Nutrigenomica, proteomica, metabolomica și practica dietetică

Abstract

Se estimeaza ca genomul uman codifica peste 30 000 de gene, si este responsabil de generarea a peste 100 000 proteine functionale distincte. Este esential sa intelegem interdependentele dintre gene, produsele genetice, si obiceiurile alimentare pentru a identifica pe acelea de care vom beneficia cel mai mult sau care pot fi pus in pericol de strategiile de interventie. Descoperind multitudinea de modele nutrigenomic, proteomic si metabolic, care rezulta din ingestia produselor alimentare sau din componentele sale bioactive nu va fi simplu dar se pot oferi perspective pentru o abordare personalizata a dietei si sanatatii. Folosirea de tehnologii noi si inovatoare, cum ar fi microarray, interferenta ARN, si nanotehnologii, va conduce la oferirea de perspective necesare avand ca tinta moleculele pentru componentele produselor alimentare bioactive specifice si modul cum ele se armonizeaza pentru a influenta fenotipurile individuale. Fara indoiala, pentru a intelege interactiunile dintre componentele produselor alimentare si produsii genetici, este nevoie de cercetari suplimentare in “omica” nutritiei. Este de datoria profesionistilor in nutritie sa recunoasca faptul ca raspunsul unui individ la modificarea regimului alimentar va depinde de fondul sau/ei genetic, si ca aceste informatii pot fi folosite pentru a promova sanatatea umana si prevenirea bolilor. Obiectivele acestei analize este de a-i familiariza pe profesionistii in nutritie cu termenii referitori la “omica”, de a transmite structura stiintei in timp, sa-si imagineze posibilitatile de cercetare si tehnologie viitoare, si sa recunoasca implicatiile in practica medicala.

Nutrigenomica reprezinta studiul stiintific al modului specific de interactiune dintre gene si componentele alimentare bioactive. Aceasta ofera o baza pentru intelegerea modului in care consecintele de sanatate a obiceiurilor alimentare pot varia de la un individ la altul. Conceptul de nutrigenomica se bazează pe premisa că:

• Dieta si componentele dietetice pot modifica riscul de dezvoltare a bolii prin modularea de procese multiple implicate cu debut, incidenta, progresie si/sau severitate.

• Componentele produselor alimentare pot actiona asupra genomului uman, fie direct sau indirect, pentru a modifica expresia genelor si a produsilor genetici.

• Dieta ar putea inlocui sau accentua efectele polimorfismelor genetice.

• Consecintele unei diete sunt dependente de echilibrul dintre starea de sanatate si boala si de un fond genetic al individului (1,2).

Studiul stiintei nutrigenomica si/sau schimbarile asociate in proteomica si metabolica pot identifica in cele din urma tinte moleculare pentru preemptiunea nutritiva. Aceasta informatie este cheia pentru o abordare personalizata a nutritiei, care va deosebi in cele din urma respondentii de nonrespondenti. Obiectivele acestei analize este de a-i familiariza pe profesionistii in nutritie cu termenii referitori la “omica”, de a transmite structura stiintei in timp, sa-si imagineze posibilitatie de cercetare si tehnologie viitoare, si sa recunoasca implicatiie in practica medicala. Figura 1 ofera un glosar de termini folositi in acest articol.

Numeroase componente dietetice pot modifica evenimente genetice si epigenetice si prin aceasta pot sa influenteze sanatatea. In plus fata de nutrientii esentiali cum ar fi calciu, zinc, seleniu, acid folic, si vitaminele C si E, exista o varietate de clase de nutrienti neesentiali si componente bioactive care par sa influenteze in mod semnificativ sanatatea (Figura 2). Aceste componente bioactive ale produselor alimentare, esentiale si neesentiale, se stie ca modifica un numar de procese celulare asociate cu sanatatea si prevenirea bolii, incluzand metabolismul de tip cancerigen, echilibrul hormonal, semnalizarea celulara, controlul ciclului celular, apoptoza, si angiogeneza (3). Deseori, componentele bioactive ale produselor alimentare vor modifica mai multe procese simultan. Astfel, una dintre provocările reale este de a identifica care proces/ procese, fie individual sau in combinatie, este cel mai important in aducerea unei schimbari fenotipice (Figura 3).

Alela Una dintr-o serie de forme alternative ale aceleasi gene care ocupa o anumita pozitie pe un cromozom

Angiogeneza Formarea si diferentierea vaselor de sange

Apoptoza Un proces de autodistrugere a celulelor determinate genetic care este marcat de fragmentarea ADN-ului nuclear; este activat fie prin prezenta unui stimul, fie prin indepartarea unui stimul sau de agentul de suprimare; este un proces fiziologic normal de eliminare a ADN-ului deteriorat, de prisos, sau celulele nedorite; şi, atunci când e oprit (în calitate de mutaţie genetică), poate duce la creşterea necontrolată a celulelor şi formarea de tumori.

Component bioactiv al produsului alimentar un compus care apare în produsele alimentare si care aduce un efect fiziologic

Cromatina un complex din acid nucleic cu proteine de bază (ca histone) în celulele eucariote, care este, de obicei, dispersat în nucleul interfazic şi condensat în cromozomi în mitoză şi meioză

Codonul o secvenţă de trei nucleotide ADN sau ARN, care codifica un aminoacid sau înceteaza translatia

Acid dezoxiribonucleic (ADN) Substanta principala din care sunt compuse genele; sunt localizate in special in nuclee celulare si sunt construite dintr-un dublu helix tinut impreuna prin legaturile de hidrogen dintre bazele purina si pirimidina care este construita la interior din doua lanturi ce contin legaturi alternative de dezoxiriboza si fosfat

Fenomenul DOWN un efect regulator negativ privind un proces fiziologic. La un nivel molecular, pozitiile regulatorii includ receptori membranari, gene, mesageri ARN, si proteine.

Epigeneza Dezvoltare ce implica diversificarea treptata si diferentierea unei entitatati initial nediferentiata (ca un zigot sau spor).

Gena unitatea ereditatii fizică şi funcţională fundamentala, care transportă informaţii de la o generaţie la alta; un segment al ADN-ului, compus dintr-o regiune transcrisa si secvente regulatorii, care face posibilă transcriptia.

Genom Tot materialul genetic al cromozomilor unui anumit organism; marimea sa este data in general de numarul sau total de perechi de baza.

Genotip Constitutia genetica a unui organism, distincta de aspectul său fizic (fenotipul sau).

Haplotipuri un grup de alele de gene pe un singur cromozom, care sunt suficient de strâns legate pentru a fi moştenite, de obicei, ca o unitate.

Histona oricare din proteinele simple hidrosolubile, care sunt bogate în aminoacizi de bază, lizină şi arginină, şi sunt compuse cu ADN-ul în nucleozomii cromatinei eucariote.

Ligand Un grup, ion, sau molecula coordonata la un atom sau molecula centrala intr-un complex.

Metabolomul Totalitatea metaboliţilor cu greutate moleculară mică prezenţi într-o celulă, ţesut, organ, organism, şi specii.

Metilare Modificarea unei molecule prin adaugarea unei grupari metil.

Metilcitozina o baza pirimidinica metilata C5H7N3O gasita in acizii nucleici (ca unele ADN-uri si ARN-uri de transfer) a unor organisme.

Metiltransferaza Oricare din mai multe transferaze ce contribuie la transferul unei grupari metil de la un compus la altul.