A zsír és a kalória kimutatása
Az elhízás annyira problematikus, mivel komoly veszélyt jelent a személyes egészségre és a közérzetre, de vajon olyan gének-e, amelyek megváltoztatják a zsír felfogását, amely kövérsé tesz bennünket?
Bár az elhízás következményei egyértelműek, eredetét nemigen értik. Mivel genetikai összetételünk az elmúlt 30 évben nem változott érezhetően, az élelmiszer-környezetben bekövetkezett változásokról kiderült, hogy az elhízás arányának drámai növekedésének jelentős oka az 1980-as években kezdődött. Ételünk környezetét gyakran "mérgezőnek" nevezik. "ami azt jelenti, hogy az ízletes, magas zsírtartalmú és magas zsírtartalmú ételek folyamatos kitettsége energia sűrűség, a mozgásszegény életmóddal párosulva valószínűleg ez hízik meg bennünket. Annak ellenére, hogy ugyanahhoz az ételhez jut, nem mindenki válik elhízottvá. Tehát a genetikai variációknak is szerepet kell játszaniuk, egyes embereket kiszolgáltatottabbá téve a kalóriafelesleggel szemben, és különféle testtömegekhez vezet. Az elhízás alapjainak megértéséhez, valamint a betegség elleni stratégiák kidolgozásához elengedhetetlen azoknak a géneknek az azonosítása, amelyek ezeket az embereket hajlamosabbá teszik a súlygyarapodásra.
Nagy előrelépés történt az elhízáshoz hozzájáruló gének azonosításában. A legfrissebb becslések szerint 135 különböző jelölt génjei kapcsolódtak az elhízáshoz és a kapcsolódó étkezési szokásokhoz. Az elhízásban szerepet játszó gének közül sok módosítja az energia felhasználását, a zsír metabolizmusát és tárolását, valamint a tápanyagok eloszlását. Különösen hiányoznak az elhízás génjeinek listájáról az ízben szerepet játszó gének. A fogyasztók szerint az "íz" (amelyet itt lazán definiálnak az étel ízének, illatának és textúrájának kombinációjaként) az élelmiszer-választást vezérlő három legfontosabb tényező egyike, a költség/lehetőség és a tápanyagtartalom mellett. Az emberi történelem során a kemoszenzoros jelek segítettek eligazodni a természetes környezet bizonytalanságaiban, ahol a rendelkezésre álló étkezési lehetőségek közül sok „mérgező” lehetett.
A történet a keserű ízű tiokarbamidokkal kezdődik, amelyeket nagyon jól tanulmányoztak. A tiokarbamidokat és szülővegyületeiket, a glükozinolátokat, általában megtalálják a Brassica család növényeiben, amelyek brokkolit, kelkáposztát és káposztát tartalmaznak. Sok keserű ízű molekula káros, és a tiokarbamid sem kivétel ez alól a szabály alól. A tiokarbamidok, mint például a PROP és a PTC, goitrogénekként hatnak, megzavarva a jódkötést és ezáltal a pajzsmirigy normális működését. A klasszikus elmélet szerint a tiokarbamidok keserű íze visszatartotta az embereket attól, hogy túlzottan fogyasztják ezeket a vegyületeket, és az érzékenyebb emberek adaptív előnyt élvezhettek másokkal szemben, akik kevéssé vagy egyáltalán nem érzékelték keserű ízüket, ha lenyelték őket.
A modern viselkedési módszerek felhasználásával az embereket három csoportba lehet sorolni: nem kóstolók, közepes kóstolók és kóstolók. A szuperkóstolók a PROP-t és a PTC-t rendkívül keserűnek tartják, és leginkább elutasítják a keresztesvirágú zöldségeket, például a brokkolit, a kelbimbót és a kelkáposztát. A kaukázusiak körében körülbelül 30% nem kóstoló, 40-50% közepes kóstoló, a fennmaradó 30% pedig kóstoló. Ezek a százalékok a világ különböző populációi között változnak. A PROP kóstolás molekuláris genetikáját a TAS2R38 génnek tulajdonítják, amely egy keserű ízreceptort kódol, amely megköti a tiokarbamid molekula egy részét. A TAS2R38 gén három egyszeres nukleotidváltozása vagy polimorfizmusa két közös genotípust eredményez: PAV (a fogékony forma) és az AVI (a nem fogékony forma). Az AVI/AVI, PAV/AVI és PAV/PAV allélkombinációk korrelálnak a nem kóstolókkal, a közepes kóstolókkal és a kóstolókkal, bár van némi splicing az utolsó két csoport között.
A TAS2R38 gén és az egyéb szájérzetek, különösen a zsír észlelése közötti kapcsolat azonban nem nyilvánvaló. Egy ideje ismert, hogy a szuperkóstolók anatómiailag különböznek a kóstolóktól. Például a kóstolóknak több íze van a nyelvük elején, és nincs közvetett bizonyíték arra, hogy szájpadlásuknak több idegvégződése is lenne, amelyek szomatoszenzoros információkat hordoznak az irritációról és az állagról. Ezek a tulajdonságok megmagyarázni látszanak, hogy a szuperkóstolók miért érzékenyebbek más alapvető ízekre, például az édességre, és érzékenyebbek a chili csípésére, valamint a zsírok textúrájára is: több ízlelőbimbóval és idegvégződéssel egyszerűen rendelkeznek több íz funkcionális anatómia.
Egészen a közelmúltig a PROP szuperíz és a megnövekedett ízlelőbimbó-sűrűség kapcsolatát asszociációs lehetőségnek tekintették, mivel e két változó között nincs ismert genetikai vagy fiziológiai kapcsolat. Az olaszországi Cagliari Egyetem Iole Barbarroja laboratóriuma 2010-ben azonban kimutatta, hogy a szuper íz a gustin gén polimorfizmusával társul, amely általában szabályozza a nyálenzim karbonanhidráz VI (CA6) termelését. A CA6 egy metalloenzim, amely a nyálból ellopott cink alapján működik. Ez az enzim kritikus szerepet játszik az íz működésében és elősegíti az ízlelőbimbók kialakulását a fejlődés során. Barbarossa eredményei azt mutatták, hogy a szuperkóstolók nagyobb valószínűséggel polimorfizálódnak az rs2274333 gustin lókuszon. Ez a polimorfizmus a CA6 fehérje teljes funkcionalitásával, valamint a normál nyálcink szinttel társult.
Ezzel szemben a nem kóstolóknak nagyobb valószínűséggel volt más szekvenciájuk ezen a helyen, ami úgy tűnik, hogy megzavarta a CA6 fehérje másodlagos szerkezetét, így az már nem tud kötődni a cinkhez, ami magas nyálcinkszinthez vezet. Feltételezték, hogy a CA6 meghibásodása esetén a nem kóstolók valószínűleg kevesebb ízlelőt eredményeznek a fejlődés során, és azokat, amelyek előfordulnak, kevesebb szomatoszenzoros neuron veszi körül. Ezért úgy tűnik, hogy legalább két gén, a TAS2R38 és a gustin polimorfizmusai hozzájárulnak a szuperkóstoló fenotípushoz. Ez a két gén együttesen megmagyarázhatja azt is, hogy ez az embercsoport miért tapasztal nagyobb intenzitást más típusú szájérzetekben.
ALKALMAZÁS ÉS A TEST SÚLYA: FOLYAMATOS VÁLASZ
Az a megfigyelés, miszerint a PROP nem kóstolói nehezebbek, mint a szuper kóstolók, nem új keletű. Az étkezési preferenciákról szóló 1966-os cikkében Fischer és munkatársai megállapították, hogy a PTC kóstolói általában karcsúak és szögletesek, míg a nem kóstolók általában a leglelkesebb testarányokkal rendelkeznek. 5 A súly és az íz közötti összefüggés korai felismerése ellenére ez az elképzelés több évtizedig rejtve maradt.
Ugyanezt a tendenciát kezdtük észrevenni a tanulmányokban, amelyeket az 1990-es évek végén kezdtünk el a zsírok ízléséről és preferenciáiról. Ezt az útmutatót követve felfedeztük a szoros kapcsolatot testsúly és a PROP tesztelésének képessége, különösen nőknél. Pontosabban, a nem kóstoló nők több testtömeg-indexet (kg/m2) mértek magasabbra, mint a szuper ízű nők. Más vizsgálatok azonban semmilyen eredményt nem közöltek a PROP kóstoló állapotával és testtömegével kapcsolatban, és a bizalom a köztük lévő kapcsolat hipotézisében kezdett csökkenni. 7,8 A szkepticizmushoz hozzájárult az a vizsgálat, amely nem mutatott szignifikáns összefüggést a genotípusok, a TAS2R38 és a testsúly között. Mivel azonban a PROP szuperkóstoló fenotípus egy sor genetikai változást foglal magában anatómiai különbségekkel, például az ízlelőbimbók ízének sűrűségével és a szomatoszenzoros információkkal, csak a TAS2R38 gént vizsgálva nem derül ki semmilyen összefüggés a tömeggel. Úgy gondoljuk, hogy valószínűleg erős kapcsolat alakul ki az ízmechanika és a súly között, mivel több olyan gént fedeznek fel, amelyek hozzájárulnak a fenotípushoz.
Ezen biztató eredmények ellenére az orális zsírérzékelő fogalma emberben nem széles körben elfogadott. Az egyik érv az, hogy az étkezési zsírok szinte kizárólag trigliceridekből, nem szabad zsírsavakból állnak. Mi a jelentősége az orális mechanizmusnak a zsírsavak észlelésében, amikor ezek a molekulák általában nincsenek szabad formában az elfogyasztott ételekben? Tudjuk, hogy patkányokban a nyelv nagy mennyiségű lipázt bocsát ki, amely enzim gyorsan triglicerideket hidrolizál, hogy zsírsavakat szabadítson fel a szájban. És bár az emberekről nem ismert, hogy nagy mennyiségben termelnének nyelvi lipázt, történeti tanulmányok szerint ez az enzim képes előállítani.
Valóban, a zsír jelenléte a szájban serkenti egyes nyelvi lipázok felszabadulását, a trigliceridek átalakulását zsírsavak mikromoláris koncentrációjává - elméletileg elegendő az íz neuronok depolarizálásához. Ezenkívül a kutatások most azt mutatják, hogy a legtöbb étkezési zsírban kis mennyiségű szabad zsírsav van jelen. Ezek az eredmények alátámasztják azt az elképzelést, hogy a zsír orális választ válthat ki emberekben, valamint állatokban, és az emberi zsírsav ízmechanizmusa elfogadható.
ÚJ NÖVÉNYDETEKTOR?
Ha feltételezzük, hogy a zsírsavak "megkóstolhatók", akkor nyilvánvaló cél a molekulák (mechanizmusok) felkutatása ezek kimutatására. Az egyik lehetséges fehérje a CD36, a zsírsav transzlokáz, amely a test egy bizonyos típusú sejtjén expresszálódik, a zsírsejtektől az immunsejtekig és természetesen az ízlelőbimbókig. A fehérje köztudottan kulcsszerepet játszik a zsírsavak sejtmembránokon történő transzportjában, és állatkísérletek kimutatták, hogy a CD36 fehérje kiütése miatt az állatok vagy képtelenek kimutatni, vagy nem mutatják annak előnyét. Linolsav, többszörösen telítetlen, hosszú távú lánc zsírsav. Néhány többszörösen telítetlen zsírsav elengedhetetlen a rágcsálók és az emberek étrendjében. Ezért az ilyen típusú zsír kimutatására alkalmas mechanizmus megléte fontos táplálkozási jelentőséggel bír.
Az ilyen zsírok kimutatására ígéretes jelölt mellett a Keller laboratórium megvizsgálta a CD36 gén genetikai szekvenciájában mutatkozó különbségek és a zsíros íz preferenciájának kapcsolatát 317 egészséges felnőttnél: afroamerikai férfiaknál és nőknél. Miután 15 vizsgálat résztvevője kitöltötte az étkezési preferenciákkal, valamint a magas és alacsony zsírtartalmú táplálékfelvétellel kapcsolatos kérdőíveket, megmérték a testzsírjukat, majd három mintát teszteltek az olasz salátaöntetekből, amelyek 5–55 tömeg% közötti zsírtartalmúak voltak. Az alanyok az ilyen típusú kísérletekben alkalmazott szokásos skálán értékelték a zsírtartalom, a simaság és a krémesség érzékelését. A résztvevőket a CD36 gén öt polimorfizmusában is genotipizálta. Feltételeztük, hogy ha a CD36 gén részt vesz a zsírpreferenciákban, meg kell vizsgálnunk a kapcsolatot a gén szekvenciájának kis különbségei és a résztvevők zsírtartalmának mértéke között.
(*) Beverly J. Tepper a Rutgers Egyetem Élelmiszertudományi Tanszékének professzora, ahol az Érzékelő Értékelő Laboratóriumot vezeti. Kathleen L. Keller a New York-i Elhízáskutató Központ és a Columbia Egyetemi Orvosok és Sebészek Kollégiumának tagja.