Хоча ця дисципліна знаходиться в початковій стадії, і багато питань залишаються неясними, дослідники вже багато чого дізналися про те, як компоненти їжі впливають на геном. Вони досліджують взаємодію між їжею, генами та мозком, щоб краще зрозуміти, як їжа впливає на нашу біологію.

На даному етапі нутрігеноміка дізналася один важливий факт: наші відносини з їжею набагато ближчі, ніж можна уявити.

Взаємодія їжі та генів

Те, що їжа може керувати біологічними процесами, взаємодіючи з геномом, доводять бджоли. Робітники-комахи працюють без перерви, безплідні і живуть лише кілька тижнів. Бджолина матка, що живе всередині вулика, має тривалість життя, яке триває роками, і плодючість настільки потужна, що вона створює цілу колонію.

Робочі бджоли та бджолині матки є генетично ідентичними організмами, але вони стають двома різними формами життя через їжу, яку вони їдять. Бджолина матка живиться маточним молочком, робочі бджоли харчуються нектаром та пилком.

Обидва продукти дають енергію, але маткове молочко має додаткову функцію: його поживні речовини можуть розблокувати генетичні інструкції для створення анатомії та фізіології бджолиної матки.

Як же їжа перетворюється на біологічні інструкції? Вона складається з макронутрієнтів, до яких належать вуглеводи (цукри), білки та жири. Їжа також містить мікроелементи, такі як вітаміни та мінерали. 

Ці сполуки та продукти їхнього розпаду можуть запускати генетичні перемикачі, що знаходяться в геномі. Вони визначають, скільки продукту певного гена буде виготовлено. Маточне молочко, наприклад, містить сполуки, які активують генетичні регулятори для формування органів королеви та підтримки її репродуктивної здатності.

Відомо, що у людей та мишей побічні продукти амінокислоти метіоніну, яких багато в м'ясі та рибі, впливають на генетичні шкали, важливі для зростання та поділу клітин. А вітамін С відіграє роль у підтримці здоров'я, захищаючи геном від окисного ушкодження. Він також сприяє функціонуванню клітинних шляхів, які можуть поновлювати геном, якщо він пошкоджений.

Залежно від типу інформації про харчування, активованого генетичного контролю та клітини, яка їх отримує, повідомлення в їжі можуть впливати на самопочуття, ризик захворювання та навіть тривалість життя. Але важливо відзначити, що сьогодні більшість цих досліджень проводилося на моделях бджіл.

Цікаво, що здатність поживних речовин змінювати потік генетичної інформації може передаватися з покоління у покоління. Дослідження показують, що у людей та тварин раціон бабусь та дідусів впливає на активність генетичних перемикачів, а також на ризик захворювань та смертність онуків.

Причина та слідство

Один цікавий аспект уявлення про їжу як про тип біологічної інформації полягає в тому, що він надає нового сенсу ідеї харчового ланцюга. Дійсно, якщо на наш організм впливає їжа аж до молекулярного рівня, це також може вплинути на наш геном.

Наприклад, молоко корів, що харчуються травою, відрізняється від молока корів, що харчуються зерном - кількістю та типами жирних кислот і вітамінів С та А. Коли люди п'ють ці різні види молока, їхні клітини також отримують різні поживні повідомлення.

Точно так само дієта матері людини змінює рівні жирних кислот, а також вітамінів, таких як B-6, B-12 та фолієвої кислоти, які містяться в її грудному молоці. Це може змінити тип харчових сигналів, що надходять до власних генетичних перемикачів дитини, хоча на даний момент невідомо, чи це вплине на її розвиток.

Можливо, ми також є частиною цього харчового ланцюга. Їжа, яку ми їмо, впливає не тільки на генетичні перемикачі в наших клітинах, а й на мікроорганізми, які живуть у нашому кишечнику, шкірі та слизовій оболонці.

Харчові добавки та упаковка

Додавання інгредієнтів у їжу також може змінити потік генетичної інформації всередині клітин. Хліб і крупи збагачені фолієвою кислотою, щоб запобігти вродженим дефектам, спричиненим дефіцитом цієї поживної речовини. Але деякі вчені припускають, що високий рівень фолієвої кислоти без інших мікронутрієнтів, що зустрічаються в природі, таких як вітамін B-12, може сприяти вищій захворюваності на рак товстої кишки, можливо, шляхом впливу на генетичні шляхи, які контролюють ріст.

Це також може стосуватися хімічних речовин, які містяться в упаковці харчових продуктів. Бісфенол А, або BPA, що міститься в пластиці, включає генетичні шкали у ссавців, які мають вирішальне значення для розвитку, росту та плодючості.

Деякі дослідники підозрюють, що у людей та тварин BPA впливає на вік статевої диференціації та знижує фертильність, підвищуючи ймовірність включення генетичних перемикачів.

Усі ці приклади вказують на можливість того, що генетична інформація в продуктах харчування може бути пов'язана не лише з її молекулярним складом, а й із сільськогосподарською, екологічною та економічною політикою країни.

Вчені тільки недавно почали розшифровувати ці генетичні сигнали їжі та їх роль у здоров'ї та хворобах. Дослідники досі точно не знають, як поживні речовини впливають на генетичні перемикачі, які правила взаємодії і як дієта минулих поколінь впливає на їх потомство.

Багато з цих досліджень досі проводилися тільки на тваринних моделях, і багато ще належить з'ясувати про те, що означає для людини взаємодія між їжею та генами.

Однак ясно, що розгадка таємниць нутрігеноміки, ймовірно, розширить можливості як нинішніх, так і майбутніх суспільств та поколінь.