A nutrigenomika azt tanulmányozza, hogy az élelmiszer különböző összetevői, a tápanyagok, képesek-e módosítani a gének, fehérjék és metabolitok expressziós mintázatát, akár az egészség, akár a betegség elősegítése érdekében. Ezért a nutrigenomika úgy határozható meg, mint a tápanyagok egészségre gyakorolt ​​hatásainak vizsgálata a genom, a proteom és a metabolom módosítása révén, és fiziológiai változásokhoz vezet.

táplálkozás

Számos olyan tanulmány létezik, amely a különböző transzkripciós faktorok aktivitásának modulálásával és a specifikus fehérjék aktivitásának modulálásával bebizonyította a tápanyagok képességét a génexpresszió szabályozására. A különböző étrendek módosíthatják a génexpresszió, a fehérje expresszió és a metabolit termelés különböző mintáit.

Az elmúlt években jelentős fejlődés alakult ki az -omikai technológiák terén, amelyek lehetővé tették a gének és fehérjék expressziójában bekövetkező változások azonosítását, és általánosabb látásmódot alakítottak ki azáltal, hogy képesek észlelni a gének ezreinek expressziójában bekövetkező változásokat. ugyanakkor. Mindez lehetővé teszi számunkra, hogy megértsük a táplálkozás molekuláris alapjait.

A nutrigenetika elmagyarázza, hogy az egyén genetikai háttere, genetikai terhelése hogyan képes érzékenységet vagy ellenállást biztosítani bizonyos élelmiszerekkel kapcsolatos patológiák kialakulására.

Ezért a személyre szabott táplálkozáshoz figyelembe kell vennünk a nutrigenomikát - hogy a tápanyagok hogyan befolyásolják génjeink kifejeződését - és a nutrigenetikát - hogyan lehet a tápláléktípusra adott választ genetikai terhelésünkkel kondicionálni -.

A zsír típusának hatása az étrendben

A zsír típusa megkönnyítheti vagy megakadályozhatja a táplálkozással kapcsolatos bizonyos patológiák kialakulását. Például köztudott, hogy a telített zsírok bevitele elősegíti az elhízás kialakulását, az elhízással járó gyulladást és az inzulinrezisztenciát. Éppen ellenkezőleg, vannak olyan tudományos vizsgálatok, amelyek szerint a többszörösen telítetlen zsírsavak bevitele segíthet csökkenteni az elhízással járó gyulladásokat, és ezáltal megakadályozni az inzulinrezisztenciát.

A nutrigenomikai vizsgálatok lehetővé teszik a molekuláris mechanizmusok megismerését a telített és telítetlen zsírok közötti különböző cselekvések okának megértése érdekében.

Adipogenezis

Ez egy komplex és erősen szabályozott folyamat, amelyben különböző transzkripciós faktorok vesznek részt, és minden olyan tényező, amely módosíthatja ezen transzkripciós faktorok aktiválódását, elősegíti az adipogenezist.

A tenyésztett adipociták DHA (omega 3) kezelése csökkenti az adipogenezist. Ugyanez történik az EPA-val, de nem az OLA-val és az STA-val (sztearinsav és olajsav).

Ezek a mechanizmusok összefüggenek az omega 3-ok azon képességével, hogy gátolják a PPAR gamma adipogén transzkripciós faktor expresszióját.

Összehasonlító vizsgálatokat végeztek más zsírsavakról is, például a konjugált linolsavról (CLA) a linolsavhoz képest. A CLA képes gátolni az adipogenezist, a linoleumot azonban nem. Ez annak köszönhető, hogy képes gátolni a PPAR gamma és a CBP alfa adipogén transzkripciós faktorokat. Vagyis az étrendben lévő zsírsavaktól függően az adipogenezist eltérően szabályozzák.

A PPAR gamma faktor szintén kulcsfontosságú az érett adipocita fiziológiájában, mert elősegíti az inzulinérzékenységet és megkönnyíti a zsír oxidációját. Az érett zsírsejtekben és a májban megfigyelték, hogy az omega 3 zsírsavak képesek stimulálni a PPAR gamma faktort, ami összefügg az inzulinérzékenység javulásával, amely az omega bevitelével társult.

Lipidcsökkentő tulajdonságokat, trigliceridek csökkentésének képességét stb. Leírtak egyes omega 3 savak esetében is. És a működésük mechanizmusa ismert: képesek transzkripciósan szabályozni a lipid gének anyagcseréjét. Közelebbről ismert, hogy stimulálják azokat a transzkripciós faktorokat, amelyek elősegítik a zsíroxidációban részt vevő gének, például a PPAR alfa, és gátolják a lipogén géneket aktiváló transzkripciós faktor, például SRBP1 expresszióját. .

Az AMPK szerepe

Szabályozhatják néhány kulcsfontosságú enzim vagy molekula aktivitását az anyagcsere szabályozásában, például az AMPK, amely részt vesz a hipotalamusz bevitelének szabályozásában, az izomban elősegíti a szabad zsírsavak oxidációját, a glükóz felvételét, a mitokondriális biogenezis a zsírszövetekben is szerepet játszik, elősegítve a zsírsavak oxidációját, a máj szintjén a lipolízist, szabályozva az inzulin kiválasztódását a hasnyálmirigyben stb. Vagyis egy olyan molekuláról van szó, amely nagyon fontos szerepet játszik az anyagcserében, és felvetődött, hogy az AMPK aktivátorok új terápiának tekinthetők a cukorbetegség és más anyagcserezavarok kezelésében.

Bizonyíték van arra, hogy az AMPK aktivitása táplálkozással modulálható. Az AMPK foszforilezéssel aktiválódik, és egy vizsgálatban alacsony vagy magas zsírtartalmú étrendet tápláló patkányokban figyeltek meg AMPK foszforilációs szintet. Megállapították, hogy a telített zsír bevitele gátolja a foszforilációt, és ezáltal az AMPK aktiválódását. Éppen ellenkezőleg, vannak olyan tanulmányok, csoportunk egy része, amelyben bebizonyosodott, hogy mind a tenyészetben, mind az omega 3 beadása után stimulálódik az AMPK. És ugyanez történik a DHA-val kezelt állatok zsírszövetében is.

Az AMPK aktiváció képes stimulálni a CGC1 alfát, amely az egyik fő tényező a mitokondriális biogenezisben és a lipid oxidációban. Bizonyíték van arra is, hogy az elhízás és a cukorbetegség esetében van mitokondriális diszfunkció, amely hozzájárulhat az elhízással járó rendellenességek kialakulásához. Ezért, ha sikerül javítani a mitokondriális funkciót, jó stratégia lehet ezen anyagcserezavarok megelőzésére. Azt is látták, hogy a zsírsav típusától függően a mitokondriális diszfunkció súlyosbodhat vagy megelőzhető.

A mitokondriális biogenezist elnyomják a magas zsírtartalmú étrendet tápláló patkányok, csökken a PGC-1 alfa transzkripciós faktor és a mitokondriális DNS tartalma. Ugyanez a helyzet, ha a sejteket palmitáttal kezelik. Ez csökkenti a PGC-1 alfa és mitokondriális fehérjék expresszióját a zsírszövetben. Éppen ellenkezőleg, vannak olyan tanulmányok, amelyek leírják az omega 3 zsírsavak képességét a mitokondriális biogenezis stimulálására a zsírszövetben.

Ezért arra a következtetésre juthatunk, hogy az étrendben lévő zsír típusától függően a különböző gének és fehérjék anyagcserével kapcsolatos expressziójára gyakorolt ​​hatások eltérőek.

Inzulinjelzés

A különböző típusú zsírsavak másképpen befolyásolják az inzulinjelző kaszkádot. Kimutatták, hogy a telített zsírok zavarják ezen komplex jelátviteli utak némelyikét. Tanulmányok kimutatták, hogy a palmitát csökkenti az inzulinjelet és az inzulinérzékenységet, az omega-3 zsírsavkezelés pedig képes az inzulinjelzéséhez hasonló utakat aktiválni.

Arról is van adat, hogy az étrendben lévő zsírsavak típusától függően a zsírszövet szekréciós aktivitása hogyan szabályozódik másképpen. Így azt láttuk, hogy az omega 3 zsírsav EPA stimulálja a leptin szekrécióját, míg a CLA gátolja azt.

Elhízással járó gyulladás

Az adiponektin nagyon fontos adipokin inzulinérzékenyítő, gyulladáscsökkentő tulajdonságai, a zsírsav-oxidáció elősegítésének és az AMPK aktiválásának képessége miatt. És bizonyítékok vannak arra, hogy az omega-3 zsírsavak stimulálják az adiponektin termelését, és ez lehet az egyik mechanizmus, amellyel az anyagcsere jótékony hatásai megmagyarázhatók.

Számos tanulmány egyértelműen azt mutatja, hogy csökkentik a makrofágok beszivárgását a zsírszövetbe. A magas zsírtartalmú étrenddel etetett állatokban, ha azt kiegészítik omega 3-mal, azt látjuk, hogy a zsírszövet elhízásával járó gyulladás nagymértékben csökken.

Most már tudjuk, hogyan tudják csökkenteni ezt a gyulladást. Egyrészt a gyulladásgátló makrofágok toborzásának csökkentésével, másrészt azért, mert képesek beavatkozni a gyulladáscsökkentő tényezők által mozgásba helyezett fő jelátviteli utakba. Például gátolják az NFk béta transzkripciós faktort, és csökkentik a gyulladásgátló citokinek termelését a zsírszövetek, például az IL-6 vagy a makrofágok kemoattraktáns faktora által is.

A zsírszövet gyulladásgátló tényezői elősegítik a lipolízist és ezért a szabad zsírsavak növekedését, és ez a növekedés összefüggésbe hozható az inzulinrezisztencia kialakulásával, ezért fontos, hogy megakadályozzuk a gyulladáscsökkentő citokinekhez kapcsolódó lipolitikus hatásokat . Csoportunk néhány tanulmányában látható, hogy az omega 3 hogyan tudja megakadályozni a TNF alfa és az IL-6 által indukált lipolízist.

És most már tudjuk, hogy ezt a lipolízist gátló hatást a hormonérzékeny lipáz foszforilezésével történő aktiválás útján hajtják végre az 565. szerin maradéknál. Ennek a maradéknak a foszforilezésével a HSL aktivitása gátolt, ezért csökkenti a lipolízist.

Resolvinok és protekinek

Az omega-3 zsírsavakból endogén lipid-mediátorok sora képződik a gyulladás erőteljes gyulladáscsökkentő és pro-felbontóképességével, amelyeket resolvineknek és protekineknek neveznek.

Általánosságban elmondható, hogy a gyulladáscsökkentő lipid mediátorok általában az omega 6-ból, míg az erős gyulladáscsökkentő tulajdonságokkal rendelkező lipid mediátorok az omega 3-ból képződnek.

A barcelonai egyetem tanulmányában megfigyelték, hogy az omega 3 beadása után nőtt a gyulladáscsökkentő lipid mediátorok száma, és az adiponektin, a gamma PPAR és az inzulinreceptor szubsztrát termelésének növekedése kísérte . És ha az omega 3 helyett közvetlenül az omega 3-ból származó lipid mediátorokkal kezelik őket, akkor jól látható, hogy mennyire javul az inzulinérzékenység a resolvin D1-vel kezelt állatokban, és nagymértékben javul az inzulin jelátvitel, csökken a gyulladásgátló citokinek száma, nő az adiponektin és az AMPK aktivációja.

A többszörösen telítetlen zsírok csökkentik a gyulladást és az inzulinrezisztenciát, de igaz ez a teljes populációra? Állatokban bizonyíték van arra, hogy a genotípus befolyásolja az omega 3 -ra adott reakciót. Például az egerek, amelyekből hiányzik az APMk alfa 2, nem reagálnak az omega 3-ra, és ugyanez történik az embereknél is. Látták, hogy van olyan csoport, amely nem reagál a lipidcsökkentő hatásokra, és ez a válaszhiány összefüggésben áll bizonyos specifikus gének mutációinak jelenlétével.

Következtetések

A táplálkozási genomika fejlődése lehetővé teszi számunkra, hogy megértsük a genom, a táplálkozás és az egészség kölcsönhatását. Konkrétan, a nutrigenomika lehetővé teszi számunkra a tápanyagok és más bioaktív összetevők által szabályozott molekuláris utak megfejtését, valamint azok lehetséges alkalmazását az anyagcserezavarok kezelésében vagy megelőzésében. És a legnagyobb kihívás az lesz, ha mindezeket az ismereteket átadjuk az étrendi útmutatóknak, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy a legmegfelelőbb tanácsokat nyújtsuk az egyéni és személyre szabott táplálkozáshoz.