrowska-Korczak B., Skrajnowska D., Orzoł A., Rola nutrigenomiki we wspomaganiu leczenia otyłości, Postępy Hig Med. Dośw., 2017. 
• Grabowski M., Barski J., Liśkiewicz D., Fenotypowanie metaboliczne w rozwoju dietetyki spersonalizowanej, Postępy Biochemii, 2020. 
• Koziołkiewicz M., Koncepcje nutrigenomiki, Prace Przeglądowe, Instytut Biochemii Technicznej, Politechnika Łódzka, 2009. 
• Panczyk M., Nutrigenetyka i nutrigenomika – zastosowanie technologii ‘omics’ w optymalizacji żywienia człowieka, PediatricEndocrinology, Diabetes and Metabolism, 2013 
• Tarko T., Drożdż I., Najgebauer-Lejko D., Duda-Chodak A., Innowacyjne rozwiązania w Technologii żywności i żywieniu człowieka, Polskie Towarzystwo Technologów żywności, 2016.