Генетикалық-эпигенетикалық тамақтану және біздің денсаулығымыз | Эль Пасо, Техас.
Эпигенетикалық және жекелендірілген тамақтану оңтайлы денсаулыққа қалай ықпал етеді?
Көптеген адамдар денсаулығына әсер ететін дұрыс емес тағамдар туралы біледі. Олар
- Метаболизмді бәсеңдету
- Салмақ қосыңыз
- Артериялар және т.б.
Бірақ қазір тамақ пен тамақ элементтері бар, олар бізге көмектеседі және біз ойлаған орыннан келеді, және бұл - біздің ДНҚ.
Нутриепигенамика диеталар мен биомаркерліктер арасындағы байланыстарды зерттейді, олар біздің ДНҚ-нан қосылуы немесе алынуы мүмкін. Бұл біздің гендерді қосады немесе өшіреді.
Жаңа зерттеулер бұл нақты екенін көрсетеді тағамдық қоспалар немесе қоспалар біздің денсаулығымызға әсер етуі мүмкін гендердің экспрессиясын реттей алады.
Тамақтану геномикасы клиникалық және қоғамдық денсаулықты азықтандыру дағдыларын төңкереді:
Диета, жаттығу және қоршаған ортаға әсер ету - эпигенетика арқылы гендерді қосу және ажыратуда рөлді көрсеткен барлық элементтер. Өмір салты факторларын реттеу ауруды азайтуға және біздің денсаулығымызға оң әсер ететін әлеуетті басқаруға мүмкіндік береді.
Денсаулық сақтау мамандары барлық адамдар өздерінің тәжірибесіне эпигенетиктерді қосып, мамандандырылған және дараланған емдеу жоспарларын ұсынуға тырысады.
Диета, өмір салты, қоршаған орта факторлары, отбасылық тарих, белгілер және диагноз сияқты эпигенетикамен қатар ақпарат беру біреуді оңтайландырылған денсаулық жағдайына жетелеуге көмектеседі, - дейді Кристи Холл, MS, RNCP, ROHP, функционалды диетологтар кеңесі Living Well Nutrition компаниясының негізін қалаушы, ол эпигенетикалық тестілеуді, тамақтануға кеңес беруді және өз клиенттерін жақсы қамтамасыз ету үшін көп қырлы әдісті қолданады.
Мамыр 15, 2018, Бейли Киркпатрик диета, Аурулар және бұзылулар, қоршаған орта, Жаңалықтар мен шолулар
Тіркелген диетологтар адамның денсаулығын жақсартатын генетикалық негізделген диеталық ұсыныстарды жасауға мүмкіндік алады.
Тамақтану - біздің денсаулығымызды анықтайтын қоршаған ортаға әсер ететін негізгі факторлардың бірі. Созылмалы аурулар:
- 2 қант диабетін енгізіңіз
- Метаболикалық синдром
- Жүрек - қан тамырлары ауруы
- Неврологиялық ауру
- Түрлі ісік
- Қоректік заттармен / тамақпен басталады немесе жеделдетіледі
Бұл қоректік зерттеулердің саласы ретінде тағамдық геномика деп атауға болады.
Бір нуклеотидтік полиморфизмдер (SNPs) ДНҚ-да бірыңғай базалық жұптық айырмашылықтар болып табылады. Олар адамның генетикалық вариациясының негізгі түрін білдіреді.
Жоғарғы ДНК молекуласы төменгі ДНК молекуласынан бір базалық жұп жерінде (C / A полиморфизмі) ерекшеленеді,
Нәрлі генетика немесе қоректік генетика сәйкестендіру, жіктеу және сипаттау адам ағзасындағы генетикалық вариацияны, ол метаболизмнің / қоректенудің және тамақтанудың рұқсат етілуін өзгертеді. Fig1.
Қолдану: Генетикалық және эпигенетика
Қоректік заттар, мысалы, фармацевтика, геномды экспрессия мен тұрақтылықтың күшті эффекторы болып табылады және бұл гендік-қоректік өзара әрекеттер аурулардың алдын алу үшін оңтайландырылуы мүмкін.
Жеке дара тамақтану
Тамақтанудың оңтайлы денсаулығы үшін тамақтану инженериясының уәдесі әлі де жалғасып келеді, алайда жұртшылық диеталық қоспаларды қолданумен растайды.
Ғылыми зерттеулер әртүрлі азық-түлік және тағамдық қоспалардағы қоректік заттардың репродукциялық өзгерістерді түзетуге немесе өзгертуге қабілетті екенін көрсетті. Бұл дәлелдер жақсы өмір салтын таңдауға көмектеседі.
Көкжидектерде антиоксиданттар өте көп және бұл «суперфуд» ДНҚ зақымдануын эпигенетикалық төмендетеді, осылайша адамдарды қатерлі ісіктен қорғайды және тіпті қартаюды баяулатады деп ойлады. Көкжидек шырыны мен С дәрумені адамдардағы MTHFR гені мен DNMT1 гені үшін метилденудің тежегіштері болатындығы дәлелденді.
Ким, М., На, Х., Касаи, Х., Кавай, К., Ли, Ю.- С., & Янг, М. (2017). Көкжидекті (Vaccinium spp.) Және С витаминін адамдағы антиоксидантты және эпигенетикалық әсерлері арқылы салыстыру. Қатерлі ісіктің алдын алу журналы, 22 (3), 174 181.
Денедегі нәрселер туралы білу, әсіресе әлеуетті эпигенетикалық әсер ету - бұл оңтайлы денсаулыққа бір қадам жақындайды.
Семіздік - кешенді, көп факторлы ауру және өмір салты, қоршаған орта мен генетика арасындағы өзара әрекеттестіктің негізінде жатқан механизмдерді жақсырақ түсіну, алдын алу және емдеудің тиімді стратегияларын әзірлеу үшін маңызды [1].
Жануарлар үлгілері қазіргі метаболикалық күйдің көрсеткіштері ретінде де, семіздік пен метаболикалық аурудың болашақ қаупін болжаушылар ретінде де нақты эпигенетикалық белгілердің рөлі туралы механикалық түсінік беретін жоғары бақыланатын зерттеулерге бірегей мүмкіндіктер береді. Жануарларды зерттеудің ерекше маңызды аспектісі - олар мақсатты тіндердегі, соның ішінде бауыр мен гипоталамустағы эпигенетикалық өзгерістерді бағалауға мүмкіндік береді, бұл адамдарда әлдеқайда қиын. Сонымен қатар, жаңа тіндердің көп мөлшерін жинау мүмкіндігі көптеген хроматин белгілерін, сондай-ақ ДНҚ метилденуін бағалауға мүмкіндік береді. Осы эпигенетикалық модификациялардың кейбірі жеке немесе біріктірілген түрде қоршаған ортаны бағдарламалауға жауап беруі мүмкін. Жануарлар үлгілерінде ұрпақтардың бірнеше ұрпағын зерттеуге болады және осылайша адам зерттеулерінде оңай ажыратылмайтын ата-ананың тамақтану статусының эпигенетикалық жады арқылы семіздік қаупінің ұрпақаралық және ұрпақ аралық берілуін саралауға мүмкіндік береді. Біз бірінші терминді мейоздық қауіп-қатердің берілуінің жалғасуы болмаған кезде қолданамыз, ал соңғысы, ең алдымен, ұрықтың немесе гаметалардың метаболикалық қайта бағдарламалануы арқылы тәуекелдің тікелей берілуін талап етеді.
(i) Гемация кезінде ананың тамақтануымен байланысты ұрықтың эпигенетикалық өзгерістері
Жүктілік кезіндегі ананың тағамдық қоспалары, жеткіліксіз тамақтануы және шамадан тыс тамақтануы ұрпақтардағы майдың жиналуын және энергия гомеостазын өзгертуі мүмкін [11, 13-15, 19]. Ұрпақтағы бұл әсерлермен байланысты ДНҚ метилденуіндегі өзгерістер, гистонның трансляциядан кейінгі модификациялары және бірнеше мақсатты гендер үшін ген экспрессиясы, әсіресе май қышқылының метаболизмін және инсулин сигналын реттейтін гендер [16, 17, 20-30]. Осы зерттеулерде пайдаланылған жануарлар үлгілерінің әртүрлілігі және әсер ететін жалпы метаболикалық жолдар эпигенетикалық модификация арқылы болатын эволюциялық сақталған бейімделу реакциясын көрсетеді. Дегенмен, белгілі бір анықталған гендер мен эпигенетикалық өзгерістердің аз бөлігі тиісті зерттеулерде кросс-валиденді және кең ауқымды геномдық зерттеулер әдетте қолданылмаған. Бұл зерттеулерді салыстырудағы негізгі кедергі - айтарлықтай әртүрлі нәтижелерді тудыруы мүмкін қоректік қиындықтарға ұшыраған психикалық дамудың әртүрлі терезелері. Эпигенетикалық өзгерістер ұрпақтың фенотиптік өзгерістерімен байланысты емес, себеп-салдарлы екенін дәлелдеу де қажет. Бұл ұрпақтардағы өзгерген фенотиптің дамуының алдында ата-ананың қоректенетін эпигенетикалық «есте сақтау» реакциясын анықтауды қажет етеді.
Жаңа туындайтын зерттеулер көрсеткендей, тамақтану ата-анасының ұрпағы майдың тұнуы мен эпигенетикалық белгілеріне әсер етуі мүмкін [31 34]. Тышқандарды қолданған жақында жүргізілген бір зерттеу көрсеткендей, әке алдындағы диабет F1 ұрпақтарында қант диабетіне сезімталдықтың ұйқы безі гендерінің экспрессиясындағы өзгерістермен және инсулин сигнализациясымен байланысты ДНҚ метиляциясымен бірге жүреді [35]. Маңыздысы, панкреатикалық аралдар мен ұрықтарда эпигенетикалық өзгерістердің қабаттасуы болды, бұл ұрық жолдарының тұқым қуалауын болжайды. Алайда, бұл зерттеулердің көпшілігі, салдары бойынша қызықты болса да, тергеудің геномдық ауқымында шектеулі және ұрпақтардағы жұмсақ метаболикалық фенотиптермен байланысты әлсіз және біршама уақытша эпигенетикалық өзгерістерді көрсетеді.
Эпигенетикалық ақпараттың бірнеше ұрпақтарда тұрақты берілуі өсімдік жүйелерінде және С-да жақсы сипатталған. elegans, бірақ оның сүтқоректілердегі маңызы әлі де көп талқылануда [36, 37]. Диеталық әсерге жауап ретінде фенотиптердің ата-бабадан берілуінің эпигенетикалық негізі, соның ішінде мал түрлерінде жақсы анықталған [31]. Ұрпақ фенотипіне әсер ететін эпигенетикалық беріліс әсерін көрсететін ең ықпалды зерттеулер өміршең сары агути (Avy) тышқанының мысалын пайдаланды [38]. Бұл тінтуірде агути генінен жоғары қарай ретротранспозонды енгізу оның конститутивтік экспрессиясын және нәтижесінде сары жабын түсін және ересек адамның семіздігін тудырады. Ананың ұрық желісі арқылы берілуі ДНҚ метилденуі арқылы агути экспрессиясының дыбыссыздануына әкеледі, нәтижесінде жабайы типтегі пальто түсі мен ұрпақтың арық фенотипі пайда болады [39, 40]. Маңыздысы, осы тышқандардағы кейінгі зерттеулер ананың метил донорларының әсері пальто түсінің өзгеруіне әкелетінін көрсетті [41]. Бір зерттеу фенотиптің F3 ұрпаққа берілуін және F0 [42] ақуыз шектеуіне жауап ретінде гендердің көп санының экспрессиясының өзгеруін хабарлады; дегенмен экспрессиядағы өзгерістер өте өзгермелі болды және бұл жүйеде эпигенетикалық өзгерістерге тікелей байланыс анықталмады.
Көптеген зерттеулерде кандидаттық аймаққа тәуелді аймақтарды пайдаланып, жануарлардың үлгілерінде диетаға байланысты эпигенетикалық өзгерістер анықталғанымен, геномдық ауқымды талдау жүргізілді. Жақында өткізілген зерттеу геномдық-кеңейтілген геннің экспрессиясын және ДНҚ-ны метилирования талдауын қолдану арқылы ересек тышқандарда жоғары майлы диеталар / диетаның индукцияланған семіздікінің тікелей эпигенетикалық әсерін анықтауға бағытталған [43]. Бұл зерттеу бақылау мен жоғары майланған тышқандардан алынған адипоциттердегі 232 дифференциалды метилированные аймақтарды (DMR) анықтады. Маңыздысы бойынша, морфологиялық DMR-лерге арналған тиісті адамдық аймақтар да семіздік пен нәзік адамдардың популяциясынан майдың тініне дифференциалды түрде метилленді, осылайша бұл аймақтардың тамаша эволюциялық сақталуын ерекше атап өтті. Бұл нәтиже сүтқоректілердің энергетикалық гомеостазасын реттеуде анықталған DMR-дың ықтимал маңыздылығын көрсетеді.
i) Генетикалық қауымдастықтың зерттеуі. Белгілі бір жағдайлардың даму қаупінің жоғарылауымен байланысты генетикалық полиморфизмдер қоздырғыш гендермен априори байланысты. Мұндай аймақтарда дифференциал-метиляцияның болуы осы эпигенетикалық өзгерістердің проксимальды гендердің экспрессиясын басқарудағы функционалдық маңыздылығын көрсетеді. Көптеген эпигенетикалық вариацияға негізделген күшті cis-әрекет ететін генетикалық әсерлер бар [7, 45] және популяцияға негізделген зерттеулерде эпигеномдық айырмашылықтардың себепті немесе делдалдық рөлін анықтау үшін генетикалық суррогаттарды пайдаланатын әдістер қолданылған [7, 46-48] . Отбасылық генетикалық ақпаратты пайдалану сонымен қатар фенотипке байланысты дифференциалды метилденуді көрсететін ықтимал себепші кандидат аймақтарды анықтауға әкелуі мүмкін [49].
Осы зерттеулерден бастап, PGC1A, HIF3A, ABCG1 және CPT1A және бұрын сипатталған RXRA [18] метиллануының метаболизм метаболизмі, метаболизмге байланысты метаболизмге байланысты, немесе, мүмкін, метаболизмдік аурулардың дамуында рөлі бар үміткерлер болып табылатын биомаркерлер ретінде пайда болды. .
Эпигенетикалық вариацияға негізгі генетикалық вариация қатты әсер етеді, генотип вариацияның ~20-40% түсіндіреді [6, 8]. Жақында бірқатар зерттеулер аурудың фенотиптерімен байланысты метилденудің сандық локустарын (meQTL) анықтау үшін метилом және генотип деректерін біріктіре бастады. Мысалы, май тінінде ADCY3 жоғары ағынындағы күшейткіш элементте BMI генетикалық қауіп локусымен қабаттасатын meQTL анықталды [8]. Басқа зерттеулер сонымен қатар белгілі семіздік пен T2DM тәуекел локустары мен семіздік пен T2DM-мен байланысты DMRs арасындағы сәйкестіктерді анықтады [43, 48, 62]. Мұндай DMR бірқатарының метилденуі тышқандарды жоғары маймен тамақтандыру [43] және адамдардағы салмақ жоғалту [64] арқылы модуляцияланған. Бұл нәтижелер ауруға бейімділікке байланысты генетикалық вариациялар мен олардың тамақтану қиындықтарына жауап ретінде эпигенетикалық модификациялардан өтетін геном аймақтарымен байланысы арасындағы қызықты байланысты анықтайды, бұл себепті байланысты білдіреді. Генетикалық және эпигенетикалық вариация арасындағы тығыз байланыс олардың жеке вариацияны тудырудағы маңызды рөлдерін білдіруі мүмкін [65, 66]. Дегенмен, бұл тұжырымдар ДНҚ метилденуі генетикалық әсерлердің медиаторы болуы мүмкін екенін көрсетсе де, генетикалық және эпигенетикалық процестер бір гендерде тәуелсіз әрекет ете алатынын ескеру маңызды. Егіздік зерттеулер [8, 63, 67] маңызды түсініктерді бере алады және ДНҚ метилдену деңгейлеріндегі жеке аралық айырмашылықтар негізінен ортақ емес ортадан және стохастикалық әсерлерден, ең азы ортақ қоршаған орта әсерінен, сонымен бірге генетикалық вариация.
Пренаталдық орта: Жақында жарияланған екі зерттеуде аналық жүктіліктің жүктілікке дейінгі немесе жүктілік кезіндегі ұрпақтардың ДНҚ метилденуіне әсерін зерттеу үшін қоректік заттардың табиғи өзгеруіне ұшыраған адам популяциясы қолданылды [68, 69]. Бірінші зерттеуде Гамбиялық ана мен бала когорты қолданылып, жүктілік кезінде ана метил донорларын қабылдаудың маусымдық өзгерістері де, аналардың жүктілікке дейінгі BMI де нәрестелердегі метилирлеудің өзгеруіне байланысты болды [69]. Екінші зерттеу голландиялық Hunger Winter когортасынан ересек ұрпақтың өсу мен метаболизмге қатысатын гендердің ДНҚ метилденуіне ананың ауыр тамақтанбауының өткір кезеңіне пренатальды әсер етуінің әсерін зерттеу үшін пайдаланды [68]. Нәтижелер әсер ету уақытының оның эпигеномға әсер етудегі маңыздылығын көрсетті, өйткені эпигенетикалық маңызды әсерлер тек жүктіліктің ерте кезеңінде аштыққа ұшыраған адамдарда ғана анықталды. Маңыздысы, эпигенетикалық өзгерістер BMI жоғарылауымен қатар жүрді; дегенмен, бұл зерттеуде бұл өзгерістер өмірде бұрын болғанын немесе BMI деңгейінің жоғарылауының салдарын анықтау мүмкін болмады.
Босанғаннан кейінгі орта: Эпигеном эмбриональды даму кезеңінде де-ново түрінде орнатылады, сондықтан пренатальды орта эпигеномға айтарлықтай әсер етеді. Алайда, қазіргі кезде қартаю, токсиндердің әсерінен және диеталық өзгерістерден тұратын көптеген жағдайлардың әсерінен «жетілген» эпигеномда өзгерістер болатыны анық. Мысалы, қаңқа бұлшықетіндегі көптеген гендердегі ДНҚ метилденуінің өзгеруі және май тіндеріндегі PGC1A майлы тамақтануға жауап ретінде көрсетілген [75, 76]. Денедегі майдың массасын жоғалтуға арналған араласулар ДНҚ метилденуінің өзгеруімен де байланысты болды. Зерттеулер бұрын семіздікпен ауыратын науқастарда майлы тіндердің [43, 64], перифериялық қанның мононуклеарлы жасушаларының [77] және бұлшықет тіндерінің [78] ДНҚ-метилдену профильдері салмақ жоғалтқаннан кейін арық субъектілердің профильдеріне көбірек ұқсайтындығы туралы хабарлады. Салмақ жоғалту операциясы бауырдағы алкогольсіз майлы бауыр ауруымен байланысты метилдену өзгерістерін ішінара қалпына келтірді [79] және басқа зерттеуде семіздікке үміткер гендердің көп мөлшерінің гипометилденуіне әкелді, тері астындағы әсерлері оментальды (висцеральды) маймен салыстырғанда айқын болды [64] . Жинақталған дәлелдер жаттығулар интервенциясы ДНҚ метилденуіне де әсер етуі мүмкін екенін көрсетеді. Бұл зерттеулердің көпшілігі арық адамдарда жүргізілген [80 82], бірақ семіздік T2DM субъектілерінде бір жаттығу зерттеуі сонымен қатар ДНҚ метилденуіндегі өзгерістерді көрсетті, соның ішінде май қышқылы мен глюкозаның тасымалдануына қатысатын гендерде [83]. Эпигенетикалық өзгерістер қартаю кезінде де орын алады және соңғы мәліметтер семіздіктің оларды көбейтудегі рөлін көрсетеді [9, 84, 85]. Семіздік бауыр тінінің эпигенетикалық жасын тездетті, бірақ жоғарыда сипатталған мәліметтерден айырмашылығы, бұл салмақ жоғалғаннан кейін бұл әсер қайтымды болмады [84].
Семіздікпен байланысты немесе диета немесе өмір салты араласуымен және салмақ жоғалтуымен байланысты ДНҚ метилденуінің өзгеруі негізінен қарапайым (<15%), бірақ бұл зерттелген фенотип пен матаға байланысты өзгереді. Мысалы, салмақ жоғалғаннан кейін майлы тіндерде 20% -дан жоғары өзгерістер байқалды [64] және HIF3A метиляциясы мен май тініндегі BMI арасындағы байланыстар қанға қарағанда айқынырақ болды [52].
Қорытындылар
