Nutrigenomik, nutrigenetik ya da nutriomik. Beslenme genetiği son yılların en popüler konuları arasında yer alır. Nutrigenomik, hassas tıp ve kişiselleştirilmiş tıp gibi çok farklı başlıklar altında ifade edilen aslında besinler ve genetik arasındaki bağlantıdır. Genler, sindirimi ve emilimi nasıl etkiler, besinler genlere ne yapar? Karşılıklı etkileşimin kuralları ve mekanizmaları nelerdir? İşte size beslenme genetiği…
Kısacası bir çilek yediğimizde genetik ve metabolik sistemimizde ne oluyor? Çileğe karşı ve içindeki kimyasal ve ilaçlara karşı alerji mekanizması neden harekete geçiyor? Çileği sindirecek proteinleri üretecek yolun ilk başlangıcı olan gen transkripsiyonu sistemi nasıl tetikleniyor? Bazılarında midede gaz oluşurken bazıları nasıl kilolarca yese de bana mısın demiyor?…
Yemek yeme şeklimiz vücudumuz üzerinde ne kadar çok kontrole sahiptir, gerçekten şaşırtıcı bir durum. Biz diyeti şekillendirdiğimizi zannediyoruz ama aslında diyet bizi şekillendiriyor.
DNA ve Besin İlişkisi – Beslenme Genetiği
Yemekleri Metabolizmaya Uygun Hale Getirmek Mümkün Mü?
Ya da tersi? Genler, mikroplar ve diğer birçok faktör, her insanın vücudunun besinleri nasıl işlediğini belirler. Bu yüzden virom, epigenom, ekspozom, metabolom, genom ve mikrobiom arasındaki var olan bağlantıları ve bağlamı anlamak diyetleri ve sağlığı optimize etmeye yardımcı olabilir.
Metabolik heterojenitenin kaynağı epigenetik farklar olabilir. Çünkü farklı dokulardaki hücreler, ortak bir genetik kodu paylaşmasına rağmen çok farklı işlevlere sahiptir.
Nutrigenetiğin temel işlevlerinden biri, tedaviye yanıt veren hastaları (yeşil), tedaviden fayda sağlamayacak ve hatta zarar görebilecek (pembe) hastalardan ayırmaktır. Bazı insanlarda ise diyet rejiminin zararlı veya yararlı (gri) hiçbir etkisi olmayacaktır. Bu durumlarda, genetik ve genomik teknikler, hastaları gruplara ayırmak için kullanılabilir. Ferguson, L. R. Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol.
Uzun yıllar boyunca, araştırmacılar ve klinisyenler beslenmenin herkese uyan tek bir mesele olduğunu varsaydılar.
AMA YANILDILAR!
Bütün insanlar aynı besin maddelerine ihtiyaç duyar, diye düşündüler ve bir veya iki vitamin hapı yutunca her şeyin düzeleceğini zannettiler.
YİNE YANILDILAR!
Ancak şimdilerde bilim adamları, içimizde yaşayan mikroplar ve diğer faktörlerle birlikte genlerimizin ve çevremizin besinleri işleme ve metabolize etme konusundaki bireysel yeteneklerimizi değiştirdiğini daha yeni yeni öğreniyorlar. Bu ne anlama geliyor? Kişisel farklılıkların, iki kişinin aynı diyetlere farklı şekillerde yanıt verebileceği ve çeşitli sağlık sonuçlarına ve hastalık örüntülerine katkıda bulunabileceği anlamına geliyor.
Beslenme araştırmacı Steven Zeisel bu durumu şöyle açıklıyor.
Beslenme Genetiği – Neden Tıptaki Diğer Araştırma Alanlarının Gerisinde Kalmıştır?
Beslenme çalışmalarında deneysel sonuçlarda her zaman değişkenlik ile ilgili bir sorun vardır. Örneğin, bebeklere yağ asidi DHA [dokosaheksaenoik asit] verildiğinde, bazıları bilişsel performanslarında bir iyileşme gösterdi, bazılarında ise beklenen olmadı. Bazıları iyileşme gösterdiğinden, DHA bebek formülüne eklendi. Ancak neden farklı yanıt verdiklerini anlamadık, bu nedenle bilim adamları, çocukların sadece yüzde 15’inin iyileştiğini ve yüzde 85’inin yanıt vermediğinde bunu neden yaptığımızı tartışmaya devam ettiler.
DHA ve Bebek
Karışıklık aslında herkesin aynı olduğu beklentisinden kaynaklanıyordu.
İnsanlar, bir şeye yanıt verenleri yanıtlamayanlardan ayırabilecek tahmin edilebilir varyasyon kaynakları olduğunun farkında değildi. DHA için, annenin genlerinde DHA üretmesini yavaşlatan bir fark varsa, bebeğinin ekstra DHA’ya ihtiyacı olduğu ve verildiğinde cevap verdiği ortaya çıktı. Bu gen farkı kadınların yaklaşık yüzde 15’inde ortaya çıkıyor.
Bu yüzden her şeyi rastgele bebek mamalarına ve bitkisel karışımlara eklemek akıllıca değil.
Beslenme Genetiği – Araştırmacılar Bu Değişkenliği Nasıl Anlamlandırıyor?
İnsan genetiğindeki farklılıkları incelemek bunun bir yoludur. İnsanların ihtiyaç duyduğu kolin miktarında (temel bir besin maddesi) önemli miktarda varyasyonu ortaya çıkaran bir dizi çalışma yaptık: Erkekler ve postmenopozal kadınlar bundan yoksun bırakıldığında hastalandı, ancak genç kadınların sadece yarısı hastalandı.
Bazı kadınların kolin yapabileceğini bulduk çünkü östrojen hormonu kolin yapmak için gerekli geni çalıştırıyor. Diğer kadınların bu gende onu östrojene tepkisiz kılan bir farkı vardır. Erkekler ve postmenopozal kadınların besinleri başka bir şekilde almaları gerekir çünkü az miktarda östrojenleri vardır.
Başlangıçta kolin çalışmasını (alttaki şekilde diyetle alınan kolinin başına neler geldiğini görüyoruz) yapsaydım ve sadece genç kadın katılımcıları seçseydim, yarısının koline ihtiyaç duyduğunu, yarısının vermediğini ve verilerimde çok farklı sonuçlar olduğunu fark ederdim.
Diyetin sağlık üzerindeki etkisini inceleyen çalışmaların yorumlanması zordur, çünkü genellikle çalışmaya katılan insanlar genetik, çevre, bağırsaklarında yaşayan mikroplar ve daha fazlası bakımından birbirinden farklıdır.
Diyet, gen ve enzim etkileşimleri. Tek karbon metilasyonunda yer alan bazı temel genlerin ve besinlerin açıklayıcı bir yolu. Metilasyon durumunda elde edilen denge, yaşam döngüsünün farklı aşamalarında epigenetik durum bknz. EPİGENETİK için ve hatta mikrobiyomun gelişimi için önemli çıkarımlar ile metil donörlerin mevcudiyetini belirleyecektir. Bu olayların her biri, nutrigenomik ile oldukça ilgilidir. Yeşil kutular, diyetten alınan besinleri, pembe ise temel düzenleyici enzimleri gösterir. Ferguson, L. R. Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol.
Bu Çeşit Varyasyonların Yaygın Olduğunu Gösteren Başka Beslenme Bilmeceleri Var Mı?
Altta yatan genetik nedenleri zaten bildiğimiz bazı şeyler var. Örneğin, bazı insanların kolesterolünün yüksek yağlı bir diyetle beslenirken diğerlerinin bunu yapmadığı zamanlarda yükselmesine neden olan genetik farklılıklar hakkında çok fazla bilgi var. Araştırmacılar, bazı insanların kanlarında aynı seviyeleri elde etmek için neden diğerlerinden daha fazla D vitaminine ihtiyaç duyduklarını açıklayan genetik varyantlar keşfediyorlar.
Her metabolik adım bu varyantlar tarafından kontrol edilir. Bu nedenle, çalışmalarımızda farklı yanıtlar veren insanlar bulduğumuzda, bunun altında yatan bazı varyasyonların bir ipucunu yakalarız. Verileri dışlayıp atmak veya katılımcıların çalışma protokolüne uymadığını söylemek yerine, bu farklılıkların genetik nedenlerinden bazılarını keşfetmek için verilere yeniden bakabiliriz.
Hassas beslenme, beslenme araştırmalarını yapma şeklimizde gerçekten bir değişikliktir, çünkü bazı insanların neden yanıt verdiğini ve bazılarının yanıt vermediğini belirlemeye başlıyoruz.
Genetik Varyantların Yanı Sıra, Hassas Beslenmede Dikkate Alması Gereken Başka Faktörler Var Mı?
Şu anda, daha hassas olma yeteneğimizin çoğu genetik çeşitliliği anlamak için daha iyi araçlardan geliyor. Ancak genetik sadece besin maddelerine verdiğiniz cevabı belirlemez. Diğer faktörlerle de etkileşime girer.
Mikrobiyom [vücudumuzun içinde ve üzerinde yaşayan bakteri ve diğer mikroplar topluluğu] besinlerin çalışma şeklini de açıkça etkiler. Çoğu mikrobiyom araştırması şimdiye kadar bağırsaktaki organizmaları adlandırdı, ancak şimdi araştırmacıların hangi mikrobiyal genlerin açıldığını, bağırsak mikropları tarafından hangi besinlerin yapıldığını bulması gerekiyor. Bu araştırmalar olgunlaştıkça, hastalarımıza şu anda yaptığımızdan çok daha iyi öneriler sunabileceğiz.
Bağırsak mikrobiyomu, kendi aralarındaki etkileşimleri, hepatik sistem (ve daha standart biyokimya) ve ya doğrudan allojenik olan ya da başka türlü tahammülsüzlüğe ve doku reaksiyonlarına neden olan gıda maddeleri. Karmaşık etkileşim, nutrigenomik tekniklerinin kullanılarak yorumlanmasını veya anlaşılmasını mecburi kılıyor.
EKSPOZOM, çevremiz de çok önemli bir faktör olabilir. Bir damla kandaki binlerce kimyasal maddeyi test ederek farklı çevresel riskleri ölçmeye başlayabiliyoruz. Genleri açmak ve kapatmak için DNA üzerine yerleştirilen kimyasal işaretlerin bilimi olan epigenetik de büyük olasılıkla önemli farklılıklara katkıda bulunacaktır. Zor bir alandır, çünkü bu işaretler farklı dokularda farklılık gösterir ve beslenme testi için kolayca karaciğer veya kalp dokusu örneği alamayız. Kan dolaşımındaki bu değişiklikleri takip etmeli ve organlarda meydana gelen değişikliklerin aynı olup olmadığını tahmin etmeliyiz. Belki sporculara uygulanan atlet pasaportu gibi bir sistem geliştirmeliyiz.
Omik dünyası, romatizma çevresel maruziyet. bknz. İLTİHAPLI ROMATİZMA Maruz kalma teriminden türeyen ekspozom, sağlık ve hastalıkların genetik olmayan itici güçlerinin omik ilişkili bir karakterizasyonudur. Buna karşılık epigenomik, metabolomik ve nutrigenomik gibi onlarca -omik teknolojisi bireyin genetik fenomenini tanımlar. Sağlığımıza baskı yapan karmaşık çevresel faktörlerin laboratuvara sokulması genomik ile aynı hızda olmamıştır.
Belirli bir besine kimin cevap verip vermeyeceğine ilişkin tahminlerimizi geliştirmek için bu faktörlerin her birini dahil etmemiz gerekecek. Sonunda, hassas beslenme bu girdilerin hepsinin ilk aşamalarında olacaktır.
Şu Anda Piyasada Farklı Şirketler Tarafından Satılan Çeşitli Hassas Beslenme Testleri Satışta. Bize Sunacak Yararlı Bir Şeyleri Var Mı?
Şu anda çoğu test, bir veritabanında her seferinde bir gene bakıyor ve “Bu gen farkına sahipsiniz ve sizi bir şeye daha duyarlı hale getiriyor” diyor. Ancak çoğu besin maddesi için metabolik yollar tek bir gen tarafından kontrol edilmez. Örneğin, şekerlere nasıl tepki verdiğinize eklenen 10 veya 20 adım olabilir ve bu adımlardan herhangi biri bir soruna neden olabilir. Yol boyunca varyasyonların nerede olduğunu bilmek, şekeri metabolize etmekte sorun yaşamanızı tahmin etmemize yardımcı olabilir. Daha sofistike ama yapmak da daha zor. Triptofan metabolizma ürünlerine bakmanız da yeterlidir. Onlarca enzim ve kofaktör işin içine karışıyor.
Yazımız devam edecek…
Bir sonraki yazımız: Beslenme Genetiği ve Etik Sorunlar
ÖZET
Ben tomayto yiyorum, sen tomahto! Ben potayto yiyorum sen de potahto yiyorsun!
Patates yiyorsan da kynurenik asit içeriğine bir bak. Çünkü çok farklı sonuçlar karşına gelecek. Sonra kynurenik asit metabolizma enzimlerine bak. Onlarca enzim karşına çıkacak. Sonra onların genlerine göz at. Kafan iyice karışacak… İntronlara ise hiç bakma…
Bugün, kişiselleştirilmiş beslenme hakkında pek çok aldatmaca var ve şirketler tüketicilere DNA testlerine dayalı diyet önerileri sunmaya çalışıyorlar.
Bu reçetelerin çoğu fazla bir şey ifade etmese de – besin maddelerine verilen yanıtlar, tek bir gen varyantının göstereceğinden çok daha karmaşıktır – hassas beslenme alanındaki iyi niyetli araştırmacılar, diyet ve bireysel biyoloji arasındaki derin bağlantıları ortaya çıkarmakla meşguller.
