Gdy kobieta dowiaduje się, że zostanie matką, zaczyna o siebie dbać – zmienia sposób żywienia, rzuca palenie, rezygnuje z picia alkoholu. W ten sposób chce zapewnić swojemu potomkowi jak najlepszy start w życiu. Obserwowane jest to od pokoleń, lecz dopiero niedawno nauka zaczęła szukać odpowiedzi na pytanie w jaki sposób czynniki zewnętrzne działające na płód, wpływają na jego zdrowie po urodzeniu i w życiu dorosłym. Dziś wiemy już, że geny nie są jedyną determinantą naszego stanu zdrowia i chorób, na jakie zapadniemy z biegiem lat. Nasz styl życia, dieta, używki czy stres są czynnikami, które mogą ekspresję pewnym genów wyciszyć albo wzmocnić. Doskonałym przykładem są tutaj bliźnięta jednojajowe. Mimo, że posiadają identyczny zestaw genów, ich fenotypy nie są identyczne, co wynika z różnej ekspresji genów w czasie rozwoju somatycznego. Zapadają więc one na różne choroby w życiu dorosłym.
Terminem, który określa wpływ bodźców środowiskowych w krytycznych okresach rozwoju powodujących trwałe zmiany fizjologiczne lub metaboliczne organizmu jest „programowanie metaboliczne” lub „programowanie żywieniowe”. [2] Natomiast nutrigenomika zajmuje się wpływem spożywanych składników pokarmowych na ekspresję genów oraz na przemiany metaboliczne i homeostazę organizmu. [3]
Na przebieg ciąży wpływ ma masa ciała i stan odżywienia matki przed ciążą, dieta, przewlekłe wewnątrzmaciczne niedotlenienie płodu, działanie ksenobiotyków i leków oraz zaburzenia hormonalne. Działanie powyższych czynników w określonym czasie (tzw. critical window) prowadzi do zmian na poziomie molekularnym i zwiększonego ryzyka chorób w późniejszym wieku. [4]
Według badań epidemiologicznych zaburzenia przyrostu masy ciała w okresie płodowym są związane ze wzrostem ryzyka chorób układu sercowo-naczyniowego (nadciśnienie tętnicze, choroba niedokrwienna serca), metabolicznych (zaburzenia gospodarki lipidowej, hiperkortyzolemia, otyłość, nietolerancja glukozy, cukrzyca typu 2) oraz choroby obturacyjnej płuc i niepłodności. Niedożywienie w okresie ciąży wpływać też może na wzrost ryzyka nałogów, schizofrenii czy chorób afektywnych. [4]
Jedna z hipotez dotyczy również pourodzeniowego wyrównania masy ciała u dzieci z ograniczeniem wewnątrzmacicznego wzrastania i wynikającego z niej zjawiska catch-up growth. Występuje ono u noworodków z małą masą urodzeniową w pierwszych latach życia i polega na przyśpieszeniu przyrostu masy ciała. Badania wykazały, że wiąże się to z późniejszym ryzykiem wystąpienia otyłości centralnej i obwodowej, cukrzycy typu 2 i chorób sercowo-naczyniowych. [4]
Badania na zwierzętach wykazują, że zbyt małe lub nadmierne spożycie mikro- i makroskładników diety podczas ciąży programuje otyłość, nietolerancję glukozy i nadciśnienie tętnicze u płodu (niedobór żelaza powodował nadciśnienie tętnicze, dieta niskobiałkowa w ciąży wpływała na występowanie insulinooporności i cukrzycy typu 2, natomiast dieta wysokobiałkowa indukowała otyłość u szczurów). [2] Nadal jednak znaczna część mechanizmów wchodzących w skład programowania żywieniowego wymaga dalszych badań.
Z punktu widzenia nutrigenomiki składniki odżywcze są regulatorami ekspresji genów, które warunkują syntezę białek, a w efekcie powstawanie określonych metabolitów. Trwałe zmiany ekspresji genów mogą polegać na zaprogramowanych zmianach metylacji DNA. W czasie implantacji zarodka większość genomu jest niemetylowana, po czym następuje remodeling jako normalny element rozwoju. Różnicowaniu się tkanek towarzyszy metylacja i wyciszanie niektórych genów. Wzorce metylacji DNA są stabilnie dziedziczone, co pozwala cechom fenotypowym, nabytym w wyniku programowania odżywczego, być przenoszonym na kolejne potomstwo. [2] Wynika z tego, że skutki błędów, jakie popełniali nasi przodkowi odczuwamy my sami. Daje nam to również możliwość korzystania z ich mądrych decyzji.
Doświadczenie przeprowadzone w 2003r. przez Waterland`a i Jirtle`a, którzy badali myszy aguti suplementowane donorami metylu (kwas foliowy, witamina B12, chlorek choliny, betaina) wykazało, że metylacja u tych myszy wzrosła i myszy urodzone przez suplementowane matki miały inny kolor futra. [2]
Wśród składników żywności, które mogą wpływać na ekspresję genów wyróżnić można bioaktywne składniki diety, takie jak:
-
Wielonienasycone kwasy tłuszczowe PUFA
-
Sterole roślinne
-
Flawonoidy
-
Witaminy i pierwiastki śladowe
Wielonienasycone kwasy tłuszczowe PUFA
Liczne badania wykazały, że efekt ich działania, polegający na hamowaniu lub aktywacji ekspresji określonych genów, uzależniony jest głównie od liczby podwójnych wiązań oraz długości łańcucha węglowego. Wynika z tego, że zarówno ich nadmiar lub niedobór w diecie może powodować poważne zaburzenia funkcjonowania komórek. Wśród PUFA na szczególną uwagę zasługują kwasy tłuszczowe n-3 (głównie kwas eikozapentaenowy i dokozaheksaenowy występujące w tłustych rybach i ssakach morskich). Badania epidemiologiczne wykazują, że zmniejszają one ryzyko chorób sercowo-naczyniowych. Efekt działania kwasów wielonienasyconych n-3 na ekspresję genów dokonuje się przez wpływ na wiele kluczowych jądrowych czynników transkrypcyjnych. [5]
Sterole roślinne
Sterole roślinne to II-rzędowe alkohole sterydowe, które podobnie jak cholesterol, są związkami lipofilnymi. Spośród ponad 40 zidentyfikowanych fitosteroli, w przyrodzie najczęściej występują β-sitosterol, kampesterol i stigmasterol. Badania wykazały, że zmniejszają one ryzyko chorób sercowo-naczyniowych poprzez obniżanie poziomu cholesterolu frakcji LDL. Wynika to z współzawodniczenia steroli roślinnych z cholesterolem pozyskanym z diety i wyprodukowanym przez organizm o wchłanianie w jelitach. [6]
Flawonoidy
Flawonoidy to bioaktywne przeciwutleniacze występujące w owocach, warzywach, nasionach roślin, niektórych zbożach, a także w winie, kawie i herbacie. Badania podkreślają ich oddziaływanie przeciwnowotworowe polegające na hamowaniu podziałów komórkowych, indukowaniu apoptozy komórek rakowych oraz hamowaniu angiogenezy i tworzenia przerzutów. Wśród właściwości polifenoli wyróżnić można też ochronę LDL przed utlenianiem, wzrost poziomu cholesterolu frakcji HDL, działanie przeciwzapalne. Zapobiegają one również miażdżycy. [5]
Witaminy i pierwiastki śladowe
Wyróżnić z tej grupie można kwas foliowy, który hamuje pęknięcia DNA, witaminę C i E , które zapobiegają utlenianiu zasad nukleinowych, wapń hamujący pękanie chromosomów oraz cholinę i magnez, które uniemożliwiają uszkodzenia DNA. [5]
Nauka potwierdza to, co już wiemy i dodatkowo zachęca do prowadzenia zdrowego trybu życia. W trosce o nas oraz o przyszłe pokolenia powinniśmy zadbać o siebie i swój organizm. Nasze dzieci z pewnością będą nam za to wdzięczne.
Piśmiennictwo
1. Tadeusz Pisarski: Położnictwo i ginekologia. Podręcznik dla studentów, 2002, wyd. IV
2. Simon Langley-Evans: Żywienie: wpływ na zdrowie człowieka, 2014, wyd. I
3. Mariusz Panczyk: Nutrigenetyka inutrigenomika –zastosowanie technologii „omics” woptymalizacji żywienia człowieka; Pediatric Endocrinology, Diabetes and Metabolism 2013, 19, 2, 70-77
4. Agnieszka Seremak-Mrozikiewicz, Magdalena Barlik, Krzysztof Drews: Programowanie wewnątrzmaciczne jako przyczyna chorób przewlekłych wieku dorosłego; Ginekologia Polska 2014, 85, 43-48|
5. Marek Pieszka, Mariusz P. Pietras: Nowe kierunki w badaniach żywieniowych – nutrigenomika; Rocznik Nauk Zootechnicznych, T. 37, z. 2 (2010), 83–103
6. Aneta Kopeć, Estera Nowacka, Ewa Piątkowska, Teresa Leszczyńska: Charakterystyka i prozdrowotne właściwości steroli roślinnych; ŻYWNOŚÄ. Nauka. Technologia. Jakość, 2011, 3 (76), 5 – 14
autor:
Marta Konował
dietetyk
absolwentka Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku