Hrana koju jedemo može da reprogramira naše gene

Komunikacija između hrane i gena može uticati na vaše zdravlje, fiziologiju i dugovečnost. Ideja da hrana prenosi važne poruke genomu životinje je u fokusu polja poznatog kao nutrigenomika.

Ovo je disciplina koja je još u povoju i mnoga pitanja ostaju obavijena velom tajni. Ipak, kako navodi dr Monika Das, vanredni provesor molekularne, ćelijske i razvojne genetike na Univerzitetu u Mičigenu, istraživači su već dosta naučili o tome kako određene komponente hrane utiču na genom.

Profesorka Das je molekularni biolog i bavi se istraživanjem interakcije između hrane, gena i mozga, pokušavajući da bolje razume kako hrana utiče na našu biologiju. Smatra da bi napori naučnika da dešifruju ovaj prenos informacija mogao jednog dana da dovede do zdravijeg i srećnijeg života za sve nas.

Ali do tada, nutrigenomika je razotkrila barem jednu važnu činjenicu – naš odnos sa hranom je daleko intimniji nego što smo do sada pretpostavljali.

Interakcija hrane i gena

Ako ideja da hrana može pokretati biološke procese interakcijom sa genomom zvuči zapanjujuće, ne treba tražiti dalje od košnice da bismo pronašli dokaze i savršen primer kako se to dešava. Pčele radilice rade bez prestanka, sterilne su i žive samo nekoliko nedelja.

Pčelinja matica, koja sedi duboko u košnici, ima životni vek koji traje godinama i plodnost koja je toliko snažna da rađa čitavu koloniju.

Pa ipak, pčele radilice i matice su genetski identični organizmi. Oni postaju dva različita oblika života zbog hrane koju jedu. Matica se hrani matičnim mlečom, pčele radilice hrane se nektarom i cvetnim prahom.

Obe namirnice obezbeđuju energiju, ali matični mleč ima dodatnu osobinu – njegove hranljive materije mogu da otključaju genetska uputstva za stvaranje anatomije i fiziologije pčelinje matice.

Kako se hrana prevodi u biološka uputstva?

Svaka hrana se sastoji od makronutrijenata. To uključuje ugljene hidrate – ili šećere – proteine i masti. Hrana takođe sadrži mikronutrijente kao što su vitamini i minerali. Ova jedinjenja i proizvodi njihovog raspada mogu pokrenuti genetske prekidače koji se nalaze u genomu.

Poput prekidača koji kontrolišu intenzitet osvetljenja u kući, genetski prekidači određuju koliko će se proizvoditi određeni genski proizvod. Matični mleč, na primer, sadrži jedinjenja koja aktiviraju genetske zapise da formiraju matičine organe i održavaju njenu reproduktivnu sposobnost.

Poznato je da kod ljudi i miševa, nusproizvodi aminokiseline metionin, kojih ima u mesu i ribi, utiču na genetske brojeve koji su važni za rast i deobu ćelija.

A vitamin C igra ulogu u održavanju zdravlja štiteći genom od oksidativnog oštećenja; takođe olakšava funkciju ćelijskih puteva koji mogu popraviti genom ako se ošteti.

U zavisnosti od vrste informacija koje hrana nosi, aktiviranih genetskih zapisa i ćelija koje ih primaju, poruke u hrani mogu uticati na zdravlje, rizik od bolesti, pa čak i na životni vek. Ali važno je napomenuti da je do danas većina ovih studija sprovedena na životinjama, poput pčela.

Zanimljivo je da sposobnost hranljivih materija da menjaju tok genetskih informacija može da se proteže kroz generacije. Istraživanja pokazuju da kod ljudi i životinja ishrana baka i deka utiče na aktivnost genetskih prekidača i rizik od bolesti i smrtnost unuka.

Uzrok i posledica

Jedan interesantan aspekt razmišljanja o hrani kao o vrsti bioloških informacija je da daje novo značenje ideji lanca ishrane. Ako na naše telo utiče ono što smo jeli – do molekularnog nivoa – onda ono što hrana koju konzumiramo „jede“ takođe može uticati na naš genom.

Na primer, u poređenju sa mlekom krava hranjenih travom, mleko od goveda hranjenih koncentratom ima različite količine i vrste masnih kiselina i vitamina C i A. Dakle, kada ljudi piju ove različite vrste mleka, njihove ćelije takođe dobijaju različite nutritivne poruke.

Slično tome, način na koji se majka hrani, menja nivoe masnih kiselina, kao i vitamina kao što su B6, B12 i folne kiseline koje se nalaze u majčinom mleku. Ovo bi moglo da promeni vrstu nutritivnih poruka koje stižu do genetskih prekidača bebe, iako je u ovom trenutku nepoznato da li to utiče na razvoj deteta ili ne.

I, možda nesvesno, i mi smo deo ovog lanca ishrane. Hrana koju jedemo ne utiče samo na genetske prekidače u našim ćelijama, već i na mikroorganizame koji žive u našim crevima, koži i sluzokoži.

Jedan upečatljiv primer: kod miševa, razlaganje kratkolančanih masnih kiselina od strane crevnih bakterija menja nivoe serotonina, hemijskog prenosioca u mozgu koji reguliše raspoloženje, anksioznost i depresiju, između ostalih procesa.

Aditivi za hranu i ambalaža

Dodati sastojci u hrani takođe mogu promeniti tok genetskih informacija unutar ćelija. Hleb i žitarice su obogaćene folatom kako bi se sprečile urođene mane prouzrokovane nedostatkom ove hranljive materije.

Ali neki naučnici pretpostavljaju da bi visoki nivoi folata u odsustvu drugih prirodnih mikronutrijenata, kao što je vitamin B12, mogli da doprinesu većoj incidenci raka debelog creva u zapadnim zemljama, verovatno utičući na genetske puteve koji kontrolišu rast.

Ovo bi takođe moglo biti tačno i za hemikalije koje se nalaze u ambalaži hrane. Bisfenol A, ili BPA, jedinjenje koje se nalazi u plastici, uključuje genetske brojčanike kod sisara koji su kritični za razvoj, rast i plodnost.

Na primer, neki istraživači sumnjaju da, i na ljudskim i na životinjskim modelima, BPA utiče na starost polne diferencijacije i smanjuje plodnost, tako što povećava verovatnoću uključivanja genetskih prekidača.

Svi ovi primeri ukazuju na mogućnost da genetske informacije u hrani mogu proizaći ne samo iz njenog molekularnog sastava – aminokiselina, vitamina i slično – već i iz poljoprivredne, ekološke i ekonomske politike neke zemlje, ili i njenih nedostataka.

Naučnici su tek nedavno počeli da dekodiraju ove genetske poruke o hrani i njihovu ulogu u zdravlju i bolesti. Istraživači još ne znaju tačno kako hranljive materije deluju na genetske prekidače, koja su njihova pravila komunikacije i kako ishrana prošlih generacija utiče na njihovo potomstvo.

Ostaje još mnogo toga da se razradi o tome šta interakcije između hrane i gena znače za ljude. Ali ono što je jasno jeste da će razotkrivanje misterija nutrigenomike verovatno osnažiti i sadašnja i buduća društva i generacije.