Popularyzacja nauki

Funkcjonowanie naszego organizmu jest wynikiem ewolucji Homo sapiens. Zwykle ludzki genom adaptuje się do zmian w środowisku wiele pokoleń, czyli setki do tysięcy lat. Jednak tylko w czasie ostatnich 50 lat życie człowieka, w tym jego dieta, zmieniło się tak radykalnie, że ogół populacji nie zdążył się jeszcze przystosować i nie radzi sobie z problemami związanymi z chorobami wynikającymi ze stylu życia, takimi jak nadwaga i otyłość, cukrzyca czy wysokie ciśnienie krwi.

Źródło: Nauka w Polsce

– Nasz los jest jednak w naszych rękach – epigenetyka w większości zależy od tego, co dobrego (lub złego) robimy dla naszego organizmu. Na występowanie tych chorób wpływa wiele czynników środowiskowych, również nasza dieta, dlatego jeśli tylko będziemy dbali o nasze zdrowie, możemy zminimalizować ryzyko – podkreśla prof. Carsten Carlberg, lider grupy naukowej zajmującej się nutrigenomiką w Instytucie Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.

Artykuł na temat nutrigenomiki w kontekście ewolucji ukazał się właśnie w czasopiśmie „Redox Biology”.

DIETA WPŁYWA NA ORGANIZM CZŁOWIEKA BARDZIEJ NIŻ MOŻE SIĘ TO WYDAWAĆ

Żywienie jest niezbędnym elementem życia, ponieważ składa się z cząsteczek, które zaspokajają zapotrzebowanie naszego organizmu na makro- i mikroelementy. Co więcej, niektóre z tych cząsteczek bezpośrednio komunikują się z ludzkim genomem (materiałem genetycznym) i epigenomem (zestawem chemicznych modyfikacji DNA regulujących funkcje genomu). Ta złożona relacja stanowi istotę nutrigenomiki.

Codzienna komunikacja pomiędzy dietą a (epi)genomem moduluje ekspresję genów w narządach metabolicznych, takich jak tkanka tłuszczowa, mięśnie szkieletowe, wątroba i trzustka, a także w mózgu i układzie odpornościowym. Biologia komórkowa i molekularna stojąca za tymi procesami regulacji genów utrzymuje homeostazę ludzkiego organizmu, która zapobiega powstawaniu chorób niezakaźnych, takich jak otyłość, cukrzyca, choroby sercowo-naczyniowe i nowotwory.

– Od powstania Homo sapiens większość z tych ścieżek komunikacji: składniki odżywcze-geny nie uległa zmianie. Jednak nasz genom doświadczył szeregu ewolucyjnych nacisków, spowodowanych zmianami środowiskowymi m.in. przejściu od łowiecko-zbieraczego stylu życia na rolniczy. Populacje ludzkie odpowiedziały na te wyzwania nie tylko poprzez specyficzne adaptacje antropometryczne, takie jak kolor skóry i wzrost ciała, ale także poprzez zróżnicowanie w spożyciu diety i różną odporność na złożone choroby takie jak nowotwory czy zaburzenia odporności. Dlatego wgląd w zmienność naszego (epi)genomu w kontekście indywidualnego ryzyka rozwoju złożonych chorób, pomaga zrozumieć ewolucyjne podstawy, jak i dlaczego chorujemy – ocenia prof. Carsten Carlberg.

ZA SZYBKIE ZMIANY

Szybkość adaptacji ludzkiego genomu do zmian w środowisku zajmuje zwykle wiele pokoleń, czyli setki do tysięcy lat. – Jednak tylko w czasie ostatnich dwóch pokoleń, czyli w ciągu około 50 lat, styl życia człowieka, w tym jego nawyki żywieniowe, zmieniły się na tyle szybko i radykalnie, że większość z nas nie jest (epi)genetycznie przygotowana na wyzwania związane z „zachodnią” dietą połączoną z siedzącym trybem życia. Obecne fakty mówią bowiem, że nawet 90% z nas zakończy życie z chorobami wynikającymi ze stylu życia, takimi jak zespół metaboliczny (m.in. nadwaga i otyłość, cukrzyca, wysokie ciśnienie krwi) – wskazuje prof. Carsten Carlberg.

(Epi)genom nie nadąża z adaptacją do współczesnej diety. Dla przykładu: człowiek przez większość czasu żywił się produktami o niskiej zawartości soli. – W związku z tym nasz organizm wypracował sprawny system przyswajania tej soli z naszej diety, który w zamierzchłych czasach był niezbędny, a współcześnie stwarza wiele problemów. Dzisiejsza dieta zawiera dużo soli – jej nadmiar powoduje wysokie ciśnienie krwi, które zabija każdego roku 10 milionów ludzi na całym świecie – podaje naukowiec. Profesor zachęca jednak, by nie zostawać biernym wobec tych wyzwań. – Nie powinniśmy przyjmować tego jako naszego losu, którego nie można odwrócić, ale raczej pracować nad tym, abyśmy nie zapadli na te możliwe do uniknięcia choroby – podsumował prof. Carsten Carlberg.

Czytaj więcej

Limfocyty to białe krwinki, które regulują pracę układu odpornościowego. Jeśli się je „doświadczy” np. kontaktem z alergizującym białkiem i przeszczepi do innego organizmu, wówczas taki transfer wzmocni reakcję immunologiczną, a organizm zacznie się lepiej bronić przed tym białkiem.

Źródło: Nauka w Polsce 

Takie doświadczenie przeprowadzili naukowcy z naszego Instytutu. Wykazali, że przeszczepione komórki T CD4+, które miały kontakt z białkiem jaja kurzego wzmocniły odpowiedź immunologiczną na nie. Wyniki ukazały się w czasopiśmie „International Journal of Molecular Science” .

– Wyniki naszych badań mogą stanowić krok w stronę opracowania metod leczenia pacjentów z alergią – podkreśla autorka badań dr hab. Dagmara Złotkowska z Zespołu Immunologii i Mikrobiologii Żywności IRZiBŻ PAN w Olsztynie.

JAK POWSTAJE ALERGIA

Alergia pokarmowa to nieprawidłowa reakcja układu odpornościowego organizmu na specyficzny związek, jakim jest alergen. Jest to więc rodzaj nadwrażliwości pokarmowej, która powoduje niepożądane reakcje pokarmowe, angażując układ immunologiczny.

W zwalczaniu alergii pokarmowych istotną rolę odgrywają limfocyty T, czyli białe krwinki, regulujące odpowiedź układu immunologicznego. – To grupa komórek specjalizująca się w obronie naszego organizmu przed niepożądanym działaniem potencjalnych alergenów – tłumaczy dr hab. Dagmara Złotkowska.

Gdybyśmy „nauczyli” komórki, jak rozpoznawać i neutralizować konkretne alergizujące białka, można by transferować tych „nauczycieli” (np. w postaci szczepionek) do organizmu alergików, by zminimalizowali jego odpowiedź immunologiczną. – Można to porównać do mechanizmu szczepionki mRNA przeciw COVID-19, gdzie – w dużym uproszczeniu – nie podaje się komórkom wirusa, ale „instrukcję w pigułce”, jak wytwarzać przeciwciała – wskazuje badaczka.

EKSPERYMENTALNY TRANSFER

Zespół z Zespołu Immunologii i Mikrobiologii Żywności IRZiBŻ PAN w Olsztynie skupił się na alergii na białko jaja kurzego i możliwości krzyżowej reaktywności z białkami mięsa kurczaka. Mięso to jest częstym składnikiem współczesnej diety; alergia na nie jest stosunkowo rzadka i występuje niezależnie lub właśnie u osób uczulonych na białko jaj (OVA, czyli owalbumina, to główne białko występujące w białku jaj). Z kolei komórki T CD4+ to specjalne komórki odpornościowe, które rozpoznają alergeny w tym białko OVA.

Eksperyment polegał na przeszczepieniu doświadczonych (czyli tych, które już miały kontakt z OVA) komórek T CD4+ do organizmu zwierzęcia, które wykazywało alergię na OVA i któremu podawano mięso kurcząt. – Okazało się, że taki transfer pomógł poprawić negatywną odpowiedź immunologiczną na OVA, czyli wzmocnił reakcję immunologiczną organizmu na białko OVA, które wcześniej nie było rozpoznawane i zwalczane przez układ odpornościowy. Mówiąc wprost, organizm zaczął się lepiej bronić przed tym białkiem – wskazuje dr hab. Dagmara Złotkowska.

LEK NA ALERGIĘ POKARMOWĄ?

Podejście badaczy z Olsztyna jest nowatorskie i może przyczynić się do opracowania metod leczenia pacjentów z alergią. – Jak dotąd najskuteczniejszym sposobem na leczenie alergii pokarmowej jest metoda diety eliminacyjnej – która eliminuje nie tylko alergeny, ale także te inne białka reagujące krzyżowo. Wątpię, czy w najbliższym czasie znajdziemy „lek” na alergię, ponieważ wciąż wiele czynników i mechanizmów na nią wpływających nie jest jeszcze poznanych. Wyniki naszych badań mogą jednak stanowić krok w stronę opracowania metod leczenia pacjentów z alergią np. poprzez podawanie im „nauczonych” grup komórek, które mogłyby obniżać odpowiedź immunologiczną na dany alergen. Jeszcze wiele lat badań przed nami, ale kierunek wydaje się być obiecujący – podsumowuje badaczka.

Czytaj więcej

Po okresie jesienno-zimowym nasz organizm potrzebuje witaminy D. Naukowcy dowiedli, że nawet zbilansowana i zróżnicowana dieta nie jest w stanie zapewnić całkowitej dziennej dawki tej witaminy, bo to synteza skórna jest jej głównym źródłem dla organizmu. Dlatego radzą, by wiosną wystawić twarz do słońca i złapać trochę witaminy D.

Źródło: Nauka w Polsce

Najnowsze zalecenia dotyczące profilaktyki i leczenia niedoborów witaminy D u dzieci i dorosłych w Polsce opracował zespół naukowców reprezentujących polskie i międzynarodowe towarzystwa medyczne oraz krajowi konsultanci specjalistyczni. Ich konsensus, autorstwa prof. Pawła Płudowskiego i całego zespołu, opublikowano właśnie w czasopiśmie „Nutrients” (https://doi.org/10.3390/nu15030695).

W opracowaniu aktualnych wytycznych uczestniczył prof. Carsten Carlberg, badacz witaminy D, obecnie lider grupy naukowej zajmującej się nutrigenomiką w Instytucie Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.

„Nie możemy polegać na diecie jako jedynym źródle witaminy D – nawet ta zbilansowana i zróżnicowana nie wystarczy, dlatego w okresie jesienno-zimowym każdy powinien suplementować witaminę D” – wskazał prof. Carlberg jako najważniejsze przesłanie publikacji.

Najbardziej znanym działaniem witaminy D jest utrzymywanie odpowiedniego poziomu wapnia w organizmie, aby utrzymać prawidłową strukturę kości. „Jest to główny powód, dla którego każde dziecko powinno być suplementowane witaminą D od urodzenia – zarówno zimą, jak i latem. Ponadto, witamina D jest ważna dla +treningu+ naszego układu odpornościowego, tak aby działał on efektywnie w przypadku infekcji mikrobów, ale nie reagował nadmiernie w przypadku możliwych reakcji autoimmunologicznych” – wyjaśnił prof. Carlberg.

Długotrwały deficyt witaminy D może prowadzić do chorób kości – krzywicy u dzieci i osteomalacji u dorosłych. „Niedobór witaminy D powoduje także wadliwe działanie układu odpornościowego, prowadząc m.in. do zwiększonej podatności na choroby zakaźne czy choroby autoimmunologiczne” – wskazał badacz.

Prof. Carlberg dodał, że dla przeciętnego Polaka poziom witaminy D (czyli poziom 25-hydroksywitaminy D3 w surowicy krwi) określający niedobór definiuje się poniżej 50 nM (20 ng/ml), chociaż każdy człowiek cechuje się inną wrażliwością na witaminę D.

Naukowo udowodniono, że nawet zbilansowana i zróżnicowana dieta nie jest w stanie zapewnić całkowitej dziennej dawki zapotrzebowania organizmu na witaminę D, gdyż jej głównym źródłem jest synteza skórna w kontakcie z promieniowaniem UV. Jednak – jak wskazali w komunikacie naukowcy – spędzanie dużej ilości czasu w pomieszczeniach, noszenie ubrań i stosowanie filtrów słonecznych, a także niska intensywność promieniowania słonecznego w miesiącach jesienno-zimowych przekłada się na liczne niedobory witaminy D w tym czasie.

Kluczowa jest więc dobrze dobrana suplementacja. „Proponuję dobrać dawkę dziennego zapotrzebowania na podstawie masy ciała – jeśli ważysz do 75 kg, przyjmuj codziennie (w okresie jesienno-zimowym) 2000 jednostek, a jeśli więcej – 4000 jednostek (ale nie więcej; to już jest maksymalna dawka)” – radzi prof. Carlberg.

Z kolei w miesiącach wiosenno-letnich, od kwietnia do września, warto wystawiać skórę do słońca (pamiętając o odpowiedniej ochronie przed poparzeniem słonecznym). „Ważna jest pora dnia. Najbardziej efektywne są dwie godziny przed i po zenicie słońca (godz. 11-15 w czasie letnim). W tym czasie 20-30 minut wystawienia twarzy i odkrytych ramion powinno wystarczyć. Oczywiście, za każdym razem unikając poparzeń słonecznych” – powiedział prof. Carlberg.

Naukowiec dodał, że osoby, które nie spędzają wystarczającej ilości czasu na świeżym powietrzu nawet latem, powinny suplementować witaminę D przez cały rok.

Eksperci w opracowanych wytycznych, zwracają szczególną uwagę na potrzebę edukacji w zakresie suplementacji witaminy D w celach profilaktycznych, skierowaną przede wszystkim do towarzystw medycznych, personelu medycznego i decydentów odpowiedzialnych za politykę zdrowotną. Postulują także włączenie praktycznych wskazówek dotyczących profilaktyki i leczenia niedoboru witaminy D do codziennej praktyki. (PAP)

Czytaj więcej