Was ist Nutrigenetik und Nutrigenomik?
Diese Frage wird häufig von Menschen gestellt, die sich mit der Welt der Genetik und ihrer Beziehung zur Ernährung beschäftigen. In der Tat werden beide Begriffe häufig synonym verwendet, als wären sie gleichbedeutend. Obwohl sowohl die Nutrigenetik als auch die Nutrigenomik Teil eines umfassenderen Forschungsgebiets namens Ernährungsgenomik sind, gibt es Unterschiede zwischen den beiden Begriffen.
Nutrigenetik ist die Wissenschaft, die die Reaktion auf Nährstoffe oder verschiedene Bestandteile der Ernährung in Abhängigkeit von individuellen genetischen Unterschieden untersucht, so dass spezifische Ernährungsbedürfnisse anhand von genetischen Variablen, den so genannten Polymorphismen, bestimmt werden können. Dabei handelt es sich um Veränderungen in der DNA-Sequenz, die bei mindestens 1 % der Bevölkerung vorliegen (1). Darüber hinaus untersucht die Nutrigenetik das Risiko, ernährungsabhängige Krankheiten zu entwickeln (z. B. Fettleibigkeit oder Diabetes Typ 2).
Die Nutrigenomik hingegen analysiert den direkten Einfluss von Nährstoffen auf die Genexpression und die Gesundheit, wie mehrere Studien gezeigt haben (2,3).
Abbildung 1. Ernährungswissenschaftliche Genomik. Gen-Nährstoff-Interaktion. Angepasst aus: (4)
Auf jeden Fall scheint es offensichtlich, dass die Beziehung zwischen Genetik und Ernährung ein Thema ist, das immer mehr Interesse weckt. Human-Genom-Diät, genetische Diät usw. sind häufige Suchbegriffe bei Google, und Inhalte zu diesem Thema finden sich häufig in Veröffentlichungen und auf Websites in verschiedenen Bereichen, von den technisch-wissenschaftlichen bis hin zu den informativen, einschließlich Lifestyle oder Fitness.
Wie lässt sich die Nutrigenetik auf die Ernährung anwenden?
Die Hauptfunktion der Ernährung besteht darin, die Nährstoffe bereitzustellen, die zur Deckung des Nährstoffbedarfs des Menschen erforderlich sind. Darüber hinaus spielt die Ernährung eine Schlüsselrolle bei nicht übertragbaren Krankheiten wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes und bestimmten Arten von Krebs. Nutrigenetische Tests ermöglichen es, auf der Grundlage des individuellen genetischen Profils korrigierende Maßnahmen und Strategien zur Vorbeugung dieser Krankheiten anzuwenden und spezifische, für die jeweilige Person wirksamere Diäten zu entwickeln (5,6).
Die Durchführung einer Nutrigenetik-Analyse liefert eine Fülle von Informationen über die individuellen genetischen Unterschiede, die von den Angehörigen der Gesundheitsberufe genutzt werden können, um eine auf die Bedürfnisse der einzelnen Personen abgestimmte Ernährung zu planen. Nachfolgend einige Beispiele für die Bedeutung der verschiedenen Aspekte, die von der Nutrigenetik betroffen sind.
1. Nutrigenetik und mediterrane Ernährung
Die gesundheitlichen Vorteile der mediterranen Ernährung sind allgemein bekannt, und sie gilt als eine der gesündesten Ernährungsweisen der Welt. Im Allgemeinen basiert sie auf einem täglichen Verzehr von Obst und Gemüse, Vollkornprodukten, Hülsenfrüchten, Nüssen, Fisch, weißem Fleisch und Olivenöl. Sie kann auch einen mäßigen Verzehr von fermentierten Milchprodukten, einen geringen Verzehr von rotem Fleisch und Rot-/Weißwein in Maßen zu den Hauptmahlzeiten beinhalten. Seine positive Wirkung auf die Krebsvorbeugung, das metabolische und kardiovaskuläre Gleichgewicht beim Menschen wurde untersucht, und in den letzten Jahren wurden sogar Studien über seinen Einfluss auf die psychische Gesundheit durchgeführt (7).
Er wurde auch als wirksame Diät zur Gewichtsabnahme untersucht. In diesem Bereich ist es dank der Fortschritte in der Nutrigenetik möglich, Polymorphismen (1) zu bestimmen, die für die größere oder geringere Wirksamkeit verschiedener Diäten verantwortlich sind, was Menschen mit dem Ziel der Gewichtsabnahme helfen kann, die effizienteste Diät zu wählen.
So kodiert das PPARγ-Gen für ein Protein, das den Glukosestoffwechsel und die Fettsäurespeicherung reguliert, indem es die Fettaufnahme und die Adipogenese (Bildung von Adipozyten, d. h. Fettzellen, aus Stammzellen) stimuliert (8). Insbesondere ein Polymorphismus im PPARγ-Gen wird mit einer erhöhten Wirksamkeit der Mittelmeerdiät bei der Gewichtsabnahme in Verbindung gebracht (9).
2. Nutrigenetik und Cholesterin
Cholesterin ist ein Lipid von großer physiologischer und pathologischer Bedeutung. Low-Density-Lipoprotein (LDL, gemeinhin als “schlechtes Cholesterin” bezeichnet) ist die häufigste Form des Cholesterintransports im Blut, von der Leber zu allen Zellen in unserem Körper. Hohe LDL-Werte werden mit einem erhöhten Risiko für koronare Herzkrankheiten in Verbindung gebracht. Dies ist darauf zurückzuführen, dass überschüssiges LDL im Blut Plaques in den Arterien bildet, die als Atherosklerose bezeichnet werden und zu einer Verhärtung der Arterien führen, wodurch der Blutfluss durch die Arterien blockiert oder verringert wird (10,11).
Zu den klinischen Folgen der Atherosklerose gehören ischämische Herzkrankheiten und Schlaganfälle. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation ist die ischämische Herzkrankheit mit 16 % aller Todesfälle weltweit die häufigste Todesursache. An zweiter Stelle steht der Schlaganfall, der 11 % aller Todesfälle ausmacht (12).
Abbildung 2. Führende Todesursachen in der Welt (12).
Es ist daher wichtig, den LDL-Blutspiegel zu kontrollieren, um größere Komplikationen zu vermeiden. Optimale LDL-Cholesterinwerte liegen unter 100 mg/dl. Mehrere genetische Varianten beeinflussen die Wahrscheinlichkeit, einen hohen oder niedrigen LDL-Spiegel zu haben, und sind daher ein Indikator für das Risiko. Zu diesen Genen gehört das HMGCR-Gen, das für das Enzym HMG-CoA-Reduktase kodiert, ein die Cholesterinsynthese begrenzendes Enzym (13,14).
3. 24Genetics und Nutrigenetik
Die Nutrigenetik-Analyse von 24Genetics umfasst neben den oben genannten Beispielen auch spezifische Marker, die sich auf die Vorteile verschiedener Diäten, die Tendenz zu hohen oder niedrigen Spiegeln verschiedener Vitamine und Mineralien sowie auf andere Faktoren im Zusammenhang mit Ernährung und Gewicht beziehen.
Literaturverzeichnis
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3. [PDF] Paradigm Shift: an Overview on Nutrigenetics and Nutrigenomics | Semantic Scholar [Internet]. [cited 2022 Apr 27]. Available from: https://www.semanticscholar.org/paper/Paradigm-Shift%3A-an-Overview-on-Nutrigenetics-and-Ciaurelli-Origlia/fa02ef3bc256b054dabdc8166cc2bf4c313c6ba6
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5. Nutrigenetics and Nutrigenomics as useful tools to reach personalized nutritional care | Semantic Scholar [Internet]. [cited 2022 Apr 27]. Available from: https://www.semanticscholar.org/paper/Nutrigenetics-and-Nutrigenomics-as-useful-tools-to-Zerbino/9210850d98bb757cec5cac7c2f98af19ff165998
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7. Ventriglio A, Sancassiani F, Contu MP, Latorre M, di Slavatore M, Fornaro M, et al. Mediterranean Diet and its Benefits on Health and Mental Health: A Literature Review. Clinical Practice & Epidemiology in Mental Health. 2020 Aug 4;16(1):156–64.
8. Ahmadian M, Suh JM, Hah N, Liddle C, Atkins AR, Downes M, et al. PPARγ signaling and metabolism: the good, the bad and the future. Nat Med [Internet]. 2013 [cited 2022 Apr 28];19(5):557–66. Available from: /pmc/articles/PMC3870016/
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11. Kattoor AJ, Pothineni NVK, Palagiri D, Mehta JL. Oxidative Stress in Atherosclerosis. Curr Atheroscler Rep [Internet]. 2017 Nov 1 [cited 2022 Apr 27];19(11). Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28921056/
12. The top 10 causes of death [Internet]. [cited 2022 Apr 27]. Available from: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/the-top-10-causes-of-death
13. Kathiresan S, Willer CJ, Peloso GM, Demissie S, Musunuru K, Schadt EE, et al. Common variants at 30 loci contribute to polygenic dyslipidemia. Nat Genet [Internet]. 2009 Jan [cited 2022 Apr 27];41(1):56. Available from: /pmc/articles/PMC2881676/
14. HMGCR Gene – GeneCards | HMDH Protein | HMDH Antibody [Internet]. [cited 2022 Apr 27]. Available from: https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=HMGCR
