Ovlivňují geny naši výživu nebo výživa fungování našich genů?

Ovlivňují geny naši výživu nebo výživa fungování našich genů? Obojí!

V každé jednotlivé buňce našeho těla je ukryta naše kompletní genetická informace – DNA. To znamená, že v každé buňce je asi 25.000 genů, přičemž aktivní jsou pouze ty geny, které jsou pro ni potřebné. Tak v buňce jater probíhá jiný program než v například buňce srdečního svalu. Kdy a kde jsou aktivní které geny, to podléhá tak zvaným epigenetickým signálním cestám, které mohou jednotlivé úseky genomu deaktivovat nebo opět probudit k činnosti. To znamená, že geny bývají v průběhu života zapínány a vypínány.

Epigenetika je rozvíjející se mladé odvětví biologie zabývající se nejrůznějšími vlivy okolí, které působí na geny a mění je. Prostřednictvím těchto modifikací jsou buňky schopny neustále se nově přizpůsobovat takovým vlivům, jako je životní styl, zatížení životního prostředí, stres, traumatizující zážitky, a také naše výživa. To znamená, že všechny tyto faktory určují, které geny jsou v buňkách aktivní a které ne. Tak může zdravý životní styl umlčet nevýhodné geny nebo zapnout ty pozitivní. A obráceně může nezdravý životní styl přispět k tomu, že naskočí geny způsobující nemoci. Jak zřetelně lze na epigentické úrovni vyčíst různé životní okolnosti, to ukazují výsledky vědeckých zkoumání u dvojčat: Přestože jsou geneticky identická, vykazují v průběhu svého života stále víc odlišností v epigenetické výbavě. Tak se může stát, že pouze jedno z dvojčat i přes stejné geny onemocní rakovinou prsu nebo diabetem. Genetická výbava tedy neznamená náš nezvratný osud. Aktivitu genů lze totiž změnit nejen prostřednictvím hormonů a neurotransmiterů, ale také prostřednictvím vnějších vlivů – k dobrému i ke zlému. Epigenetika vysvětluje, jakou rozhodující roli a jaký potenciál mají příslušné vlivy okolí a jak je důležité využít ovlivnitelných životních okolností k zachování zdraví. Jedním z těchto faktorů, který můžeme opravdu sami určovat každý den, je výživa – při každém jídle máme volbu, co a jak budeme jíst.

Příkladem ze světa hmyzu je včelí královna a její výživa. Velmi názorně ukazuje, jak se živé bytosti mohou i přes identickou dědičnou informaci odlišně vyvíjet ve svém vzhledu, funkci a délce života, a to pouze a jenom prostřednictvím výživy. Budoucí královna má stejnou genetickou výbavu jako obyčejná dělnice. Jestli se z larvy vyvine královna nebo dělnice, závisí pouze na výživě, která je vyhrazena především včelí královně: mateří kašičce. Zpočátku sice všechny včelí larvy dostávají cennou mateří kašičku, ale od třetího dne života je touto obzvláště výživnou životadárnou směsí krmena pouze larva včelí královny. Larvy dělnic jsou krmeny pouze pylem a medem. Mateří kašička obsahuje vedle velmi hodnotných výživných látek také bílkovinu, která v konečném důsledku vede k tomu, že je včelí královna ve srovnání s dělnicemi nejen mnohem větší, ale je také jako jediná samička vybavena funkčními pohlavními orgány a může za den naklást až 2000 vajíček. Také délka života je výrazně ovlivněna královským krmivem, neboť zatímco dělnice se dožívá v průměru pouze asi 45 dní, včelí královna může žít až 5 let.

Vědci zjistili, že se v závislosti na krmivu kolem genomu včelí larvy shlukují rozdílné skupiny molekul. Toto připojování různých malých molekul na řetězce DNA se nazývá methylace. Jedná se přitom o biochemickou změnu stavebních prvků DNA, přičemž DNA sama ve své základní struktuře zůstává nezměněna. Tyto molekuly však zabraňují načtení následující genové sekvence: gen je vypnut. Tyto methylové skupiny tedy fungují jako vypínače, které mohou geny zapnout nebo vypnout. To znamená, že krmivo určuje, jestli vznikne dělnice (pyl s medem) nebo včelí královna (mateří kašička).

Součásti naší stravy vyvolávají v našem těle řadu reakcí a také se setkávají s našimi geny, které byly na jedné straně určovány evolucí, na straně druhé ale také podléhají neustálým jiným vlivům. Tak je možné způsobem výživy součástí stravy geny ovlivnit nebo dokonce změnit. Genetika působí miliony let. Epigenetika může prostřednictvím modulace, zapínání a vypínání genů změnit organismy během jedné generace.

Věda o výživě rozlišuje mezi nutrigenomikou a nutrigenetikou. Oba dva pojmy jsou z oblasti epigenetiky.

Nutrigenomika zkoumá vliv výživy na geny. Zkoumají se například signální cesty jednotlivých složek potravy – například různých druhů cukrů, umělých sladidel, mastných kyselin, stopových prvků atd.

Nutrigenetika zkoumá naopak vliv genů na výživu. To znamená: jak reaguje naše individuální genetická výbava a přijatou potravu?

Nutrigenetika a nutrigenomika společně popisují komplexní oblast vědy o výživě a mohou zjednodušeně řečeno objasnit následující aspekty:

– Jaké žádoucí a nežádoucí procesy vyvolávají v těle určité potraviny?

– Vznikají odchylky a nesnášenlivost na základě naší individuální genetické výbavy nebo způsobu naší výživy? Nebo existuje dokonce nějaká interakce mezi oběma aspekty?

– Jaká existují preventivní terapeutická doporučení ohledně výživy pro zachování zdraví a v případě již existující nemoci?

– Jak by mohla vypadat individuálně přizpůsobená ideální výživa – tak zvaná „personalizovaná dieta“?

Vliv genů na naše výživové návyky

Geny nás odlišují také v tom, jak probíhá náš metabolismus a nabízejí vysvětlení, proč někdo může jíst, co chce a pro druhého je například mnohem obtížnější zhubnout. Výživa, která je přizpůsobená individuální genetické konstituci, má pomoci předcházet určitým nemocem, přispívat k zachování zdraví, ale také pomoci lidem s nadváhou, aby účinně zhubli. Jsou tzv. „DNA diety“ hudbou budoucnosti? V každém případě je již známo, že existují geny relevantní pro výživu – např. FTO gen. Nositel této genové varianty už jako dítě váží asi o 1,2 kg více než jeho vrstevníci a i v dospělosti by měl víc než ostatní dbát na svoji hmotnost a dostatek pohybu, aby zůstal zdravý. Vykazuje totiž genetické předpoklady ke zvýšenému ukládání tuku a to může vést k nadváze. Navíc mají mimořádnou zálibu ve velmi kalorických pokrmech. Personalizované výživové doporučení by u těchto lidí s FTO genem mohlo znamenat sestavení výživového plánu, který nabízí alternativy k favorizovaným vysoce kalorickým potravinám.

Vliv výživy na geny

Příkladem by mohl být zelený čaj. Podobně jako u mateří kašičky zapínají zdraví prospěšné látky v zeleném čaji „dobré“ geny. V četných studiích se potvrdilo, že zelený čaj je účinným přírodním prostředkem prevence a terapeutické podpory u mnoha druhů rakoviny. Zelený čaj má potenciál aktivovat řadu běžně vypnutých genů, které mají schopnost odstraňovat rakovinné nádory. Vedle množství příznivých látek obsahuje zelený čaj také velký podíl katechinů. Tyto polyfenoly patři k sekundárním rostlinným látkám a působí na nejrůznějších úrovních proti rakovině. Ve vysoké koncentraci se vyskytují především v zeleném a v bílém čaji Katechiny aktivují gen, který je s rostoucím věkem většinou methylován – umlčen. Zelený čaj ho opět zapne, a tak může aktivně poskytovat svoje služby v boji proti nádorům.

Oblast, kterou zkoumá epigentika a především nutrigenetika je vysoce aktuální a jasně ukazuje, jak pozitivní vliv na geneticky predisponovaná onemocnění může mít správné složení stravy, takže se nemoci – ani v následujících generacích – nemusí manifestovat. S těmito znalostmi máme možnost pozitivně ovlivnit naše zdraví.