Еволюція Як їжа впливає на наші гени - WELT
Будь то кава з молоком, капучино чи еспресо: кофеїн активує травні гени
Їжа та пиття для геному: чи то білок, цукор чи жири - геном поглинає все. Кава є дивовижним прикладом взаємодії їжі та генів. Але чому гени можна вмикати і вимикати за допомогою їжі? Погляд на еволюцію дає інформацію.
Дослідники, які працюють з дієтологом Веронікою Сомоза з Німецького дослідницького інституту харчової хімії в Мюнхені, хотіли б випити свіжозварену каву самостійно. Але цього ранку він призначений для лабораторних клітин, що вистилають шлунок, які вже чекають у скляному посуді. Співробітники по краплях розливають ранковий напій у камери. Різні смажені страви, еспресо або капучино.
Дивовижна річ у тому, що навіть без рота або стінки шлунка клітини «п’ють» або, принаймні, реагують на інгредієнти квасолі. Активуються кілька генів, включаючи ген рецептора гістаміну та гена рецептора ацетилхоліну. Це фактично вивільняє шлункову кислоту, хоча насправді в скляній мисці немає чого перетравлювати. Своїми експериментами Сомоза випадково спирається на італійську мудрість на науковій основі: еспресо після обіду стимулює травлення. Дивує лише те, що дія кави відбувається на генетичному рівні.
Команда Сомози ще не з’ясувала, які інгредієнти з квасолі викликають травний сік з клітин. На додаток до кофеїну, інші речовини, ймовірно, також відіграють роль. Залежно від виду кави клітини виробляють різну кількість шлункової кислоти. У найближчі місяці вчені хочуть використати реакцію клітин, щоб відповісти, чи еспресо чи біла кава є вибором напою після пишної їжі. Сомоза, який зараз займає професорську посаду в Університеті Вісконсіна в Медісоні, вже знає одне: «Це не загрожує здоров’ю. Кава після обіду, безумовно, не шкодить ".
Кава є дивовижним прикладом взаємодії їжі та генів. З одного боку, напій впливає на гени. З іншого боку, гени також визначають, як напій працює в організмі: американські дослідники, що працюють з Енн Дейц з Університету Південної Кароліни, виявили, що кофеїн розщеплюється з різною швидкістю, залежно від вашого особистого генетичного профілю. Так звані швидкі ацетилятори перетравлюють стимулятор настільки швидко, що він підбадьорює вас лише на короткий час.
Менше серцевих нападів - більше раку
Але здатність швидко позбутися кофеїну має велике значення для здоров’я. “Кофеїн стимулює серце і таким чином підкреслює орган. Тому велике споживання кави може стати причиною серцевого нападу », - пояснює Георг Йоост, дослідник нутрігеномів з Німецького інституту харчових досліджень у Берґольц-Рехбрюке поблизу Потсдама. Швидкі ацетилятори насправді рідше мають другий інфаркт, навіть якщо вони п’ють багато кави, показують дослідження. Однак перевага має і мінус: швидкі ацетилятори, як правило, мають підвищений ризик розвитку пухлин, попереджає дослідник генетиків Йоост. Ацетилювання утворює клітинні токсини, які можуть спровокувати злоякісні розростання.
Кава - далеко не єдина їжа, яка впливає на гени і метаболізм якої визначається генами. «Дивовижне те, що цілком нормальні інгредієнти, такі як білки, цукор і жири, впливають на гени. Не тільки вітаміни. Всі речовини містяться в продуктах харчування », - підкреслює Габріеле Штангл з Інституту сільськогосподарських та харчових наук Університету Мартіна Лютера Галле-Віттенберг. Однак з точки зору еволюції поширений ефект їжі здається їй сьогодні єдиним логічним: «Люди повинні адаптуватися до навколишнього середовища і досить швидко. Якби ми продовжували чекати, поки якийсь ген мутуватиме, щоб нам стало краще, тоді ми вже давно вимерли б. Тому необхідно і добре, щоб діяльність генів змінювалася, як тільки змінюється дієта ".
"Менеджери гонок" створюють архіви
Те, що людина їсть, визначає спосіб читання її генетичного матеріалу. У геномі доступні сотні тисяч креслень білків. Деякі з них ніколи не дістаються з архівів, тому відповідні білки ніколи не створюються. Отже, заархівований неактивний ген фактично недоступний для організму. Щодня реалізуються різні плани будівництва: у клітинах виробляються відповідні білки. Дієта також вирішує, що потрапляє в безшумний архів, а що потрапляє в щоденний список справ, які потрібно робити. Речовини з їжі або приєднуються безпосередньо до генів, або діють на "гоночних менеджерів", так звані фактори транскрипції, які зберігають гени в архіві або ставлять їх на порядок денний для виробництва клітин.
Штангл пояснив, як це відбувається докладно, наприклад з фруктозою. Цукор стимулює фактор транскрипції SREBP-1c (білок, що зв'язує регулюючий елемент стеролу). Це активує різні гени, що стимулюють утворення жиру в організмі. Це узгоджується з висновками людей та тварин: фруктоза сприяє тому, що в печінці утворюється більше жиру. “Все більше і більше продуктів із фруктозою часто рекламуються з гаслом“ без цукрового піску ”. Це точно не приносить вам ніякої користі », - попереджає Штангл. Печінка намагається вивести надлишок жиру, що збільшує рівень жиру в крові, а отже, і ризик кальцифікації артерій, інфарктів та тромбозів. Але є й такі продукти, які мають протилежний ефект. Рослинні білки з сої або люпину присипляють фактор транскрипції SREBP-1c (регулюючий елемент стеролу елемент, що зв’язує білок-1c). Гени для утворення жиру відмирають.
Це також жири, якими дослідження нутрігеноміки відзначили свої перші наукові успіхи наприкінці 1990-х. Саме тоді дослідники вперше пояснили, чому доброзичливі медичні поради іноді згасають. Навіть сьогодні пацієнтам із занадто великою кількістю холестерину в крові рекомендується харчуватися з низьким вмістом холестерину. Багато людей, які слухають лікаря і виймають з меню вершкове масло з хліба та яєць, з розчаруванням повинні усвідомлювати, що агонія відмови не винагороджується кращим значенням холестерину. Інші таємно ігнорують поради лікаря, продовжують їсти яєчний салат, м’ясо та жир, і якимось чином відчувають полегшення від того, що лікар не може виявити їх непокори від рівня холестерину.
П’ять яєць на день
Індивідуальні відмінності зумовлені генами: холестерин у їжі знижує фактор транскрипції SREBP-2 (регулюючий елемент стеролу елемент, що зв’язує білок-2). Це гальмує власне вироблення організмом холестерину. Однак цей відгук залежить від людини. Хоча деякі зовсім не реагують на холестерин з яєць та стейка, оскільки власне вироблення холестерину в організмі різко знижується, інші належать до так званих гіпервідповідей. Кожен бутерброд у них у крові. Яку з двох груп, до якої ви належите, можна перевірити в самоексперименті без необхідності розкривати свій геном. Штанґл описує, як це працює: «Ви повинні деякий час харчуватися без холестерину. Потім визначте рівень холестерину. Потім дайте йому справжнього удару і з’їдайте по п’ять яєць на день протягом двох тижнів. Якщо ваш холестерин не реагує стрибками, тоді ви знаєте, що холестерин у вашому раціоні зовсім не проти ".
Загалом, дослідникам поки що відомо лише про деякі міжособистісні відмінності в генному харчуванні. “Ми ще не дійшли до персональних рекомендацій. До цього далеко », - пояснює Штангл. Однак колега по дослідженню Джоост твердо сподівається, що збільшиться кількість індивідуальних підказок щодо харчування, які враховують генетичний склад та ризик захворювання. Подібно до того, як швидким ацетиляторам дозволяється випивати кілька чашок кави на день, навіть якщо у них вже було серцеве захворювання. З іншого боку, повільні ацетилятори зі слабким серцем повинні вибрати каву без кофеїну.
Нутрігеноміка, безумовно, не спричинила революцію в дієтичних рекомендаціях: багато овочів, багато фруктів, багато цільнозернових продуктів і мало м’яса - у цьому відношенні нічого не змінилося. Тільки відповідь "Чому" сьогодні може бути більш обгрунтованою, ніж у минулому. Тим не менше, є поради, які нутрігеноміка збила. «Донедавна фітоестрогени із сої з ейфорією рекламували як природні ліки від симптомів менопаузи. Сьогодні вони розглядаються як проблемні », - говорить Штанґл.
Фітоестроген геністеїн активує кілька генів у клітинах, які стимулюють поділ клітин. В результаті клітини раку також швидше розмножуються. Зростає ризик раку молочної залози. Штангл попереджає: «Слід утриматися від прийому таких речовин у формі капсул». З іншого боку, кількість їжі порівняно невелика і, ймовірно, не завдає шкоди. Однак парадокс полягає в тому, що азіатські жінки, які виросли з соєю з народження, все ще можуть отримати користь від інгредієнтів під час менопаузи, не збільшуючи ризик раку. "Для взаємодії між харчуванням та генами не тільки визначальним є те, що ми приймаємо, але й коли", - підкреслює Штангл.
Голодуюча мати - товста дитина
Яскравим прикладом цього є годування майбутньої дитини. В обох випадках, якщо жінка багато їсть або голодує під час вагітності, дитина народиться вічним ненажером. Ризик отримати зайву вагу або навіть діабетиком згодом високий. В яких генах зберігається цей приданий з утроби матері, досі невідомо. «Ми знаємо, що зміни на рівні генної активності в утробі матері іноді можуть тривати все життя. Тому ми говоримо про програмування плоду ”, - пояснює Штангл. "Якщо, навпаки, ви змінили свій раціон дорослого, наприклад, їсте менше фруктози, то жирна печінка просто знову піде". Дорослим легше забути, що вони їдять.