营养基因组学:当基因决定我们应该吃什么时
如今,人们普遍认为,结构合理的饮食对于最佳运动表现和整体身体健康至关重要。
越来越多的专家认为,我们应该摒弃标准化的饮食建议,根据每个人的基因倾向来调整饮食。
这种观点基于理性认知,即每个人都是独一无二的个体,我们彼此各不相同——即使是同卵双胞胎也存在差异。人类基因组包含超过20,000个基因,这些基因表现出一定的变异(称为遗传变异或基因多态性)。这些基因的产物(蛋白质)还可以通过翻译后修饰(称为表观遗传学)进行修饰,进一步增加了我们之间的多样性。
我们知道,有些人可以随心所欲地吃东西而不长胖,而有些人即使只是路过冰箱,体重也会增加两公斤。这种现象已在代谢层面得到证实——一项涉及800名受试者的研究评估了他们对近50,000万份餐食的代谢反应,从而得出关于受试者个体代谢反应的明确结论。
更复杂的是,我们的基因不仅影响宏量营养素的代谢,饮食也会影响我们的基因(即前文提到的蛋白质翻译后修饰),甚至影响肠道细菌的基因和肠道微生物群的整体组成,从而显著改变功能性代谢关系。例如,肥胖个体可以通过肠道细菌从所谓的“不可消化”纤维中获取高达20%的能量,而这种现象在体型偏瘦的个体中并不存在。
另请参阅: 最佳营养是运动员通往成功的关键。
疾病中的营养遗传学
我们现在知道,每个人体内某些基因对宏量营养素(蛋白质、碳水化合物、脂肪)以及维生素、抗氧化剂、微量元素和其他物质的代谢至关重要。提供基因服务的商业公司正积极利用这一事实,声称可以为每个人制定个性化饮食方案。但生物医学对此有何说法呢?
医学界长期以来一直在利用营养基因组学,尤其是在患有某些疾病(如乳糜泻或麸质敏感症)的患者中,首选治疗方法自然是无麸质饮食。
同样,乳糖不耐受、某些食物过敏和其他疾病也属于此类。例如,1型糖尿病(糖尿病)或与多囊卵巢综合征(导致闭经和不孕)等疾病相关的胰岛素抵抗。虽然这些疾病看似与精英运动员或竞技运动员无关,但事实并非如此——捷克共和国登记在册的1型糖尿病精英运动员超过50人,而且尽管这种检测并不普遍,但一些精英运动员确实存在胰岛素抵抗,并且对快速吸收的糖类耐受性差。尽管患有上述疾病的运动员通常无需进行基因诊断即可控制病情,但这些疾病是由基因决定的,因此,营养限制或措施本质上是一种营养基因组学方法。
有数十个基因调节我们对饮食干预的反应。这些基因主要影响必需营养素(即碳水化合物、脂肪和蛋白质)的代谢,并受到广泛研究,尤其是在超重和肥胖患病率不断上升以及相关生活方式疾病日益增多的情况下。
运动呢?
在体育运动中,营养遗传学和营养基因组学方法或许令人惊讶地没有应用于必需营养素的摄入(尽管我们确实知道这些基因,例如影响脂肪代谢的 FTO、CD36 或 AMPK 基因,或者影响碳水化合物代谢的 GLUT-4 和 PDH),而是用于揭示特定运动员的基因构成可能带来的健康风险。
这主要涉及研究参与B族维生素代谢(例如MTHFR基因)、钙代谢(例如VDR基因、维生素D受体)、铁吸收(例如HFE基因)的基因变异,以及与潜在炎症风险相关的基因变异(例如编码TNF-α、IL-6或CRP的基因)。 play 在抵御伴随剧烈运动而来的氧化应激增加方面发挥作用(包括编码抗氧化酶的基因),或者在代谢某些用于增强运动表现的物质方面发挥作用(例如,细胞色素 P450 基因的特定变体影响运动中用作精神兴奋剂的咖啡因的代谢)。
实际应用
然而,值得注意的是,目前还没有关于如何在体育运动中解决这个问题、应该检查哪些基因(变异)以及这些检查结果的可靠性如何的建议。
但这并未阻止许多生物技术和分子生物学公司为每位个人或运动员提供有保障的个性化营养方案。与此同时,绝大多数依赖这些新技术的运动员(以及普通人群)甚至还没有充分利用标准(运动)营养咨询所提供的各种可能性。即使不了解每个人的基因倾向,标准营养咨询也能最大限度地提高运动表现。
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参考文献:
1) Heck 等人。人类运动表现和运动反应中的基因-营养相互作用。营养 2004;20:598-602。
2) Zmora 等人。个性化利用:人类微生物组在健康和疾病中的个性化应用。Cell Host Microbe 2016;19:12-20。
3) Kambouris 等人,《精英职业足球运动员的基因组学 DNA 图谱分析》 players:一项试点研究。Transl Med UniSa 2014;9:18-22。
4) Kussmann 和 Stover。《营养基因组学和蛋白质组学在健康和疾病中的作用:迈向系统层面理解基因-饮食相互作用》。Wiley,牛津,2017 年。
本文已更新。最初发表于[日期缺失]。 Bezky.net 在二月2022。











