'Az anya táplálkozása befolyásolja a magzat génjeit'

A nutrigenomika a táplálék génjeink műkődésére gyakorolt hatását vizsgálja. Gyermekcipőben járó tudományág, alig tíz éve születetett. Eredményei döbbenetesek, alapjaiban forgatják fel a táplálkozásról és a genetikáról szóló korábbi elméleteket. Dr. Fekete Sándor Györggyel, az Állatorvos-tudományi Kar professzorával arról beszélgettünk, hol áll ez a tudomány a világban, és hol tart nálunk?

Professzor Úr, a nutrigenomika, azaz a táplálkozásgenomika, arra a felismerésre épül, hogy a táplálkozással befolyásoljuk génjeink működését. Hogyan jöttek erre rá?

Éhező állatokban vizsgálták a zsírépítést illetve zsírbontást - mindkét folyamatot enzimek irányítják. Kiderült, hogy ha valaki éhezik, és zsírt bont, azaz vérében szabad zsírsav úszkál, az a receptorainak ugyanolyan élettani állapot, mintha hetek óta halálra falta volna magát. A szervezet arra törekszik, hogy a keringő zsírtól megszabaduljon, mert az önmagában is káros, pláne ha oxidálódik - akkor egyenes életveszélyes. A receptorok tehát valamilyen módon megszabadulnak a zsírsavtól: ha szerencsénk van, elégetik, kedvezőtlenebb esetekben viszont lerakják a fenékben, a hasűrben, és ami nekünk a legrosszabb: a májban. Hogy pontosan melyik forgatókönyv következik be, az attól függ, hogy milyen típusú zsírt ettünk, és az milyen enzimek működését serkentette: a zsírképzőkét vagy a zsírbontókét. A halolaj és egyéb omega-3 tartalmú olajak például gátolják a májban a zsírképző enzim kifejeződését, nem így a többi zsír.

Hogyan befolyásolják a génjeink működését a szénhidrátok?

Szénhidrátot a szervezet nem tud raktározni, májban, izomban van egy-másfél százaléknyi állati keményítő, vérben pedig kis cukor, de ennyi. Tehát szénhidrátból a szervezet mindenképpen zsírt készít, és elhízni pont ettől lehet, mert a nagy szénhidráttartalmú ételek a zsírképző enzimek működését serkentik, nem pedig a zsírégetőkét. Régi példa a mangalica disznó egyaraszos szalonnája, amely kukoricakeményítőből épül.

Ezek szerint a szénhidrátmentes diéta a tudomány támogatását is élvezi?

Vegyük az Atkins diétát, amelynek lényege, hogy együnk sok fehérjét, amelyek a zsírégető enzimek működését fogják befolyásolni, azaz serkentik a zsírbontást. Továbbá ne együnk szénhidrátot, mert az a zsírképző enzimeket serkentené. Ez eddig rendben van, de Atkins egy dolgot nem tudott még akkor: azt, hogy nem mindegy, milyen fehérjét, zsírokat fogyasztunk, mert a bőr alatt, a hasüregben tényleg megindulhat a zsírbontás, azonban a máj, ha nem megfelelő zsírt, olajat fogyasztunk, s nem jutunk konjugált linolsavhoz elzsírosodik.

A nyomelem, ásványi anyagok ugyancsak hatást gyakorolhatnak a génműködésre?

Persze, például ott a cink, amely gátolja egy olyan enzim - a ciklooxigenáz-2 (COX-2) - termelését, amely a gyulladások kialakulásához szükséges. Tehát ha én cinkvegyületet juttatok a szervezetembe, ami sokkal egészségesebb, mint bármiféle gyógyszer, hiszen ez egy természetes ásványi anyag, akkor gén szinten gátolom a gyulladást okozó ciklooxigenáz-2 termelődését. Ugyanazt a hatást érem el, mint ha aszpirint szednék. Ráadásul a cink nem lyukasztja ki a gyomrot, és nem hígítja fel a vért, szemben az aszpirinnel. Plusz minden, ami gyulladáscsillapító, csökkenti a rákra való hajlamot - az idült gyulladás ugyanis a daganatos sejtek burjánzásához vezethet.

De a rák ellen dolgozik minden immunerősítő is.

Pontosan. Nézzünk egy vitamincsoportot, mondjuk a karotinoidokat, amelyek például megtalálhatóak a sárgarépában is. A karotinoidok annak az enzimnek a génjét befolyásolják, amelyik nitrogén-monoxidot állít elő azokban a sejtekben, amelyek ezzel ölik el a behatoló baktériumokat. Ezt a köznyelv úgy mondja, hogy a karotinoidok fokozzák az immunkészséget. Mivel a daganatos sejtek részben úgy tekintendők sajnos, mint idegen anyagok, amelyeket meg kellene semmisíteni, az immunrendszert erősítő táplálóanyagok egyben rákellenesek is.

De említhetném az A-vitamint is, amelyet például előrehaladott cégek ma már a kutyatápokba is bekeverik. A zsírsejtek által termelt leptin nevű hormon ugyanis - leegyszerűsítve - étvágycsökkentő. Na, most az enyhe A-vitamin túladagolás fokozza a leptint termelő génnek a működését. Ha magasabb lesz a leptinszint, kevésbé leszek éhes, könnyebben tudom a fogyókúrámat tartani. Ezért egyes diétás kutyatápoknak ma már enyhén magasabb az A-vitamin tartalma - sokkal magasabb viszont nem lehet, mert az már mérgező.

Vannak slágerélelmiszerek, mint a fokhagyma, a vörösbor, a zöldtea, amelyek pozitív hatásáról szinte hetente kijön egy új hír.

Azt eddig is tudtuk, hogy a fokhagyma hasznos, ma már viszont pontosan ismerjük azt a kén tartalmú vegyületet, amely a gének működését rákellenes hatásba tolja el. De hasonló kéntartalmú szerves vegyület a brokkoliban is található.

A vörösbor jótékony hatásáért szintén természetes vegyület felelős: a reszveratrol. Nem magában a borban, hanem a szőlőmag héjában található. A vörösbort ugyanis úgy készítik, hogy szüret után a lé több napig együtt áll a maggal, mielőtt kipréselik - a reszveratrol pedig átmegy a vörösborba. A fehérborban szintén megtalálható a vegyület, de a vörösboréban lévőnek ötöde van benne csupán, mert ezt nagyon hamar préselik. Aki tehát a fehérbort szereti, az is hozzájut a reszveratrolhoz, csak májcirózist fog kapni, ha így szeretné fedezni a bevitelét, mivel ötször annyit kéne innia belőle. A bornak ez a vegyülete szintén rákellenes, mert olyan gének működését gátolja, amelyek a daganatok kialakulására hajlamosítanak. Ez az információ ma már többé-kevésbé benne van a köztudatban, azt viszont kevesen tudják, hogy ugyanez a reszveratrol hat egy másik enzim, a SIRT génműködésére is.

A SIRT nagyon ősi enzimcsalád, nem csak az emlős állatokban, hanem fejletlenebb életformákban is jelen van. Az enzim feladata a mitokondriumok működésének és szaporodásának serkentése. A mitokondriumok a sejtek erőművei: ott dől el, hogy a felvett táplálék energiaforrássá alakul-e vagy sem. Ha több mitokondriummal rendelkezünk, hatékonyabbak, egészségesebbek vagyunk, azaz tovább fogunk élni. Bebizonyították, hogy ennek az enzimnek a génszinten való termelődését a reszveratrol fokozza. Ráadásul ma már azt is kimutatták, hogy a meggyben szintén található reszveratrol, tehát az alkohol májkárosító hatása elkerülhető.

A nutrigenomika jelene ezek szerint a természetes anyagok génekre gyakorolt hatásainak kutatása?

Nincs olyan hét, hogy a Journal of Nutrition meg az American Journal of Clinical Nutrition újságokban ne számolnának be arról, hogy egy természetes anyagnál megtalálták, melyik gén működését szabályozza.

Vagy újságban még meg sem jelent, csak az amerikai szabadalmi hivatal közleményében láttam, hogy leírták, hogyan hat a fogyókúrások által rendkívül kedvelt ananász. Rájöttek, hogy az ananászban a bromelain a hatóanyag az, amely közvetve a zsírégető enzimek működését fokozza.

Génchip

De hogyan lesz mindebből egyénre szabott táplálkozás?

A nutrigenomikában szóban a genomika összetétel azt jelzi, hogy nem csak egy-egy gént vizsgálunk, mint például Mendel tette, hanem a szervezet összes génjének működését nézzük egyszerre. Az embernek mintegy 30 ezer génje van, ezek egyidőben történő vizsgálatára szolgál a génchip. Ezt úgy kell elképzelni, mint egy kis lemezkét, amin van egy különleges műanyag bevonat, amelyre ráteszik a DNS egyes szakaszainak ellentettjét, majd rácsöpögtetnek valamilyen DNS-mintát, például vért vagy nyálat, végül elkezdik stimulálni a génszakaszt. Fluoreszcens anyaggal megjelölve jól látható válik, hogy adott tápanyagok mely enzimek génjeinek termelését serkentik, illetve gátolják.

A génchip bevezetéséig azonban nagyon komoly etikai kérdéseket kell még válaszolni. Például dilemma, hogy kinek szabad ismerni az én génchipemet, és kinek nem? Kell-e ismernie például egy biztosítótársaságnak? Vagy a házasulandóknak.

Ön szerint mikorra rendelkezhet a hétköznapi ember génchippel?

Ez pénz kérdése. De génchip elemzést például már a Falus professzorék is tudnak csinálni (Falus András, Semmelweis Egyetem Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézetének igazgatója - szerk.). Szerintem tíz év múlva már kézzelfoghatóak lesz a nutrigenomika eredményei.

Első lépésként fel kell mérni a lakosság genetikai állományát. Mert elég, ha egyetlen nukleotidbázis módosul egy DNS-ben, az már megváltoztathatja az adott gén működését. Egy "betű" csupán a különbség, de lehet, hogy éppen ettől leszünk hajlamosak a cukorbetegségre vagy a magas vérnyomásra. A jövő orvoslása úgy fog kinézni, hogy a kiskamasz elmegy a körzeti orvoshoz, viszi a génchipjét, aki rögtön látja, hogy a gyerek veszélyeztetett cukorbetegségre, ami viszont adott diétával megelőzhető. Vagy az orvos azt mondja egy hölgynek, hogy Ön az emlőrákra hajlamos, de ha így táplálkozik, akkor nagy eséllyel kitolhatja vagy megelőzheti.

Nem szükségszerű tehát, hogy a betegség, amelyre egy gén hajlamosít, ki is fejlődjön.

Minél inkább a pozitív irányba ható géneket aktiváljuk, annál nagyobb az esély, hogy adott betegség nem fejlődik ki. Személyre szabott diétával meg lehetne előzni az első tünetek kialakulását például egy táplálékallergia esetében is.

De nem csak a táplálkozás hathat a génjeinkre, igaz?

A táplálkozásnak meghatározó a szerepe. Ha levesszük a dohányzást, az alkohol hatását, akkor a rák kialakulásáért körülbelül fele-fele arányban felelős a táplálkozás és a környezeti hatások. A vegyi szennyeződéseken kívül én ez utóbbihoz sorolom a sugárzást, a nehézfémeket és az élelmiszerekben jelenlévő E-anyagok egy részét is. Különösen veszélyes, hogy a fenti tényezők együtt vannak jelen, egymás hatását fölerősíthetik, fokozzák.

Csak a saját génjeinkre hathatunk, vagy utódainkét is befolyásolhatjuk?

Ma már ismert, hogy az anya táplálkozása befolyásolja a magzat génjeit. Ha megnézzük a statisztikákat, a csecsemők születési súlya folyamatosan nő. Miért van ez? Mert a kismamák úgy vannak vele, ha a magzatvédő vitamin jó három hónapig, miért hagynák abba a rákövetkező hatban? Pedig nincs rá szükség, az első trimeszter végére megtörtént a szervek differenciálódása.

Másrészt, ha túlsúlyos a kismama, a magzatnál több előzsírsejt fog képződni. Azaz nem csak a duci gyerekből lesz túlsúlyos felnőtt, hanem a kövér magzatból még inkább.

De ami a döbbenetes, bizonyos tápanyagokkal etetve a vemhes egéranyát a születendő utódok minőségi tulajdonságait - például a színüket - is megváltoztathatjuk. Ez azért félelmetes, nem?

Professzor Úr, beszéltünk tápanyagokról...

Nos, szépen úgy kell mondani, hogy táplálóanyagok. Ide tartoznak a szénhidrátok, a fehérjék és a zsírok, továbbá fontosak még az ásványi anyagok és vitaminok is.

Tényleg szebb. Szóval miközben tápláló- és hatóanyagok fontosságát hangsúlyozzuk, szó sem esik készételről. Beszélünk aminosavakról, fehérjékről, de nem esik szó arról, hogy hogyan kéne elkészítenem a számomra egészséges bolognait. Ez a sok tudományos eredmény elkezdett már átszivárogni a gasztronómiába?

Valóban, kellenek "fordítók" a tudomány és a gasztronómia között, képezni kell ilyen szakembereket. Pár éve az amerikai Cornell Egyetemen voltam vendégtanár, ahol egy évtizede hatalmas intézetet hoztak létre a nutrigenomikára. Ott folynak alapkutatások, de olyan vizsgálatok is, amelyek eredménye: egy recept. Bemegy az egér, kísérleteznek rajta, megvizsgálják a génchipet, a végén pedig kijön, hogy a brokkolit hány fokon és milyen olajjal érdemes sütni.

Ehhez képest hol tart a nutrigenomika itthon? Ön például mit kutat most?

Folyamatban van egy pályázatunk Zöldág László és Babinszky László professzorokkal a Kaposvári Egyetemről, amelyben az aminosav arányokat szeretnénk a hízósertéseknek beállítani, hogy abszolút egészséges húsuk, szalonnájuk legyen. És hát ezt is egérkísérlettől kell indítani. Próbálunk olyan területeket kutatni, amelyek előbb-utóbb átmennek majd a gyakorlatba. A PhD-hallgatóknak például most olyan kutatási témákat hirdettem meg, amelyek a táplálkozás napi ritmusát vizsgálják. Mert a sötétség-világosságtól függően is változik az éhségérzet, az anyagcsere és a táplálék energiaforrássá alakulása.

A LifeMagazin műsorán!

Hogyan befolyásolhatjuk a génjeinket? - Genetika közérthetően

"Induljunk a kályhától! Több mint száz éve Mendel leírta a híres borsókísérleteit. Közel 4000 borsót osztályozva megállapította, hogy egyes minőségi tulajdonságok öröklődnek, és a tulajdonságokat többé-kevésbé előre lehet jelezni: például hogy milyen színe lesz a borsónak, illetve ráncos vagy sima lesz-e a héja. De ez érvényes állaton, emberen is: megmondható például, hogy milyen lesz egy tyúk taréjának az alakja, vagy hogy egy szarvasmarha szarvalt vagy szarvtalan. Tehát már a XIX. század közepén sejthető volt, hogy egy-egy minőségi tulajdonság mögött egy-egy gén áll, de akkor még nem tudták mi a gén.

Ugorjunk száz évet! Watson és Crick leírták a sejtek sejtmagjában található DNS szerkezetét. Azt is kiderítették, hogy a DNS-molekulán találunk olyan részeket, amelyek egy-egy fehérje előállításához szükséges információt tartalmaznak: ezeket a szakaszokat nevezzük géneknek. A DNS kettős spirálja egymást kiegészítő bázispárokból áll, azaz, ha az egyik szálat ismerjük, az már determinálja a másikat. Ha tehát sejtosztódáskor a DNS "szaporodni" akar, akkor a két szál szétválik, és mindkettőre ráépítődik pont az ellentettje, végeredményként pedig keletkezik két egyforma DNS.

Na, most a szerkezeti fölépítést a sejt arra is felhasználja, hogy fehérjét szintetizáljon. Mi történik ilyenkor? Ahhoz például, hogy tejfehérje képződjön, a DNS egyik szálának megfelelő szakaszáról egy hírvivő RNS fog tükörben egy másik szálat felépíteni. Ez a folyamat az átírás vagy más néven transzkripció. A gén tehát átadja a " négybetűs abc-ből álló szövegét", vagy a könnyebb érthetőség kedvéért mondjuk úgy, hogy az egy-egy fehérjét rejtjelező paragrafust a szintén a sejtmagban lévő hírvivő RNS-nek. Az RNS-nek ezután kémiailag érnie kell - mondjuk úgy, hogy a paragrafust formázni kell. Ha megérett, a sejtmagból kiúszik a sejt külső részébe, a citoplazmába, ott van ugyanis a gyár, ott zajlik a fehérjeszintézis. A citoplazmában az RNS rátelepszik egy kis műhelyre, mondjuk úgy, hogy egy kis Bt.-re, amit riboszómának hívnak. A riboszómára ráfeküdve feltárul, hogy milyen aminosavak kellenek a tükörkép elkészítéséhez. Ezeket az aminosavakat a "hordárok" (tRNS) szállítják oda. Amennyiben összeáll egy bizonyos aminosav-hossz, abból fehérje keletkezik - ami lehet testünket felépítő fehérje, de a kémiai reakciókat befolyásoló enzimfehérje is. Ennek az egész folyamatnak a neve génkifejeződés, vagy génexpresszió.

Régen azt gondoltunk, hogy a DNS-ben megindul a fehérjeszintézis, és azt teszünk, amit akarunk, a végén úgyis az adott fehérje készül, mi magunk nem vagyunk hatással a folyamatra. Ma már tudjuk, hogy a fehérjeszintézis minden mozzanatát befolyásolni lehet.

Rögtön az első lépés, hogy egyáltalán megindul-e a folyamat: elhatározza-e magát az aminosavat kódoló DNS-szakasz, hogy átadja-e az információt tartalmazó paragrafust a hírvivő RNS-nek. Ennek hátterében állhatnak hormonok, de akár attól is függhet, hogy lúgosat vagy savasat ettünk-e, azaz milyen a sejt citoplazmájának vegyhatása. Például egy tejfehérje esetében, ha szülés után van az anya, elkezdődik a tejfehérje szintézise és a testzsír bontása. Ha még csak várandós, akkor nem.

A második lépés, hogy megérik-e a hírvivő RNS ("splicing"), vagy "kis buta" marad, és nem fog odatalálni a riboszómához. Ha megért, kiúszott a citoplazmába, akkor jön a következő helyzet: mennyi ideig fog a riboszómán életben maradni? Ha sokáig, sok fehérje keletkezik róla, ha hamar elpusztul, akkor kevés. Ezeket a lépéseket a táplálékon, a gyógyszereken, a környezeten vagy a dohányzáson keresztül mind-mind befolyásolhatjuk."