Dlaczego całe życie mam otyłość? Nutrigenomika, odchudzanie i ketoza.

Ludzkość ponoć obdarzona została wolną wolą – co to jednak znaczy z perspektywy naszej biologii? Czy wolna wola oznacza wolność wyboru dowolnego scenariusza z szerokiej palety możliwości, czy może jednak oznacza wolność w dokonywaniu zmian, w tym jednym, napisanym już scenariuszu? Geny to nasz indywidualny i wyjątkowy scenariusz na życie. Czy dany nam genetyczny scenariusz w ogóle może zostać poddany jakimkolwiek poprawkom? Czy wolna wola jest to raczej kwestia wyboru zupełnie innej wersji zdarzeń?

Geny nie kontrolują życia. Geny są tylko scenariuszem. Co zatem kontroluje życie?

My sami. Nasze wybory, te świadome i mniej świadome. Nasze środowisko, to bliższe i to dalsze, to na poziomie makro i na poziomie mikro. Żywność jest elementem naszego środowiska, a od czasu, kiedy nauczymy się trzymać w dłoni widelec i nóż, staje się w pełni kontrolowanym elementem środowiska. Jest to aspekt niezwykle ważny, ponieważ jeśli mamy kontrolę nad tym, co jemy, możemy świadomie i z premedytacją wpływać na to, co dzieje się z naszym życiem. 

SKŁADNIK ŻYWNOŚCI (nutrient)

Jego metabolizm zależny od genów

KOŃCOWY EFEKT NA ORGANIZM

Nutrigenetyka mówi o tym, jak geny wpływają na metabolizm, trawienie i wchłanianie danego składnika żywności. Klasycznym przykładem nutrigenetyki jest mutacja w genie odpowiadającym za trawienie laktozy, która uniemożliwia jej prawidłowy metabolizm, co w konsekwencji powoduje wzdęcia. Innym przykładem jest klasyczna fenyloketonuria, w której dana zmiana genetyczna oddziałuje na metabolizm składnika żywności, jakim jest aminokwas fenyloalanina. 

Wykrycie mutacji genu + zastosowanie odpowiedniej diety = sukces terapeutyczny

Nutrigenomika opowiada zaś o tym, jak żywność wpływa na ekspresję genów, a także różnego rodzaju interakcje pomiędzy samymi genami. Opowieść o nutrigenomice, to również opowieść o niezwykle ciekawym mikrobiomie jelitowym. Możemy zastanowić się chwilę, co w zasadzie wspólnego mają ze sobą dwie powyższe kwestie? 

Drugi genom, czyli Twój indywidualny interfejs do medycyny spersonalizowanej

Gdyby ktoś powiedział Wam, że nasz organizm posiada swój własny, indywidualny dla każdego interfejs, pozwalający połączyć świat wewnętrzny ze światem zewnętrznym, czy bylibyście zdziwieni? A gdyby ktoś powiedział Wam, że gdyby nie obecność owego łącznika, nie moglibyśmy funkcjonować w otaczającym nas świecie? To jest właśnie nasza mikrobiota i dokładnie taka jest jej rola, tak w zdrowiu, jak i w chorobie. 

Dokładnie w tym momencie należy scalić obydwa wątki. Nutrigenomika to opowieść o połączeniu wpływu nutrientów per se oraz nutrientów poddanych modyfikacjom mikrobioty jelitowej na scenariusz naszych genów i jego odgrywanie w teatrze zwanym życiem (biologią). Mikrobiota, to poniekąd nasz „drugi genom”.

Nutrigenomika toruje drogę do medycyny spersonalizowanej bazującej na założeniu, że zróżnicowana reakcja poszczególnych osób na pewne pokarmy, leki czy inne czynniki środowiskowe to skutek odmienności w zapisie genetycznym.

Nutrigenetyka: Każda osoba z mutacją genu laktazy nie będzie dobrze trawiła mleka.

Nutrigenomika: Każda osoba, która zje mleko może wykazywać zupełnie inną reakcję na ten pokarm.

Dlaczego w ogóle możliwe są tak duże różnice w reakcji na dany element środowiskowy?

99,9% naszego materiału genetycznego w postaci DNA mamy identyczne w obrębie całego gatunku. Zaledwie 0.1% stanowią mutacje pojedynczego fragmentu DNA (SNP), co łącznie daje liczbę około 3 milionów pojedynczych mutacji. To właśnie one odpowiadają za różnice w biochemii, fizjologii i morfologii pomiędzy różnymi osobnikami tego samego gatunku. To właśnie dlatego zarówno ja, jak i Ty jesteśmy tymi samymi ludźmi, ale jednocześnie jesteśmy zupełnie inni jako indywiduum. 

Mutacje SNP pojawiają się między innymi w strukturach biologicznych takich jak:

– regiony kodujące

– regiony niekodujące (tutaj jeszcze nie wiemy jeszcze, w jaki sposób dokładnie poznać owwe zależności)

– pomiędzy genami (w intronach) 

Genetyczne psikusy

Owe mutacje to zjawisko zmienności w sekwencji DNA. Sekwencja DNA, jest ściśle określona, od momentu poczęcia, aż do śmierci. Pewne zmiany w DNA (nie tylko mutacje SNP) mogą zachodzić podczas życia danej osoby, jednak zazwyczaj nie są to zmiany korzystne i prowadzą do procesu nowotworzenia. SNP to pojedyncze zmiany w scenariuszu DNA pomiędzy dwiema osobami lub pomiędzy dwoma chromosomami (zestawami scenariuszy) jednego osobnika. 

Co dzieje się w momencie, gdy pojedyncza literka słowa, zostanie zamieniona na zupełnie inną literkę, a pech sprawi, że owo słowo nabierze diametralnie innego sensu? Co się stanie, w chwili, kiedy to nieopatrznie postawimy przecinek w innym miejscu niż zakładane, a cała treść naszej pisemnej wypowiedzi obróci się przeciwko nam?

Wyobraźcie sobie sytuację, w której pilnie należy przeprowadzić u was pewien zabieg ratujący życie, a chirurg prowadzący właśnie wysyła SMSy do całej „drużyny operacyjnej”, który brzmi: 

„Operować nie można, czekać!”

Tylko jeden, pojedynczy przecinek, a sens całego zdania i jednocześnie wasze całe życie lega w gruzach. A wystarczyło tylko postawić przecinek tam, gdzie powinien być. 

„Operować, nie można czekać!”. O wiele lepiej, prawda?

Dajcie wiarę, że dokładnie takie samo zamieszanie powodują mutacje SNP w obrębie naszego scenariusza DNA. Mutacja SNP to w konsekwencji wbudowanie do łańcucha polipeptydowego zupełnie innego, losowego aminokwasu. Owy aminokwas, wstawiony do konkretnego białka, może zmienić diametralnie kształt uzyskanej proteiny, a zmiana kształtu proteiny, to nic innego jak sytuacja, w której wymieniliby wam niepostrzeżenie wszystkie zamki w drzwiach, ten sam klucz już nigdy nie wejdzie w „interakcję” z zamkiem, a wy nie dostaniecie się już nigdy więcej do swojego przytulnego mieszkanka. Na poziomie molekularnym, taka sytuacja ma równie nieciekawe konsekwencje, m.in. zupełna zmiana funkcji receptora enzymu czy białka nośnikowego.

Załóżmy, że bylibyście w sytuacji, w której jednak nastąpiła tajemnicza wymiana zamków, a wasze mieszkanie już na zawsze pozostanie zamknięte. Z takiej sytuacji, mamy co najmniej dwa różne wyjścia:

Wariant A: 

Uznacie to za dobry znak od losu, fart i szczęście, a cała sytuacja spowoduje, że kupicie sobie nowy dom, o którym zawsze marzyliście, bo przecież w końcu nadarzyła się okazja!

Wariant B:

Uznacie to za kompletną opozycję, zupełny niefart i dacie się ogarnąć depresyjnemu nastrojowi, który niczym ciemne i gęste chmury, zabierze słońce z waszego życia na długo, a wy wylądujecie na bruku.    

Gdyby komórki potrafiły mówić, zapewne opowiedziałyby wam o tym, że w ich świecie istnieje o wiele więcej depresyjnych zachowań wprost z wariantu „b”, aniżeli tych z wariantu „a”. I rzeczywiście, mutacje SNP najczęściej przyczyniają się do zjawiska down-regulation, czyli spowolnienia aktywności danego enzymu, pogorszenia funkcji receptorowych czy też funkcji nośnikowych białek. 

W mniejszości jednak, komórki wybierają umowny wariant „a”. Badania wskazują, że zdecydowana mniejszość mutacji SNP to mutacje bazujące na zjawisku up-regullation, a zatem zjawisku zwiększania aktywności danego enzymu, poprawy wychwytu składnika przez receptor czy nasilenia funkcji nośnikowych białek. 

W zależności od tego, jaki rodzaj mutacji posiadamy, będziemy wykazywali zupełnie inną reakcję na każdy składnik pożywienia, leku, suplementu czy metabolitów mikrobioty jelitowej. Dokładnie taka sama sytuacja ma miejsce wówczas, gdy poddajemy się diecie odchudzającej.

Takim oto sposobem, wspólnie przeszliśmy przez elementarne zasady nutrigenetyki i nutrigenomiki. Symboliczny wstęp jest zatem już za nami, stąd możemy nieco wnikliwiej zająć się tytułowym pytaniem o genetyczne uwarunkowania otyłości. 

Niezwykła zdolność ssaków

Ludzie, podobnie jak inne ssaki zdolne są do zmiany i regulacji masy ciała przez cały okres swojego życia. Jakkolwiek dziwnym może nie wydawać się ten fakt, to w istocie naprawdę ciekawa umiejętność w świecie zwierząt. Pomimo nawet dużych różnic w spożytej i zużytej energii w skali dziennej, ssaki są w stanie fizjologicznie wyregulować spożycie energii w dłuższej perspektywie czasu tak, aby utrzymać prawidłową homeostazę. Czynniki, które istotnie zakłócają ten proces charakteryzują się działaniem opóźnionym w czasie, co poniekąd stanowi kolejną zagadkę w walce w nadprogramowymi kilogramami. Wszystko to, co zakłóca delikatną równowagę pomiędzy energią przyjętą, a energią wydatkowaną, będzie wpływało na zmiany masy ciała – korzystnie bądź niekorzystnie. 

Sztuką jest poznać wszystko to, co stoi pomiędzy „energia przyjętą” a „energią wydatkowaną”. Człowiek zaś jest istotą niebywale złożoną z samej swej natury, stąd i proces poznawania tychże czynników staje się pracochłonny i skomplikowany. 

Tyję, ale nie wiem dlaczego

Zastanówmy się chwilę, dlaczego jedni z nas „tyją z powietrza”, podczas gdy inni „tyją, bo nie mogą przestać jeść”, a jeszcze inni „tyją, ale nie wiedzą, dlaczego”. Jeśli od lat walczycie z nadprogramowymi kilogramami, a pomimo usilnych prób redukcji masy ciała waga zawsze wzrasta lub w ogóle nie spada, część z was może mieć problem na pułapie genetycznym. Nie stanowi to jednak żadnej przysłowiowej „wymówki” dla braku efektów, przy jednoczesnym braku podjętych działań. Mowa tutaj o osobach, które pomimo usilnych starań nie potrafią poradzić sobie z nadmierną masą ciała i wciąż meandrują od dietetyka do dietetyka, od wege do keto, od paleo do zbilansowanej i znowu do keto. 

Dla tych, którzy pomimo ogromnego nakładu pracy własnej wciąż nie mogą pogodzić się ze swoim ciałem, mamy już kilka rzeczywiście ciekawych informacji w świecie nutrigenomiki i nutrigenetyki. 

Odpowiedź na pytanie, dlaczego jedni tyją, a inni nie, może leżeć m.in. w:

1. Zmienności genomu osobników
2. Zmienności epigenomu osobników
3. Zmienności mikrobiomu osobników, czyli tzw. „drugiego genomu” człowieka

Otyłość zapisana w genach, to w dużej mierze odpowiedzialność naszych najbliższych przodków. Największe prawdopodobieństwo wystapienia otyłości trwającej przez większość życia pojawia się wówczas, gdy otyłość ta ujawniła się już w wieku dziecięcym – a im wcześniej, tym prawdopodobnie gorzej. Taka sytuacja wskazuje na bardzo mocne genetyczne predyspozycje do otyłości i aktywację niekorzystnych czynników już na samym „starcie”. Jest to naprawdę ważny aspekt – jeśli zaadresujemy go dostatecznie szybko mamy szansę maksymalnie zminimalizować szkodliwy wpływ genów na pozostałe lata życia. Aspekt ten uważam osobiście za moralny obowiązek każdego rodzica.

Ponad 400 genów powiązanych z otyłością

W 2016 roku raporty fachowe wykazywały ponad 400 różnych genów, dla których znaleziono powiązanie z występowaniem otyłości. Część z nich to geny związane z poniższymi czynnikami:

– PPAR

– mitochondrialne UCP

– leptyna

– LEPR

– POMC

– alfa MSH

– MC4R/MC3R

– FTO

– FUT-2

– BDNF

– oksytocyna

– GPR41/43

– ADIPOQ

– FGF21

– APOA2

….i wiele innych. Jak sami widzicie, istnieje mnóstwo genów powiązanych z otyłością. Coraz więcej również pojawia się możliwości wykonania komercyjnych badań genetycznych, które wskażą, które z tych i z wielu innych mutacji SNP zawiera nasz genom.

Pytanie tylko, co w praktyce nam to przyniesie, oprócz zaspokojenia ciekawości? Oprócz sporadycznych przypadków leczenia otyłości hipoleptynemicznej z użyciem metreleptyny, raczej nie mamy precyzyjnie określonych standardów postępowania dla osób z obecnymi genami predysponującymi do otyłości.

Najważniejszym póki co, wydaje się szybka reakcja na pierwsze oznaki otyłości, pojawiające się w dzieciństwie, co będzie najskuteczniejszą metodą prewencji otyłości trwającej przez całe życie.

Terapia dla osób już otyłych z obecnymi genami predysponującymi do otyłości zasadniczo niewiele różni się (jeszcze) od terapii osób bez tych predyspozycji. Warto jednak mieć na uwadze, że istnieją pewne inne warianty mutacji SNP, które mogą wpływać na pozostałe aspekty geno-żywienia, np. specyficzne uwarunkowania metabolizmu kwasów tłuszczowych objawiające się niespotykanymi zwyczajowo poziomami i stosunkami HDL, LDL czy triacylogliceroli. Dodatkowo, sama świadomość obecności pewnych mutacji w genomie pacjenta daje szerszą percepcję na własny stan zdrowia i poniekąd może pomóc pacjentowi lepiej zrozumieć samego siebie, a co za tym idzie, lepiej kontrolować swoje życie, a także lepiej wpływać na życie potomstwa poprzez zmiany diety i stylu życia.

Póki co jednak, w przypadku problematycznej i trudnej do zaadresowania otyłości przede wszystkim warto być pod ścisłą opieką doświadczonego i otwartego dietetyka.

Stosowanie na własną rękę różnorodnych mocnych schematów, w tym popularnej teraz diety ketogenicznej może przynieść więcej szkody niż pożytku – szczególnie biorąc pod uwagę zasady nutrigenomiki.

Nie jest to dieta, będąca wynalazkiem odchudzającym. Wysyp „Dietetyków Keto” to coś, co niezwykle rani moje oko i ucho – dietetyk fachowiec zawsze dobiera dietę do pacjenta, a nie pacjenta do diety. Specjalizacja obejmuje czynniki typowo ludzkie, a nie czynniki typowo dietetyczne, bo każdy pacjent z tą samą jednostką chorobową, np. z otyłością nigdy nie powinien dostać tej samej diety, a dietetyk musi umieć żonglować i manipulować wszelkimi znanymi mu technikami żywieniowymi, aby wspomóc pacjenta w powrocie do zdrowia.

Pomocne pytania, które warto zadać w celu maksymalnej personalizacji diety ketogenicznej to przede wszystkim:

1. Jakie jest Twoje pochodzenie? W jakim rejonie Twoi przodkowie prawdopodobnie spędzili tysiące lat wstecz? Czy twoje geny wykazują zimniejsze, bardziej północne dziedzictwo z długimi okresami zimna i głodu oraz tłustym pokarmem, czy też odzwierciedlają bardziej śródziemnomorską tradycję żywieniową z mniejszą ilością tłuszczów nasyconych, większą jednonienasyconych i wielonienasyconych?
2. Jaki jest obecny klimat i pora roku w miejscu Twojego zamieszkania? Jakie pokarmy są sezonowo występują w Twojej lokalizacji i w jaki sposób klimat i pora roku wpływają na Twój metabolizm i preferencje dietetyczne?
3. Jak czujesz się podczas postu? Czy Twój poziom cukru drastycznie spada i czujesz osłabienie, czy czujesz przypływ energii? Czy czujesz się źle, jeśli pościsz dłużej niż 12 godzin?
4. Jak wyglądają Twoje parametry metaboliczne na diecie ketogennej? Jak zachowuje się poziom cukru/ciał ketonowych? Jak zmienia się profil lipidowy? Jak wygląda poziom kwasu moczowego?
5. Jak TY subiektywnie czujesz się na diecie ketogenicznej? Pamiętajmy, to, że jest ona modna nie oznacza, że musimy, a tym bardziej, że powiniśmy ją stosować.

Pozostaje pytanie, czy warto wykonać badania genetyczne? W moim skromnym odczuciu, jest to dietetyka przyszłości, obecnie jednak zbyt mało jeszcze wiemy, aby sprawnie dopasować żywienie do uzyskanych wyników badań, jednak w rękach wykwalifikowanego specjalisty takie badania genetyczne mogą być potężnym narzędziem sprawczym – szczególnie u osób z mocnymi zaburzeniami metabolicznymi, uporczywą otyłością, nowotworami, zaburzeniami neurologicznymi, zaburzeniami psychicznymi czy też chorobami o podłożu autoimmunizacyjnym. Nie stosujmy niczego na oślep, również diety ketogennej.

Literatura:

1. Abete, I., Navas-Carretero, S., Zulet, M. A., & Martinez, J. A. (2020). Genetic Regulation of Energy Homeostasis. Principles of Nutrigenetics and Nutrigenomics, 175–180. doi:10.1016/b978-0-12-804572-5.00022-7 
2. https://doi.org/10.4236/aar.2016.51002
3. Wykłady 2019-2020, prof. E. Stachowska. PUM.
4. Chmurzynska, A., & Mlodzik, M. A. (2017). Genetics of fat intake in the determination of body mass. Nutrition Research Reviews, 30(01), 106–117. doi:10.1017/s0954422417000014 
5. Li, J., Riaz Rajoka, M. S., Shao, D., Jiang, C., Jin, M., Huang, Q., … Shi, J. (2017). Strategies to increase the efficacy of using gut microbiota for the modulation of obesity. Obesity Reviews, 18(11), 1260–1271. doi:10.1111/obr.12590 
6. Van der Klaauw, A. A., & Farooqi, I. S. (2015). The Hunger Genes: Pathways to Obesity. Cell, 161(1), 119–132. doi:10.1016/j.cell.2015.03.008