Нутригеномика и нутригенетика витаминов

Генетика может влиять на уровень питательных веществ и витаминов, а питательные вещества в свою очередь могут влиять на экспрессию генов. Вот тут-то и вступают нутригеномика и нутригенетика — новые науки, исследующие взаимодействие уникального генетического состава каждого человека и его питания. 

Читайте дальше, чтобы узнать больше и понять, как можно настроить употребление питательных веществ в соответствии с вашей уникальной ДНК.

Что такое нутригеномика?

Термин нутригеномика впервые был введен менее 10 лет назад.

Термины нутригеномика и нутригенетика часто используются взаимозаменяемо, хотя они не означают одно и то же.

Разница между нутригенетикой и нутригеномикой

Генетика оказывает сильное влияние на то, как наш организм использует питательные вещества. Наши гены влияют на то, как питательные вещества поглощаются, транспортируются, активируются и выводятся из организма.

Нутригенетика — это наука о том, как генетические изменения влияют на питательный статус человека. 

Это напрямую связано с тем, как ваша ДНК влияет на уровень витаминов и минералов и есть ли у вас риск возникновения дефицита. Она может сказать вам, следует ли вам добавлять в рацион определенные продукты или принимать добавки для достижения оптимального уровня питательных веществ.

Генетические изменения ———–> Питательный статус (уровень витаминов и минералов)

Рекомендуемые суточные нормы, которые вы видите в большинстве добавок, пищевых продуктов и даже когда вы идете к врачу, никак не адаптированы к вашей индивидуальной ДНК. Некоторые люди могут быть предрасположены к снижению уровня В12, фолиевой кислоты или железа. Другие могут не усваивать витамин С. Нутригенетика может подобрать питательные вещества, которые вы потребляете, к вашему генетическому составу, чтобы установить здоровый баланс в организме [ 1 ].

Нутригеномика фокусируется на том, как питательные вещества и пища могут влиять на экспрессию генов. 

Основное внимание уделяется взаимодействию между питательными веществами и генами, особенно когда это связано с профилактикой заболеваний [ 2 ]. Например, питательные вещества, такие как витамины или минералы из пищевых продуктов, могут активировать или деактивировать гены, связанные с риском болезни Альцгеймера, болезней сердца или других проблем со здоровьем. Это может быть представлено как:

Питательные вещества (витамины и минералы)  ———–> Экспрессия генов / активность

Любой вид недоедания — дефицит питательных веществ или избыток в вашем рационе — может повлиять на экспрессию генов.

Любой фактор окружающей среды, который может включать или выключать наши гены, считается эпигенетическим.

Метилирование  — это химическая модификация, которая обычно выключает гены (за некоторыми исключениями). Дефицит метильных доноров (таких как фолат, витамин B12 , холин и метионин ) может препятствовать процессу метилирования. 

Нутригеномика имеет дело с этими эпигенетическими влияниями питания и питательных веществ [ 1 ].

И хотя эти термины разные, одно без другого не бывает .

Нутригенетика <———–> Нутригеномика

Целью как нутригенетики, так и нутригеномики является согласование генетического состава каждого человека с питанием и рекомендациями по питательным веществам, которые приведут его к оптимальному уровню питательных веществ и низкому риску заболевания.

Как снипы влияют на питательные вещества?

Однонуклеотидные полиморфизмы или снипы (SNP) являются наиболее распространенным типом изменений в нашей ДНК. Они влияют только на одну букву(нуклеотид) в гене, который может быть длиной в тысячи букв. В настоящее время известно более 10 миллионов снипов.

Какими бы маленькими ни казались эти «однобуквенные вариации», некоторые снипы могут оказывать большое влияние на активность гена.

Если снип снижает активность гена, который делает фермент для активирования витамина А, то человек с таким изменением в ДНК будет подвергаться риску дефицита или низкого уровня витамина А.

Пара снипов в гене MTHFR (мы упомянем их ниже) может снизить активность фермента MTHFR и вызвать низкий уровень фолата и других витаминов наряду с высоким уровнем гомоцистеина.

Витамины

Существует 13 известных витаминных групп. Витамины — это небольшие питательные вещества, которые в значительной степени влияют на общее состояние здоровья, работу мозга, здоровье сердца, уровень глюкозы в крови и выработку энергии. Самая большая группа витаминов — это семейство витаминов группы В , которое имеет 8 подтипов.

Наше тело может создавать некоторые витамины, такие как витамин D и K2 . Но мы должны полагаться на наше питание для получения большинства других витаминов или, альтернативно, на добавки.

Индивидуальные генетические изменения могут влиять на воздействие витаминов на наш организм. Гены в нашей ДНК контролируют, как витамины поглощаются, используются и выводятся. Определенные снипы могут привести к снижению доступности и усвоению витаминов, а в некоторых случаях к дефициту [ 3 , 4 ].

Витамин А

Витамин А относится к ретинолу (активному витамину А), сетчатке, ретиноевой кислоте и провитамину А (каротиноидам ). Витамин А необходим здоровому мозгу, иммунной системе , коже, зубам, глазам, костям и выработке гормонов [ 5 ].

Этот витамин играет разнообразную роль, о которой вы можете подробно прочитать здесь . Подводя итог, витамин А важен для следующего [ 5 , 6 , 7 ]:

• Зрение
• Активность витамина D и гормонов щитовидной железы (Т3 и Т4 ), которые нуждаются в витамине А для взаимодействия с рецепторами RXR и RAR .
• Выделение инсулина и контроль уровня глюкозы в крови.
• Иммунная реакция
• Формирование памяти, обучение и формирование новых связей в мозге (нейропластичность и долгосрочная потенциация ).
• Коррекция циркадного ритма , которая может помочь уменьшить воспаление и окислительный стресс .

Дефицит витамина А является наиболее распространенной причиной предотвратимой слепоты у детей во всем мире. Кроме того, дефицит витамина А связан с [ 6 , 8 , 9 ]:

• Снижение функции иммунной системы и повышенный риск инфекций
• Диарея
• Повышенный риск осложнений у беременных
• Накопление глюкозы в крови и, возможно, увеличение веса.

С другой стороны, слишком много витамина А может снизить плотность костей, потому что он конкурирует с поглощением других витаминов, таких как витамин D и K2 [ 10 ].

Нутригенетика витамина А

Огромное количество белков участвует в производстве и использовании витамина А. Белки, которые расщепляются и поглощают витамин А в кишечнике, влияют на количество доступного витамина А [ 11 ].

Бета-каротин является основным источником витамина А в растениях. Он превращается в организме в активную форму витамина А, на которую влияет активность гена BCO1. Снипы в BCO1 могут повлиять на то, насколько хорошо мы используем витамин А из растительных источников.

Ниже приведены некоторые снипы, связанные со снижением активности BCO1, что приводит к снижению уровня доступного витамина А в организме [ 12 , 13 ]:

• rs11645428 — вариант G
• rs12934922 — вариант T

Витамины группы В

8 водорастворимых витаминов составляют В-группу . Все эти витамины играют важную роль в энергетической системе организма и важны для работы мозга. Они нужны для [ 14 ]:

• когнитивных функций;
• объема памяти;
• настроения;
• производства нескольких нейротрансмиттеров;
• производства энергии;
• функционирования и восстановления белка.

Многочисленные клинические исследования раскрыли механизмы и пользу витаминов B9 и B12, особенно когда речь идет о мутациях MTHFR [ 14 ].

Витамин В9 (Фолат)

Витамин В9 широко известен как фолат. Он неактивен, прежде чем организм превращает его в метилфолат для использования. Витамин В9 играет важную роль в синтезе и восстановлении ДНК и аминокислот, обеспечивая функционирование клеточных белков в полную силу. Он также помогает осуществлять ремонт клеток после повреждения. Фолат полезен для следующих состояний [ 15 ]:

• Беременность и здоровье плода;
• Снижение риска рака;
• Здоровье мозга и когнитивные функции;
• Антиоксидантная защита;
• Производство красных кровяных клеток;
• Помощь при депрессии;
• Правильная иммунная функция.

Дефицит фолата был связан с анемией и дефектами нервной трубки у детей. Однако добавка фолиевой кислоты может маскировать дефицит витамина B12 [ 15 , 16 ].

Подробнее о пользе фолата для здоровья можно прочитать здесь .

Нутригенетика витамина В9

Витамин B9 должен быть «активирован» до l-метилфолата рядом белков, чтобы получить пользу для здоровья. Ферменты и белки, которые играют роль в этом процессе, включают MTHFR и MTHFD1 .

Вариации в гене MTHFR могут снижать активность фермента MTHFR и, в свою очередь, уменьшать количество доступного l-метилфолата.  Эти вариации или SNP (однонуклеотидные полиморфизмы):

• rs1801133 — вариант А
• rs1801131 — вариант G

Для начала взгляните на ваш генотип rs1801133:

• MTHFR CC677 (rs1801133) или GG в норме
• MTHFR C677T (rs1801133) или AG может снизить функцию MTHFR на максимум 30% (не так уж плохо)
• MTHFR 677TT (rs1801133) или AA могут снизить функцию MTHFR максимум на 70% (плохо)

Поэтому, если вы видите «АА» в своем генетическом анализе, это означает, что ваша активность фермента MTHFR, скорее всего, также не будет работать. AG означает, что он может иметь пониженную функцию, но шансы ниже. И, наконец, GG — норма.

Далее взгляните на rs1801131. Этот SNP оказывает меньшее влияние на функцию MTHFR, но все же может быть полезным для просмотра. Для этого SNP:

• MTHFR AA1298 (rs1801131) или TT в норме
• MTHFR A1298C (rs1801131) или GT могут немного снижать активность MTHFR (не так уж плохо)
• MTHFR 1298CC (rs1801131) или GG могут еще больше снизить активность MTHFR (плохо)

Чтобы получить полную картину, посмотрите на свой генотип для этих SNP вместе. Если у вас есть «плохой» генотип для обоих, ваш фермент MTHFR будет работать плохо. 

Витамин В12

Витамин B12, также известный как кобаламин, играет большую роль в производстве энергии, синтезе ДНК, образовании красных кровяных клеток и важен для изоляции клеток головного мозга. В12 также часто называют «обезболивающим витамином» .

Витамин B12 полезен для [ 17 , 14 ]:

• облегчения боли;
• здоровья мозга и когнитивных функций;
• уменьшения депрессии;
• улучшения сна;
• здоровья кожи;
• уменьшение воспаления.

Дефицит витамина B12 может вызвать [ 17 ]:

• усталость;
• вялость;
• депрессию;
• плохую память;
• головные боли.

Вы можете прочитать о подробной функции и преимуществах витамина B12 здесь.

Нутригенетика витамина В12

Усвоение витамина B12 зависит от ферментов и полезных бактерий в кишечнике.

FUT2 — это белок, который повышен в присутствии здоровых  кишечных бактерий. Он помогает бактериям в нашем кишечнике увеличить усвоение витамина B12. Следующие SNPs были связаны с повышенной абсорбцией витамина B12 [ 18 , 19 , 20 ]:

• rs602662 — вариант А
• rs492602 — вариант G

Витамин К

Термин витамин К относится к группе жирорастворимых витаминов, которые встречаются в двух формах: филлохинон, обычно известный как витамин К1 , и менахинон, также известный как витамин К2 [ 22 , 23 ].

Наше питание обычно содержит гораздо больше витамина К1 , который составляет 75% потребляемого витамина К. Витамин К1 содержится в растениях, таких как зеленые листовые овощи.  Витамин К2 производится нашими кишечными бактериями из витамина К1. Растения не могут вырабатывать витамин К2, поэтому основными источниками питания являются животные, например, мясо, масло, сало и яичный желток [ 23 ].

Витамин К1 помогает при свертывании крови, тогда как витамин К2 также влияет на кровеносные сосуды, здоровье костей и когнитивные функции [ 24 , 23 ].

Витамин К2 полезен для [ 24 , 23 , 22 , 25 ]:

• здоровья костей;
• поглощения кальция;
• взаимодействия с витамином Д;
• роста клеток;
• уменьшения воспаления;
• производства энергии и здоровья митохондрий;
• кровеносных сосудов;
• сердца.

Дефицит витамина К был связан с остеопорозом и повышенным риском переломов костей. Кроме того, недостаток витамина К может привести к увеличению времени свертывания крови, что повышает риск кровотечения у людей [ 22 , 24 ].

Добавление витамина К помогает снизить риск сердечных заболеваний, остеопороза, диабета и артрита [ 23 ].

Нутригенетика витамина К

Поскольку витамин К играет важную роль в свертывании крови, многие белки могут влиять на его функционирование. Для начала свертывания крови витамин К должен быть активирован ферментом VKORC1. Следующие снипы были связаны со снижением уровня витамина К в организме [ 26 , 27 ]:

• rs9934438 — вариант А и Т
• rs9923231 — вариант А

Побочные эффекты витаминов

Как правило, регулярное потребление витаминов А, В9, В12 и К считается безопасным и представляет низкий риск причинения вреда. Но в очень высоких дозах эти витамины могут оказывать неблагоприятное воздействие [ 15 , 16 , 22 ].

Высокие дозы (более 3 мг) активного витамина А (ретинола) представляют риск возникновения состояния, известного как гипервитаминоз А , что может привести к [ 28 ]:

• головокружению;
• тошноте;
• головным болям;
• раздражению кожи;
• коме и даже смерти

Витамин В12 обладает очень низким потенциалом токсичности.  Никаких побочных эффектов отмечено не было [ 17 ].

Высокие дозы витамина B9 (фолат) были связаны с неврологическими дефектами у людей с мегалобластной анемией, вызванной дефицитом витамина B12 [ 15 ].

Добавка витамина К безопасна, а побочные эффекты редки [ 22 ].

Ограничения и предостережения

Несмотря на то, что были проведены обширные исследования потенциальных преимуществ и рисков, связанных с витаминами, существуют противоречивые данные о влиянии добавок витаминов.

Долгосрочные последствия использования поливитаминных добавок неизвестны. Мы рекомендуем получать витамины из сбалансированного питания, а не из добавок, если это возможно.