Нутригеномика: изучение взаимодействия генов и питательных веществ
До недавнего времени я знал, что эта область науки является захватывающей областью, которая когда-нибудь изменит будущее питания, медицины и многого другого.
Однако в моем сознании вся эта сумасшедшая гено-питательная чепуха все еще была окутана тайной. Это было то, о чем выдвигали гипотезы футуристы, а не то, что врачи, диетологи и эксперты в области здравоохранения могли бы использовать каждый день.
|
Шесть месяцев назад мне посчастливилось присутствовать на лекции в небольшой группе, которую вел один из ведущих мировых исследователей в области нутригеномики, доктор Ахмед Эль-Сохми. Когда я услышал, как говорит доктор Эль-Сохми, я понял, что ошибался. С завершением проекта по изучению генома человека и новейшими достижениями науки о питании стало ясно, что нутригеномика больше не является будущим медицины. Это здесь сегодня. И его применяют передовые эксперты в области здравоохранения каждый день.
Когда я сидел в зале, мои нейроны срабатывали, как световое шоу четвертого июля. Вокруг летало так много информации, что моя ручка не могла двигаться достаточно быстро, чтобы успевать за ней. Я знал, что должен сесть, чтобы забрать мозг доктора Эль-Сохми. Вот что получилось из нашего последнего разговора.
T Nation: Доктор Эль-Сохэми, спасибо, что согласились дать это интервью. Это очень ценно, и я знаю, что все, кто будет читать, будут очарованы вашей работой.
Несколько месяцев назад вы представили очень интересные данные о том, как геномная информация может повлиять на наше понимание питания и науки о питательных веществах. Другими словами, вы говорили о том, как наши гены могут определять нашу реакцию на пищу, которую мы едим, добавки, которые мы принимаем, и многое другое.
Для тех читателей, которые не знакомы с этой областью исследований, можете ли вы кратко описать область нутригеномики?
Нутригеномика, иногда называемая геномикой питания, исследует, как продукты, которые мы едим, взаимодействуют с нашими генами, влияя на наше здоровье. Обычно мы задаем такие вопросы: «Сколько каждого питательного вещества должен потреблять конкретный человек?» и «Каковы биологические эффекты конкретной добавки?»
В основном мы используем два подхода к исследованию таких вопросов.
Во-первых, мы рассмотрим, как общие вариации, обнаруженные в геноме человека, объясняют индивидуальные различия в реакции на потребление пищи. Например, эта область исследований объясняет, почему некоторые люди могут придерживаться диеты с высоким содержанием жиров и не иметь проблем с уровнем холестерина, в то время как другие испытывают прямо противоположную реакцию.
|
Завтрак чемпионов для одних, сердечный приступ для других.
Это направление исследований, иногда называемое нутригенетикой, позволяет нам понять, почему одни люди по-разному реагируют на одни и те же питательные вещества, чем другие.
Второй подход, который используют исследователи нутригеномики, заключается в изучении того, как питательные вещества и биоактивные компоненты в пище включают или выключают определенные гены – эти гены влияют на важные метаболические и физиологические процессы в организме.
Например, исследователи определили соединения, содержащиеся в брокколи, которые включают определенный ген, который помогает организму очищать некоторые вредные химические вещества, которым мы иногда подвергаемся.
|
Конечно, это направление исследований помогает нам понять механизмы, лежащие в основе того, как пища и определенные соединения в пище могут влиять на наше здоровье.
T Nation: Это действительно крутая вещь, тем более, что люди давно заявляют, что когда дело доходит до питания, «вы должны найти то, что работает для вас». Часто это означает множество проб и ошибок.
По сути, область нутригеномики помогает объяснить, почему вы должны найти то, что работает для вас, а также помогает определить, что будет работать для вашего генетического типа.
Прежде чем углубиться в ваши исследования, мне любопытно. Как кто-то вроде вас может участвовать в области нутригеномики? Каково ваше прошлое?
Я впервые заинтересовался этой областью около 10 лет назад, то есть до того, как был придуман термин «нутригеномика». В то время я работал над докторской диссертацией в области диетологии и изучал влияние холестерина на рак на моделях грызунов.
Один из моих экспериментов дал совершенно неожиданные результаты. На самом деле они были полной противоположностью опубликованным другими исследователями. Однако оказалось, что линия крыс, которую я использовал, метаболизирует холестерин совершенно иначе, чем другие линии, которые использовались в предыдущих экспериментах.
Дизайн исследования был практически идентичен предыдущим, но единственной реальной разницей был генетический фон животных. Я осознал важность учета генетики при изучении питания, и мне пришло в голову, что генетические различия между людьми также могут объяснить, почему одни люди реагируют иначе, чем другие.
Поэтому я решил пройти несколько курсов по генетике и получить специальность по молекулярной биологии. После защиты докторской диссертации в Университете Торонто я отправился в Гарвард, чтобы получить стипендию, чтобы проводить подобные исследования на людях.
T Nation: Таким образом, вы определенно являетесь пионером в этой области. И здорово, что у нас есть такие ребята, как вы, с обширным био- и генетическим опытом, которые изучают некоторые очень важные вопросы питания.
Как наши гены могут влиять на нашу личную реакцию на продукты, которые мы едим, и лекарства, которые мы принимаем?
Ну, начнем с того, что мы давно знаем, что люди по-разному реагируют на определенные лекарства. Фактически, большая часть новаторской работы в области фармакогенетики была проделана несколько десятилетий назад в Университете Торонто.
Но концепция персонализированной медицины восходит к 480 г. до н.э., когда Гиппократ, отец современной медицины, заметил, что «хорошее здоровье требует знания первичной конституции человека и свойств различных пищевых продуктов, как тех, которые естественны для них, так и тех, которые являются результатом человеческого мастерства».
|
Слово «конституция» является явной отсылкой к нашему генетическому профилю, а «пищевые продукты, полученные в результате человеческого мастерства», можно рассматривать как пищевые добавки и функциональные продукты, которые у нас теперь есть.
Как и в случае с наркотиками, когда дело доходит до питательных веществ, которые мы получаем с пищей, или добавок, которые мы принимаем, наши гены могут заставить нас реагировать иначе, чем наши соседи.
Вот пример: некоторые гены могут влиять на скорость всасывания, распределения, метаболизма или выделения почти всего, что мы потребляем. И эти различия могут привести к крайней изменчивости нашей реакции.
Упомянутый ранее ген, который может быть активирован соединениями, содержащимися в брокколи, на самом деле отсутствует примерно у 20% населения. Таким образом, некоторые люди не получат пользы от детоксифицирующих свойств брокколи, хотя они, вероятно, все же получат пользу от ее антиоксидантного действия.
Понимание основы этой изменчивости, безусловно, поможет нам сделать несколько вещей. Во-первых, это может помочь объяснить некоторые несоответствия между предыдущими исследованиями, которые связывали питательные вещества, добавки и другие биологически активные вещества с рядом результатов для здоровья. Во-вторых, это может помочь нам понять, как есть или какие добавки использовать, исходя из нашего генетического профиля.
|
T Nation: Действительно, я читал, что из-за генетических различий физиологический ответ на определенный препарат или добавку может различаться в 70 раз при одинаковой дозе между двумя людьми. Хотя это кажется шокирующим, это вполне объяснимо.
Например, некоторые люди реагируют на добавки креатина значительным улучшением производительности и увеличением мышечной массы, в то время как другие не реагируют. Исходя из этого, вполне вероятно, что на один или несколько этапов - всасывание, распределение, метаболизм или выведение - влияют их разные генотипы, что приводит к большим различиям в реакции..
Я знаю, что вы изучаете именно этот вопрос относительно потребления кофеина. Что показывает ваша лаборатория?
В прошлом году мы опубликовали исследование в Журнале Американской медицинской ассоциации, чтобы продемонстрировать, что у некоторых людей употребление кофе с кофеином снижает риск сердечных приступов. Но у других людей такая же доза кофе с кофеином увеличивала риск сердечных приступов.
|
T Нация: Дайте угадаю. Это было связано с генами.
Верно. Люди с так называемой «медленной» версией гена CYP1A2 (ген, расщепляющий кофеин в печени) имеют повышенный риск сердечного приступа при увеличении потребления кофе с кофеином.
Однако те, у кого «быстрая» версия CYP1A2, имеют более низкий риск сердечных приступов при умеренном потреблении кофе с кофеином (1-3 чашки в день).
T Nation: Как люди понимают эту дихотомию?
Эти данные свидетельствуют о том, что кофе с кофеином увеличивает риск сердечных заболеваний только у тех, у кого ограниченная способность расщеплять кофеин.
Причина, по которой люди с «быстрой» версией гена могут получить пользу, заключается в том, что они могут очень быстро расщеплять кофеин, избавляясь от кофеина, сохраняя при этом «здоровые» антиоксиданты в кофе. Именно эти антиоксиданты, а не кофеин, могут защитить сердце.
Итак, в конце концов, кофеин сам по себе, вероятно, никому не полезен с точки зрения сердечных заболеваний. Но если вы можете избавиться от него быстро, потому что вы «быстрый» метаболизатор кофеина, то вы можете получить пользу от других соединений в кофе или чае, которые являются довольно хорошими источниками антиоксидантов.
|
Кстати, если вы являетесь «быстрым» метаболизатором кофеина, это не обязательно делает вас «быстрым» метаболизатором любого другого диетического фактора. Ферменты, кодируемые каждым геном, весьма специфичны для соединений, которые они метаболизируют.
T Нация: К сожалению, я не знаю своего генотипа CYP1A2, но я люблю изредка выпить чашечку эспрессо! Как узнать, играю ли я в русскую рулетку со своим здоровьем каждый раз, когда варю кастрюлю джавы?
Некоторые люди думают, что они знают, что они «медленные» метаболизаторы кофеина, потому что если они выпьют кофе днем, то не заснут всю ночь. Но это всего лишь означает, что кофеин более эффективно связывается со специфическим рецептором в нервной системе, благодаря чему кофеин действует как стимулятор.
Это ничего не говорит вам о том, как быстро кофеин расщепляется печенью, которая является основным органом, ответственным за метаболизм кофеина. Единственный способ узнать, являетесь ли вы «быстрым» или «медленным» метаболизатором кофеина, - это пройти тест ДНК.
|
" Майк, у тебя не медленный метаболизм кофеина."
Моя лаборатория регулярно проводит эти генетические тесты с использованием клеток, которые легко получить, взяв мазок из полости рта. Хотя это делается в первую очередь для исследовательских целей и для медицинских работников, мы также пытаемся разработать тест, который не требует использования сложного оборудования, необходимого для обработки и анализа ДНК.
T Nation: Разве некоторые прогрессивные медицинские центры не проводят такое генетическое тестирование пациентов? Если да, какие рекомендации?
Я слышал о компании, которая утверждает, что предлагает тест CYP1A2 на основе нашего опубликованного исследования, но я не могу комментировать, насколько надежен их тест. Они не проводили исследования, которые есть у нас.
T Nation: Помимо кофеина, существуют ли какие-либо другие вмешательства, направленные на изучение того, как разные генотипы реагируют на разные диеты или пищевые добавки?
Есть много интересных исследований, посвященных именно этому. Примеры включают способность рыбьего жира снижать уровень липидов в крови, влияние снижения уровня насыщенных жиров на уровень холестерина в плазме или то, как некоторые фитохимические вещества могут быть более биологически активными у некоторых людей.
Несколько исследований показали, что те, у кого есть определенная версия гена PPARg, намного лучше реагируют на эффекты рыбьего жира, снижающие уровень липидов в крови. Некоторые из этих исследований небольшие, а результаты только предварительные, но, тем не менее, захватывающие.
Такого рода исследования означают, что нам больше не нужно играть в угадайку, пытаясь предсказать, может ли рыбий жир снизить уровень липидов в крови и снизить риск сердечных заболеваний.
Что касается снижения потребления насыщенных жиров, оказывается, что это полезно для подавляющего большинства, но у некоторых людей, у которых есть определенная версия гена APOE, это на самом деле имеет противоположный эффект.
Наконец, известно, что в зеленом чае есть несколько полезных фитохимических веществ, но ряд исследований в настоящее время показывают, что некоторые люди расщепляют эти соединения медленнее и, вероятно, им не нужно потреблять столько же, чтобы получить те же преимущества.
|
Не нужно много пить зеленого чая? Дай мне перерыв.
T Nation: Это потрясающий материал, и он действительно ставит под сомнение все исследования, проведенные на сегодняшний день! В конце концов, неудивительно, что с генетически смешанными популяциями субъектов исследования в области питания могут быть весьма противоречивыми.
Я слышал, вы говорили о том, что гены влияют не только на состояние здоровья, но и на предпочтения в еде. На что смотрят на этом фронте?
Ну, есть около двух десятков генов, которые кодируют рецепторы горького вкуса на поверхности языка. И вариации в этих генах могут объяснить, почему некоторые люди находят определенные продукты, такие как брокколи или цветная капуста, очень горькими. Тем не менее, другие находят их гораздо менее горькими.
Гены также могут влиять на продукты, которые мы выбираем, воздействуя на систему вознаграждения мозга. На самом деле, разные питательные вещества и биологически активные вещества пищи по-разному влияют на нейротрансмиттеры, такие как дофамин и серотонин, которые влияют на наше настроение и поведение. И все это основано на нашем генотипе.
Например, моя лаборатория в настоящее время изучает, почему некоторые люди жаждут сахара или углеводов больше, чем другие, и почему кофеин улучшает настроение у одних людей, но вызывает беспокойство у других.
T Nation: О каких нейротрансмиттерах мы говорим в связи с тягой к углеводам и кофеину?
Ну, мы начинаем изучать ген, который кодирует основной рецептор дофамина, который, по нашему мнению, может влиять на реакцию настроения на различные продукты. В данный момент мы проводим эти исследования и должны получить некоторые результаты в течение следующих нескольких месяцев.
T Nation: Это действительно отличный материал, и я уверен, что мы здесь только на вершине айсберга. Какие-нибудь прогнозы для других областей, которые исследователи будут исследовать в ближайшем будущем, и что они обнаружат?
Ну, я думаю, что мы все еще не понимаем, как питательные вещества взаимодействуют с генами, влияя на здоровье, физическую форму и работоспособность. На самом деле, мы только начинаем осознавать сложность человеческого генома.
Раньше мы думали, что любые два человека на 99,9% одинаковы, но похоже, что мы, вероятно, намного больше отличаемся друг от друга. По мере того, как наше понимание генома человека улучшается, меняются типы вопросов, которые мы начинаем задавать о питании, и меняется то, как мы разрабатываем наши исследования.
Что касается других областей исследований в области питания, я думаю, мы увидим очень интересные работы, связанные с применением нанонауки. Это потребует изменений в системе доставки питательных веществ и пищевых биологически активных веществ.
T Нация: О чем мы здесь говорим? Что такое нанонаука и как она может повлиять на доставку питательных веществ?
Нанонаука имеет дело с материей в сверхмалых масштабах (1 нанометр равен одной миллионной миллиметра).
Если вы возьмете частицу и разрежете ее на гораздо более мелкие кусочки, вы увеличите площадь поверхности без изменения фактического количества. Гораздо большая площадь поверхности обеспечивает больше места для химических и биологических реакций.
В зависимости от размера частиц общая эффективность будет сильно различаться. Это означает, что мы могли бы использовать гораздо меньшие количества добавок, потому что мы можем использовать их более эффективно.
T Nation: А в каком направлении движется ваша исследовательская группа?
У нас есть ряд проектов, направленных на выявление генетических факторов, влияющих на поведение, связанное с потреблением кофеина, а также на то, как генетические факторы модифицируют различные биологические эффекты кофеина. Мы также пытаемся определить гены, которые могут объяснить предпочтения и отвращения к определенным продуктам и вкусам.
|
Кроме того, моя группа занимается выявлением генетических вариаций, которые предсказывают реакцию на витамины и другие необходимые питательные вещества. У нас уже есть несколько интересных предварительных результатов, которые мы представим на конференции по экспериментальной биологии в Сан-Диего в апреле 2008 года.
T Нация: Спасибо, доктор Эль-Сохеми. Держите нас в курсе ваших последних исследований.
С удовольствием. Подойдет