Nutrigenetik - genetisch verträgliche Ernährung

Die Nutrigenetik ist ein Wissenschaftszweig, der die Beziehung zwischen Genen und menschlicher Ernährung untersucht. Nutrigenetics geht davon aus, dass Ernährungsempfehlungen nicht für die gesamte Bevölkerung gleich sein können, da wir genetisch unterschiedlich sind. Was genau ist Nutrigenetik und lohnt es sich, nach Ihren Genen zu essen?

Inhaltsverzeichnis:

1. Nutrigenetik - was ist das?
2. Nutrigenetik - Was sind genetische Polymorphismen?
3. Nutrigenetik - wie wird nach den Zusammenhängen zwischen Ernährung und Krankheit gesucht?
4. Nutrigenetik - Was sind Nutrigenetische Tests?
5. Nutrigenetik - Was erkennen Nutrigenetische Tests?
6. Nutrigenetik - Anwendung in der Medizin
7. Nutrigenetik - sind wir bereit für eine genbasierte Ernährung?

Nutrigenetik - was ist das?

Die Nutrigenetik ist ein neues Gebiet der Wissenschaft, das die Auswirkungen genetischer Unterschiede (Polymorphismen) auf die Reaktion des Körpers auf Nährstoffe und das Risiko ernährungsbedingter Erkrankungen untersucht. Empfehlungen für die tägliche Aufnahme von Nährstoffen wie Vitaminen basieren auf Studien in der Allgemeinbevölkerung und berücksichtigen nicht die individuellen Bedürfnisse jedes Organismus, z. von genetischen Unterschieden. Daher ist die Hauptannahme der Nutrigenetik die Individualisierung der Ernährung so, dass ernährungsbedingte Krankheiten behandelt und verhindert werden.

Nutrigenomics - ein verwandtes Gebiet der Nutrigenetics, das sich mit dem Einfluss von Nährstoffen auf die Genexpression befasst.

Nutrigenetik - Was sind genetische Polymorphismen?

Genetische Polymorphismen sind kleine Veränderungen im Genom, die zum Auftreten verschiedener Genvarianten in der menschlichen Bevölkerung führen, was wiederum den Phänotyp beeinflusst, d. H. Wie jeder von uns aussieht und auf Umweltfaktoren reagiert. Genetische Polymorphismen können den Stoffwechsel von Proteinen, Kohlenhydraten, Fetten, Vitaminen und das Risiko der Krankheitsentwicklung beeinflussen.

Die häufigsten im menschlichen Genom sind Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs). Einzelnukleotidpolymorphismen) und mehr als 11 Millionen von ihnen wurden beschrieben.

Nutrigenetik - wie Sie nach der Beziehung zwischen Ernährung und Krankheit suchen

Die Suche nach Genen, die für Krankheiten wie Fettleibigkeit oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen verantwortlich sind, ist wie die Suche nach der sprichwörtlichen Nadel im Heuhaufen. Das menschliche Genom enthält ungefähr 25.000 Gene, und es ist sehr selten, dass Informationen in einem Gen nur ein Merkmal beeinflussen. Darüber hinaus hängen unter anderem die komplizierten Prozesse der Genexpressionsregulation ab. Umweltfaktoren machen es nicht möglich, eindeutig anzuzeigen, dass beispielsweise Gen A den Metabolismus von Vitamin D beeinflusst.

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Daher wird in der Genforschung das sogenannte Kandidatengene, die dann von Wissenschaftlern eingehend untersucht werden. Die Auswahl der Kandidatengene für ernährungswissenschaftliche Studien erfolgt mithilfe genomweiter Assoziationsstudien (GWAS). genomweite Assoziationsstudie). Sie bestehen aus der Untersuchung sehr großer Populationen (z. B. 200.000 Menschen) mit einem ausgewählten Merkmal (Krankheit) und einer Kontrollgruppe ohne das getestete Merkmal (Krankheit). Anschließend wird das Genom der untersuchten Personen nach genetischen Polymorphismen "durchsucht" und mit Personen aus der Kontrollgruppe verglichen. Offensichtlich können die in solchen Studien identifizierten Gene nur potenziell mit einem bestimmten Merkmal (einer bestimmten Krankheit) zusammenhängen, und weitere grundlegende und klinische Studien sind erforderlich, um ihre Ursache-Wirkungs-Beziehung nachzuweisen.

Nutrigenetik - Was sind Nutrigenetische Tests?

Nutrigenetische Tests ähneln anderen Gentests. Der Test erfordert DNA der Testperson, die mit einem Wangenabstrich oder einer Speichelprobe entnommen wurde. Es wird auch venöses Blut gesammelt, aus dem im Labor Lymphozyten abgetrennt werden. Aus den gesammelten Zellen wird dann DNA isoliert. Zum direkten Nachweis genetischer Polymorphismen aus DNA werden molekularbiologische Methoden wie die Polymerasekettenreaktion (PCR) und die Sanger-Sequenzierung verwendet. Das Testergebnis wird nach ca. 3 Wochen erhalten.

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Genforschung

Nutrigenetik - Was erkennen Nutrigenetische Tests?

Nutrigenetische Tests erkennen genetische Polymorphismen in ausgewählten Genen. Um die Identifizierung von Polymorphismen zu erleichtern, wurde jedem von ihnen eine Identifikationsnummer gegeben, die mit den Buchstaben "rs" beginnt, z. B. rs4988235 für den Genpolymorphismus LCT (Laktase-Gen - ein Enzym, das Laktose abbaut). Wenn der Nutrigenetiktest dieses Gen untersucht, sollte das Ergebnis Informationen über die Anzahl der getesteten Polymorphismen und die beim Patienten festgestellte Risikovariante enthalten. Beispielsweise hat eine Person mit der C / C-Risikovariante eine verringerte Laktaseaktivität und ein um ein Vielfaches höheres Risiko für eine Laktoseintoleranz als eine Person ohne die Risikovariante (C / T oder T / T). Wenn eine solche Person nach dem Trinken von Milch Symptome einer Laktoseintoleranz wie Blähungen oder Durchfall hat, sollte sie laktosehaltige Produkte aus ihrer Ernährung streichen.

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Nutrigenetik - Anwendung in der Medizin

Genetische Ernährung ist in der Medizin seit langem bekannt. Neben der genannten Laktoseintoleranz ist Phenylketonurie ein weiteres klassisches Beispiel. Diese Krankheit ist mit einem genetischen Mangel des Enzyms Phenylalaninhydroxylase verbunden, der zur Akkumulation von Phenylalanin im Körper führt. Aus diesem Grund folgen Patienten mit Phenylketonurie einer Phenylalanin-armen Diät.

Zöliakie - Zöliakie. Es wurde gezeigt, dass Menschen mit Zöliakie Träger spezifischer Polymorphismen in den Genen sind, die für die Histokompatibilitätsproteine ​​(HLA-DQ2 und HLA-DQ8) kodieren, die ihr Immunsystem dazu veranlassen, Gluten als fremd zu erkennen. Infolgedessen werden T-Zellen und B-Zellen aktiviert, die Antikörper gegen ihr eigenes Gewebe produzieren. Bei Zöliakie sind glutenhaltige Lebensmittel der auslösende Faktor, und ihre Eliminierung aus der Nahrung führt dazu, dass die Krankheit erneut auftritt.

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Folatstoffwechsel und Genpolymorphismen MTHFR. Gen MTHFR codiert das Enzym 5,10-Methylentetrahydrofolatreduktase, das am Folatstoffwechsel beteiligt ist. Im Gegensatz dazu sind Folate bei der Umwandlung von toxischem Homocystein in Methionin, das wiederum in S-Adenosylmethionin (SAM) umgewandelt wird, essentiell. SAM ist eine wichtige Quelle für Methylgruppen für verschiedene biochemische Wege. Folatmangel kann sich daher multidirektional negativ auf den Körper auswirken.

Untersuchungen haben gezeigt, dass einige Genpolymorphismen MTHFR as rs1801133 kann die enzymatische Aktivität des MTHFR-Proteins um bis zu 70% reduzieren und somit die Bioverfügbarkeit von Folaten für biochemische Wege beeinflussen. In den letzten Jahren gab es viele Veröffentlichungen, die Genpolymorphismen verknüpfen MTHFR mit chronischen Krankheiten. Aus diesem Grund konnten wir kürzlich die "Mode" der Bindung von Genpolymorphismen beobachten MTHFR mit Krankheiten wie Depressionen, Myokardinfarkt oder Problemen, schwanger zu werden. Aus diesem Grund haben Experten der Polnischen Gesellschaft für Humangenetik und der Polnischen Gesellschaft für Gynäkologen und Geburtshelfer 2017 eine Stellungnahme abgegeben, in der sie feststellten, dass "Die Beurteilung von Varianten von MTHFR-Genpolymorphismen hat einen geringen prädiktiven Wert bei der Diagnose der Ursachen wiederkehrender Fehlgeburten, des Risikos, ein Kind mit einer Fehlbildung des Zentralnervensystems zu bekommen, Chromosomenaberrationen, einschließlich des Down-Syndroms, des Risikos einer Thrombose in den Venen, einschließlich tiefer Venen , ischämische Schlaganfälle, Erkrankungen der Herzkranzgefäße, ausgewählte Arten von affektiven Erkrankungen, Störungen der psychosomatischen Entwicklung und geistige Behinderung oder einige neoplastische Erkrankungen.”

Nichtsdestotrotz hat die Polnische Gesellschaft für Gynäkologen und Geburtshelferinnen bei Frauen, die eine Schwangerschaft planen, und bei schwangeren Frauen mit verminderter Aktivität des MTHFR-Enzyms (z. B. aufgrund von Genpolymorphismen) MTHFR) empfiehlt den Verzehr von Folsäure in einer Dosis von 0,4 mg / Tag plus weiteren 0,4 mg, vorzugsweise in Form von aktiven Folsäure.

Zusammenfassend ungünstige Genvarianten MTHFR Sie haben keinen direkten Einfluss auf das Risiko von Krankheiten, z. B. ischämischem Schlaganfall, sondern auf die Bioverfügbarkeit von Folaten im Körper und deren möglichen Mangel. Die Individualisierung der Ernährung besteht in der zusätzlichen Aufnahme aktiver Folsäureformen durch Risikopersonen (vorzugsweise zusammen mit Vitamin B12) und einer möglichen Überwachung ihres Blutspiegels.

Das obige Beispiel zeigt auch, dass wir die Ergebnisse von Studien zum Metabolismus eines einzelnen Nährstoffs (in diesem Fall Folsäure) nicht auf das Risiko der Entwicklung von Krankheiten im Zusammenhang mit seinem Mangel extrapolieren können.

Fettleibigkeit und das FTO-Gen. Die Anwendung von Nutrigenetik-Tests bei Krankheiten mit einer viel komplexeren Ätiopathogenese wie Fettleibigkeit ist komplizierter, obwohl wir wissen, dass 70% des Körpergewichts sich in der Körpermasse unterschieden, gemessen am Body Mass Index (BMI). Body Mass Index) kann durch Gene konditioniert werden. Bei Krankheiten, die von einem einzigen Gen abhängen, wie der oben genannten Phenylketonurie, ist dies viel einfacher. Natürlich die sogenannten monogene Fettleibigkeit, die in der frühen Kindheit zu krankhafter Fettleibigkeit führt. Es kommt jedoch nur in wenigen Prozent der Bevölkerung vor.

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Im Rahmen der Nutrigenetik wird die sogenannte polygene Adipositas, die für bis zu 90% der Adipositas verantwortlich sein kann. Das erste entdeckte und gleichzeitig am besten untersuchte Gen, das für Fettleibigkeit prädisponiert, ist das FTO-Gen. Studien haben gezeigt, dass Träger der ungünstigen Variante des rs9939609-Polymorphismus des FTO-Gens ein Körpergewicht von ca. 3 kg mehr haben als Träger ohne Risikovariante und das Risiko für Fettleibigkeit 1,67-mal höher ist.

Aus Sicht der Nutrigenetikforschung ist die "Empfindlichkeit" der FTO-Genpolymorphismen gegenüber Änderungen des Lebensstils am interessantesten. Es wurde gezeigt, dass übergewichtige Menschen mit ungünstigen Varianten des FTO-Gens nicht nur anfälliger für die nachteiligen Auswirkungen des westlichen Lebensstils sind und somit für Fettleibigkeit prädisponiert sind, sondern auch das Körpergewicht durch Einführung einer angemessenen Ernährung und körperlichen Aktivität wirksamer reduzieren können als Menschen ohne Risikovarianten.

Trotz so vieler ermutigender klinischer Studien in Tausenden von Populationen, die zeigen, dass eine Veranlagung für Fettleibigkeit in Gene eingebettet sein kann, ist diese "Fettleibigkeits" -Umgebung für die Manifestation des Phänotyps der Fettleibigkeit wesentlich.

Nur weil wir ungünstige Varianten der "Adipositas-Gene" haben, heißt das nicht, dass wir fettleibig sein müssen. Denken Sie daran - ein einzelner Test "verliert nicht an Gewicht", und ein Nutrigenetiktest kann nur eines der vielen Elemente der Therapie einer Person sein, die an Fettleibigkeit leidet.

Nutrigenetik - sind wir bereit für eine genbasierte Ernährung?

Einige der Errungenschaften der Nutrigenetik wurden erfolgreich in diagnostischen Schemata umgesetzt, z. B. Zöliakie, Laktoseintoleranz oder zur individualisierten Supplementierung (Folsäure und die MTHFR). Bei komplexen Krankheiten wie Fettleibigkeit oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen ist die Implementierung der Nutrigenetik jedoch viel komplizierter als bei Krankheiten, die durch einzelne Gene bestimmt werden. Daher muss die enorme Datenmenge, die in den GWAS-Studien gesammelt wurde, noch detaillierteren klinischen Studien unterzogen werden.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass viele Spezialisten immer noch nicht über ausreichende Kenntnisse auf dem Gebiet der Ernährung und / oder Genetik verfügen, um die nährstoffbezogenen Tests richtig zu interpretieren und darauf basierende Ernährungsempfehlungen abzugeben.

Der Schlüssel zur korrekten Interpretation des Ergebnisses eines Nutrigenetik-Tests besteht darin, zu verstehen, dass nur die Veranlagung einer Person zu einem bestimmten pathophysiologischen Zustand oder einer bestimmten Krankheit getestet wird.Bei Zöliakie entwickeln nur wenige Prozent der Menschen mit riskanten HLA-DQ2- und HLA-DQ8-Varianten Zöliakie. Daher bedeutet ihr Vorhandensein nicht automatisch Zöliakie, aber eine solche Person kann geeignete Empfehlungen umsetzen, um die Entwicklung der Krankheit zu vermeiden.

Warum passiert dies? Umweltfaktoren haben einen großen Einfluss auf die Veranlagung und die Manifestation des Krankheitsphänotyps. Daher kann der Nutrigenetiktest (ähnlich wie bei den meisten Labortests) nicht isoliert vom Patienteninterview, dem Krankheitsbild und anderen Tests interpretiert werden. Bei der Interpretation des Ergebnisses eines Nutrigenetiktests sollte davon ausgegangen werden, dass eine bestimmte Variante eine gewisse Wahrscheinlichkeit hat, beim Patienten eine Wirkung zu erzielen, die am häufigsten in großen klinischen Studien bewertet wird.

Es lohnt sich zu wissen, dass ...

Vor einigen Jahren wurde das Projekt "Food4me" ins Leben gerufen, um den Stand der Technik in der personalisierten Ernährung sowie die Möglichkeit einer personalisierten Ernährungsberatung mit einer internationalen Expertengruppe zu untersuchen. Vielleicht wird dieses Projekt einige der Probleme lösen, die mit der Anwendung von Nutrigenetiktests zusammenhängen.

Literatur:

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