Wraz z kaloriami i składnikami odżywczymi, jedzenie zawiera genetyczne plany, które kształtują to, kim jesteś. Maskot przez Getty Images
Ludzie zazwyczaj myślą o jedzeniu jako kaloriach, energii i pożywieniu. Jednak najnowsze dowody sugerują, że żywność „rozmawia” również z naszym genomem, który jest genetycznym wzorcem kierującym funkcjonowanie organizmu na poziom komórkowy.
Ta komunikacja między żywnością a genami może wpływać na twoje zdrowie, fizjologia i długowieczność. Pomysł, że jedzenie dostarcza ważnych informacji do genomu zwierzęcia, jest przedmiotem zainteresowania dziedziny znanej jako Nutrigenomika. Jest to dyscyplina, która wciąż jest w powijakach, a wiele pytań pozostaje owianych tajemnicą. Jednak my, badacze, nauczyliśmy się już wiele o tym, jak to zrobić składniki żywności wpływają na genom.
Jestem biolog molekularny którzy testują i oceniają narzędzia, przedstawiając swoje potrzeby i wyzwania w kontekście stosowanych narzędzi bada interakcje wśród jedzenia, geny i mózg w celu lepszego zrozumienia, w jaki sposób wiadomości dotyczące żywności wpływają na naszą biologię. Wysiłki naukowców mające na celu rozszyfrowanie tego przekazu informacji mogą pewnego dnia zaowocować zdrowszym i szczęśliwszym życiem dla nas wszystkich. Ale do tego czasu nutrigenomika ujawniła co najmniej jeden ważny fakt: nasz związek z jedzeniem jest o wiele bardziej intymny, niż kiedykolwiek sobie wyobrażaliśmy.
Interakcja żywności i genów
Jeśli pomysł, że jedzenie może napędzać procesy biologiczne poprzez interakcję z genomem, brzmi zdumiewająco, nie trzeba szukać dalej niż ul, aby znaleźć sprawdzony i doskonały przykład tego, jak to się dzieje. Pszczoły robotnice pracują bez przerwy, są bezpłodne i żyją tylko kilka tygodni. Królowa pszczół, siedząca głęboko w ulu, żyje latami, a płodność jest tak potężna, że rodzi całą kolonię.
A jednak pszczoły robotnice i królowe są genetycznie identycznymi organizmami. Stają się dwiema różnymi formami życia z powodu jedzenie, które jedzą?. Królowa pszczół ucztuje dalej mleczko pszczele; pszczoły robotnice żywią się nektarem i pyłkiem. Oba pokarmy dostarczają energii, ale mleczko pszczele ma dodatkową cechę: jego składniki odżywcze mogą odblokować instrukcje genetyczne stworzyć anatomię i fizjologię królowej pszczół.
Jak więc jedzenie przekłada się na instrukcje biologiczne? Zapamietaj to żywność składa się z makroskładników. Należą do nich węglowodany – lub cukry – białka i tłuszcze. Jedzenie zawiera również mikroelementy, takie jak witaminy i minerały. Te związki i produkty ich rozpadu mogą wyzwalać przełączniki genetyczne, które znajdują się w genomie.
Dziedzina nutrigenomiki ma na celu rozszyfrowanie, w jaki sposób różne rodzaje żywności przekazują różne – i ważne – wiadomości do naszych komórek. Peter Dazeley / Bank obrazów przez Getty Images
Podobnie jak przełączniki, które kontrolują intensywność światła w twoim domu, przełączniki genetyczne określają, ile wytwarza się określonego produktu genu. Na przykład mleczko pszczele zawiera związki, które aktywować kontrolery genetyczne aby uformować organy królowej i utrzymać jej zdolność reprodukcyjną. Wiadomo, że u ludzi i myszy produkty uboczne aminokwasu metioniny, które występują obficie w mięsie i rybach, wpływają na tarcze genetyczne, które są ważne dla wzrostu i podziału komórek. A witamina C odgrywa rolę w utrzymywaniu nas w zdrowiu chroniąc genom przed uszkodzeniami oksydacyjnymi; promuje również funkcję szlaków komórkowych, które mogą naprawić genom, jeśli zostanie uszkodzony.
W zależności od rodzaju informacji żywieniowej, aktywowanych kontroli genetycznych i komórki, która je otrzymuje, wiadomości w żywności mogą wpływać dobre samopoczucie, ryzyko chorób, a nawet długość życia. Należy jednak zauważyć, że do tej pory większość tych badań przeprowadzono na modelach zwierzęcych, takich jak pszczoły.
Co ciekawe, zdolność składników odżywczych do zmiany przepływu informacji genetycznej może obejmować pokolenia. Badania pokazują, że u ludzi i zwierząt dieta dziadków wpływa na aktywność przełączników genetycznych oraz ryzyko zachorowania i śmiertelność wnuków.
Przyczyna i skutek
Jednym z interesujących aspektów myślenia o jedzeniu jako rodzaju informacji biologicznej jest to, że nadaje ono nowe znaczenie idei łańcucha pokarmowego. Rzeczywiście, jeśli na nasze ciała wpływa to, co jemy – aż do poziomu molekularnego – to to, co spożywamy, „zjedliśmy” również może wpływać na nasz genom. Na przykład, w porównaniu z mlekiem od krów karmionych trawą, mleko od krów karmionych zbożem ma różne ilości i rodzaje kwasy tłuszczowe oraz witaminy C i A . Więc kiedy ludzie piją te różne rodzaje mleka, ich komórki również otrzymują różne komunikaty żywieniowe.
Podobnie dieta ludzkiej matki zmienia poziom kwasów tłuszczowych, a także witamin, takich jak B-6, B-12 i kwas foliowy, które znajdują się w jej mleku. Może to zmienić rodzaj komunikatów żywieniowych docierających do własnych przełączników genetycznych dziecka, chociaż obecnie nie wiadomo, czy ma to wpływ na rozwój dziecka.
Informacje o żywności pochodzące od zwierząt – takie jak mleko krowie – są przekazywane osobie pijącej mleko. Źródło obrazu/DigitalVision za pośrednictwem Getty Images
I, być może bez naszej wiedzy, my również jesteśmy częścią tego łańcucha pokarmowego. Jedzenie, które jemy, majstruje nie tylko przy przełącznikach genetycznych w naszych komórkach, ale także przy tych mikroorganizmy żyjące w naszych jelitach, skórze i błonach śluzowych. Jeden uderzający przykład: u myszy rozkład krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych przez bakterie jelitowe zmienia poziom serotoniny, przekaźnik chemiczny mózgu, który reguluje między innymi nastrój, niepokój i depresję.
Dodatki do żywności i opakowania
Dodawane składniki do żywności mogą również zmieniać przepływ informacji genetycznej w komórkach. Pieczywo i zboża są wzbogacone o foliany zapobieganie wadom wrodzonym spowodowanym niedoborami tego składnika odżywczego. Ale niektórzy naukowcy stawiają hipotezę, że wysoki poziom kwasu foliowego przy braku innych naturalnie występujących mikroelementów takie jak witamina B-12 może przyczynić się do częstszego występowania raka okrężnicy w krajach zachodnich, prawdopodobnie poprzez wpływ na szlaki genetyczne kontrolujące wzrost.
Może to również dotyczyć chemikaliów znajdujących się w opakowaniach żywności. Bisfenol A, czyli BPA, związek występujący w plastiku, włącza tarcze genetyczne u ssaków, które mają kluczowe znaczenie dla rozwoju, wzrost i płodność. Na przykład niektórzy badacze podejrzewają, że zarówno w modelach ludzkich, jak i zwierzęcych, BPA wpływa na wiek zróżnicowania płciowego i zmniejsza płodność, zwiększając prawdopodobieństwo włączenia przełączników genetycznych.
Wszystkie te przykłady wskazują na możliwość, że informacja genetyczna w żywności może wynikać nie tylko z jej składu molekularnego – aminokwasów, witamin itp. – ale także z polityki rolnej, środowiskowej i gospodarczej kraju lub braku ich.
Naukowcy dopiero niedawno rozpoczęli dekodowanie tych genetycznych przekazów dotyczących żywności i ich roli w zdrowiu i chorobie. My, badacze, nadal nie wiemy dokładnie, w jaki sposób składniki odżywcze działają na przełączniki genetyczne, jakie są ich zasady komunikacji i jak dieta poprzednich pokoleń wpływa na ich potomstwo. Wiele z tych badań przeprowadzono jak dotąd tylko na modelach zwierzęcych i wiele pozostaje do ustalenia, co oznaczają dla ludzi interakcje między żywnością a genami.
Jasne jest jednak, że odkrycie tajemnic nutrigenomiki może wzmocnić zarówno obecne, jak i przyszłe społeczeństwa i pokolenia.
O autorze
Monika Duś, Adiunkt Biologii Molekularnej, Komórkowej i Rozwoju, Szkoła Medyczna Uniwersytetu Michigan Michigan
Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.
Powiązane książki:
Sól, tłuszcz, kwas, ciepło: opanowanie elementów dobrego gotowania
autorstwa Samina Nosrata i Wendy MacNaughton
Ta książka to kompleksowy przewodnik po gotowaniu, skupiający się na czterech elementach: soli, tłuszczu, kwasie i cieple oraz oferujący spostrzeżenia i techniki tworzenia pysznych i dobrze zbilansowanych posiłków.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Książka kucharska Skinnytaste: mało kalorii, dużo smaku
Giny Homolki
Ta książka kucharska oferuje zbiór zdrowych i pysznych przepisów, skupiających się na świeżych składnikach i odważnych smakach.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Naprawa żywności: jak uratować nasze zdrowie, naszą gospodarkę, nasze społeczności i naszą planetę — jeden kęs na raz
przez dr Marka Hymana
Ta książka bada powiązania między żywnością, zdrowiem i środowiskiem, oferując spostrzeżenia i strategie tworzenia zdrowszego i bardziej zrównoważonego systemu żywnościowego.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Książka kucharska Barefoot Contessa: Sekrety specjalnego sklepu spożywczego East Hampton dla prostej rozrywki
autorstwa Iny Garten
Ta książka kucharska oferuje zbiór klasycznych i eleganckich przepisów ukochanej Barefoot Contessa, skupiających się na świeżych składnikach i prostym przygotowaniu.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Jak wszystko ugotować: podstawy
przez Marka Bittmana
Ta książka kucharska oferuje obszerny przewodnik po podstawach gotowania, obejmujący wszystko, od umiejętności posługiwania się nożem po podstawowe techniki, i oferuje zbiór prostych i pysznych przepisów.
