Nutrigenetika

Z WikiSkript

Nutrigenetika vs. nutrigenomika

Nutrigenetika (nutriční genetika) je věda, která zkoumá vliv genetické výbavy na trávení a zpracovávání živin či různých bioaktivních látek přijímaných potravou. [1] Analyzuje rozdílné varianty DNA (polymorfismy i mutace), které ovlivňují trávení určitých složek stravy.

Spolu s nutrigenomikou (nutriční genomikou) − oborem studujícím vztahy mezi nutrienty přijímanými v potravě a změnou genové exprese − umožní nutrigenetický výzkum rozvoj individuálního přístupu v rámci nutriční péče, který povede ke zvýšení efektivity intervenčních strategií v prevenci i léčbě onemocnění způsobených nevhodnými stravovacími návyky. [2]

Nutrigenetické interakce[upravit | editovat zdroj]

Příkladem nutrigenetických interakcí je třeba intolerance laktosy, či přesněji perzistující tolerance laktosy. Schopnost štěpit laktosu je dána geneticky - podle funkčnosti genu pro enzym laktasu a podle regulace tohoto genu.

Searchtool right.svg Podrobnější informace naleznete na stránce Intolerance laktózy.

Podobně to funguje i s insulinovou resistencí či dyslipidémií. [3] Dalšími příklady mohou být potravinové alergie a intolerance (např. céliakie), různé chuťové preference napříč jedinci nebo v patologickém měřítku fenylketonurie. Genetická výbava také hraje významnou roli v metabolismu kofeinu - lidskou populaci můžeme rozdělit na rychlé a pomalé metabolizátory kofeinu, od čehož se odvíjí prospěšnost či škodlivost kávy pro náš organismus. [4] Nechť tento příklad poslouží k demonstraci principů nutrigenetiky.

Rychlý vs. pomalý metabolismus kofeinu[upravit | editovat zdroj]

Káva

V procesu odbourávání kofeinu hraje hlavní roli jeden z enzymů ze skupiny cytochromů P450. Je kódován genem CYP1A2 vyskytujícím se především ve dvou alelách: CYP1A2*1A a CYP1A2*1F. Alela 1A je zodpovědná za rychlý metabolismus kofeinu, alela 1F za pomalý. Pokud má jedinec genotyp AA, tedy je homozygotem pro alelu 1A, je rychlým metabolizátorem kofeinu. V případě genotypu CC (homozygot pro alelu 1F) nebo AC (heterozygot 1A 1F) se bude jednat o pomalého metabolizátora kofeinu. [4] Jak se to bude projevovat?

Účinky kofeinu v kostce[upravit | editovat zdroj]

Poté, co se kofein vstřebá, začíná v játrech ihned jeho odbourávání na paraxanthin, theobromin a theofilin. Takto se přemění většina kofeinu (v průměru 95%) a zbytek pak působí dál v našem těle: jako antagonista adenosinových receptorů (čímž navozuje pocit bdělosti) a jako inhibitor enzymu fosfodiesterasy (tím např. podporuje lipolýzu).

Kávová zrna
Searchtool right.svg Podrobnější informace naleznete na stránce Kofein#Mechanismus účinku.


I produkty metabolismu kofeinu mají své účinky: paraxanthin také zvyšuje lipolýzu, theobromin působí jako vasodilatans a diuretikum a theofilin např. jako bronchodilatans či pozitivní inotropikum (zvyšuje kontraktilitu myokardu).

Searchtool right.svg Podrobnější informace naleznete na stránce Kofein#Metabolismus kofeinu.


Rozsah účinků kofeinu záleží na jeho přijatém množství, ale i na aktivitě cytochromu. Různé alely genu CYP1A2 tuto aktivitu určují a do značné míry tak dokáží ovlivnit jeho fyziologické účinky. Čím méně účinný enzym je, tím pomalejší bude odbourávání kofeinu a jeho působení bude významnější. Pomalý metabolizátor (jedinec s genotypem CC nebo AC) je tedy mnohem senzitivnější na kofein, než metabolizátor rychlý. [4] S tím souvisí i otázka, zda je káva zdraví prospěšná či škodlivá.

Káva a nutrigenetika[upravit | editovat zdroj]

Bylo provedeno několik studií, zda a jaký má káva vliv např. na zvýšený risk infarktu myokardu a hypertenze u rychlých vs. pomalých metabolizátorů kofeinu. Bylo zjištěno, že konzumace jednoho šálku kávy denně nemá pozitivní ani negativní účinky (u obou typů metabolismu); v případě hypertenze však slouží konzumace 4 šálků denně u rychlých metabolizátorů jako prevence, zatímco u těch pomalých se jedná o výrazný rizikový faktor. Podobně to je i u infarktu myokardu. [5]

Různé alely genu CYP1A2 však nejsou jedinými faktory ovlivňující fyziologické účinky kofeinu na náš organismus. Existují i rozdílné varianty genu pro adenosinové receptory v mozku ovlivňující jejich senzitivitu. [4] Velkou roli také hraje rezistence na kofein, kterou si lze vybudovat jeho pravidelnou konzumací (např. mechanismem down regulace adenosinových receptorů [6] či zvýšení exprese CYP1A2 genu [4] - čímž se dostáváme na pole nutrigenomiky). Dále je kofein jen jednou z mnoha aktivních látek v kávě, které mají každá své vlastní metabolické cesty a účinky. Je tedy složité jednoznačně určit, v jakém množství a pro koho je káva zdravá či nezdravá. [5]

Perspektiva[upravit | editovat zdroj]

Před objasněním role různých genotypů v metabolismu kofeinu se výzkumné studie velmi rozcházely - některé přišly na to, že káva je velkým rizikovým faktorem vzniku kardiovaskulárních onemocnění, jiné tvrdily pravý opak a doporučovaly pití kávy jako prevenci. Až integrace znalostí genotypu i fenotypu v rámci nutrigenetiky umožnila správnou (či alespoň správnější) interpretaci výsledků.

Obezita napříč státy v roce 2007

Stejně to vypadá i s velkou částí nejrůznějších složek potravy - jejich účinek na organismus záleží na genetické výbavě daného organismu. V některých případech je nutné se určitým potravinám jakožto rizikovým faktorům vyhýbat. Jindy však mohou sloužit jako preventivní lék, dostupný široké veřejnosti, bez vedlejších účinků.

Nutrigenetické i nutrigenomické poznatky budou hrát důležitou roli při boji proti pandemii obezity i jiných populačních neinfekčních onemocnění, mnohdy způsobených špatnými stravovacími návyky.

Odkazy[upravit | editovat zdroj]

Související články[upravit | editovat zdroj]

Externí odkazy[upravit | editovat zdroj]

Použitá literatura[upravit | editovat zdroj]

  • KAPUT, J, et al. Nutritional genomics: the next frontier in the postgenomic era. Physiological Genomics. 2004, roč. 2004, vol. 16, s. 166-77, ISSN 1094-8341. PMID: 14726599.

Reference[upravit | editovat zdroj]

  1. FARHUD, D. a M. ZARIF YEGANEH. Nutrigenomics and nutrigenetics. Iran J Public Health [online]. 2010, roč. 39, vol. 4, s. 1-14, dostupné také z <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3481686/>. 
  2. Genosalut. Nutritional genomics: nutrigenetics and nutrigenomics [online]. [cit. 9. 8. 2023]. <https://www.genosalut.com/en/genetic-testing-and-counselling/nutritional-genomics-nutrigenetics-and-nutrigenomics/>.
  3. Ústav biologie a lékařské genetiky 1.LF UK a VFN. Aktuální genetika - Nutrigenomika [online]. [cit. 9. 8. 2023]. <https://biol.lf1.cuni.cz/ucebnice/nutrigenomika.htm#obr1>.
  4. a b c d e DELAUER, Thomas. Ceffeine Sensitivity: Coffee and Genetics [online]. ©2019. [cit. 11. 8. 2023]. <https://m.youtube.com/watch?v=iynqN3XNgvw&pp=ygUUY2FmZmVpbmUgc2Vuc2l0aXZpdHk%3D>.
  5. a b EL - SOHEMY, Ahmed. Nutrigenomics and Parsonalized Nutrition [přednáška k předmětu Nutrition Micro Lecture Series, obor Nutritional Genomics, Faculty of medicine University of Toronto]. Lawson Centre for Child Nutrition. 21. 9. 2016. Dostupné také z <https://m.youtube.com/watch?v=3uXiu1AEi4M&pp=ygUNbnV0cmlnZW5vbWljcw%3D%3D>. 
  6. Wikipedie. Kofein [online]. [cit. 11. 8. 2023]. <https://cs.m.wikipedia.org/wiki/Kofein>.