AquaNano - Нутригеномика
Нутригеномиката е клон на хранителната геномика и е изследване на ефекта на храната и хранителните съставки върху генната експресия. Това означава, че нутригеномиката е изследване, което се фокусира върху идентифицирането и разбирането на молекулярното взаимодействие между хранителни вещества и други биоактивни вещества в диетата и генома. Нутригеномиката също е описана чрез влиянието на генетичните вариации върху храненето, чрез корелация на генната експресия или SNPs с абсорбция на хранителни вещества, метаболизъм, елиминиране или биологични ефекти. По този начин нутригеномиката има за цел да разработи рационален начин за оптимизиране на храненето, отчитайки генотипа на субекта.
Определяйки механизма, чрез който се появяват ефектите на хранителните вещества или ефектите на хранителен режим, нитригеномиката се опитва да определи връзката между тези специфични хранителни вещества и диети (диети) върху човешкото здраве. Нутригеномиката е свързана с идеята за персонализирано хранене, основано на генотип. Има надежда, че нутригеномиката ще позволи разработването на персонализирани хранителни съвети, но това е наука в зародиш и нейният принос за общественото здраве през следващото десетилетие се счита за голям. Докато нутригеномиката се стреми да разбере как цялото тяло реагира на определена храна чрез системната биология, изследването на ефекта от връзката между едно хранително съединение и отделен ген е известно като нутригенетика.
Нутригеномиката е определена като приложение на геномни инструменти с повишена ефективност при проучвания и изследвания на храненето. Може да се разглежда и като изследване, което има за цел да предостави на хората методи и инструменти за превенция на болести и храни, които насърчават здравето, в хармония с начина на живот, културата и генетиката.
Терминът "високопродуктивни инструменти" се отнася в нутригеномиката до генетични инструменти, които позволяват да се правят милиони тестове за генетична оценка наведнъж. Когато тази мощна технология се прилага в изследванията на храненето, тя ни позволява да изследваме как хранителните вещества влияят на хиляди гени, присъстващи в човешкия геном. Нутригеномиката включва характеризиране на генни продукти и физиологичните функции и взаимодействия на тези продукти. Той също така изучава въздействието, което хранителните вещества оказват върху производството и действието на генните продукти и как тези протеини от своя страна влияят на отговора към хранителните вещества.
В сек. 20, науката за храненето се фокусира върху откриването на витамини и минерали, като определя тяхната употреба и предотвратява болестите, които тези елементи причиняват от техния дефицит. Тъй като здравословните проблеми, свързани с храненето, в развития свят преминаха към прекомерно хранене, затлъстяване и диабет тип II, фокусът на съвременната медицина и науката за храненето се измести съответно.
За да се отговори на повишената честота на тези свързани с диетата заболявания, ролята на диетата и храненето е била и продължава да бъде широко проучена. За да се предотврати развитието на болестта, изследванията на храненето изследват как то може да оптимизира храненето и да поддържа клетъчната хомеостаза, тъканите, органите и цялото тяло. Това изисква разбиране на действието на хранителните вещества на молекулярно ниво. Той включва множество взаимодействия, свързани с хранителни вещества, на нивата на гените, протеините и метаболизма. В резултат на това изследванията на храненето преминаха от епидемиология и физиология към молекулярна и генетична биология и по този начин се роди нутригеномиката.
Появата и развитието на нутригеномиката бяха възможни поради значителни развития в генетичните изследвания. Междуиндивидуалните различия в генетиката или генетичната изменчивост, които оказват влияние върху метаболизма и фенотипите, са били признати по-рано в изследванията на храненето и такива фенотипове са описани. С напредъка в генетиката биохимичните нарушения с ясна хранителна значимост са свързани с генетичен произход. Описани са генетични проблеми, които причиняват патологични ефекти. Такива генетични проблеми включват полиморфизъм в гена на хормона лептин, което води до затлъстяване. Описани са и други генетични полиморфизми с последствия за човешкото хранене. Фолатният метаболизъм е добър пример, където има общ полиморфизъм за гена, кодиращ метилен тетрахидро-фолат редуктазата (MTHFR).
Разбрано е обаче, че са възможни хиляди други генни полиморфизми, които могат да доведат до незначителни отклонения в хранителната биохимия, където могат да се получат само незначителни или адитивни ефекти от тези отклонения. Инструментите за изучаване на физиологичното въздействие не са били налични преди и едва сега стават достъпни, което позволява развитието на нутригеномика. Инструментите за измерване на протеома са по-слабо развити. Те включват методи, базирани на гел електрофореза, хроматография и масспектрометрия. И накрая, инструментите за измерване на метаболома също са по-слабо развити и включват методи, базирани на ядрено-магнитен резонанс и масспектрометрия, често в комбинация с газова и течна хроматография.
Надяваме се, че чрез придобиване на нови знания в тази област, нутригеномиката ще популяризира знания за това как храненето влияе върху метаболитните пътища и хомеостатичния контрол, знания, които могат да се използват за предотвратяване на развитието на хронични заболявания, свързани с диетата; това е фазата, в която интервенцията на храненето може да върне пациента в здравословно състояние. Тъй като нутригеномиката се стреми да разбере ефекта от различните генетични предразположения върху развитието на такива заболявания, след като марката бъде намерена и измерена в индивида, степента, до която той е податлив на развитието на тази болест, ще бъде количествено определена и на това лице може да бъде предписана специфична диета.
Нутригеномиката се стреми също така да може да демонстрира ефекта на биоактивните съединения в храната върху здравето и ефекта на здравословните храни върху здравето, което води до разработването на функционални храни, които ще подпомагат човешкото здраве според индивидуалните им нужди.
Нутригеномиката е наука в зародиш. Все още не е известно дали инструментите за изследване на протеиновата експресия и производството на метаболит са се развили до такава степен, че да позволяват ефективни и надеждни измервания. Също така, след като бъде достигнато такова ниво на изследване, то ще трябва да бъде интегрирано, за да се получат резултати и препоръки от диетата. Всички тези технологии все още се разработват.
Клетките стареят поради натрупването на излишни свободни радикали, образувани поради неправилно хранене на клетките и поради външни фактори като UV лъчение, замърсяване, стрес, храна и др. ДНК анализът е от съществено значение за идентифициране на сместа от хранителни вещества, необходима за елиминиране на излишните свободни радикали, присъстващи в клетката.
Науката за нутригеномиката изучава взаимодействието между хранителните компоненти и гените. Научните открития направиха възможно прилагането на нутригеномика в областта на стареенето и индивидуализиране на хранителните разтвори под формата на добавки, за да се осигури оптимално хранене на организма за предотвратяване на стареенето на клетките чрез прекомерно образуване на свободни радикали.