Uztura genomika, kas pazīstama arī kā nutrigenomika, ir zinātne, kas pēta attiecības starp cilvēka genomu, cilvēka uzturu un veselību. Cilvēki šajā jomā strādā, lai attīstītu izpratni par to, kā viss ķermenis reaģē uz pārtiku, izmantojot sistēmu bioloģiju, kā arī viena gēna / viena pārtikas savienojuma attiecības. Uztura genomika parādījās kā jauns f

Uztura genomika, kas pazīstama arī kā nutrigenomika, ir zinātne, kas pēta attiecības starp cilvēka genomu, cilvēka uzturu un veselību. Cilvēki šajā jomā strādā, lai attīstītu izpratni par to, kā viss ķermenis reaģē uz pārtiku, izmantojot sistēmu bioloģiju, kā arī viena gēna/viena pārtikas savienojuma attiecības.[1][2] Uztura genomika parādījās kā jauna pētniecības joma 2001. gadā.[3][4] Nutriepigenomika un uztura epiģenētika ir divas nutrigenomikas apakšjomas.

Ievads

Termins "uztura genomika" ir vispārīgs termins, kas ietver vairākas apakškategorijas, piemēram, nutrigenētiku, nutrigenomiku un uztura epiģenētiku. Katra no šīm apakškategorijām izskaidro dažus aspektus tam, kā gēni reaģē uz barības vielām un pauž īpašus fenotipus, piemēram, slimības risku.[5] Uztura genomikā ir vairāki pielietojumi, piemēram, cik daudz uztura iejaukšanās un terapijas var veiksmīgi izmantot slimību profilaksei un ārstēšanai.[5]

Priekšvēsture un profilaktiskā veselība

Uztura zinātne sākotnēji radās kā joma, kas pētīja indivīdus, kuriem trūkst noteiktu uzturvielu, un tam sekojošās sekas[1], piemēram, slimību skorbuts, ko izraisa C vitamīna trūkums. Tā kā citas slimības, kas ir cieši saistītas ar uzturu (bet ne trūkumu), piemēram, aptaukošanās, kļuva arvien izplatītākas, uztura zinātne paplašinājās, iekļaujot arī šīs tēmas.[1] Uztura pētījumi parasti koncentrējas uz preventīviem pasākumiem, mēģinot noteikt, kuras uzturvielas vai pārtikas produkti paaugstinās vai samazinās slimību un cilvēka ķermeņa bojājumu risku.[6][7]

Piemēram, Prader-Willi sindroms, slimība, kuras atšķirīgākais faktors ir nepiesātināta apetīte, ir īpaši saistīts ar epiģenētisku modeli, kurā tēva kopija hromosomu reģionā ir kļūdaini izdzēsta un mātes lokuss tiek inaktivēts pārmērīgas metilēšanas dēļ.[8] Tomēr, lai gan daži traucējumi var būt saistīti ar noteiktiem viena nukleotīda polimorfismiem (SNP) vai citiem lokalizētiem modeļiem, variācijas populācijā var radīt daudz vairāk polimorfismu.[9]

Vidusjūras diēta

Vidusjūras diēta attiecas uz dabā sastopamiem pārtikas produktiem, kuru dzimtene ir Grieķija, Itālija Portugāle un Spānija pirms pārtikas produktu globalizācijas 20. gadsimtā. Diēta ietver salīdzinoši lielu augļu, dārzeņu, olīveļļas, pākšaugu, pilngraudu un mērenu sarkanvīna daudzumu patēriņu.[10] Pārtikas produkti ar paaugstinātu tauku saturu un piena produkti tiek patērēti minimāli. Daži uztura genomikas pētījumi liecina, ka Vidusjūras diēta ir uzturvērtības ziņā visizdevīgākā. Tas ir pozitīvi saistīts ar samazinātu mirstību, nodrošinot aizsarglīdzekļus pret vielmaiņas slimībām, sirds un asinsvadu slimībām un vairākiem vēža veidiem. Šīs priekšrocības ir saistītas ar Vidusjūras reģiona pamatproduktos esošo diētisko savienojumu pārpilnību. Tā piemēri ir Curcuma longa (kurkuma), resveratrols, likopēns, kapsaicīns, kvercetīns un polifenoli neapstrādātā augstākā labuma olīveļļā. Ir ierosināts, ka katrs no šiem it kā bioaktīvajiem savienojumiem kopā ar vairākiem citiem mijiedarbojas ar ķermeņa šūnu un molekulāro funkciju, gēnu ekspresiju un epigenomu, lai novērstu angioģenēzi un neirodeģeneratīvu slimību attīstību.[11]

Lietojumprogrammas

Uztura genomikas pielietojums ir daudzveidīgs. Ar personalizētu novērtējumu var identificēt dažus traucējumus (diabētu, metabolisko sindromu). Nutrigenomika var palīdzēt pielāgoties veselībai un uzturam, novērtējot indivīdus un nosakot īpašas uztura prasības.[12] Galvenā uzmanība tiek pievērsta specifisku ģenētisku traucējumu profilaksei un korekcijai. Ģenētiski saistītu traucējumu piemēri, kas uzlabojas ar uztura korekciju, ir aptaukošanās, koronārā sirds slimība (KSS), hipertensija un 1. tipa cukura diabēts.[13] Ģenētiski traucējumi, ko bieži var novērst, ja vecāki pareizi uzņem uzturu, ir spina bifida, alkoholisms un fenilketūrija.

Koronārā sirds slimība

Gēni, kas saistīti ar uzturu, izpaužas kā ķermeņa jutība pret pārtiku. Pētījumos par KSS pastāv saistība starp slimību un divu alēļu klātbūtni, kas atrodamas E un B apolipoproteīna lokos.[14] Šīs lokusu atšķirības rada individualizētas reakcijas uz lipīdu patēriņu. Dažiem cilvēkiem ir palielināts ķermeņa masas pieaugums un lielāks KSS risks, turpretim citiem ar dažādiem lokiem tas nav. Pētījumi ir parādījuši tiešu korelāciju starp KSS riska samazināšanos un lipīdu patēriņa samazināšanos visās populācijās.[15]

Aptaukošanās

Aptaukošanās ir viena no visplašāk pētītajām tēmām uztura genomikā. Sakarā ar ģenētiskajām atšķirībām starp indivīdiem, katrs cilvēks var atšķirīgi reaģēt uz uzturu. Izpētot mijiedarbību starp uztura modeli un ģenētiskajiem faktoriem, šīs jomas mērķis ir ieteikt izmaiņas uzturā, kas varētu novērst vai samazināt aptaukošanos.[16]

Šķiet, ka ir daži SNP, kas palielina iespējamību, ka cilvēks pieņemsies svarā no diētas ar augstu tauku saturu; cilvēkiem ar AA genotipu FTO gēnā bija augstāks ĶMI, salīdzinot ar cilvēkiem ar TT genotipu, ja viņi ar uzturu lietoja daudz tauku vai zemu ogļhidrātu.[16] APO B SNP rs512535 ir vēl viena ar uzturu saistīta variācija; Tika konstatēts, ka A/G heterozigotajam genotipam ir saistība ar aptaukošanos (ĶMI un vidukļa apkārtmēra ziņā) un indivīdiem ar ierastu diētu ar augstu tauku saturu (>35% no enerģijas patēriņa), savukārt indivīdiem ar GG homozigotu genotipu, visticamāk, ir augstāks ĶMI, salīdzinot ar AA alēļu nesējiem. Tomēr šī atšķirība nav konstatēta grupā, kas patērē zemu tauku saturu (<35% no uzņemtās enerģijas).[16]