Deze website gebruikt cookies. Ik ga akkoord met de privacy policy
OK
Gezondheid

Kan je voeding je genen herprogrammeren? Over de opkomende wetenschap van nutrigenomics

Mensen denken meestal aan voedsel als calorieën, energie en voeding. Het laatste bewijs suggereert echter dat voeding ook "praat" met ons genoom, de genetische blauwdruk die de manier waarop het lichaam functioneert tot op celniveau aanstuurt. En daar komen we op het terrein van de jonge wetenschap van de nutrigenomics, zo legt Monica Dus (University of Michigan) uit.

The Conversation

The Conversation is een onafhankelijke, non-profit journalistieke website die nieuws en achtergrond afkomstig uit de academische gemeenschap publiceert.

De communicatie tussen voeding en genen kan van invloed zijn op je gezondheid, fysiologie en levensduur. Het idee dat voeding belangrijke boodschappen aan het genoom van een dier doorgeeft, is de kern van een gebied dat bekend staat als nutrigenomics. Deze discipline staat nog in de kinderschoenen en veel vragen blijven gehuld in mysterie. Toch hebben wij, onderzoekers, al heel wat geleerd over de wijze waarop voedingsbestanddelen het genoom beïnvloeden.

Ik ben een moleculair bioloog die de interacties tussen voeding, genen en hersenen onderzoekt in een poging om beter te begrijpen hoe voedselboodschappen onze biologie beïnvloeden. De inspanningen van wetenschappers om deze informatieoverdracht te ontcijferen zouden op een dag kunnen resulteren in gezondere en gelukkigere levens voor ons allemaal. Maar tot het zover is, heeft nutrigenomics ten minste één belangrijk feit aan het licht gebracht: onze relatie met voedsel is veel intiemer dan we ons ooit hebben kunnen voorstellen.

De interactie tussen voeding en genen

Als het idee dat voedsel biologische processen kan aansturen door een wisselwerking met het genoom verbazingwekkend klinkt, hoef je niet verder te kijken dan een bijenkorf om een bewezen en perfect voorbeeld te vinden van hoe dit gebeurt. Werkbijen werken non-stop, zijn steriel en leven slechts een paar weken. De bijenkoningin, die diep in de bijenkorf zit, heeft een levensduur van jaren en een vruchtbaarheid die zo groot is dat zij een hele kolonie voortbrengt.

En toch zijn werkbijen en bijenkoninginnen genetisch identieke organismen. Ze worden twee verschillende levensvormen door het voedsel dat ze eten. De bijenkoningin doet zich tegoed aan koninginnengelei; werkbijen voeden zich met nectar en stuifmeel. Beide voedingsmiddelen leveren energie, maar koninginnengelei heeft een extra eigenschap: de voedingsstoffen ervan kunnen de genetische instructies ontsluiten om de anatomie en fysiologie van een bijenkoningin te creëren.

Dus hoe wordt voedsel vertaald in biologische instructies? Onthoud dat voedsel is samengesteld uit macronutriënten. Deze omvatten koolhydraten - of suikers - eiwitten en vet. Voedsel bevat ook micronutriënten, zoals vitaminen en mineralen. Deze verbindingen en hun afbraakproducten kunnen genetische schakelaars in werking stellen die zich in het genoom bevinden.

Net als de schakelaars die de intensiteit van het licht in uw huis regelen, bepalen genetische schakelaars hoeveel van een bepaald genproduct wordt geproduceerd. Koninginnengelei bijvoorbeeld bevat verbindingen die genetische regelaars activeren om de organen van de koningin te vormen en haar voortplantingsvermogen te ondersteunen. Bij mensen en muizen is bekend dat bijproducten van het aminozuur methionine, die overvloedig aanwezig zijn in vlees en vis, genetische schakelaars beïnvloeden die belangrijk zijn voor celgroei en deling. En vitamine C speelt een rol bij het gezond houden van ons door het genoom te beschermen tegen oxidatieve schade; het bevordert ook de functie van cellulaire paden die het genoom kunnen herstellen als het toch beschadigd raakt.

Afhankelijk van het soort voedingsinformatie, de geactiveerde genetische controlemechanismen en de cel die ze ontvangt, kunnen de boodschappen in voeding invloed hebben op het welzijn, het ziekterisico en zelfs de levensduur. Maar het is belangrijk op te merken dat tot op heden de meeste van deze studies zijn uitgevoerd in diermodellen, zoals bijen.

Interessant is dat het vermogen van voedingsstoffen om de stroom van genetische informatie te veranderen zich over generaties kan uitstrekken. Studies tonen aan dat bij mensen en dieren het dieet van grootouders de activiteit van genetische schakelaars beïnvloedt en het ziekterisico en de mortaliteit van kleinkinderen.

James Wainscoat - Unsplash

Oorzaak en gevolg

Een interessant aspect van het beschouwen van voedsel als een soort biologische informatie is dat het een nieuwe betekenis geeft aan het idee van een voedselketen. Immers, als ons lichaam wordt beïnvloed door wat wij hebben gegeten - tot op moleculair niveau - dan kan wat het voedsel dat wij consumeren ook van invloed zijn op ons genoom. Zo bevat de melk van graangevoerd vee in vergelijking met de melk van grasgevoerde koeien verschillende hoeveelheden en soorten vetzuren en vitamines C en A. Wanneer mensen deze verschillende soorten melk drinken, krijgen hun cellen dus ook verschillende voedingsboodschappen.

Net zozeer verandert het dieet van een menselijke moeder het gehalte aan vetzuren en vitaminen zoals B-6, B-12 en folaat in haar moedermelk. Dit kan het soort voedingsboodschappen veranderen dat de genetische schakelaars van de baby bereikt, hoewel op dit ogenblik niet bekend is of dit al dan niet een effect heeft op de ontwikkeling van het kind.

En, misschien zonder dat we het weten, maken ook wij deel uit van deze voedselketen. Het voedsel dat wij eten, sleutelt niet alleen aan de genetische schakelaars in onze cellen, maar ook aan die van de micro-organismen die in onze darmen, huid en slijmvliezen leven. Een treffend voorbeeld: Bij muizen verandert de afbraak van vetzuren met een korte keten door darmbacteriën het niveau van serotonine, een chemische boodschapper in de hersenen die onder meer stemming, angst en depressie regelt.

Levensmiddelenadditieven en verpakking

Toegevoegde ingrediënten in levensmiddelen kunnen ook de stroom van genetische informatie in de cellen wijzigen. Brood en granen zijn verrijkt met foliumzuur om geboorteafwijkingen te voorkomen die worden veroorzaakt door een tekort aan deze voedingsstof. Maar sommige wetenschappers veronderstellen dat hoge folaatgehaltes in afwezigheid van andere natuurlijk voorkomende microvoedingsstoffen zoals vitamine B-12 kunnen bijdragen tot de hogere incidentie van darmkanker in Westerse landen, mogelijk door de genetische paden te beïnvloeden die de groei controleren.

Dit zou ook het geval kunnen zijn met chemische stoffen die in voedselverpakkingen worden aangetroffen. Bisfenol A, of BPA, een verbinding die in plastic wordt aangetroffen, zet bij zoogdieren genetische knoppen om die cruciaal zijn voor ontwikkeling, groei en vruchtbaarheid. Sommige onderzoekers vermoeden bijvoorbeeld dat, zowel bij mensen als bij diermodellen, BPA de leeftijd van seksuele differentiatie beïnvloedt en de vruchtbaarheid vermindert door genetische schakelaars meer kans te geven om aan te zetten.

Al deze voorbeelden wijzen op de mogelijkheid dat de genetische informatie in voedsel niet alleen kan voortvloeien uit de moleculaire samenstelling ervan - de aminozuren, vitaminen en dergelijke - maar ook uit het landbouw-, milieu- en economisch beleid van een land, of het ontbreken daarvan.

Wetenschappers zijn pas onlangs begonnen met het decoderen van deze genetische voedselboodschappen en hun rol in gezondheid en ziekte. Wij onderzoekers weten nog steeds niet precies hoe voedingsstoffen op genetische schakelaars werken, wat hun communicatieregels zijn en hoe de voeding van vorige generaties hun nakomelingen beïnvloedt. Veel van deze studies zijn tot nu toe alleen in diermodellen uitgevoerd, en er moet nog veel worden uitgewerkt over wat de interacties tussen voeding en genen voor de mens betekenen.

Wat wel duidelijk is, is dat het ontrafelen van de mysteries van de nutrigenomica waarschijnlijk zowel de huidige als de toekomstige samenlevingen en generaties meer macht zal geven.

Dit artikel is een vertaling van The Conversation. De auteur is Monica Dus (University of Michigan).

Bronvermelding