Nutrigenomika i nutrigenetyka – wprowadzenie do nowych kierunków badań żywieniowych

Nutrigenomika i nutrigenetyka stanowią nowe obszary badań, funkcjonujące na styku nauk o żywności i żywieniu oraz biologii molekularnej. Podstawą ich rozwoju było opisanie w 2004 roku sekwencji genomu ludzkiego i identyfikacja około 30 tysięcy genów.
Nutrigenomika zajmuje się badaniem wpływu składników diety na ekspresję genów oraz złożonych zależności między dietą a genetycznymi predyspozycjami do rozwoju chorób przewlekłych, w tym nowotworowych, krążeniowych i metabolicznych. Bioaktywne składniki diety regulują ekspresję genów między innymi poprzez wpływ na strukturę chromatyny, związaną ze stopniem metylacji DNA. Wpływają także na efektywność procesów naprawy DNA i stabilność genomu. Obniżona metylacja (hipometylacja) DNA wywołuje aktywację tych genów, które powinny być wyciszone, np. onkogennych, zwiększając ryzyko inicjacji procesów nowotworowych. Hipometylacji DNA sprzyjają niedobory kwasu foliowego i selenu, a zapobiegają polifenole, w tym katechiny (zielona herbata), siarczek diallilu (czosnek) oraz sulforafan (brokuły). Składniki diety, w tym niektóre witaminy i sole mineralne, katalizują także procesy syntezy i naprawy DNA. W tym zakresie, prawidłowa podaż kwasu foliowego, witamin B12, PP, E i A oraz wapnia sprzyja ochronie DNA przed uszkodzeniami, podczas gdy nadmiar witaminy B2, kwasu pantotenowego i biotyny zwiększa ryzyko uszkodzeń. Niezbilansowana dieta wpływa zatem na niewłaściwą ekspresję genów i niestabilność genomu, a w konsekwencji rozwój chorób przewlekłych.
Celem nutrigenetyki jest analiza genetycznego podłoża zróżnicowanego wpływu składników diety na genotyp i fenotyp jednostek i grup etnicznych. Zróżnicowanie genetyczne populacji (polimorfizmy) może być przyczyną między innymi różnego wpływu nienasyconych kwasów tłuszczowych na poziom cholesterolu i triacylogliceroli (dawniej triglicerydów) we krwi, różnej odpowiedzi organizmu na dietę o wysokiej zawartości cholesterolu i nasyconych kwasów tłuszczowych, różnej wrażliwości jednostek i grup etnicznych na napoje alkoholowe (np. niska tolerancja alkoholu u Japończyków) i innych.
Znajomość tych mechanizmów i indywidualnych uwarunkowań genetycznych pozwoli w przyszłości projektować dietę i żywność funkcjonalną, o naukowo potwierdzonych walorach prozdrowotnych, dla określonych populacji lub pojedynczych osób, co oznaczać będzie personalizację diety, także dla osób o wysokiej aktywności fizycznej.

Dr hab. Maria Gacek