Nutrigenomika – amikor a táplálkozás üzenetet küld a génjeinknek

Az előző részben azt vizsgáltuk, hogyan befolyásolhatják genetikai sajátosságaink azt, ahogyan szervezetünk reagál bizonyos élelmiszerekre és tápanyagokra.

De mi történik, ha megfordítjuk a kérdést?

Befolyásolhatja-e az, amit elfogyasztunk, génjeink működését?

A válasz bizonyos értelemben igen.

Nem arról van szó, hogy egy brokkoli, egy csésze kávé vagy egy adag hal átírná a DNS-ünket. A táplálkozás azonban része annak a biológiai környezetnek, amely befolyásolhatja, hogy egyes gének mikor és milyen mértékben fejeződnek ki.

Ezeket az összetett kapcsolatokat vizsgálja a nutrigenomika.

Nutrigenetika és nutrigenomika – nem ugyanaz

A két kifejezést könnyű összekeverni, pedig eltérő kérdést vizsgálnak.

A nutrigenetika azt kutatja, hogyan befolyásolják genetikai különbségeink a táplálkozásra adott válaszunkat.

A nutrigenomika ezzel szemben azt vizsgálja, hogyan léphetnek kölcsönhatásba a tápanyagok és más étrendi komponensek a génműködést szabályozó biológiai folyamatokkal.

A valóság természetesen ennél jóval összetettebb, mert a két folyamat folyamatosan kapcsolatban áll egymással.

Mit jelent az, hogy egy gén „működik”?

Testünk szinte minden sejtje ugyanazt a genetikai információt hordozza.

Egy májsejt azonban egészen más feladatot végez, mint egy izomsejt vagy egy idegsejt.

Ennek egyik oka, hogy a különböző sejtekben nem ugyanazok a gének aktívak ugyanolyan mértékben.

Amikor egy gén információját a sejt felhasználja, génexpresszióról beszélünk.

A folyamat során a DNS-ben tárolt információ először RNS formájában íródik át, majd számos esetben ennek alapján fehérje készül.

Ezek a fehérjék lehetnek például:

• enzimek,
• receptorok,
• transzportfehérjék,
• hormonális jelátvitelben részt vevő molekulák,
• szerkezeti fehérjék.

A génexpresszió tehát alapvetően meghatározza, hogyan működnek sejtjeink.

És ez a rendszer nem statikus.

A génjeink nem egyszerű kapcsolók

Könnyű úgy elképzelni a géneket, mintha egyszerű villanykapcsolók lennének: vagy működnek, vagy nem.

A valóság ennél sokkal finomabb.

Egyes gének aktivitása fokozódhat vagy csökkenhet, miközben számos szabályozó mechanizmus együttesen határozza meg, hogy egy adott génből mikor és mennyi termék keletkezik.

A szervezet folyamatosan reagál a környezetére.

Ilyen környezeti tényező lehet többek között:

• a fizikai aktivitás,
• az alvás,
• a hormonális állapot,
• a stressz,
• a gyógyszerek,
• a környezeti expozíciók,
• és természetesen a táplálkozás.

Az elfogyasztott étel tehát nem pusztán energiát és építőanyagokat biztosít.

A táplálékból származó molekulák egy része különböző jelátviteli és anyagcsere-folyamatokban is részt vesz.

Hogyan „beszélhet” az étel a sejtjeinkhez?

Étkezés után a szervezet nem egyszerűen kalóriákat kap.

Megváltozik például a vér glükóz-, aminosav- és zsírsavszintje, hormonális válaszok indulnak el, és különböző sejten belüli jelátviteli útvonalak aktiválódhatnak.

Ezek a folyamatok végül a génexpresszióra is hatással lehetnek.

Egyes zsírsavak például olyan receptorokhoz kapcsolódhatnak, amelyek közvetlenül részt vesznek bizonyos gének aktivitásának szabályozásában.

Más tápanyagok az anyagcsere-folyamatokon keresztül biztosíthatnak olyan molekulákat, amelyek a génszabályozás különböző mechanizmusaihoz szükségesek.

A táplálkozás tehát egy rendkívül összetett biológiai kommunikációs rendszer része.

Zsírsavak: többek egyszerű energiaforrásnál

A zsírsavak jó példái annak, hogy egy tápanyag szerepe messze túlmutathat az energiaszolgáltatáson.

Bizonyos zsírsavak képesek kapcsolatba lépni úgynevezett nukleáris receptorokkal, például a PPAR receptorcsalád tagjaival.

Ezek a receptorok transzkripciós faktorokként működnek, vagyis részt vesznek egyes gének aktivitásának szabályozásában.

A folyamatok többek között kapcsolatban állnak:

• a lipidanyagcserével,
• a glükózanyagcserével,
• az energia-háztartással,
• valamint bizonyos gyulladásos folyamatok szabályozásával.

Ez jól mutatja, hogy egy étrendi komponens nem feltétlenül csak „üzemanyag”.

Biológiai jelként is viselkedhet.

A növényi élelmiszerek bioaktív vegyületei

A növényi eredetű élelmiszerek vitaminok, ásványi anyagok és rostok mellett számos bioaktív vegyületet is tartalmaznak.

Ilyenek például egyes:

• polifenolok,
• flavonoidok,
• karotinoidok,
• valamint keresztesvirágú zöldségekből származó vegyületek.

Laboratóriumi és humán kutatások alapján ezek közül több képes kapcsolatba lépni sejten belüli jelátviteli útvonalakkal és génexpressziós folyamatokkal.

Ez azonban nem jelenti azt, hogy egyetlen „szuperélelmiszer” képes lenne átprogramozni a szervezetet.

A nutrigenomika éppen arra mutat rá, hogy az étrend hatásait rendszerszinten érdemes vizsgálni.

Mi köze mindehhez az epigenetikának?

A nutrigenomika kapcsán gyakran találkozunk az epigenetika fogalmával.

Az epigenetikai szabályozás olyan mechanizmusokat foglal magában, amelyek befolyásolhatják a génexpressziót anélkül, hogy megváltoztatnák magát a DNS bázissorrendjét.

Ilyen mechanizmus többek között:

• a DNS-metiláció,
• a hisztonfehérjék módosítása,
• valamint bizonyos nem kódoló RNS-ek működése.

E folyamatokhoz az anyagcsere szorosan kapcsolódik.

Bizonyos tápanyagok például részt vesznek azoknak a molekuláknak a képzésében, amelyek a metilációs reakciókhoz szükségesek.

Ilyen összefüggésekben kerülhet szóba többek között:

• a folát,
• a B12-vitamin,
• a B6-vitamin,
• a kolin,
• a metionin.

Ez azonban nem azt jelenti, hogy ezekből minél többet fogyasztunk, annál „jobb” lesz génjeink működése.

A biológiai szabályozás egyensúlyokon alapul.

A bélmikrobiota is bekapcsolódik a rendszerbe

A történet itt válik még érdekesebbé.

Az elfogyasztott táplálék egy része nem közvetlenül a saját sejtjeinkkel lép kapcsolatba.

Először a bélmikrobiota mikroorganizmusai dolgozzák fel.

Az élelmi rostok fermentációja során például rövid szénláncú zsírsavak, köztük acetát, propionát és butirát keletkezhetnek.

Ezek közül a butirát nemcsak a vastagbél hámsejtjeinek fontos energiaforrása, hanem különböző jelátviteli és génszabályozási folyamatokkal is kapcsolatba kerülhet.

Ez jól mutatja, miért nem érdemes a táplálkozást, a mikrobiomot és a genetikát egymástól teljesen elkülönített rendszerekként kezelni.

Megváltoztathatjuk tehát a génjeinket az étrenddel?

Ezen a ponton fontos pontosítani.

A génszabályozás és a genetikai mutáció két különböző jelenség.

Az étrend azonban része lehet annak a környezetnek, amely befolyásolja bizonyos gének aktivitását és a sejtek működését szabályozó folyamatokat.

Ez jelentős különbség.

A nutrigenomika ezért nem arról szól, hogy „jó ételekkel bekapcsoljuk a jó géneket, rossz ételekkel pedig a rosszakat”.

Az ilyen állítások túlzottan leegyszerűsítik a biológiát.

Miért fontos mindez a személyre szabott táplálkozásban?

A nutrigenomika hosszabb távon hozzájárulhat ahhoz, hogy pontosabban értsük az egyéni táplálkozási válaszokat.

A jövő személyre szabott táplálkozása valószínűleg nem egyetlen adatforrásra épül majd.

Sokkal inkább több információ együttes értékelésére:

• genetikai sajátosságokra,
• génexpressziós mintázatokra,
• anyagcsere-adatokra,
• mikrobiomra,
• laboratóriumi eredményekre,
• testösszetételre,
• fizikai aktivitásra,
• életmódra,
• valamint a tényleges étrendre.

A cél nem az, hogy minden ember számára találjunk egy „genetikailag tökéletes” étrendet.

Hanem az, hogy egyre pontosabban megértsük:

Nem a génjeink vagy az étrendünk – hanem a kapcsolatuk

A modern táplálkozástudomány egyik legfontosabb felismerése, hogy az emberi szervezetet nem lehet egymástól elszigetelt részekre bontva teljesen megérteni.

A génjeink hatással lehetnek arra, hogyan reagálunk az étrendünkre.

Az étrendünk pedig része annak a környezetnek, amelyben génjeink működnek.

Ehhez kapcsolódik a mikrobiota, az anyagcsere, a hormonrendszer, az immunrendszer, a fizikai aktivitás és számos további tényező.

A nutrigenetika és a nutrigenomika ezért ugyanannak a történetnek két oldala.

Az egyik azt kérdezi:

A másik pedig:

Minél többet értünk ezekből a kölcsönhatásokból, annál közelebb kerülünk ahhoz, hogy a személyre szabott táplálkozás ne egyszerű divatos kifejezés, hanem egyre pontosabban alkalmazható tudományos szemlélet legyen.