Dołącz do czytelników
Brak wyników

Zapobieganie chorobom

28 kwietnia 2021

NR 2 (Kwiecień 2021)

Wpływ poszczególnych składników diety na organizm a podłoże genetyczne

44

Odpowiedź każdego człowieka na określoną dietę może być różna. Czy standardowe zalecenia podaży określonych witamin i mikroskładników są jednakowe dla wszystkich? Każdy organizm może mieć inną odpowiedź na dany składnik pożywienia. Różnice biorą się z podłoża genetycznego każdego człowieka. Za zmienność sekwencji genomu odpowiadają polimorfizmy pojedynczego nukleotydu (SNP). Przykładem może być kofeina, która w zależności od wariantu genowego może powodować wzrost ciśnienia, bądź nie mieć na nie wpływu.

Sposób żywienia jest jednym z głównych czynników wpływających na zdrowie człowieka. Mimo iż my, dietetycy, układając jadłospisy, dobieramy je indywidualnie dla każdego pacjenta, zasady diety pozostają te same. W końcu opieramy się na piramidzie zdrowego żywienia. Tylko czy na pewno te zasady odnoszą się do każdego?
Odpowiedź każdego człowieka na określoną dietę może być różna. Czy standardowe zalecenia podaży określonych witamin i mikroskładników są jednakowe dla wszystkich? Widzimy przecież różnice w badaniach naukowych, np. w przypadku diet wysokotłuszczowych czy spożycia kofeiny. Jedne badania będą nam dostarczały informacji, że kofeina podnosi ciśnienie, inne z kolei mówią, że nie jest to prawda. Skąd biorą się te różnice? Biorą się one z podłoża genetycznego każdego człowieka. Za zmienność sekwencji genomu odpowiadają polimorfizmy pojedynczego nukleotydu (single nucleotide polyphormism – SNP). To właśnie one wpływają na różne odpowiedzi pacjentów na dany składnik pokarmowy. 

POLECAMY

Kofeina

Wpływ kofeiny na organizm zależy od szybkości jej metabolizowania. Kofeina jest metabolizowana głównie przez cytochrom P450 1A2 (CYP1A2) [1]. Gen posiada dwa allele. Wariant CYP1A2*1F skutkuje enzymem, który metabolizuje kofeinę powoli, podczas gdy osoby homozygotyczne allelu CYP1A2 * 1A metabolizują kofeinę szybko [2, 3]. Już jeden allel F, czyli heterozygoty, wystarczy, aby wolno metabolizować kofeinę. Wolniejszy metabolizm wiąże się z dłuższym efektem pobudzającym kawy. Kawa jest głównym źródłem kofeiny (1,3,7-trimetyloksantyny), która jest najczęściej spożywanym stymulantem na świecie [4, 5]. Jednakże kawa zawiera również szereg innych substancji chemicznych, które mogą mieć wpływ na układ sercowo-naczyniowy [6]. Ze względu na silną zależność między spożyciem kofeiny a spożyciem kawy w populacji nie jest jasne, czy sama kofeina wpływa na ryzyko zawału mięśnia sercowego, czy też inne substancje chemiczne występujące w kawie mogą być za to odpowiedzialne. Badania naukowe sprawdzające związek między spożyciem kawy a ryzykiem zawału mięśnia sercowego (myocardial infarction – MI) są niejednoznaczne. Niektóre z badań pokazywały, że kawa zwiększa ryzyko MI, w innych ta teza była obalona. Te niezgodności spowodowane były czynnikiem genetycznym. 
Właśnie dlatego badacze skupili się na sprawdzeniu, czy powszechny polimorfizm genetyczny (CYP1A2 * 1F), który skutkuje „powolnym” fenotypem metabolizującym, modyfikuje związek między spożyciem kawy a ryzykiem zawału serca, i odkryli, że spożywanie kawy zwiększa ryzyko MI tylko u osób z genotypem wolno metabolizującym [7]. 
Wśród młodszych osób, które szybko metabolizują kofeinę, spożycie kawy na poziomie 1–3 filiżanek dziennie wiąże się z niższym ryzykiem zawału serca w porównaniu ze spożyciem mniejszym niż jedna filiżanka dziennie [7]. Sugeruje to ochronny wpływ umiarkowanego spożycia kawy u osób szybko metabolizujących kofeinę [8, 9]. Związek między kawą a zawałem serca stwierdzono tylko u osób z powolnym allelem CYP1A2 * 1F, który upośledza metabolizm kofeiny [7].

Żelazo

Polimorfizmy w genie HFE zaburzają gospodarkę żelaza i prowadzą do nadmiernego gromadzenia żelaza w organizmie. Najważniejszym polimorfizmem HFE jest p.Cys282Tyr (C282Y) [10]. Chociaż ok. 80% homozygot C282Y wykazuje podwyższony poziom żelaza w surowicy, istnieje słaba korelacja z hemochromatozą i nie można przewidzieć, u których homozygotycznych nosicieli rozwinie się choroba [11, 12]. 
Jednakże nadmiar żelaza i jego odkładanie się w tkankach może być niebezpieczne. 
Nie ma fizjologicznej drogi wydalania żelaza z organizmu człowieka. Dlatego też, gdy dostarczanie żelaza do organizmu przekracza jego zapotrzebowanie, nadmiar żelaza jest przechowywany. Wysokie stężenia żelaza są związane z oksydacyjnym uszkodzeniem tkanek. W szczególności utlenianie żelaza może powodować wytwarzanie toksycznych rodników hydroksylowych w reakcji Fentona [13]. Ponieważ dystrybucja żelaza nie jest ograniczona do jednej, specyficznej tkanki, pierwsze objawy toksyczności mogą być związane z różnymi narządami i chorobami, w tym cukrzycą i innymi zaburzeniami endokrynologicznymi, dysfunkcją serca i zwiększoną pigmentacją skóry. Choroby wątroby, ze względu na jej główną rolę w magazynowaniu żelaza, są bardzo częstym powikłaniem nadmiaru żelaza. Powiększenie wątroby, dysfunkcje wątroby, marskość i ostatecznie rak wątrobowokomórkowy to typowe powikłania nadmiernego gromadzenia się żelaza w organizmie [14, 15].

Witamina C

Kwas askorbinowy (witamina C) jest podatny na utlenianie in vivo. W przypadku ludzkiego białka osocza – haptoglobiny (Hp) – występują trzy główne fenotypy (Hp 1-1, Hp 2-1 i Hp 2-2), które wykazują istotne różnice funkcjonalne [16]. 
Pomimo odpowiedniej podaży składników odżywczych u osób z Hp 2-2 witamina C ma znacznie niższe stężenie i jest szczególnie podatna na utlenianie [17]. Właśnie dlatego podatność na niedobór witaminy C jest częściowo uwarunkowany genetycznie. Badania kliniczne wykazały zależne od fenotypu Hp efekty leczenia przeciwutleniaczami. Ponieważ witamina C jest głównym przeciwutleniaczem, polimorfizm Hp i jego wpływ na witaminę C mają poważne konsekwencje kliniczne, np. wyraźną różnicę w genetycznej podatności na miażdżycę między fenotypami Hp można przypisać zmienności w utlenianiu LDL [18]. Stężenia LDL, które odgrywają kluczową rolę w miażdżycy, są wyższe u mężczyzn z Hp 2-2 [19]. 
Korzystny wpływ doustnej suplementacji diety antyoksydantami (zawierającymi ponadfizjologiczne dawki kwasu askorbinowego i innych przeciwutleniaczy) na utlenianie LDL był wyraźniejszy u osób z Hp 1-1, u których witamina C jest mniej podatna na utlenianie. U osób z fenotypem Hp 2-2 stężenie witaminy C jest niższe, jest ona bardziej podatna na utlenianie, dlatego też istnieje prawdopodobieństwo, że należałoby u nich zastosować znacznie wyższe dawki, aby osiągnąć ten sam efekt [20]. Potrzebne są jednak dodatkowe badania, aby to stwierdzić. Fenotyp Hp 2-2 jest bardzo częsty u osób z chorobami układu krążenia [16]. 
Oznaki niedoboru witaminy C obserwowano u pacjentów z chorobą tętnic obwodowych, z wyraźnym stanem zapalnym, pomimo dostatecznej podaży witaminy C [21]. Może to oznaczać, że u pacjentów z fenotypem Hp 2-2 suplementacja witaminą C jest konieczna.

Witamina D

Witamina D to rozpuszczalny w tłuszczach prohormon, który bierze udział w wielu różnych procesach biologicznych, takich jak immunoregulacja, insulinooporność, a także ma działanie przeciwzapalne i przeciwnowotworowe [22–24]. Niskie stężenia witaminy D są silnie związane z takimi chorobami, jak astma, cukrzyca, choroby układu krążenia i niektóre formy raka [24–26]. Prawidłowa homeostaza witaminy D jest niezbędna dla odpowiedniej mineralizacji kości, a także może odgrywać ważną rolę w modulowaniu funkcji neurologicznych, odpornościowych i sercowo-naczyniowych. Głównym źródłem witaminy D jest synteza cholekalcyferolu (witaminy D3) przez skórę pod wpływem światła słonecznego. Witaminę D można również pozyskać z pożywienia w postaci cholekalcyferolu lub ergokalcyferolu (witamina D2). 
Kalcyferole są biologicznie nieaktywne i muszą przejść dwie hydroksylacje, aby uzyskać pełną aktywność. Pierwsza hydroksylacja zachodzi głównie w wątrobie przez enzym CYP2R1, który wytwarza kalcydiol [27]. Polimorfizm rs10741657 genu CYP2R1 ma wpływ na poziom 25(OH)D i niedobory witaminy D [28–30]. W tym przypadku warto rozważyć większe dawki suplementów.

Tłuszcze

Istnieją bardzo duże różnice w odpowiedzi organizmów na spożycie tłuszczu z dietą, co może sugerować związek ze zmiennością genetyczną. W wielu badaniach analizowano możliwość, iż różne odpowiedzi na zmiany spożycia tłuszczu, cholesterolu i błonnika pokarmowego mogą być wyjaśnione przez zmienność genów, których produkty wpływają na metabolizm lipoprotein. Niekorzystne stężenia lipidów we krwi, w tym wysokie trójglicerydy (TG), cholesterol całkowity (TC), cholesterol LDL i niski cholesterol HDL, są związane ze zwiększonym ryzykiem chorób układu krążenia. 

...

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