Ceea ce mănânci îţi poate reprograma genele

De obicei, oamenii se gândesc la alimente din punct de vedere al caloriilor, al energiei şi al hranei. Cu toate acestea, cele mai recente dovezi sugerează că alimentele "vorbesc", de asemenea, cu genomul nostru, care este schema genetică ce direcţionează modul în care funcţionează organismul până la nivel celular.

Această comunicare între alimente şi gene poate afecta sănătatea, fiziologia şi longevitatea dumneavoastră. Ideea că alimentele transmit mesaje importante către genomul unui animal este punctul central al unui domeniu cunoscut sub numele de genomică nutriţională. Aceasta este o disciplină aflată încă la început, iar multe întrebări rămân învăluite în mister. Cu toate acestea, noi, cercetătorii, am învăţat deja foarte multe despre modul în care componentele alimentare afectează genomul.

Eu sunt un biolog molecular care cercetează interacţiunile dintre alimente, gene şi creier în efortul de a înţelege mai bine modul în care mesajele alimentare ne afectează biologia. Eforturile oamenilor de ştiinţă de a descifra această transmitere de informaţii ar putea avea ca rezultat, într-o zi, o viaţă mai sănătoasă şi mai fericită pentru noi toţi. Dar până atunci, genomica nutriţională a descoperit cel puţin un fapt important: relaţia noastră cu alimentele este mult mai conectată decât ne-am imaginat vreodată.

Interacţiunea dintre alimente şi gene

Dacă ideea potrivit căreia alimentele pot conduce procesele biologice prin interacţiunea cu genomul sună uimitor, nu trebuie să ne uităm mai departe de un stup de albine pentru a găsi un exemplu dovedit şi perfect al modului în care se întâmplă acest lucru. Albinele lucrătoare muncesc non-stop, sunt sterile şi trăiesc doar câteva săptămâni. Albina regină, aşezată în adâncul stupului, are o durată de viaţă de ani de zile şi o fecunditate atât de puternică încât dă naştere unei întregi colonii.

Şi totuşi albinele lucrătoare şi regina sunt organisme identice din punct de vedere genetic. Ele devin două forme de viaţă diferite datorită hranei pe care o consumă. Regina se hrăneşte cu lăptişor de matcă; albinele lucrătoare se hrănesc cu nectar şi polen. Ambele alimente furnizează energie, dar lăptişorul de matcă are o caracteristică suplimentară: nutrienţii săi pot debloca instrucţiunile genetice pentru a crea anatomia şi fiziologia unei regine.

Aşadar, cum este transpusă hrana în instrucţiuni biologice? Amintiţi-vă că alimentele sunt compuse din macronutrienţi. Aceştia includ carbohidraţi - sau zaharuri - proteine şi grăsimi. Alimentele conţin, de asemenea, micronutrienţi, cum ar fi vitaminele şi mineralele. Aceşti compuşi şi produsele lor de descompunere pot declanşa comutatoare genetice care se află în genom.

La fel ca întrerupătoarele care controlează intensitatea luminii din casa dumneavoastră, comutatoarele genetice determină cât de mult este produs un anumit element genetic. Lăptişorul de matcă, de exemplu, conţine compuşi care activează controlorii genetici pentru a forma organele reginei şi pentru a-i susţine capacitatea de reproducere. La oameni şi şoareci, se ştie că subprodusele aminoacidului metionină, care abundă în carne şi peşte, influenţează cadranele genetice de selecţie care sunt importante pentru creşterea şi diviziunea celulară. Iar vitamina C joacă un rol în menţinerea sănătăţii noastre, protejând genomul de daunele oxidative; de asemenea, favorizează funcţionarea căilor celulare care pot repara genomul, în cazul în care acesta este afectat.

În funcţie de tipul de informaţii nutriţionale, de comenzile genetice activate şi de celula care le primeşte, mesajele din alimente pot influenţa starea de bine, riscul de îmbolnăvire şi chiar durata de viaţă. Dar este important de menţionat că, până în prezent, majoritatea acestor studii au fost efectuate pe modele animale, precum albinele.

Este interesant faptul că abilitatea nutrienţilor de a modifica fluxul de informaţii genetice se poate întinde pe mai multe generaţii. Studiile arată că la oameni şi animale, dieta bunicilor influenţează activitatea schimbărilor genetice, precum şi riscul de îmbolnăvire şi mortalitatea nepoţilor.

Cauză şi efect

Un aspect interesant al considerării hranei drept un tip de informaţie biologică este acela că dă un nou sens ideii de lanţ alimentar. Într-adevăr, dacă organismul nostru este influenţat de ceea ce am mâncat - până la nivel molecular - atunci ceea ce a "mâncat" alimentul pe care îl consumăm ar putea, de asemenea, să ne afecteze genomul. De exemplu, în comparaţie cu laptele provenit de la vaci hrănite cu iarbă, laptele provenit de la vitele hrănite cu cereale are cantităţi şi tipuri diferite de acizi graşi şi vitamine C şi A. Astfel, atunci când oamenii beau aceste tipuri diferite de lapte, celulele lor primesc, de asemenea, mesaje nutriţionale diferite.

În mod similar, dieta unei mame umane modifică nivelurile de acizi graşi, precum şi vitaminele precum B-6, B-12 şi acidul folic care se găsesc în laptele matern. Acest lucru ar putea modifica tipul de mesaje nutriţionale care ajung la comutatoarele genetice ale bebeluşului, deşi, deocamdată, nu se ştie dacă acest lucru are sau nu un efect asupra dezvoltării copilului.

Şi, poate fără să ştim, şi noi facem parte din acest lanţ alimentar. Alimentele pe care le consumăm nu se joacă doar cu comutatoarele genetice din celulele noastre, ci şi cu cele ale microorganismelor care trăiesc în intestinele, pielea şi mucoasele noastre. Un exemplu izbitor: la şoareci, descompunerea acizilor graşi cu lanţ scurt de către bacteriile intestinale modifică nivelurile de serotonină, un mesager chimic al creierului care reglează, printre alte procese, starea de spirit, anxietatea şi depresia.

Aditivii alimentari şi ambalajul

Ingredientele adăugate în alimente pot modifica, de asemenea, fluxul de informaţii genetice din interiorul celulelor. Pâinea şi cerealele sunt îmbogăţite cu folat pentru a preveni defectele congenitale cauzate de carenţa acestui nutrient. Dar unii oameni de ştiinţă emit ipoteza că nivelurile ridicate de folat în absenţa altor micronutrienţi naturali, cum ar fi vitamina B-12, ar putea contribui la incidenţa mai mare a cancerului de colon în ţările occidentale, posibil prin afectarea căilor genetice care controlează creşterea.

Acest lucru ar putea fi valabil şi în cazul substanţelor chimice care se găsesc în ambalajele alimentare. Bisfenolul A, sau BPA, un compus care se găseşte în plastic, activează la mamifere nişte mecanisme genetice care sunt esenţiale pentru dezvoltare, creştere şi fertilitate. De exemplu, unii cercetători suspectează că atât la oameni, cât şi la modelele animale, BPA influenţează vârsta de diferenţiere sexuală şi scade fertilitatea prin faptul că determină comutatoarele genetice să aibă mai multe şanse să se activeze.

Toate aceste exemple indică posibilitatea ca informaţia genetică din alimente să provină nu doar din compoziţia moleculară a acestora - aminoacizii, vitaminele şi altele asemenea - ci şi din politicile agricole, de mediu şi economice ale unei ţări, sau din lipsa acestora.

Oamenii de ştiinţă au început abia de curând să descifreze aceste mesaje alimentare genetice şi rolul lor în domeniul sănătăţii şi al bolii. Noi, cercetătorii, încă nu ştim cu exactitate cum acţionează nutrienţii asupra comutatoarelor genetice, care sunt regulile lor de comunicare şi cum influenţează dietele generaţiilor trecute pe urmaşii lor. Multe dintre aceste studii au fost realizate până acum doar pe modele animale şi mai sunt multe de aflat cu privire la ceea ce înseamnă pentru oameni interacţiunile dintre alimente şi gene.

Ceea ce este clar, însă, este faptul că desluşirea misterelor genomicii nutriţionale este susceptibilă de a da putere atât societăţilor şi generaţiilor prezente, cât şi celor viitoare.

Acest articol este republicat din The Conversation sub o licenţă Creative Commons. Citiţi articolul original în limba engleză.