Un studiu publicat recent descrie modul în care schimbările în alimentația europenilor după introducerea agriculturii în urmă cu 10.000 de ani au condus la adaptări genetice care au favorizat tendințele alimentare ale vremurilor.
Înainte de revoluția neolitică, începută cu aproximativ 10.000 de ani în urmă, populațiile europene erau alcătuite din vânători-culegători care consumau hrană bazată pe carne și unele fructe de mare. Dar, după apariția agriculturii în sudul Europei, în urmă cu aproximativ 8.000 de ani, fermierii europeni au trecut la diete bogate, în principal, în plante.
Un studiu publicat recent de o echipă de cercetători ai universității newyorkeze Cornell – primul care a separat și comparat adaptările care au avut loc înainte și după Revoluția neolitică – dezvăluie că aceste practici alimentare se reflectă în genele europenilor.
„Studiul arată ce rol uimitor a jucat dieta în evoluția populațiilor umane”, a spus dr. Alon Keinan, profesor asociat de genomică computațională și a populației și co-autor al lucrării. Dr. Kaixiong Ye, cercetător postdoctoral în laboratorul lui Keinan, este autorul principal al studiului.
Cercetările conduse de dr. Kaixiong Ye au implicații pentru domeniul în creștere al genomicii nutriționale, numit nutrigenomică. Pe baza descendenței cuiva, clinicienii ar putea adapta, într-o zi, dieta fiecărei persoane la genomul ei pentru a îmbunătăți sănătatea și a preveni boala.
Omnivori și vegetarieni – două metabolisme diferite
Studiul arată că dietele vegetariene ale cultivatorilor europeni au condus la o frecvență crescută a unei alele care codifică celulele pentru a produce enzime care i-au ajutat pe aceștia să metabolizeze plantele. Frecvența a crescut ca urmare a selecției naturale, agricultorii vegetarieni cu această alelă având avantaje pentru sănătate care le-au permis să aibă mai mulți copii și, desigur, să transmită această variantă genetică urmașilor lor.
Gena FADS1 găsită la acești fermieri vegetarieni produce enzime care joacă un rol vital în biosinteza acizilor grași polinesaturați cu lanț lung omega-3 și omega-6 (LCPUFA). Aceste LCPUFA sunt cruciale pentru dezvoltarea corectă a creierului uman, controlând inflamația și răspunsul imun. În timp ce LCPUFA omega-3 și omega-6 pot fi obținute direct din dietele pe bază de carne, ele sunt absente în dietele pe bază de plante, arată dr. Ye.
Vegetarienii au nevoie de enzime FADS1 pentru a biosintetiza LCPUFA din acizii grași cu lanț scurt găsiți în plante (rădăcinoase, legume și semințe). Analiza ADN-ului antic a arătat că, înainte de cultivarea pământului, dietele pe bază de carne ale vânătorilor-culegători europeni favorizau în mod predominant versiunea opusă a aceleiași gene, care limitează activitatea enzimelor FADS1 și este mai potrivită pentru persoanele cu diete bazate pe carne și fructe de mare, explică dr. Ye.
Analiza frecvențelor acestor alele la europeni a arătat că prevalența alelei pentru dietele pe bază de plante a scăzut la europeni până la revoluția neolitică, după care a crescut brusc. Totodată, versiunea opusă a aceleiași gene găsite la vânători-culegători a crescut până la apariția agriculturii, după care a scăzut brusc.
Nord-europeni și sud-europeni – două diete diferite
Cercetătorii au descoperit, de asemenea, o diferență graduală, de la nord la sud, în frecvențele acestor alele încă din Neolitic și inclusiv la populațiile moderne. Toți agricultorii europeni s-au bazat în mare măsură pe dietele pe bază de plante, dar această dependență a fost mai puternică în sudul continentului, comparativ cu nord-europenii, ai căror strămoși agricultori au băut mai mult lapte și au inclus în dieta lor fructe de mare.
Alelele pe bază de plante reglează nivelul colesterolului și au fost asociate cu riscul apariției multor boli, inclusiv boli inflamatorii intestinale, boli cardiovasculare, artrită și tulburare bipolară.
„Vreau să știu cum diverși indivizi răspund diferit la aceeași dietă”, a spus dr. Ye. Studiile viitoare vor investiga legături suplimentare între variația genetică, diete și sănătate, astfel încât „în viitor, să putem oferi recomandări dietetice care sunt personalizate în funcție de fundalul genetic al persoanei”, a adăugat el.
Ce este nutrigenomica?
Entuziasmul cu privire la nutrigenomică provine dintr-o conștientizare tot mai mare a potențialului de modificare a alimentelor sau a dietei pentru a susține sănătatea și a reduce riscul de boli legate de dietă. Este un domeniu în curs de dezvoltare care tinde să dezvolte rolul nutriției asupra expresiei genelor, care reunește știința bioinformaticii, nutriției, biologiei moleculare, genomicii, epidemiologiei și medicinei moleculare.
Este de la sine înțeles că, odată cu schimbările tot mai mari intervenite în obiceiurile alimentare și stilurile de viață, oamenii devin din ce în ce mai predispuși la tulburări legate de alimentație. Prin urmare, există o nevoie urgentă de a stimula mai multe cercetări în acest domeniu pentru a înțelege mai bine relația dintre dietă și sănătate și pentru ca toată lumea să beneficieze de pe urma revoluției genomice.
„Noua știință a nutrigenomicei ne învață ce alimente specifice le șoptesc genelor noastre. Ceea ce mâncăm determină direct mesajele genetice pe care le primește corpul. Aceste mesaje, la rândul lor, controlează toate moleculele care constituie metabolismul: moleculele care îi spun corpului să ardă calorii sau să le stocheze. Dacă putem învăța limbajul genelor și controla mesajele și instrucțiunile pe care ele le transmit corpului și metabolismului, putem modifica radical modul în care alimentele interacționează cu corpul, putem pierde în greutate și ne putem optimiza sănătatea”, spune medicul american Mark Hyman, autorul unei numeroase serii de cărți de specialitate, între care și Tânăr pentru totdeauna.
„Conceptul potrivit căruia dieta influențează sănătatea este străvechi. Nutrigenomica include interacțiuni cunoscute între alimente și gene moștenite, numite erori înnăscute ale metabolismului, care se tratează de multă vreme prin manipularea dietei. Un astfel de exemplu este intoleranța la lactoză. Majoritatea adulților din lume au această intoleranță, ceea ce înseamnă că nu pot digera produsele lactate deoarece gena care codifică lactaza, enzima care descompune lactoza, este în mod normal dezactivată după înțărcare. Cu toate acestea, cu 10.000-12.000 de ani în urmă, un polimorfism într-o singură nucleotidă ADN a apărut printre nord-europeni. Acest polimorfism unic de nucleotide – un SNP – a dus la expresia continuă a genei lactazei până la vârsta adultă. Acest lucru a fost avantajos, deoarece oamenii cu acest SNP puteau utiliza produse lactate bogate din punct de vedere nutrițional în regiunile cu sezoane agricole scurte și, odată cu revoluția din genetica moleculară de la sfârșitul secolului al XX-lea, oamenii de știință și-au propus să identifice alte gene care interacționează cu componentele alimentare. Proiectul genomului uman din anii 1990, care a secvențiat întregul ADN din genomul uman, a lansat știința nutrigenomică. Până în 2007, oamenii de știință au descoperit numeroase interrelații între gene, nutriție și boală“, explică dr. Hyman.
Pe măsură ce problemele de sănătate legate de nutriție ale lumii dezvoltate s-au mutat către supranutriție, obezitate și diabet de tip 2, ținta medicinei moderne și a științei nutriției s-a schimbat. Pentru a preveni dezvoltarea acestor tipuri de boli, cercetarea în nutriție investighează modul în care aceasta poate optimiza și menține homeostazia celulară, tisulară, de organ și a întregului corp. Acest lucru necesită înțelegerea modului în care nutrienții acționează la nivel molecular, care, la rândul său, implică o multitudine de interacțiuni legate de nutrienți la nivel de genă, proteine și metabolism. Ca urmare, cercetarea în nutriție a trecut de la Epidemiologie și Fiziologie la Biologie Moleculară și Genetică și a luat naștere nutrigenomica.
Nutrigenomica presupune caracterizarea produselor genetice, a funcției lor fiziologice și a interacțiunilor lor. Se concentrează asupra efectului nutrienților asupra genomului, proteomului, metabolomului și explică relația dintre acești nutrienți specifici și regimurile de nutrienți asupra sănătății umane.
