Genele, microbii și alți factori guvernează modul în care corpul fiecărei persoane procesează substanțele nutritive. Înțelegerea conexiunilor ar putea ajuta la optimizarea dietelor - și a sănătății.

metabolismul

  • Facebook
  • Stare de nervozitate
  • Linkedin
  • Reddit
  • Flipboard
  • E-mail
  • Imprimare
  • Republica

Ajutați-ne să facem cunoștințele științifice accesibile tuturor
Susțineți jurnalism gratuit, nonprofit, bazat pe fapte
Donați astăzi

Timp de mulți ani, cercetătorii și clinicienii au presupus că nutriția este o afacere unică. Toți au nevoie de aceiași nutrienți din mâncarea lor, credeau ei, iar o pastilă de vitamine sau două ar putea ajuta la eliminarea oricăror deficiențe.

CREDIT: JAMES PROVOST (CC BY-ND)

Cercetător în nutriție Steven Zeisel

Universitatea din Carolina de Nord, Chapel Hill

Dar acum oamenii de știință învață că genele și mediul nostru, împreună cu microbii care locuiesc în noi și alți factori, modifică abilitățile noastre individuale de a produce și de a procesa substanțe nutritive. Aceste diferențe înseamnă că două persoane date pot răspunde la diete identice în moduri diferite, contribuind la rezultate variate de sănătate și modele de boală.

Până de curând, oamenii de știință nu apreciau pe deplin că diferențele metabolice individuale pot avea un impact mare asupra modului în care dieta afectează riscul de boli cronice, spune Steven Zeisel, directorul Institutului de Cercetări Nutritive de la Universitatea din Carolina de Nord, Chapel Hill. Noile cunoștințe rezolvă misterele de lungă durată despre sănătatea umană și deschid calea către o lume a „nutriției de precizie”, scrie Zeisel într-un articol recent în Revista anuală a științei și tehnologiei alimentelor.

Deși este puțin probabil ca rezultatele să conducă până la recomandări dietetice hiper-individualizate, acestea ar putea ajuta la adaptarea nutriției la subgrupuri de oameni în funcție de genetică sau de alți factori: compania Zeisel, SNP Therapeutics, lucrează la un test pentru tiparele genetice din 20 de variante impare care pot identifica indivizii cu risc de boli ale ficatului gras, de exemplu. Revista Knowable a vorbit cu Zeisel despre înțelegerea noastră în dezvoltare a nutriției de precizie.

Acest interviu a fost editat pentru durată și claritate.

De ce nutriția a rămas în urma celorlalte domenii de cercetare în medicină?

Studiile nutriționale au avut întotdeauna o problemă cu variabilitatea rezultatelor experimentale. De exemplu, când sugarilor li s-a administrat acidul gras DHA [acid docosahexaenoic], unii au avut o îmbunătățire a performanței cognitive, iar alții nu. Deoarece unele au arătat îmbunătățiri, a fost adăugat la formula pentru sugari. Dar nu am înțeles de ce răspund diferit, așa că oamenii de știință au continuat să dezbată de ce am făcut acest lucru, dacă doar 15% dintre copii s-au îmbunătățit și 85% nu au răspuns.

Confuzia a venit de la așteptarea că toată lumea era în esență aceeași. Oamenii nu și-au dat seama că există surse previzibile de variație care ar putea separa pe cei care au răspuns la ceva de cei care nu au răspuns. Pentru DHA, s-a dovedit că, dacă mama avea o diferență în genele sale, care o făcea să încetinească producerea DHA, atunci bebelușul ei avea nevoie de DHA suplimentar și răspundea când i se administra. Această diferență genetică apare la aproximativ 15% dintre femei - și, se pare, bebelușii lor se îmbunătățesc atunci când li se administrează DHA.

Multe formule pentru bebeluși conțin substanța DHA (acid docosahexaenoic) deoarece studiile au sugerat că sugarii au prezentat abilități cognitive îmbunătățite atunci când au primit suplimentul. De fapt, doar o minoritate de sugari beneficiază, spune cercetătorul în nutriție Steven Zeisel; mamele lor au o variantă genetică care le face mai lente să producă DHA.

CREDIT: OKSANA KUZMINA/SHUTTERSTOCK

Cum încep cercetătorii să dea sens acestei variabilități?

Studierea diferențelor în genetică umană este o modalitate. Am realizat o serie de studii care au constatat o mare variație a cantităților de colină [un nutrient esențial] pe care oamenii le cereau: bărbații și femeile aflate în postmenopauză s-au îmbolnăvit când au fost lipsiți de aceasta, dar doar jumătate dintre femeile tinere s-au îmbolnăvit.

Ar putea microbii intestinali să fie esențiali pentru rezolvarea alergiilor alimentare?

O cale de mijloc către agricultura durabilă

Mâncarea viitorului va fi modificată genetic sau organică? Ce zici de amândouă?

Date de vânzare | Lucruri de știut

Am constatat că unele femei pot produce colină, deoarece hormonul estrogen activează gena pentru a produce colină. Alte femei au o diferență în această genă care o face să nu răspundă la estrogen. Bărbații și femeile aflate în postmenopauză trebuie să obțină nutrienții într-un alt mod - consumându-l - deoarece au cantități minime de estrogen.

Dacă aș fi făcut inițial studiul colinei și aș fi ales doar femei tinere participante, aș fi descoperit că jumătate aveau nevoie de colină, jumătate nu și aveau mult zgomot în datele mele. Acum, că o putem explica, are sens. Ceea ce părea a fi date zgomotoase poate fi descris mai bine folosind o abordare nutrițională de precizie.

Există alte enigme nutriționale care sugerează că acest tip de variații sunt comune?

Există câteva lucruri pentru care știm deja motivele genetice care stau la baza. De exemplu, există o mulțime de informații cu privire la diferențele genetice care determină creșterea colesterolului unor persoane atunci când mănâncă o dietă bogată în grăsimi, în timp ce altele nu. Cercetătorii descoperă variante genetice care explică de ce unii oameni au nevoie de mai multă vitamina D decât alții pentru a obține aceleași niveluri în sânge.

Fiecare etapă metabolică este controlată de astfel de variante. Deci, atunci când găsim oameni care par să răspundă diferit în studiile noastre, acesta este un indiciu că există unele variații de bază. În loc să aruncăm datele sau să spunem că participanții nu au respectat protocolul de studiu, putem analiza datele pentru a descoperi câteva dintre motivele genetice ale acestor diferențe. Nutriția de precizie este într-adevăr o schimbare în modul în care facem cercetări nutriționale, prin faptul că începem să identificăm de ce unii oameni răspund, iar alții nu.

Studiile care examinează efectul dietei asupra sănătății sunt dificil de interpretat, deoarece de obicei persoanele înscrise într-un studiu diferă între ele - în termeni de genetică, mediu, microbi care trăiesc în curajul lor și multe altele. Rezultatul (de sus) este o gamă largă de răspunsuri individuale care pot ajunge la zero. Dar când oamenii sunt grupați în funcție de variante genetice specifice, de exemplu (de jos), relația dintre dietă și sănătate este mai ușor de observat.

Pe lângă variantele genetice, există și alți factori pe care nutriția de precizie trebuie să le ia în considerare?

În prezent, o mare parte din capacitatea noastră de a fi mai preciși provine din instrumente mai bune pentru a înțelege variația genetică. Dar numai genetică nu determină răspunsul dvs. la nutrienți. Interacționează și cu alți factori.

Microbiul [comunitatea bacteriilor și a altor microbi care trăiesc în și pe corpul nostru] afectează în mod clar modul în care funcționează nutrienții. Cele mai multe cercetări în domeniul microbiomului au fost până acum de a denumi organismele din intestin, dar acum se ajunge la punctul în care cercetătorii pot măsura ce gene microbiene sunt activate, ce substanțe nutritive sunt produse de microbii intestinali și așa mai departe. Pe măsură ce cercetarea se maturizează, vom putea primi recomandări mult mai bune decât acum.

Mediul nostru ar putea fi, de asemenea, un factor foarte important. Începem să putem măsura diferite expuneri la mediu testând mii de substanțe chimice într-o picătură de sânge. Epigenetica, care este știința semnelor chimice plasate pe ADN pentru a activa și opri genele, va contribui, de asemenea, la diferențe importante. A fost un câmp dificil, deoarece aceste semne variază în diferite țesuturi și nu putem obține cu ușurință un eșantion de ficat sau țesut cardiac pentru un test nutrițional. Trebuie să urmărim aceste modificări în fluxul sanguin și să estimăm dacă sunt aceleași modificări care au avut loc în organele în sine.

Va trebui să includem fiecare dintre acești factori pentru a ne îmbunătăți predicțiile cu privire la cine va răspunde sau nu la un anumit nutrient. În cele din urmă, nutriția de precizie va avea toate aceste elemente de intrare în etapele sale timpurii.

Există diferite teste nutriționale de precizie care sunt vândute acum de diferite companii. Au ceva util de oferit?

În acest moment, majoritatea testelor analizează o singură genă dintr-o dată într-o bază de date și spun: „Aveți această diferență genetică și vă face mai susceptibil la ceva”. Dar căile metabolice pentru majoritatea nutrienților nu sunt controlate de o singură genă. Pot exista 10 sau 20 de pași care se adaugă la modul în care răspundeți la zaharuri, de exemplu, și oricare dintre acești pași poate provoca o problemă. Știind unde aveți variații de-a lungul căii, ne puteți ajuta să prezicem cât de probabil aveți o problemă la metabolizarea zahărului. Este mai sofisticat, dar este și mai greu de făcut.

Există îngrijorări etice legate de nutriția de precizie?

După ce știu ceva despre genetica unei persoane pentru nutriție, este posibil să pot prezice că este mai probabil să dezvolte o boală sau o problemă de sănătate. Acest lucru s-ar putea schimba dacă o companie de asigurări dorește să le acopere. Trebuie să încercăm să clarificăm acest risc pentru oameni și, de asemenea, să lucrăm la îmbunătățirea confidențialității, astfel încât informațiile lor să nu fie disponibile pentru nimeni în afară de ei.

Cealaltă problemă este că oamenii mai bogați își pot permite să facă aceste teste genetice, iar alții nu. Dar putem folosi nutriția de precizie pentru a găsi soluții alternative. De exemplu, femeile care nu pot activa genele de producție a colinei cu hormonul estrogen au un risc mai mare de a avea copii cu defecte ale tubului neural și o dezvoltare slabă a creierului. Dacă avem nevoie de un test doar pentru diferența de genă, un astfel de test ar putea fi redus la câțiva dolari și pus la dispoziție pe scară largă. Sau am putea alege să oferim tuturor suplimente de colină, dacă se dovedește a fi o soluție mai rentabilă.

Pe termen lung, aceste descoperiri vor ajuta la prevenirea bolilor?

Există un avantaj în căutarea unui sfat mai precis pentru unele probleme chiar acum. De exemplu, cu obezitatea, știm că pe măsură ce oamenii se îngrașă, ei dezvoltă un grup de probleme numite sindrom metabolic, care sunt legate de acumularea de grăsime în ficat. Știm că, din cauza diferențelor genetice, aproximativ 20% din populație este mult mai probabil să dezvolte ficat gras - și prezintă un risc mai mare de a dezvolta aceste probleme conexe. Dacă putem testa aceste diferențe genetice, atunci îi putem identifica pe cei care vor beneficia cel mai mult de schimbările în dietă și pierderea în greutate și le putem trata, fie cu suplimente, medicamente sau modificări ale stilului de viață.

Sensibilitatea la sare este un alt exemplu. Aproximativ 10% dintre oameni au tensiune arterială mai mare atunci când consumă diete bogate în sare. În acest moment, deoarece nu cunoaștem diferențele metabolice care contribuie, spunem că toată lumea ar trebui să stea departe de sare. Dar adevărul este că doar aproximativ 10 la sută dintre oameni beneficiază de această recomandare, iar 90 la sută primesc mâncare blândă care nu le place. Dacă am putea face teste genetice și am putea spune dacă o persoană este sensibilă la sare, atunci știu că efortul merită pentru sănătatea sa. Cred că acest lucru ajută oamenii să respecte recomandările și să-și schimbe stilul de viață.

Spre deosebire de unele medicamente, care au un efect totul sau nimic, efectele nutriționale tind să fie modeste. Dar este clar o intervenție importantă și ușoară. Și dacă nu stabilim o dietă, atunci trebuie să tratăm problemele care apar dintr-o dietă proastă.

Nutriția va fi întotdeauna un domeniu dificil pentru a obține rezultate precise. Nu va fi perfect până nu vom putea identifica toate variabilele. O parte din ceea ce face nutriția de precizie este de a ajuta la rafinarea instrumentelor pe care le avem pentru a înțelege aceste sisteme complexe.

Jyoti Madhusoodanan este un jurnalist științific cu sediul în Portland, Oregon. Urmăriți-o pe Twitter @smjyoti.