<<
>>

НУТРИГЕНОМИКА

Подобно генетике (науке о генах) и геномике (науке о всем наследственном аппарате клетки), различают нутригенетику и нутригеномику, которые определяют как наследуемые индивиду­альные различия реакции организма на пищу [633].

При этом нут- ригенетика исследует влияние генетических вариаций между диетой и заболеванием. Ее цель — оценить риск и пользу определенной диеты, ее отдельных компонентов для здоровья индивида, то есть разработать научные подходы индивидуального (персонифицированного) питания. Нутригеномика — понятие более емкое. Она исследует действие диеты не только на геном, но и на весь протеом (обмен белков) и метаболом (метаболические системы всего организма). Ее главная задача — идентификация генетического полиморфизма, отвечающе­го за ген-диетные взаимодействия, дающего ключ к индивидуальным (персонифицированным) рекомендациям в отношении диеты. Главные задачи нутригеномики:

• изучить, как влияет питание на метаболические процессы и го­меостатический контроль;

• выяснить, как эта регуляция изменяется на ранних стадиях болез­ней, ассоциированных с диетой;

• установить, в какой мере индивидуальные особенности генома связаны с патогенезом заболевания.

Своими корнями нутригеномика уходит в далекое прошлое. Еще 2 400 лет назад Гиппократ сказал: «Пища будет вашим лекарством, и пища излечит вас» (“... food be your medicine and medicine be your food”). Ему же принадлежит известное высказывание о том, что имен­но с помощью правильно подобранной диеты, а не каких-то лекарств, хороший врач должен исцелять больного.

В 1900 году Арчибальд Г аррод — основоположник биохимической генетики — предположил, что диета по-разному влияет на разных ин­дивидов. В 1956 году проф. Р. П. Вилльямс (R. P. Williams) суммиро­вал данные по нутригеномике в книге «Биохимическая индивидуаль­ность», которая включала в себя главу «Индивидуальность в питании».

Сам термин нутригеномика впервые появился в 1975 году в работе английского исследователя Р. О. Бреннана «Нутригенетика: новая кон­цепция, облегчающая гипогликемию», в которой был впервые сформу­лирован тезис о том, что пища влияет на работу генов [342].

В 2004 году Дж. Капут и Р. Л. Родригес опубликовали статью «Нут­ритивная геномика: следующий этап постгеномной эры» [532], в которой привели 5 основных постулатов, определяющих данное научно-практи­ческое направление:

• химические компоненты пищи прямо или косвенно влияют на ге­ном человека, изменяя работу генов;

• в определенных условиях и при определенном генотипе диета может стать важным фактором риска (плохое питание — риск болезней);

• некоторые гены, регулируемые диетой, определяют частоту, про­грессию и тяжесть болезни (степень их влияния определяется осо­бенностями индивидуального генома);

• индивидуальный геном определяет баланс между здоровьем и бо­лезнью;

• с помощью диеты можно активно влиять на работу генов (персона­лизированное питание для профилактики и лечения хронических болезней).

Действительно, хорошо известно, что именно химические компо­ненты пищи, так называемые нутриенты, являются самыми древними модуляторами генной экспрессии. В частности, у прокариотов четко по­казана регуляция работы соответствующих оперонов при действии кон­кретного химического вещества (лактоза, гистидин, триптофан и пр.). У многоклеточных организмов такая регуляция сильно усложняется наличием многочисленных клеточных, гормональных, нейрональных, иммунных и других факторов, определяющих работу генов. Однако и у них многие нутриенты — жирные кислоты, витамины, моносахариды, аминокислоты, нуклеотиды — могут непосредственно воздействовать на транскрипционные факторы (ТФ), вызывая экспрессию соот­ветствующих генов, воздействуя на их цисрегуляторные элементы. Они могут действовать и опосредованно через гормоны: инсулин, глюкагон, глюкокортикоиды, тироксин и пр. [533].

Уместно напомнить, что несмотря на значительное генетическое сходство всех жителей планеты вида ^mo sapiens (см.

главу 1), генети­ческая уникальность каждого индивида весьма значительна. Согласно обобщенным данным, основная часть генетических различий (93-95 %) в виде однонуклеотидных замен приходится именно на внутрипопуля­ционное разнообразие, а генетические различия между большими по­пуляционными группами составляют не более 3-5 % [452].

Таким образом, основные генетические различия касаются уни­кальных особенностей генома каждого индивида. Они являются ре­альной материальной основой неповторимой биохимической инди­видуальности человека, определяющей не только его наследственную предрасположенность к различным заболеваниям, но и реакцию на различные внешние воздействия, в том числе и на химические компо­ненты пищи.

Нутригеномика, как наука об индивидуальной реакции организма на пищевые факторы, уже доказала свою полезность при лечении и профилактике многих заболеваний. Однако, в отличие от моногенной патологии, при которой тяжелые мутации напрямую определяют вы­сокую вероятность заболевания, генетический полиморфизм, широко представленный в популяции, только модулирует конечный фенотипи­ческий эффект. Как правило, аллельные варианты имеют сравнительно слабый эффект на уровне индивида, но могут оказывать существенное влияние на популяционный риск заболевания. Во многих странах нача­то специальное популяционное тестирование генетического полимор­физма с целью создания национальных банков данных, позволяющих проводить масштабные исследования для оценки влияния внешних факторов, в том числе и питания, на здоровье нации.

Национальные базы генетических данных уже имеются в Исландии (Iseland Health Sector Database), Великобритании (Biobank UK), Эстонии (Estonian Genome Project), США (Marshfield Personalized Medicine) [309].

Справедливости ради следует заметить, что нутригеномика как наука делает лишь первые шаги. Пока ученые, работающие в этой ис­ключительно перспективной и интересной области, переосмысливают на уровне генов и их продуктов уже известные факты взаимодействия пищевых метаболитов как регуляторов генной экспрессии.

На уровне генов и их продуктов подробно исследованы основные звенья метабо­лизма липидов, углеводов, минералов и витаминов. Детально изучены гены системы детоксикации ксенобиотиков. Созданы подробные гене­тические карты многих сложных морфогенетических процессов, ведет­ся активный поиск генов, ассоциированных с различными хронически­ми заболеваниями.

Между тем взаимодействия диеты и генов пока хорошо охаракте­ризованы на уровне генов и белков только при ряде моногенных забо­леваний: непереносимость лактозы, фенилкетонурия, галактоземия, семейная гиперхолестеринемия. При этих болезнях не только иденти­фицированы соответствующие гены, но и охарактеризован спектр ос­новных мутаций. Значительно сложнее обстоит дело с такими поли­генными болезнями, как диабет (см. раздел 6.3), сердечно-сосудистые заболевания (см. раздел 6.5), остеопороз (см. раздел 6.2), ожирение и др. Уже существующие новые технологии — микрочипы, поиск обще­геномных ассоциаций с помощью карт гаплоидного генома (Genome Wide Association Studies — GWAS) [766], наконец, возможность полу­чать протеомные и метаболомные профили, создание эпигенетичес­ких карт функционирующего генома в разных тканях человека и на разных стадиях онтогенеза позволяют надеяться на быстрый прогресс нутригеномики уже в близком будущем.

Актуальность исследований по нутригеномике не вызывает сом­нения. Достаточно напомнить, что, согласно данным ВОЗ, в 2003 году причиной смерти в 30 % случаев были ССЗ и к 2010 году они станут главной причиной смертности населения земли. В 1998 году тучность была признана ВОЗ эпидемией XXI века. Уже тогда 1 мил­лиард людей планеты имел индекс массы тела более 25 кг/м2, а у 300 млн человек он превысил 30 кг/м2. По некоторым прогнозам, число тучных людей к 2030 году удвоится. Генетически детерминированы такие болезни, напрямую связанные с диетой, как коронарная бо­лезнь сердца (КБС), гипертония, диабет, ожирение, остеопороз. Счи­тается, что пищевые факторы ответственны примерно за 30 % всех раков, число которых прогрессивно возрастает, главным образом за счет увеличения числа пожилых людей. Как показали исследования близнецов, в возрасте 75 лет в 11-18 % случаев у них отмечается дискордантность в отношении колоректального рака, рака простаты и молочной железы. То есть, несмотря на идентичный геном, даже у близнецов по мере старения возникают заметные эпигенетичес­кие различия, обусловленные действием экзогенных, в том числе и пищевых, факторов. Можно ли и в каком объеме уже сейчас подоб­рать человеку индивидуальную, оптимальную для его генома диету? А если нет, что же тогда возможно в современной нутригеномике? Ответам на эти и другие вопросы, связанные с проблемой ген-диет- ных взаимодействий и посвящена данная глава.

<< | >>
Источник: БарановВ.С.. Генетический паспорт — основа индивидуальной и предик­тивной медицины / Под ред. В. С. Баранова. — СПб.: Изд-во Н-Л,2009. — 528 с.: ил.. 2009

Еще по теме НУТРИГЕНОМИКА:

  1. БарановВ.С.. Генетический паспорт — основа индивидуальной и предик­тивной медицины / Под ред. В. С. Баранова. — СПб.: Изд-во Н-Л,2009. — 528 с.: ил., 2009
  2. Коллектив авторов. Медицинская помощь на судах, 2002. — 111 с., 2002
  3. ГЛАВА 1 ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРВОЙ МЕДИЦИНСКОЙ ПОМОЩИ НА СУДАХ
  4. ГЛАВА 2 ОСНОВЫ АНАТОМИИ И ФИЗИОЛОГИИ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА
  5. 2.1. ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
  6. 2.2. СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ СИСТЕМА
  7. 2.3. СИСТЕМА ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ
  8. 2.4. ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
  9. 2.5.  СИСТЕМА МОЧЕВЫДЕЛЕНИЯ
  10. 2.6.  СИСТЕМА ПОЛОВЫХ ОРГАНОВ
  11. 2.7.  НЕРВНАЯ СИСТЕМА
  12. 2.8.  ОРГАНЫ ЧУВСТВ
  13. 2.9.  КОЖА
  14. ГЛАВА 3 ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ ПРИ НЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЯХ
  15. 3.1.  ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОКАЗАНИЯ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ
  16. 3.2.  АСЕПТИКА И АНТИСЕПТИКА
  17. 3.3 РАНЫ
  18. 3.4. ЛЕЧЕНИЕ РАН
  19. 3.5. ПРАВИЛА НАЛОЖЕНИЯ ПОВЯЗОК
  20. 3.6. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ПОВЯЗОК