10 Výživa a gény Funkkolleg 2019-2020

Potešenie, zdravie, podnikanie

Autor: Stephanie Pütz

Každý sa stravuje inak - strava a gény

Prečo môžu niektorí ľudia jesť hory sladkostí bez toho, aby pribrali, zatiaľ čo iní sú nielen nebezpeční, ale hrozí im aj cukrovka? Odpoveď je zrejmá: gény ovplyvňujú nielen náš vzhľad, ale aj to, ako používame jedlo.

Ale: aký veľký je vplyv génov? Je možné optimalizovať individuálnu stravu na podporu zdravia a prevenciu chorôb? Prinajmenšom rovnako vzrušujúca je otázka, ako strava určuje, ktoré gény sa skutočne používajú, t. J. Ktoré gény sa aktivujú alebo deaktivujú. Tento proces vtlačenia sa začína ešte pred narodením a v prvých mesiacoch života: stravovacie správanie matky hrá úlohu pri určovaní toho, či má dieťa neskôr sklon k nadváhe alebo nie.

Je tento trend reverzibilný? Dajú sa gény „zapnúť a vypnúť“ výživou aj v dospelosti? Stále veľmi mladý výskumný odbor v oblasti Nutrigenomiky hľadá súvislosti medzi genetickou predispozíciou a výživou.

Vysielať ako podcast

Vysielanie v hr-iNFO: 25.01.2020, 11:30 hod.

Dodatočný materiál

Nutrigenomika
Nutrigenetika
vybrané rizikové gény pre nadváhu a obezitu
Epigenetika
Štúdia Food4me
Ďalšie čítanie
ľudí

1. Nutrigenomika

Nutrigenomika je oblasť výskumu, ktorá skúma funkčné interakcie medzi výživou a genómom a spája tak oblasti vedy o výžive a funkčnej genomiky. Je to ústredný cieľ nutrigenomiky,

rôzne účinky zložiek potravy a/alebo stravy na variabilitu genómu. Tieto objavy sa majú použiť na presnejšie stanovenie rizík pre choroby spojené s výživou (Nutrigenetika) a na optimalizáciu ich prevencie u geneticky odlišných populácií (personalizovaná výživa).

Nutrigenomics tiež skúma účinky živín, vitamínov a stopových prvkov na celý genóm, najmä na génovú expresiu a jej epigenetickú kontrolu pomocou metylácie DNA. Na tento účel sa používajú techniky na skúmanie génovej expresie v celom genóme (DNA čipy), aby bolo možné zaznamenať úplné vzorce expresie a získať tak nálezy systémovej biológie. Okrem toho sa nedávno použili moderné analytické metódy (hmotnostná spektrometria, NMR), ktoré sa ďalej cielene vyvíjajú s cieľom zaznamenávať čo najkompletnejšie vzorky metabolitov v sére (profilovanie metabolitov).

Ďalšie informácie o nutrigenomike pri určitých chorobách, ale aj praktické aplikácie a budúci vývoj nájdete na https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s00103-006-0047-z.pdf

2. Nutrigenetika

Interdisciplinárny výskumný odbor Nutrigenomika sa zaoberá vplyvom potravy a jednotlivých výživových faktorov na expresiu určitých génov a bielkovín. Naproti tomu nutričná genetika zahŕňa vplyv genetickej variability na reakciu jednotlivca na potravinové faktory. To znamená, že nutrigenetika sa zaoberá interakciou medzi genotypom a stravou a skúma vzťahy medzi genetickými odchýlkami a ich účinkom na procesy spojené so stravou.

Ďalšie informácie možno nájsť v knihe „Biofunkčnosť potravinových prísad“ autor Haller et. al v kapitole „3.6. Nutrigenóm a nutigenetika ako základ personalizovanej výživy "Hannelore Daniel a Ulla Klein (ISBN: 978-3-642-29373-3)

3. Vybrané rizikové gény pre nadváhu a obezitu

V odborných kruhoch sa považuje za dokázané, že v prípade obezity, tj. Ťažkej alebo patologickej nadváhy, zohráva popri environmentálnych vplyvoch rozhodujúcu úlohu aj genetika. Viac ako 100 génov alebo variantov génov je zodpovedných za to, že ľudia sú stále ťažší a ťažší. To však neznamená, že postihnutí sa môžu odvolávať iba na svoje „zlé“ genetické zloženie, vysvetľuje genetik obezity Prof. Dr. Peter Kovacs z Lipského výskumného a liečebného centra pre obezitné choroby Univerzity v Lipsku. So svojou pracovnou skupinou sa snaží pochopiť úlohu génov v obezite s cieľom rozvinúť možnosti liečby a prevencie založenej na tomto.

Lipskí genetici sú aktívni v mnohých medzinárodných konzorciách a v minulosti sa podieľali na objavovaní mnohých génov. Majú názvy ako MC4R, TMEM18, BDNF alebo NEGR1. Pre genetický výskum v oblasti obezity bola obzvlášť dôležitá identifikácia takzvaného génu FTO pred viac ako desiatimi rokmi v spolupráci s výskumníkmi z Francúzska, Islandu, Švédska a Nemecka. FTO je skratka pre „tuková hmotnosť a obezita spojené“. Zmeny v tomto géne priamo a okamžite určujú tukovú hmotu a obezitu človeka.

Signály z mozgu hrajú dôležitú úlohu pri vzniku obezity a cukrovky. Dôležitou nosnou látkou je tu dopamín. Vedci DZD z Tübingenu a Mníchova spolu so švédskymi a americkými kolegami skúmali, ako fungujú zmeny v géne pre riziko obezity FTO a varianty génu pre dopamínový receptor D2. Ich výsledky naznačujú, že ľudia, u ktorých došlo k zmene oboch génov, sú vystavení väčšiemu riziku vzniku obezity a cukrovky.

4. Epigenetika

Epigenetika je nová disciplína v genetike. Skúma vlastnosti génov, ktoré sa objavujú nie prostredníctvom samotnej DNA, ale vďaka jej pripravenosti na čítanie. Epigenetické informácie prenášajú rôzne biomolekuly, ktoré rovnako ako chemické zámky popierajú alebo uvoľňujú prístup k určitým sekvenciám DNA a tým riadia, či je možné ich aktivovať. Okrem samotných génov určuje náš osud aj epigenetický kód. Môže to spôsobiť, že človek vyvinie dedičné ochorenie, zatiaľ čo jeho geneticky identické dvojča je ušetrené. Niektoré epigenetické znaky sa menia v rytme deň-noc, iné zostávajú trvalé a ďalšie sa prenášajú prostredníctvom zárodočných buniek na ďalšie generácie. Ktorý epigenetický kód je v človeku zavedený a či sa mení v priebehu života, určujú nielen vlastné signálne látky tela, ale aj stravovacie návyky a ďalšie aspekty životného štýlu. DZD skúma význam epigenetických faktorov pri vzniku cukrovky a obezity.

Jenuwein, Thomas: Epigenetika - „Sme viac ako súčet našich génov“. Spoločnosť Max Planck, ročenka 2013, s. 4-9. Odkaz: https://www.mpg.de/8236616/jahresbericht_2013.pdf

5. Štúdia Food4me

Úplné dekódovanie ľudského genómu v roku 2000 otvorilo možnosť individualizovanej medicíny vrátane individualizovanej stravy. V tomto období sa vytvorila oblasť „nutrigenomiky“. Skúma vzťah medzi jedlom a génovou expresiou. Mnohí dúfali, že sa im podarí naplánovať vhodné stravovacie odporúčania na základe genetického profilu človeka. Je potrebné komplexne analyzovať príležitosti a výzvy v oblasti personalizovanej výživy. Food4Me zostavila medzinárodnú skupinu odborníkov. Mala by preosiať súčasné poznatky o personalizovanej výžive a preskúmať uplatňovanie individualizovaných výživových odporúčaní. Projekt Food4Me tiež preskúma postoje spotrebiteľov a vyvinie nové vedecké nástroje na implementáciu. Rozsiahla štúdia o overení zásadnosti sa uskutočňuje v 8 európskych študijných centrách s celkovým počtom 1300 účastníkov.

Výsledok: Napríklad štúdia Food4Me skúmala štyri rôzne skupiny personalizovaných stravovacích odporúčaní na základe stravovacích pokynov a fyziologických, klinických alebo genetických parametrov a nezistila žiadny rozdiel v úbytku hmotnosti medzi úrovňami personalizácie. Doteraz nie je génová personalizovaná výživa na liečbu obezity zatiaľ použiteľná. Napriek tomu sú osobné stravovacie odporúčania založené na genetickej výbave človeka inovatívnym a sľubným prístupom k prevencii a liečbe obezity. V budúcnosti budú potrebné intervenčné štúdie na ľuďoch, aby sa doložili klinické dôkazy potravinových odporúčaní založených na génoch.

6. Ďalšie čítanie

Biofunkčnosť potravín, kapitola Nutričná genetika Hannelore Daniel a Ulla Klein, https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-29374-0_2

Hans Konrad Biesalksi: Náš výživový životopis. Tí, ktorí ich poznajú, žijú zdravšie. Knaus Verlag, Mníchov 2017, s. 99-105.

7. Ľudia

Prof. Dr. Hannelore Daniel

Pani Daniel je nemecká výživová poradkyňa. Pracuje v odbore biochémie a fyziológie výživy človeka so zameraním na molekulárnu a bunkovú biológiu výživných a cudzích látok transportných proteínov bunkovej membrány.

V rokoch 1972 až 1977 pani Daniel študovala vedy o domácnosti a výživu na univerzite v Giessene. V roku 1978 promovala. Nasledoval doktorát z biochémie výživy na univerzite v Gießene a habilitácia z fyziológie a biochémie výživy na univerzite v Gießene. Pôsobila ako vedecký asistent na lekárskej fakulte na univerzite v Pittsburghu v USA a ako profesorka pre biochémiu výživy na univerzite Justusa Liebiga v Giessene. Od roku 1998 je profesorkou fyziológie výživy na Technickej univerzite v Mníchove a riaditeľkou Ústredného ústavu pre výskum výživy a potravín (ZIEL) vo vedeckom centre Weihenstephan. Je členkou niekoľkých vedeckých spoločností a výborov a za svoju prácu získala mnoho ocenení.

Hannelore Daniel pracuje v oblasti biochémie a fyziológie výživy človeka so zameraním na molekulárnu a bunkovú biológiu výživných a cudzích látok transportných proteínov bunkovej membrány. Skúma úlohu transportných proteínov bunkovej membrány pri príjme živín a liečiv, ako aj účinky výživných látok na génovú expresiu, syntézu proteínov a metabolom pomocou širokej škály molekulárnych a bunkových biologických metód. Využíva na to šírku biológie a skúma funkcie génov a bielkovín v baktériách, kvasinkách, bezstavovcoch, cicavcoch a ľuďoch. Venuje sa tiež výskumu neškodnosti potravinových prísad, napríklad v nových a funkčných potravinách. Mnoho rokov predstavovala vo svojej pracovnej oblasti nový vývoj v biochémii, bunkovej biológii a fyziológii a svojej skupine poskytla vedúce postavenie vo výskume transportérov výživovo závislých protónov a interakcií génov a živín.

Prof. Dr. Thomas Jenuwein

Pán Jenuwein študoval na univerzite v Erlangene a na univerzite v Heidelbergu. Štúdium ukončil titulom z molekulárnej biológie. Potom pracoval ako doktorand na EMBL v Heidelbergu. V rokoch 1993 až 2001 bol vedúcim pracovnej skupiny na Inštitúte pre molekulárnu patológiu (IMP) vo Viedni. V rokoch 2002 až 2008 pracoval ako vedec na IMP. Od roku 2008 je riaditeľom oddelenia epigenetiky na Inštitúte imunobiológie a epigenetiky Maxa Plancka vo Freiburgu. Jeho výskumné záujmy zahŕňajú chromatín, metyláciu histón-lyzínom, stabilitu chromozómov, reguláciu epigenetických génov, dedičnosť bunkových typov, gény cicavčích polykombov a Su (var) a vývoj myší.

DR. Clarissa Gerhauser

Pani Gerhäuser vyštudovala farmáciu na univerzite vo Würzburgu a doktorát z farmaceutickej biológie získala v roku 1993 na univerzite v Mníchove (summa cum laude). V rokoch 1993 až 1996 pracovala ako postdoktorandka a výskumná asistentka v oblasti chemoprevencie rakoviny na University of Illinois v Chicagu. V roku 1996 sa presťahovala do Nemeckého centra pre výskum rakoviny (DKFZ) v Heidelbergu a v súčasnosti je vedúcou skupiny Cancer Chemoprevention and Epigenomics. Vo výskume sa zameriava na štúdium molekulárnych mechanizmov spojených s rakovinou prsníka a prostaty, so silným zameraním na epigenetické mechanizmy. Je autorkou viac ako 100 vedeckých článkov, recenzií a kapitol kníh a je držiteľkou štyroch patentov. Je tiež redaktorkou komplexnej referenčnej práce na tému „Chemoprevencia rakoviny a poškodenia DNA výživovými faktormi“ (Wiley Press, 2009).

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

Pán Koletzko je pediater u Dr. von Hauner’schen Detská nemocnica Univerzitnej kliniky v Mníchove. Študoval na vestfálskej Wilhelmsovej univerzite v Münsteri. Jeho habilitácia sa uskutočnila na univerzite Heinrich-Heine v Düsseldorfe. Je autorom mnohých novinových článkov, kapitol kníh a kníh. Je tiež držiteľom rôznych patentov. V súčasnosti je predsedom Výboru pre výživu Nemeckej pediatrickej spoločnosti, predsedom Nadácie pre výživu detí na Európskej pediatrickej akadémii, prezidentom Asociácie medzinárodných spoločností pre detskú gastroenterológiu, hepatológiu a výživu. Venuje sa metabolizmu a výžive, ako aj vzniku zdravia a chorôb, metabolomike a epigenetike.

Dodatočné materiály sú uvedené v poradí, v akom boli kľúčové slová spomenuté v programe. Materiály vytvorili: Dr. Sandra Habicht, Jana Roßney