Как генетика влияет на наше здоровье и питание

Генетика влияет на обмен веществ, уровень витаминов В, E и К, жирных кислот омега-3 и омега-6, уровень микроэлементов, таких как железо и кальций, пищевые привычки и вкусовые предпочтения, а также риск некоторых заболеваний. Здесь мы рассмотрим только несколько признаков.

Метаболизм кофеина. За обмен кофеина в организме человека отвечает печень, в которой содержатся специальные белки цитохромы. Чем ниже их активность, тем дольше кофеин оказывает стимулирующее действие. Около 95% кофеина в организме метаболизирует цитохром CYP1A2. От вариантов этого гена зависит активность цитохрома, а значит время действия кофеина в организме. Чтобы избежать побочных эффектов при замедленном метаболизме кофеина, рекомендуется ограничить употребление кофе.

Непереносимость лактозы. Для переваривания лактозы организм выделяет специальный фермент – лактазу. Его кодирует ген LCT, активность которого определяет ген MCM6. Если он блокирует работу гена LCT, развивается непереносимость лактозы.

Непереносимость алкоголя. Метаболизм алкоголя состоит из двух этапов. На первом ген ADH1B кодирует фермент алкогольдегидрогеназу, расщепляющий молекулы спирта. В результате образуется токсичное вещество – ацетальдегид, с которым связаны симптомы непереносимости алкоголя. На втором этапе ген ALDH2 кодирует фермент альдегиддегидрогеназу, обезвреживающий ацетальдегид. Когда выработка этих двух ферментов разлажена, возникает непереносимость алкоголя.

Чувство горького было важно для выживания десятки тысяч лет назад: оно помогало различать ядовитые вещества, которые, как правило, были горькими. Сегодня этот механизм не играет такой роли в выживании, но продолжает оказывать влияние на пищевое поведение. Повышенная чувствительность к горькому может привести к отказу от полезных, но горьких продуктов: зеленых листовых овощей, редиса и репы, грейпфрута и помело, имбиря, оливок. Стремление заглушить горечь чая или кофе может привести к перееданию сладкого.

Железо. Уровень железа в организме зависит как от питания, так и от генетических факторов, к которым относятся такие наследственные состояния, как гемохроматоз. У людей с гемохроматозом железо из пищи чрезмерно накапливается в органах и тканях, т.е. его концентрация будет повышена.

Другие гены, связанные с уровнем железа, относятся к сигнальной системе, которая контролирует уровень белка гепсидина. Это ключевой регулятор баланса железа в организме. При низком уровне железа в крови сокращается синтез гепсидина, что позволяет усвоить больше железа из пищи. Мутации в этих генах могут вызывать нарушения регуляции уровня железа. 

Как микробита влияет на наше здоровье и питание

Микробиота – это сообщество бактерий, живущих в нашем кишечнике. Когда они находятся в равновесии и балансе между собой, они делают много полезного для нашего организма, например, защищают от заболеваний, расщепляют пищевые волокна, синтезируют витамины и масляную кислоту, которая защищает наш кишечник от воспаления.

Пищевые волокна. Человеческий организм может перерабатывать только некоторые виды сложных углеводов, в то время как в пище содержится несколько десятков типов клетчатки. На помощь приходят бактерии кишечника, которые расщепляют волокна и синтезируют из них масляную кислоту. Пищевые волокна не только главный источник питания для полезных бактерий, они также нормализуют перистальтику кишечника и предотвращают запоры.

Масляная кислота, или бутират, – одна из необходимых организму короткоцепочечных жирных кислот (КЖК). Это основной источник энергии для клеток эпителия кишечника. Масляная кислота регулирует состав микробиоты и не дает размножаться вредным бактериям. Также эта КЖК защищает от онкологических заболеваний и воспаления, регулирует иммунитет и обмен веществ. Бактерии производят масляную кислоту и другие КЖК из пищевых волокон, которые содержатся во фруктах, овощах и цельных злаках.

Разнообразие микробиоты указывает на примерное число видов бактерий, обитающих в кишечнике каждого человека. У каждого вида бактерий свои функции и задачи, при этом они часто «подстраховывают» друг друга. Чем больше видов бактерий, тем больше возможных механизмов регуляции и компенсации, и тем устойчивее система в целом.

При переходе на несбалансированное питание или после приема антибиотиков, если из сообщества исчезнет один или несколько ключевых видов, в разнообразной микробиоте их функции подхватят другие виды. В бедном сообществе такая реакция может не произойти, и возникнет дисбиоз – нарушение видового состава микробиоты. Дисбиоз может привести к заболеваниям.