Dołącz do czytelników
Brak wyników

Zapobieganie chorobom

30 kwietnia 2020

NR 2 (Kwiecień 2020)

DNA a RDA – czy normy żywienia są odpowiednie dla wszystkich?

145

Przygotowanie jadłospisu dla pacjenta opiera się na wytycznych zawartych w Normach Żywienia, które określają zapotrzebowanie na energię i składniki odżywcze wystarczające do zaspokojenia potrzeb życiowych praktycznie wszystkich zdrowych osób w danej populacji. Normy Żywienia umożliwiają zaplanowanie zbilansowanych posiłków, które zapobiegają niedoborom żywieniowym oraz zmniejszają ryzyko występowania określonych chorób przewlekłych. 
Są systematycznie aktualizowane zgodnie z zaleceniami ekspertów polskich i światowych oraz wynikami nowych badań. Obecnie korzystamy z Norm Żywienia opracowanych przez Instytut Żywności i Żywienia i znowelizowanych w 2017 r. [1]. 
Należy jednak pamiętać, że Normy Żywienia przygotowane są dla dużych grup podzielonych pod względem wieku, płci, stanu fizjologicznego oraz aktywności fizycznej, a nie dla osób indywidualnych. Wartość RDA (Recommended Dietary Allowances), czyli zalecane dzienne spożycie, która jest najczęściej wykorzystywana do opracowania indywidualnego jadłospisu, pokrywa zapotrzebowanie na składniki odżywcze u 97,5% osób w danej grupie. Ponadto nie uwzględnia ona potrzeb osób chorych, będących pod wpływem silnego stresu czy ze stanem zapalnym. Co więcej, nie bierze również pod uwagę zróżnicowania genetycznego, które może w znaczący sposób wpłynąć na wymagania żywieniowe danej osoby [2].
Rozwój genomiki żywienia, która łączy naukę o żywieniu z genetyką, umożliwia zrozumienie odmiennej odpowiedzi metabolicznej na zmiany składu diety u różnych pacjentów. Próbuje wyjaśniać, dlaczego dieta stosowana przez jedną osobę może korzystnie wpływać na jej zdrowie, podczas gdy ta sama dieta u drugiej osoby może prowadzić do otyłości lub innego schorzenia. Z jednej strony, wiemy, że składniki pokarmowe wpływają na ekspresję genów i mogą prowadzić do aktywacji genów predysponujących zarówno do rozwoju, jak i prewencji chorób cywilizacyjnych. Z drugiej strony, również profil genetyczny pacjenta wpływa na indywidualną reakcję jego organizmu na dany składnik pokarmowy, czyli to, co dzieje się wewnątrz komórki w odpowiedzi na dostarczone do niej składniki odżywcze [3].
Najczęstszą przyczyną zmienności genetycznej w populacji są polimorfizmy pojedynczych nukleotydów SNP, które polegają na zastąpieniu pojedynczego nukleotydu innym. Powoduje to zmianę budowy białka będącego produktem ekspresji danego genu. Modyfikacja białek może przykładowo zmienić aktywność enzymów czy kanałów transportujących, co w praktyce przełoży się na zmiany związane z procesami trawienia, wchłaniania oraz metabolizmu składników odżywczych. W materiale genetycznym zapisana jest bowiem informacja o wszystkich procesach życiowych, również tych związanych z odżywianiem [4]. 

POLECAMY

Witaminy i składniki mineralne a stabilność genomu

W literaturze najwięcej uwagi poświęca się polimorfizmom generującym zmiany w białkach istotnych w patogenezie miażdżycy oraz determinującym przyswajanie witamin i składników mineralnych. Mikroelementy są ważnymi regulatorami procesów syntezy i naprawy DNA. Wiemy, że choroby przewlekłe, neurodegeneracyjne i starzenie są częściowo spowodowane uszkodzeniami DNA, dlatego wydaje się zasadne, by zdefiniować optymalne zapotrzebowanie na główne składniki mineralne i witaminy, które zapewnią stabilność genomu. Tymczasem ustalanie norm żywieniowych opiera się na prewencji chorób z niedoboru (np. witamina C – szkorbut, kwas foliowy – anemia) [2]. Czy to wystarczy, by uchronić nasze DNA przed zniszczeniem?
Japońsko-australijski zespół Fenecha już w 2001 r. postulował, aby wartości RDA, zwłaszcza dla składników, które najsilniej chronią stabilność genomu, tj. kwasu foliowego, witaminy B12, 
niacyny, witaminy E, retinolu, wapnia czy selenu, zostały ustalone na poziomie, który zabezpiecza przed uszkodzeniami materiału genetycznego. Sugerował, że w tym celu można wykorzystać SNP jako markery zwiększonego lub zmniejszonego zapotrzebowania na podstawowe składniki pokarmowe [5]. 
Bardzo silny wpływ na stabilność genomu ma kwas foliowy, ponieważ bierze on udział w syntezie zasad azotowych. Jego niedobór w diecie prowadzi do błędów w syntezie DNA, zmiany stopnia metylacji i pęknięcia chromosomów. Można je wręcz porównać do zmian, jakie zachodzą w materiale genetycznym na skutek działania promieniowania jonizującego! Ich konsekwencją mogą być nowotwory, choroby neurodegeneracyjne, niepłodność oraz powikłania ciążowe. Zazwyczaj niedobór kwasu foliowego stwierdza się, gdy jego stężenie w surowicy wynosi poniżej 4–6 ng/ml, a w czerwonych krwinkach, które są jego głównym magazynem – poniżej 140 ng/ml. Eksperymentalnie wykazano, że aby utrzymać stabilność genetyczną komórek, poziom kwasu foliowego w surowicy powinien wynosić przynajmniej 13ng/ml, a według niektórych badań, nawet 21ng/ml. 
W erytrocytach wartość ta powinna wynosić przynajmniej 313 ng/ml, a nawet 464 ng/ml [6]. 
Tymczasem niedobory kwasu foliowego są jednym z najczęściej występujących niedoborów żywieniowych w krajach wysokorozwiniętych. Dla wielu pacjentów problemem jest zrealizowanie zalecanego dziennego zapotrzebowania RDA wynoszącego 400 ug dla osoby dorosłej [7]. Ponadto jeśli mamy do czynienia z czynnikami upośledzającymi metabolizm folianów (alkohol, nikotyna, niektóre leki, stany zapalne przewodu pokarmowego) lub mutacją genu MTHFR (w pozycji C677T), która skutkuje powstaniem enzymu o niższej aktywności katalitycznej, zapotrzebowanie na ten składnik może wzrosnąć nawet dwukrotnie [8]. 

Jakie korzyści daje wiedza o polimorfizmach?

Dzięki nowoczesnym badaniom nutrigenetycznym możliwa jest analiza polimorfizmów genów odpowiedzialnych za metabolizm witamin i składników mineralnych, które są kluczowe dla zapobiegania chorobom przewlekłym. Dysponując wiedzą o profilu genetycznym pacjenta, możemy zindywidualizować zalecenia żywieniowe, wzbogacając jego jadłospis o te składniki, których metabolizm jest zaburzony. Przykładowo, zwiększenie spożycia warzyw zielonych i strączkowych oraz suplementacja diety folianami mogą zapobiec rozwojowi hiperhomocysteinemii u osób z niekorzystnym polimorfizmem genu MTHFR [9]. Produkty bogate w witaminę A, takie jak jaja, wątroba czy tran rybi, będą bardziej wskazane niż beta-karoten u osób z mutacją genu BCMO1 (monoksygenaza beta-karotenu), która osłabia konwersję roślinnego beta-karotenu do retinolu [10]. Informacje te są szczególnie istotne dla osób na dietach eliminacyjnych, wegetariańskich czy wegańskich i mogą zachęcić pacjenta do zmiany sposobu odżywiania. 
Czynniki genetyczne mogą w znacznym stopniu wpłynąć na zaopatrzenie organizmu w dany składnik pokarmowy. Badania bliźniąt jednojajowych wykazały, że geny mają największy wpływ na stężenie homocysteiny, witaminy B12, kwasu foliowego i cholesterolu HDL w surowicy krwi. Dla stężenia witaminy B12 wykazano odziedziczalność na poziomie 59%, co sugeruje duży udział czynników genetycznych w kształtowaniu jej poziomu w organizmie [11]. Zidentyfikowano liczne polimorfizmy zaangażowane zarówno w jej wchłanianie w żołądku i jelicie (np. TCNI, CUBN, FUT2, FUT6), transport we krwi (TCN2), jak i w metabolizm wewnątrzkomórkowy (MTR, MTRR). W zależności od etapu metabolizmu, na którym występują niekorzystne polimorfizmy, można wdrożyć odpowiednie postępowanie, które może obejmować zwiększenie spożycia produktów bogatych w witaminę B12, wspomaganie mikrobioty jelitowej, zapobieganie infekcjom bakteryjnym, odpowiednią suplementację czy iniekcje z hydroksykobalaminy [12, 13].
Dysponując wiedzą o niekorzystnych polimorfizmach, możemy skierować pacjenta na dodatkowe badania krwi wykraczające poza standardową diagnostykę, które będą stanowić ważny element profilaktyki. Obecnie coraz więcej laboratoriów oferuje możliwość oznaczenia stężenia witamin i mikroelementów w surowicy (np. witamin z grupy B, A, C, E, K2, cynku, magnezu, selenu), ich form aktywnych, a nawet stężenia wewnątrzkomórkowego. Pozwala to zdiagnozować rzeczywisty niedobór, zwłaszcza u osób eliminujących pokarmy zasobne w dany mikroelement lub wykazujących oznaki jego niedoboru. Z naszych obserwacji wynika, że pacjenci rzadko wykonują dodatkowe badania, takie jak oznaczenie poziomu homocysteiny, która jest funkcjonalnym markerem niedoboru witamin z grupy B. Jak również to, że dużo chętniej je wykonują, jeśli widzą ich uzasadnienie, a badanie genetyczne odbierają jako wiarygodne źródło informacji o swoim zdrowiu. W rękach lekarza lub dietetyka pozostaje umiejętne połączenie informacji zawartych w genotypie pacjenta z jego stylem życia oraz innymi czynnikami środowiskowymi. 
Przykładowe polimorfizmy genetyczne związane z metabolizmem witamin i składników mineralnych oraz ich znaczenie w praktyce przedstawia tabela 1. Im więcej poznamy związków między występowaniem polimorfizmów i chorób, tym nasze zalecenia żywieniowe będą skuteczniejsze. Obserwując stały rozwój genomiki żywienia oraz coraz większy dostęp do badań genetycznych, możemy spodziewać się, że w przyszłości normy żywienia będą również uwzględniać zróżnicowanie genetyczne w populacji.

Tabela 1. Wybrane geny związane z metabolizmem witamin i mikorelementów [14, 15]
Gen Funkcja Możliwe konsekwencje niekorzystnych polimorfizmów Przykładowe zalecenia żywieniowe
Witamina A
BCMO1 (monooksygenaza beta-karotenu) Enzym odpowiedzialny za przekształcanie beta-karotenu w aktywną formę witaminy A – retinol
  • zmniejszona konwersja beta-karotenu do aktywnej witaminy A
  • obniżone stężenie retinolu w surowicy krwi, podwyższone stężenie beta-karotenu
  • zwiększone ryzyko: problemów skórnych, zaburzeń odporności, wzroku i płodności
  • pokrycie zapotrzebowania na witaminę A (RDA) z dietą
  • uwzględnienie w jadłospisie produktów bogatych w retinol: jaja, podroby, ryby, tran, nabiał
  • w przypadku niedoboru retinolu w diecie rozważenie suplementacji diety witaminą A
  • rezygnacja z diety wegańskiej lub jej prawidłowa suplementacja
Kwas foliowy
MTHFR (C677T) 
MTHFR (A1298C) reduktaza metylenotetrahydrofolianu
Kluczowy enzym metabolizmu folianów, niezbędny czynnik w regulacji stężenia poziomu homocysteiny i metylacji DNA 
  • obniżone stężenie folianów w surowicy krwi i hiperhomocysteinemia
  • zaburzenia metylacji, niestabilność genomu, uszkodzenia DNA
  • zwiększone ryzyko nowotworów, chorób sercowo-naczyniowych, problemy z płodnością
  • zwiększenie spożycia produktów bogatych w kwas foliowy: warzywa zielone i strączkowe, jaja, wątroba itp.
  • oznaczenie poziomu homocysteiny, kwasu foliowego oraz witaminy B12 w surowicy krwi
  • suplementacja diety folianami, witaminą B6 i B12 lub kompleksem witamin z grupy B

MTRR (reduktaza syntazy metioniny)

MTR (syntaza metioniny)

Enzymy biorące udział w przekształcaniu homocysteiny w metioninę
Witamina B12
FUT2
(fukozylotransferaza 2)
Enzym biorący udział we wchłanianiu witaminy B12 w jelicie cienkim oraz jej transporcie pomiędzy komórkami. Uczestniczy w powstawaniu antygenu H
  • obniżony poziom witaminy B12 w surowicy krwi
  • osoby, które wydzielają antygen H (tzw. „secretors”), 
  • są bardziej wrażliwe na rozwój infekcji Helicobacter pylori 
  • osoby, które nie wydzielają antygenu H (tzw. „non-secretors”), mają zmniejszoną liczbę Bifidobacterium i są bardziej narażone na dysbiozy jelitowe
  • zwiększen...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • Roczną prenumeratę dwumiesięcznika Food Forum w wersji papierowej lub cyfrowej,
  • Nielimitowany dostęp do pełnego archiwum czasopisma,
  • Możliwość udziału w cyklicznych Konsultacjach Dietetycznych Online,
  • Specjalne dodatki do czasopisma: Food Forum CASEBOOK...
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy