علم الجينوم الغذائي أو علم الجينوم الغذائي يشمل دراسة كيفية تفاعل الجينات والتغذية، حيث تتنبأ المتغيرات الجينية بكيفية استجابة جسم الفرد لعناصر غذائية معينة.
التفاعلات بين الجينات والنظام الغذائي هي محور ذو اتجاهين ويمكن أن تؤثر على الحالة الصحية والمرضية لدى الأفراد؛ يمكن للنهج الذي يحدد هذه التفاعلات على المستويين الخلوي والجزيئي أن يساعد في تطوير التدخلات الغذائية المخصصة لجينوم كل شخص.
يمكن أن يساعد تحديد هذه التفاعلات بين الجينات والمواد المغذية في إنتاج أنظمة غذائية مخصصة تتوافق مع النمط الجيني لكل شخص
إن فهم وتطوير نظام غذائي شخصي لديه القدرة على التخفيف من أعراض كل من الأمراض الموجودة وكذلك الوقاية من الأمراض في المستقبل، وخاصة بالنسبة للأمراض المزمنة غير المعدية (NTCDs)، والتي تمثل مشكلة صحية عامة عالمية كبيرة.
يمكن رؤية مثال على تفاعل الجينات مع الطعام مع الجينات المسؤولة عن الهضم وامتصاص الكربوهيدرات والدهون.
تعدد الأشكال الجينية، rs1042714 وrs1042713، المرتبطان بجين ADRB2 الذي يشفر مستقبل β2 الأدرينالي يسبب انخفاضًا في معدل إنتاج الكربوهيدرات في الخلايا، وهذا يمكن أن يؤدي لاحقًا إلى تطور الاضطرابات بما في ذلك داء السكري من النوع 2، والسمنة، ومرض السكري. متلازمة الأيض.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الجين الذي يشفر المستقبل النووي (مستقبل جاما) المعروف باسم PPARG يحفز تكاثر البيروكسيسومات؛ وهذا ينظم نسخ الجينات المختلفة المشاركة في استقلاب الدهون والكربوهيدرات في الأنسجة العضلية والعمليات الالتهابية.
يعتقد الباحثون أن جزءًا من جين PPARG الذي يتكون من تعدد أشكال قليل النوكليوتيد، rs1801282، يزيد من الحساسية للأنسولين والكوليسترول الكلي والبروتين الدهني عالي الكثافة بالإضافة إلى زيادة استخدام الجلوكوز، والذي يعمل كآلية وقائية ضد كل من السمنة ومرض السكري. داء السكري.
من المعروف أن الأفراد لديهم استجابات مختلفة لنفس المدخول الغذائي. على سبيل المثال، خلال العشرين عامًا الماضية، يُعتقد أن الكولسترول الغذائي يؤدي إلى تغيرات في كوليسترول البلازما؛ ومع ذلك، هذا يمكن أن يعتمد على الفرد. بالإضافة إلى ذلك، بعض الاختلافات في الاستجابة للكوليسترول الغذائي تعتمد أيضًا على النمط الجيني.
إن تخصيص النظام الغذائي العام قد لا يكون بسيطًا مثل تخصيص تناول العناصر الغذائية الأساسية، والتي يمكن تقديمها من خلال المكملات الغذائية. 5 يعتمد هدف تخصيص التغذية على التركيب الوراثي للفرد والاختلافات الأيضية التي تتطلب أولاً تحديد المستجيبين وغير المستجيبين للأنظمة الغذائية الشخصية
قد يكون التأثير العملي لإنشاء أنظمة غذائية شخصية أمرًا صعبًا، حيث يكون لكل شخص احتياجات واستجابات مختلفة لمكونات النظام الغذائي؛ يتم إجراء بحث نشط في هذا الموضوع في علم الوراثة الغذائية من أجل تحديد الاختلاف الناتج عن اختلاف التسلسل الجيني الموروث.
وقد أدى هذا إلى تغيير مخاوف المستهلكين الغذائية من الخوف من السلامة الشديدة إلى الخوف من تدهور الصحة على المدى الطويل.
سيتطلب تحقيق أنظمة غذائية مصممة خصيصًا والحفاظ على الصحة الشخصية تخصيص أنظمة غذائية كاملة بدلاً من مجرد الأطعمة العرضية، مما يعني أنه يجب دمج الاحتياجات الغذائية في جميع الأطعمة المستهلكة.
قد يكون لهذا النهج المتمثل في تطوير خطط النظام الغذائي الكاملة التي تقدم جميع الوجبات والأطعمة للفرد كل يوم لتتوافق مع احتياجاته الغذائية نتيجة مؤسفة تتمثل في تدمير الفرحة التقليدية التي يتمتع بها الأفراد من تنوع سوق المواد الغذائية المفتوحة. وبالتالي، قد لا يكون هذا نهجًا مستدامًا لكل شخص.
ومع ذلك، فإن الأساليب التي تجمع بين القدرة على مطابقة الاحتياجات الغذائية مع السماح أيضًا بالاختيار الشخصي قد تكون أكثر قبولا.
بالإضافة إلى ذلك، قد يكون تطوير الأنظمة الغذائية التي تعتمد على متطلبات التمثيل الغذائي والأداء والمتطلبات المعرفية هو الخطوة الأولى لمساعدة أولئك الذين يختارون تناول طعام أكثر صحة من خلال المنتجات والأجهزة الغذائية الموجودة بالفعل في السوق لتلبية طلب المستهلكين.
تشمل الاعتبارات الأخلاقية للأنظمة الغذائية الشخصية التي يقودها علم الوراثة الغذائية، والتي تتضمن الاختبارات الجينية من أجل الحصول على المشورة الغذائية، الافتقار إلى المعرفة بالمخاطر، حيث قد يكون من الصعب تجنب المخاطر غير المعروفة.
ينص المبدأ الاحترازي على توخي الحذر وتجنب الإجراءات عندما لا يمكن التنبؤ بالمخاطر، كما أن تخصيص الأنظمة الغذائية على أساس الأنماط الجينية ليس شيئًا يمكن القول بأنه آمن تمامًا أو خالي من المخاطر.
تم استخدام البروتينات في PBMCs لتحديد التفاعلات بين البروتين والنظام الغذائي أثناء حالة ما بعد الأكل بعد أنواع مختلفة من الوجبات، مما أظهر كيف أن بعض الوجبات تزيد أو تنقص البروتينات التي تستجيب للإجهاد التأكسدي وتلف الحمض النووي
يمكن أن يوضح هذا تأثير استخدام الأساليب لتنظيم النظام الغذائي من أجل تحقيق نتائج أكثر إيجابية لدى الأفراد الذين يعانون من ظروف صحية.
مع العديد من الدراسات التي يتم بحثها، بما في ذلك استخدام الأيضات، نظرًا لأن المستقلبات هي منتجات المدخول الغذائي والتمثيل الغذائي، يمكن لهذه الأدوات التحليلية تقييم المسارات البيوكيميائية والفسيولوجية للمؤشرات الحيوية الأيضية الغذائية أو المرضية ذات الصلة.
ومن المثير للاهتمام أن الأفراد الذين يعانون من السمنة المفرطة أو المصابين بداء السكري من النوع 2 لديهم توقيعات استقلابية محددة تعتمد على أنواع الدهون والأحماض الأمينية، ويمكن أن يساعد تحديدها لدى الأفراد في تخصيص نظام غذائي يتكون من الأطعمة ذات المؤشر الجلايسيمي المنخفض بدلاً من الأطعمة ذات المؤشر الجلايسيمي المرتفع. للحصول على نتائج صحية أكثر ملاءمة.
بشكل عام، قد يكون علم الوراثة الغذائية في الرعاية الصحية نهجًا مبتكرًا للطب الوقائي وقد يساعد في إدارة أفضل للحالات المزمنة، بما في ذلك مرض السكري من النوع 2 والسمنة.
التفاعلات بين الجينات والنظام الغذائي هي محور ذو اتجاهين ويمكن أن تؤثر على الحالة الصحية والمرضية لدى الأفراد؛ يمكن للنهج الذي يحدد هذه التفاعلات على المستويين الخلوي والجزيئي أن يساعد في تطوير التدخلات الغذائية المخصصة لجينوم كل شخص.
المخطط الجيني للتغذية
يتضمن علم الجينوم الغذائي استخدام مجالات علمية مختلفة، بما في ذلك الكيمياء الحيوية، وعلم وظائف الأعضاء، والتغذية، وعلم الجينوم، وعلم البروتينات، وعلم الأيض، وعلم النسخ، وعلم اللاجينوم من أجل دراسة وفهم التفاعلات ثنائية الاتجاه بين الجينات المختلفة والمواد المغذية على المستوى الجزيئي.يمكن أن يساعد تحديد هذه التفاعلات بين الجينات والمواد المغذية في إنتاج أنظمة غذائية مخصصة تتوافق مع النمط الجيني لكل شخص
إن فهم وتطوير نظام غذائي شخصي لديه القدرة على التخفيف من أعراض كل من الأمراض الموجودة وكذلك الوقاية من الأمراض في المستقبل، وخاصة بالنسبة للأمراض المزمنة غير المعدية (NTCDs)، والتي تمثل مشكلة صحية عامة عالمية كبيرة.
يمكن رؤية مثال على تفاعل الجينات مع الطعام مع الجينات المسؤولة عن الهضم وامتصاص الكربوهيدرات والدهون.
تعدد الأشكال الجينية، rs1042714 وrs1042713، المرتبطان بجين ADRB2 الذي يشفر مستقبل β2 الأدرينالي يسبب انخفاضًا في معدل إنتاج الكربوهيدرات في الخلايا، وهذا يمكن أن يؤدي لاحقًا إلى تطور الاضطرابات بما في ذلك داء السكري من النوع 2، والسمنة، ومرض السكري. متلازمة الأيض.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الجين الذي يشفر المستقبل النووي (مستقبل جاما) المعروف باسم PPARG يحفز تكاثر البيروكسيسومات؛ وهذا ينظم نسخ الجينات المختلفة المشاركة في استقلاب الدهون والكربوهيدرات في الأنسجة العضلية والعمليات الالتهابية.
يعتقد الباحثون أن جزءًا من جين PPARG الذي يتكون من تعدد أشكال قليل النوكليوتيد، rs1801282، يزيد من الحساسية للأنسولين والكوليسترول الكلي والبروتين الدهني عالي الكثافة بالإضافة إلى زيادة استخدام الجلوكوز، والذي يعمل كآلية وقائية ضد كل من السمنة ومرض السكري. داء السكري.
الأنظمة الغذائية الشخصية
يمكن أن تؤدي ترجمة علم الوراثة الغذائية إلى اتباع نهج أكثر تخصيصًا لكل من النظام الغذائي والصحة، حيث يلعب النظام الغذائي دورًا بيئيًا مهمًا في الصحة، بدءًا من الفوائد بما في ذلك الوقاية من الأمراض إلى الأداء ونوعية الحياة بشكل عام.من المعروف أن الأفراد لديهم استجابات مختلفة لنفس المدخول الغذائي. على سبيل المثال، خلال العشرين عامًا الماضية، يُعتقد أن الكولسترول الغذائي يؤدي إلى تغيرات في كوليسترول البلازما؛ ومع ذلك، هذا يمكن أن يعتمد على الفرد. بالإضافة إلى ذلك، بعض الاختلافات في الاستجابة للكوليسترول الغذائي تعتمد أيضًا على النمط الجيني.
إن تخصيص النظام الغذائي العام قد لا يكون بسيطًا مثل تخصيص تناول العناصر الغذائية الأساسية، والتي يمكن تقديمها من خلال المكملات الغذائية. 5 يعتمد هدف تخصيص التغذية على التركيب الوراثي للفرد والاختلافات الأيضية التي تتطلب أولاً تحديد المستجيبين وغير المستجيبين للأنظمة الغذائية الشخصية
قد يكون التأثير العملي لإنشاء أنظمة غذائية شخصية أمرًا صعبًا، حيث يكون لكل شخص احتياجات واستجابات مختلفة لمكونات النظام الغذائي؛ يتم إجراء بحث نشط في هذا الموضوع في علم الوراثة الغذائية من أجل تحديد الاختلاف الناتج عن اختلاف التسلسل الجيني الموروث.
التحديات والخلافات
لقد تطورت تحديات الصحة الغذائية على مر السنين، بدءًا من إيجاد حلول لنقص المغذيات نتيجة للاختيارات الغذائية السيئة، وحتى التعامل مع اختلالات السعرات الحرارية التي تسببها الأنظمة الغذائية السيئة.وقد أدى هذا إلى تغيير مخاوف المستهلكين الغذائية من الخوف من السلامة الشديدة إلى الخوف من تدهور الصحة على المدى الطويل.
سيتطلب تحقيق أنظمة غذائية مصممة خصيصًا والحفاظ على الصحة الشخصية تخصيص أنظمة غذائية كاملة بدلاً من مجرد الأطعمة العرضية، مما يعني أنه يجب دمج الاحتياجات الغذائية في جميع الأطعمة المستهلكة.
قد يكون لهذا النهج المتمثل في تطوير خطط النظام الغذائي الكاملة التي تقدم جميع الوجبات والأطعمة للفرد كل يوم لتتوافق مع احتياجاته الغذائية نتيجة مؤسفة تتمثل في تدمير الفرحة التقليدية التي يتمتع بها الأفراد من تنوع سوق المواد الغذائية المفتوحة. وبالتالي، قد لا يكون هذا نهجًا مستدامًا لكل شخص.
ومع ذلك، فإن الأساليب التي تجمع بين القدرة على مطابقة الاحتياجات الغذائية مع السماح أيضًا بالاختيار الشخصي قد تكون أكثر قبولا.
بالإضافة إلى ذلك، قد يكون تطوير الأنظمة الغذائية التي تعتمد على متطلبات التمثيل الغذائي والأداء والمتطلبات المعرفية هو الخطوة الأولى لمساعدة أولئك الذين يختارون تناول طعام أكثر صحة من خلال المنتجات والأجهزة الغذائية الموجودة بالفعل في السوق لتلبية طلب المستهلكين.
تشمل الاعتبارات الأخلاقية للأنظمة الغذائية الشخصية التي يقودها علم الوراثة الغذائية، والتي تتضمن الاختبارات الجينية من أجل الحصول على المشورة الغذائية، الافتقار إلى المعرفة بالمخاطر، حيث قد يكون من الصعب تجنب المخاطر غير المعروفة.
ينص المبدأ الاحترازي على توخي الحذر وتجنب الإجراءات عندما لا يمكن التنبؤ بالمخاطر، كما أن تخصيص الأنظمة الغذائية على أساس الأنماط الجينية ليس شيئًا يمكن القول بأنه آمن تمامًا أو خالي من المخاطر.
من البحث إلى الواقع
تضمنت إحدى دراسات التدخل الغذائي الأولى استخدام تكنولوجيا البروتينات من أجل تحديد المؤشرات الحيوية التي تثبت استجابة خلايا الدم المحيطية أحادية النواة (PBMCs) لمستخلص الايسوفلافون الغذائي لدى النساء بعد انقطاع الطمث.تم استخدام البروتينات في PBMCs لتحديد التفاعلات بين البروتين والنظام الغذائي أثناء حالة ما بعد الأكل بعد أنواع مختلفة من الوجبات، مما أظهر كيف أن بعض الوجبات تزيد أو تنقص البروتينات التي تستجيب للإجهاد التأكسدي وتلف الحمض النووي
يمكن أن يوضح هذا تأثير استخدام الأساليب لتنظيم النظام الغذائي من أجل تحقيق نتائج أكثر إيجابية لدى الأفراد الذين يعانون من ظروف صحية.
مع العديد من الدراسات التي يتم بحثها، بما في ذلك استخدام الأيضات، نظرًا لأن المستقلبات هي منتجات المدخول الغذائي والتمثيل الغذائي، يمكن لهذه الأدوات التحليلية تقييم المسارات البيوكيميائية والفسيولوجية للمؤشرات الحيوية الأيضية الغذائية أو المرضية ذات الصلة.
ومن المثير للاهتمام أن الأفراد الذين يعانون من السمنة المفرطة أو المصابين بداء السكري من النوع 2 لديهم توقيعات استقلابية محددة تعتمد على أنواع الدهون والأحماض الأمينية، ويمكن أن يساعد تحديدها لدى الأفراد في تخصيص نظام غذائي يتكون من الأطعمة ذات المؤشر الجلايسيمي المنخفض بدلاً من الأطعمة ذات المؤشر الجلايسيمي المرتفع. للحصول على نتائج صحية أكثر ملاءمة.
بشكل عام، قد يكون علم الوراثة الغذائية في الرعاية الصحية نهجًا مبتكرًا للطب الوقائي وقد يساعد في إدارة أفضل للحالات المزمنة، بما في ذلك مرض السكري من النوع 2 والسمنة.
