10 Táplálkozás és gének Funkkolleg 2019-2020

Élvezet, egészség, üzlet

Szerző: Stephanie Pütz

Mindenki másképp eszik - étrend és gének

Miért fogyaszthatják el egyesek az édességhegyeket anélkül, hogy meghíznának, míg mások nemcsak veszélyesen másznak a mérlegre, hanem a cukorbetegséget is fenyegetik? A válasz nyilvánvaló: a gének nemcsak a megjelenésünket befolyásolják, hanem az ételeink felhasználásának módját is.

De: mekkora a gének hatása? Optimalizálható-e az egyéni étrend az egészség elősegítése és a betegségek megelőzése érdekében? Legalább ennyire izgalmas az a kérdés, hogy az étrend hogyan határozza meg, hogy mely géneket használják valójában, azaz mely gének aktiválódnak vagy inaktiválódnak. Ez a lenyomat folyamat már a születés előtt és az élet első hónapjaiban megkezdődik: az anya étkezési viselkedése szerepet játszik annak eldöntésében, hogy a gyermek később hajlamos-e túlsúlyos lenni vagy sem.

Megfordítható ez a trend? A géneket felnőttkorban táplálkozás útján lehet „be- és kikapcsolni”? A még mindig nagyon fiatal kutatási ág, a nutrigenomika, összefüggéseket keres a genetikai hajlam és a táplálkozás között.

Közvetítés podcastként

Adás hr-iNFO-ban: 2020.01.25, 11:30.

Kiegészítő anyag

Nutrigenomika
Nutrigenetics
válogatott gének a túlsúly és az elhízás szempontjából
Epigenetika
Food4me tanulmány
További irodalom
emberek

1. Nutrigenomika

A nutrigenomika egy olyan kutatási terület, amely megvizsgálja a táplálkozás és a genom funkcionális kölcsönhatását, és így összefogja a táplálkozástudomány és a funkcionális genomika területeit. A nutrigenomika központi célja,

az élelmiszer-összetevők és/vagy étrendek különböző hatásai a genom variabilitására. Ezeket a megállapításokat fel kell használni a táplálkozással összefüggő betegségek kockázatainak pontosabb meghatározására (nutrigenetika) és a genetikailag különböző populációkban történő megelőzésük optimalizálására (személyre szabott táplálkozás).

A nutrigenomika azt is vizsgálja, hogy a tápanyagok, vitaminok és nyomelemek milyen hatással vannak a teljes genomra, különös tekintettel a génexpresszióra és annak epigenetikus szabályozására a DNS-metiláció révén. Erre a célra a génexpresszió genom egészére kiterjedő vizsgálatának technikáit (DNS-mikro-rays) alkalmazzák annak érdekében, hogy a teljes expressziós mintákat rögzíteni lehessen, és ezáltal rendszerbiológiai eredményeket lehessen szerezni. Ezenkívül a közelmúltban modern analitikai módszereket (tömegspektrometria, NMR) alkalmaztak és tovább fejlesztettek célzottan a szérum metabolitok lehető legteljesebb mintáinak befogása érdekében (metabolit profilálás).

További információkat találhat a bizonyos betegségek táplálkozási jellemzőiről, valamint a gyakorlati alkalmazásról és a jövőbeli fejleményekről a https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s00103-006-0047-z.pdf oldalon.

2. Nutrigenetika

Az interdiszciplináris táplálkozási terület a táplálék és az egyes táplálkozási tényezők bizonyos gének és fehérjék expressziójára gyakorolt hatásával foglalkozik. Ezzel szemben a nutrigenetika magában foglalja a genetikai variabilitás hatását az egyén reakciójára az élelmiszer-tényezőkre. Ez azt jelenti, hogy a nutrigenetika a genotípus és az étrend kölcsönhatásával foglalkozik, és feltárja a genetikai variancia és az étrenddel kapcsolatos folyamatok közötti összefüggéseket.

További információk Haller és munkatársai "Élelmiszer-összetevők biofunkcionalitása" című könyvében találhatók. al a „3.6. Nutrigenome és nutrigenetics, mint a személyre szabott táplálkozás alapja ", Hannelore Daniel és Ulla Klein (ISBN: 978-3-642-29373-3)

3. A túlsúly és az elhízás kiválasztott kockázati génjei

Szakember körökben bizonyítottnak tekintik, hogy elhízás, azaz súlyos vagy kóros túlsúly esetén a környezeti hatások mellett a genetika is meghatározó szerepet játszik. Több mint 100 gén vagy génváltozat felelős azért, hogy az emberek egyre nehezebbé váljanak. Ez azonban nem jelenti azt, hogy az érintettek csak "rossz" genetikai felépítésükre hivatkozhatnak - magyarázza az elhízás genetikusa, Dr. Kovács Peter, a Lipcsei Egyetem orvostudományának elhízási betegségekkel foglalkozó kutatási és kezelési központja. Munkacsoportjával megpróbálja megérteni a gének szerepét az elhízásban, hogy ez alapján terápiás és prevenciós lehetőségeket alakítson ki.

A lipcsei genetikusok számos nemzetközi konzorciumban tevékenykednek, és a múltban számos gén felfedezésében vettek részt. Olyan nevük van, mint MC4R, TMEM18, BDNF vagy NEGR1. Az úgynevezett FTO gén több mint tíz évvel ezelőtti azonosítása a francia, izlandi, svéd és német kutatókkal együttműködve különösen fontos volt az elhízás területén végzett genetikai kutatások szempontjából. Az FTO a "zsírmasszához és az elhízáshoz kapcsolódó". A gén változásai közvetlenül és azonnal meghatározzák az ember zsírtömegét és elhízását.

Az agyból érkező jelek fontos szerepet játszanak az elhízás és a cukorbetegség kialakulásában. Fontos hírvivő anyag itt a dopamin. A tübingeni és a müncheni DZD tudósai svéd és amerikai kollégákkal együtt megvizsgálták, hogyan működnek együtt az elhízás kockázatának FTO génje és a D2 dopaminreceptor génváltozatai. Eredményeik arra utalnak, hogy azoknál az embereknél, akiknél mindkét gén megváltozott, nagyobb az elhízás és a cukorbetegség kialakulásának kockázata.

4. Epigenetika

Az epigenetika egy új tudományág a genetikán belül. Olyan gének tulajdonságait kutatja, amelyek nem a DNS-en keresztül jelennek meg, hanem az olvasásra való készségén keresztül. Az epigenetikai információkat különféle biomolekulák közvetítik, amelyek a kémiai zárakhoz hasonlóan megtagadják vagy felszabadítják bizonyos DNS-szekvenciák hozzáférését, és így szabályozzák, hogy aktiválhatók-e. Maguk a gének mellett az epigenetikus kód is meghatározza sorsunkat. Ez okozhatja az embernek örökletes betegség kialakulását, miközben genetikailag azonos ikerét megkímélik. Egyes epigenetikus jelölések nappali-éjszakai ritmusban változnak, mások állandóak maradnak, mások pedig a csírasejteken keresztül jutnak tovább a következő generációkhoz. Melyik epigenetikai kód jön létre az emberben, és hogy változik-e az élet folyamán, nemcsak a test saját jelzőanyagai, hanem az étkezési szokások és az életmód egyéb aspektusai is meghatározzák. A DZD megvizsgálja az epigenetikus tényezők jelentőségét a cukorbetegség és az elhízás kialakulásában.

Jenuwein, Thomas: Epigenetika - "Többek vagyunk, mint a génjeink összessége". Max Planck Társaság, 2013-as évkönyv, 4-9. Link: https://www.mpg.de/8236616/jahresbericht_2013.pdf

5. Food4me tanulmány

Az emberi genom teljes dekódolása 2000-ben megnyitotta az individualizált orvoslás lehetőségét, beleértve a személyre szabott étrendet is. Ez idő alatt létrejött a "nutrigenomika" területe. Megvizsgálja az étel és a génexpresszió kapcsolatát. Sokan azt remélték, hogy megfelelő étrendi ajánlásokat tudnak megtervezni az ember genetikai profilja alapján. Szükség van a lehetőségek és kihívások átfogó elemzésére a személyre szabott táplálkozás területén. Az Food4Me nemzetközi szakértői csoportot állított össze. Át kell olvasnia a személyre szabott táplálkozással kapcsolatos jelenlegi ismereteket, és meg kell vizsgálnia az egyénre szabott táplálkozási ajánlások alkalmazását. A Food4Me projekt megvizsgálja a fogyasztók hozzáállását és új tudományos eszközöket fejleszt ki a megvalósításhoz. A nagyszabású elvbizonyítást 8 európai tanulmányi központban végzik, összesen 1300 résztvevővel.

Eredmény: Például a Food4Me tanulmány a személyre szabott étrendi ajánlások négy különböző csoportját vizsgálta az étrendi irányelvek és az élettani, klinikai vagy genetikai paraméterek alapján, és nem talált különbséget a fogyásban a személyre szabás szintjei között. A génalapú személyre szabott táplálkozás a mai napig nem alkalmazható az elhízás kezelésére. Ennek ellenére a személy genetikai felépítésén alapuló személyre szabott étrendi ajánlások innovatív és ígéretes megközelítést jelentenek az elhízás megelőzésében és kezelésében. A jövőben emberi beavatkozási vizsgálatokra lesz szükség a génalapú étrendi ajánlások klinikai bizonyítékainak alátámasztására.

6. További olvasmány

Az élelmiszerek biofunkcionalitása, Hannelore Daniel és Ulla Klein fejezetének nutigenetikája, https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-29374-0_2

Hans Konrad Biesalksi: Táplálkozási életrajzunk. Akik ismerik őket, egészségesebbek. Knaus Verlag, München 2017, 99–105.

7. Emberek

Prof. Dr. Hannelore Daniel

Mrs. Daniel német táplálkozási szakember. Az emberi táplálkozás biokémiájának és fiziológiájának területén dolgozik, a sejtmembrán tápanyag- és idegenanyag-transzportfehérjeinek molekuláris és sejtbiológiájával.

1972 és 1977 között Daniel asszony háztartási és táplálkozástudományi tanulmányokat folytatott a Giesseni Egyetemen. Diplomával diplomázott 1978-ban. Ezt követte a táplálkozás biokémiájának doktori címe a Gießeni Egyetemen, valamint a táplálkozás fiziológiájának és biokémiájának habilitációja a Gießeni Egyetemen. Kutatási asszisztensként dolgozott az amerikai Pittsburghi Egyetem Orvostudományi Karán és a táplálkozás biokémiájának professzoraként a Giessen-i Justus Liebig Egyetemen. 1998 óta a táplálkozási fiziológia professzora a Müncheni Műszaki Egyetemen, a Weihenstephan Tudományos Központ Központi Táplálkozási és Élelmiszer-kutatási Intézetének (ZIEL) igazgatója. Számos tudományos társaság és bizottság tagja, munkájáért számos díjat kapott.

Hannelore Daniel az emberi táplálkozás biokémiájának és fiziológiájának területén dolgozik, a sejtmembrán tápanyag- és idegenanyag-transzportfehérjék molekuláris és sejtbiológiájára összpontosítva. Molekuláris és sejtbiológiai módszerek széles skálájával vizsgálja a sejtmembrán transzportfehérjék szerepét a tápanyagok és gyógyszerek felvételében, valamint a tápanyagok gének expressziójára, fehérjeszintézisére és metabolomjára gyakorolt hatását. Ehhez felhasználja a biológia széles körét, és megvizsgálja a baktériumok, élesztő, gerinctelenek, emlősök és emberek gén- és fehérjefunkcióit. Kutatást végez az élelmiszer-összetevők ártalmatlanságával kapcsolatban is, például új és funkcionális élelmiszerekben. Hosszú évek óta új fejleményeket vezetett be a biokémiában, a sejtbiológiában és a fiziológiában a munkaterületén, és vezető pozíciót adott csoportjának a protonfüggő tápanyag-transzporterek és a gén-tápanyag kölcsönhatások kutatásában.

Prof. Dr. Thomas Jenuwein

Jenuwein úr az Erlangeni Egyetemen és a Heidelbergi Egyetemen tanult. Molekuláris biológia diplomát szerzett. Ezután Ph.D.-ként dolgozott a heidelbergi EMBL-n. 1993 és 2001 között a bécsi Molekuláris Patológiai Intézet (IMP) munkacsoportjának vezetője volt. 2002 és 2008 között az IMP-nél dolgozott tudósként. 2008 óta a freiburgi Max Planck Immunobiológiai és Epigenetikai Intézet epigenetikai osztályának igazgatója. Kutatási területei: kromatin, hiszton-lizin metiláció, kromoszóma stabilitás, epigenetikus génszabályozás, sejttípus öröklődés, emlős polikombás és Su (var) gének, valamint egérfejlődés.

Dr. Clarissa Gerhauser

Gerhäuser asszony gyógyszerész szakot tanult a Würzburgi Egyetemen, majd 1993-ban a müncheni egyetemen szerzett doktori címet gyógyszerbiológiából (summa cum laude). 1993 és 1996 között posztdoktorként és tudományos asszisztensként dolgozott a rák kemoprevenciója területén a chicagói Illinois Egyetemen. 1996-ban a heidelbergi Német Rákkutató Központhoz (DKFZ) költözött, és jelenleg a Cancer Chemoprevention and Epigenomics csoport vezetője. Kutatási fókuszában az emlőrák és a prosztatarák molekuláris mechanizmusainak tanulmányozása áll, nagy hangsúlyt fektetve az epigenetikai mechanizmusokra. Több mint 100 kutatási cikket, áttekintést és könyvfejezetet írt, és négy szabadalommal rendelkezik. Társszerkesztője egy átfogó referencia-munkának, amelynek témája a "A rák kemoterápiája és a táplálkozási tényezők okozta DNS-károsodás" (Wiley Press, 2009).

Univ.-Prof. Prof. h.c. Dr. med. habil. Dr. h.c. Berthold Koletzko

Koletzko úr gyermekorvos a dr. a müncheni egyetemi klinika von Hauner’schen gyermekkórháza. A münsteri Westphalian Wilhelms Egyetemen tanult. Habilitációjára a düsseldorfi Heinrich-Heine Egyetemen került sor. Különféle újságcikkeket, könyvfejezeteket és könyveket írt. Különféle szabadalmakkal is rendelkezik. Jelenleg a Német Gyermekgyógyászati Társaság táplálkozási bizottságának elnöke, az Európai Gyermekgyógyászati Akadémia Gyermektáplálkozási Alapítványának elnöke, a Gyermekgasztroenterológiai, Hepatológiai és Táplálkozási Nemzetközi Társaságok Szövetségének elnöke. Kutatási területe az anyagcsere és a táplálkozás, valamint az egészség és a betegség eredete, a metabolomika és az epigenetika.

A további anyagok abban a sorrendben vannak felsorolva, amelyben a kulcsszavakat említették a programban. Az anyagokat készítette: Dr. Sandra Habicht, Jana Roßney