Da li ishranom možemo uticati na aktivaciju ili inaktivaciju gena?
Tačan mehanizam uticaja ishrane na epigenetiku nije u potpunosti razjašnjen, ali dobro poznati primeri iz prošlosti potvrđuju postojanje tog uticaja.
Tokom zime između 1944. i 1945. godine, u Holandiji je vladala strašna glad zbog okupacije. Nutritivni unos bio je niži od 1.000 kalorija dnevno. Na osnovu izvršenih studija ustanovljeno je da su deca koja su se rađala u tom periodu i bila izložena kalorijskom deficitu u majčinom telu češće oboljevala od hroničnih bolesti (dijabetes, bolesti kardiovaskularnog sistema, gojaznost) u poređenju sa ostalim članovima porodice koji su se rađali kasnije. Smatra se da su prvi meseci trudnoće imali najznačajniji uticaj na rizik od razvoja bolesti. Osim toga, kod osoba koje su prenatalno bile izložene gladi ustanovljena je znatno veća učestalost shizofrenije i drugih neuropsihijatrijskih poremećaja, dok je kod njihovih potomaka zabeležen znatno niži rast od proseka, uprkos tome što su odrastali u uslovima poboljšane ishrane.
Otkriveno je da ljudi koji su bili izloženi gladi u majčinom telu imaju niži nivo metilacije gena uključenog u metabolizam insulina (insulinu sličan faktor rasta II, primarni faktor rasta neophodan za rano razviće) u odnosu na ostale članove porodice. Ovo ima iznenađujuće posledice: iako su genetičke promene teoretski reverzibilne, neke promene koje nastaju tokom razvoja embriona mogu se zadržati i tokom života odraslog čoveka i imati štetno dejstvo. Neke od ovih promena mogu se čak zadržati i u nekoliko narednih generacija.
Epigenetika je važna grana biologije koja objašnjava pojave u genomu koje su programirane epigenomom. Genom je potpuna genetička informacija, skup gena, i u velikoj meri je nepromenljiv. Epigenom podrazumeva promene – modifikacije genomske DNK koje ne uključuju promene u redosledu baza i može se dinamički menjati pod dejstvom faktora iz spoljnje sredine. Te modifikacije omogućavaju prilagođavanje i uslovljavaju mnoge pojave kao što su rast, smrt, diferencijacija, akomodacija itd. Glavni epigenetski mehanizmi su:
- metilacija DNK
- modifikacija histona (proteina koji ulaze u sastav hromozoma)
- RNK interferencija (biološki proces gde molekuli RNK inhibiraju ekspresiju gena)
Svi oni regulišu ekspresiju gena na različit način. Osim regulacije koja se pozitivno odražava na organizam, dešavaju se modifikacije koje imaju štetan efekat, što dovodi do razvoja bolesti.
Dokazano je da antioksidansi iz pojedinih namirnica imaju uticaj na epigenetiku i druge biološke funkcije u organizmu.
Brokoli u sebi sadrži veliki broj fitohemikalija koje imaju antioksidantna svojstva pa sprečavaju nastanak i razvoj raznih oboljenja i infekcija. Izotiocijaniti iz brokolija mogu povisiti nivo modifikacije -acetilacije histona. Soja je izvor izoflavona koji se zove genistein i smatra se da može sniziti metilaciju DNK nekih gena. Polifenoli iz zelenog čaja imaju mnoge biološke akivnosti, utiču na inhibiciju metilacije DNK. Kurkumin, sastojak kurkume, može imati raznolike uticaje na aktivnost gena jer inhibira metilaciju DNK, ali takođe utiče na acetilaciju histona.
Epidemiološke studije pokazuju da populacije koje unose veće količine namirnica bogatih antioksidansima pokazuju smanjenu sklonost ka određenim bolestima. S obzirom na to da većina ovih namirnica sadrži više različitih biološki aktivnih materija, teško je razgraničiti koje od njih prvenstveno utiču na epigenom, a koje na celokupan organizam. Osim toga, hrana prolazi kroz transformaciju u našem sistemu za varenje i nije poznato koja količina aktivnih materija dolazi do svojih molekularnih ciljeva.
Epigenetička istraživanja su vrlo bitna jer se na osnovu njih menja pristup prema bolestima.Ova istraživanja nam omogućavaju da bolje razumemo interakciju između epigenetskih promena, regulacije gena i nastanka oboljenja, što dalje omogućava razvoj novih pristupa u polju molekularne dijagnostike i ciljanih tretmana određenih bolesti
