Еволюция Как храната влияе на гените ни - ЗАВАРЯН
Независимо дали кафе с мляко, капучино или еспресо: кофеинът активира храносмилателните гени
Ядене и пиене за генома: независимо дали протеин, захар или мазнини - геномът абсорбира всичко. Кафето е невероятен пример за взаимодействието между храната и гените. Но защо гените могат да се включват и изключват чрез храната? Погледът към еволюцията дава информация.
Изследователите, работещи с диетолог Вероника Сомоза от Немския изследователски институт по хранителна химия в Мюнхен, биха искали да пият прясно свареното кафе сами. Но тази сутрин е предназначен за клетките на лигавицата на стомаха в лабораторията, които вече чакат в стъклени съдове. Служителите изсипват сутрешната напитка в клетките по капки. Различни печени, еспресо или капучино.
Удивителното е, че дори без стена на устата или стомаха, клетките „пият“ или поне реагират на съставките в зърната. Активират се няколко гена, включително гена за хистаминовия рецептор и този за ацетилхолиновия рецептор. Това всъщност освобождава стомашната киселина, въпреки че в стъклената купа наистина няма какво да се смила. Със своите експерименти Сомоза случайно издига италианска мъдрост на научна основа: Еспресо след вечеря стимулира храносмилането. Изненадващо е само, че ефектът от кафето се осъществява на генетично ниво.
Екипът на Сомоза все още не е открил кои съставки в зърната предизвикват храносмилателните сокове от клетките. В допълнение към кофеина, други вещества вероятно също играят роля. В зависимост от вида кафе, клетките произвеждат различни количества стомашна киселина. През следващите месеци учените искат да използват реакцията на клетките, за да отговорят дали еспресо или бяло кафе е предпочитаната напитка след пищно хранене. Сомоза, който в момента е професор в Университета на Уисконсин в Мадисън, вече е наясно с едно нещо: „Това не представлява опасност за здравето. Кафе след вечеря със сигурност не вреди. "
Кафето е невероятен пример за взаимодействието между храната и гените. От една страна, напитката влияе на гените. От друга страна, гените също определят как напитката действа в организма: Американски изследователи, работещи с Ан Дейц от Университета на Южна Каролина, са открили, че кофеинът се разгражда с различна скорост, в зависимост от личния ви генетичен профил. Така наречените бързи ацетилатори усвояват стимуланта толкова бързо, че той ви забавлява само за кратко.
По-малко инфаркти - повече рак
Но способността да се отървете от кофеина бързо е от голямо значение за здравето. „Кофеинът стимулира сърцето и по този начин стресира органа. Следователно високата консумация на кафе може да бъде причина за инфаркт “, обяснява Георг Йоост, изследовател на нутригенома в Германския институт за хранителни изследвания в Бергхолц-Рехбрюке близо до Потсдам. Бързите ацетилатори всъщност са по-малко склонни да получат втори инфаркт, дори ако пият много кафе, показват проучвания. Предимството обаче има и недостатък: Бързите ацетилатори обикновено имат повишен риск от тумори, предупреждава генетичният изследовател Joost. Ацетилирането създава клетъчни токсини, които могат да предизвикат злокачествени израстъци.
Кафето в никакъв случай не е единствената храна, която влияе на гените и чийто метаболизъм се определя от гените. „Изумителното е, че напълно нормалните съставки като протеини, захар и мазнини влияят на гените. Не само витамини. Всички вещества са в храната “, подчертава Габриеле Стангл от Института за земеделски и хранителни науки към университета„ Мартин Лутер “, Хале-Витенберг. С оглед на еволюцията обаче широко разпространеният ефект на храната днес ѝ изглежда единствено логичен: „Хората трябва да се адаптират към заобикалящата ги среда и то доста бързо. Ако продължавахме да чакаме някакъв ген да мутира, за да се почувстваме по-добре, тогава отдавна щяхме да сме изчезнали. Следователно е необходимо и добре дейностите на гените да се променят веднага щом се промени диетата. "
"Състезателни мениджъри" формират архиви
Това, което човек яде, определя как се чете неговият генетичен материал. В генома се предлагат стотици хиляди чертежи за протеини. Някои никога не се вземат от архивите, така че съответните протеини никога не се произвеждат. Следователно архивиран, неактивен ген де факто не е достъпен за тялото. Всеки ден се изпълняват различни планове за изграждане: съответните протеини се произвеждат в клетките. Диетата също така решава какво ще попадне в мълчаливия архив и какво ще попадне в ежедневния списък с неща, които трябва да се правят. Веществата от храната или се свързват директно с гените, или действат върху „състезателни мениджъри“, така наречените транскрипционни фактори, които държат гените в архива или ги поставят на дневен ред за клетъчно производство.
Щангл е обяснил как това се случва в детайли, например с фруктоза. Захарта стимулира транскрипционния фактор SREBP-1c (протеин, свързващ регулаторния елемент на стерола). Това активира различни гени, които стимулират образуването на мазнини в тялото. Това е в съответствие с констатациите при хора и животни: фруктозата допринася за факта, че в черния дроб се образуват повече мазнини. „Все повече са продуктите с фруктоза, които често се рекламират с лозунга„ без гранулирана захар “. Определено не правиш нищо добро на себе си “, предупреждава Щангъл. Черният дроб се опитва да премахне излишните мазнини, което увеличава нивата на мазнините в кръвта и по този начин риска от калцификация на артериите, инфаркти и тромбози. Но има и храни, които имат обратен ефект. Растителните протеини от соя или лупина приспиват транскрипционния фактор SREBP-1c (стерол регулаторен елемент, свързващ протеин-1c). Гените за образуване на мазнини почиват.
Също така с мазнини изследванията по нутригеномика отбелязват първите си научни успехи в края на 90-те години. Тогава изследователите първо обясниха защо добронамерените медицински съвети понякога изчезват. Дори и днес на пациентите с твърде много холестерол в кръвта се препоръчва да се хранят с ниско съдържание на холестерол. Много хора, които слушат лекаря и свалят маслото от хляба и яйцата от менюто, обаче трябва да осъзнаят с разочарование, че агонията на отречението не се възнаграждава с по-добра стойност на холестерола. Други тайно пренебрегват съвета на лекаря, продължават да ядат яйчена салата, месо и мазнини и са някак облекчени, че лекарят не може да открие тяхното неподчинение от нивото на холестерола им.
Пет яйца на ден
Индивидуалните различия се дължат на гените: холестеролът в храната намалява транскрипционния фактор SREBP-2 (стерол регулаторен елемент, свързващ протеин-2). Това инхибира собственото производство на холестерол в организма. Тази обратна връзка обаче е различна за всеки човек. Докато някои изобщо не реагират на холестерола от яйца и пържола, тъй като собственото производство на холестерол в организма е драстично намалено, другите са сред така наречените хиперреактивни. Всеки сандвич е буквално в кръвта им. Коя от двете групи, към която принадлежите, може да бъде тествана в самостоятелен експеримент, без да се налага да разкривате генома си. Щангл описва как работи: „Трябва да се храните за известно време без диета без холестерол. След това определете холестерола си. След това го опитайте и яжте пет яйца на ден в продължение на две седмици. Ако вашият холестерол не реагира чрез скокове, тогава знаете, че изобщо нямате нищо против холестерола във вашата диета. "
Като цяло изследователите засега са наясно само с няколко междуличностни разлики в генното хранене. „Все още не сме стигнали до персонализирани препоръки. Това е мечта за бъдещето “, обяснява Щангъл. Изследователят Joost обаче твърдо очаква, че ще се увеличат индивидуалните съвети за хранене, които са съобразени с генома и рисковете от заболяването. Точно както бързите ацетилатори имат право да пият няколко чаши кафе на ден, дори ако вече са имали сърдечно заболяване. От друга страна, бавните ацетилатори със слабо сърце трябва да изберат кафе без кофеин.
Нутригеномиката със сигурност не е предизвикала революция в диетичните препоръки: много зеленчуци, много плодове, много пълнозърнести продукти и малко месо - нищо не се е променило в това отношение. Само защо днес може да се отговори по-добре обосновано от преди. И все пак има съвети, които нутригеномиката свали. „Доскоро фитоестрогените от соя бяха еуфорично рекламирани като естествени лекарства за симптомите на менопаузата. Днес на тях се гледа като на проблемни “, казва Щангъл.
Фитоестрогенът генистеин активира няколко гена в клетките, които стимулират клетъчното делене. В резултат на това раковите клетки също се размножават по-бързо. Рискът от рак на гърдата се увеличава. Stangl предупреждава: „Човек трябва да се въздържа от приема на такива вещества под формата на капсули.“ Количествата в храната, от друга страна, са сравнително малки и вероятно не вредят. Парадоксът обаче е, че азиатските жени, израснали със соя от раждането, все още могат да се възползват от съставките по време на менопаузата, без да увеличават риска от рак. „За взаимодействието между храненето и гените е от решаващо значение не само това, което приемаме, но и кога“, подчертава Щангъл.
Гладуваща майка - дебело бебе
Ярък пример за това е храненето на нероденото дете. И в двата случая, ако жената яде много или огладнее по време на бременност, бебето ще се роди вечен лакомник. Рискът от наднормено тегло или дори диабет по-късно е голям. Все още не е известно в кои гени се отлага тази зестра от утробата. „Знаем, че промените на нивото на генната активност в утробата понякога могат да продължат цял живот. Затова говорим за програмиране на плода “, обяснява Щангл. „Ако, от друга страна, промените диетата си като възрастен, например ядете по-малко фруктоза, тогава мастният черен дроб просто ще си отиде отново.“ За възрастните е по-лесно да забравят какво ядат.