1 / 47

GENETICA NUTRITIEI Ecogenetica , Nutrigenetica si Nutrigenomica

GENETICA NUTRITIEI Ecogenetica , Nutrigenetica si Nutrigenomica. -1. ECOGENETICA -2. APLICAREA CONCEPTULUI DE INTERACTIUNE GENE-MEDIU Î N NUTRI Ţ IE, DEFINIREA TERMENILOR -3. APLICAŢII ALE NUTRIGENOMICII ŞI NUTRIGENETICII Î N TERAPIA BOLILOR COMUNE CU COMPONENTĂ NUTRITIONALĂ.

terris
Download Presentation

GENETICA NUTRITIEI Ecogenetica , Nutrigenetica si Nutrigenomica

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. GENETICA NUTRITIEI Ecogenetica, Nutrigenetica si Nutrigenomica -1. ECOGENETICA -2. APLICAREA CONCEPTULUI DE INTERACTIUNE GENE-MEDIU ÎN NUTRIŢIE, DEFINIREA TERMENILOR -3. APLICAŢII ALE NUTRIGENOMICII ŞI NUTRIGENETICII ÎN TERAPIA BOLILOR COMUNE CU COMPONENTĂ NUTRITIONALĂ

  2. -1. ECOGENETICA=studiază variaţiile individuale determinate de acţiunea unor factori ambientali, variaţii =>diferenţe de răspuns ale organismului uman la anumiţi agenţi ecologici -1.1. Ecogenetica fizică -1.2. Ecogenetica chimică -1.3. Ecogenetica infecţiilor -1.4. Ecogenetica nutriţională

  3. -1.1. Ecogenetica fizică • Factori fizici ambientali de risc • Radiatii UV => cancer de piele • Radiatii telurice • Accidente nucleare • Factori de risc genetici • Mutatii in sistemul reparare a leziunilor AND (NER) • Repararea deficitara a mutatiilor induse de radiatii UV • Sensibilitate la expunere solara -Xeroderma pigmentosum - Ataxia telangiectazia -S. trichotiodistrofinei • Sinteza scazuta de pigment melanic <= eficienta redusa a genei PAH + tirozinazei

  4. -1.2. Ecogenetica chimică • Factori de risc ambientali <=reactivi/mutageni =>necroza//transformare • Agenti chimici endogeni =>radicali liberi de oxigen • Agenti chimici exogeni =>metaboliti intermediari =>2/3 din cancere • Factori de risc genetici <=mutatii gene //enzime detoxifiere • =>susceptibilitate//rezistenta • Faza I=>oxidare/dehidrogenare/hidroliza=>produsi mai reactivi • Faza II =>conjugare (acetil/glicuronil/sulfat/metil) =>produsi mai solubili

  5. CYP1A1=>aril-hidrocarbon-hidroxilaza=>epoxid -1.2. Ecogenetica chimică • Faza I(transformare)<=Genele CYP =>enzime familia citocromului P450 • Hidrocarburi policiclice <= • Alela puternic inductibila =>risc↑7X - cancer pulmonar - fumatori • Amine aromatice, azbest <=CYP2D6 • Alela hipermorfa =>risc↑18X - cancer pulmonar/vezica urinara - fumatori • Faza II (conjugare)<=Genele GSTM1, NAT1, NAT2 etc • Genotip amorf/hipomorf GSTM1=>70% - din cancerele de colon • Acetilatorii lenti =>cancer vezical<=amine aromatice <=fumatori =>cancer colorectal <=alimente ce contin produsi cancerigeni • Alela puternic inductibila=>risc ↑7X - cancer pulmonar–fumatori • Deficitul de α-1-AT =>scaderea activitatii antiproteazice-fumul de tigara =>↓2.000X a afinitatii α-1-AT pentru elastaza

  6. -1.3. Ecogenetica infecţiilor • Infectiile= prototip al bolilor ecologice • Variabilitatea genetica a sistemului imun =>multifactoriala • Formule alelice de risc=>susceptibilitate • Formule alelice de avantaj=>rezistenta • Polimorfismele HLA =>vulnerabilitate / rezistenta • Tuberculoza • Lepra • Hepatita • SIDA • Febra tifoida • Mutatii amorfe–gena CCR5=>receptor nefunctional =>rezistenta HIV • Mutatii heterozigote in genele globinelor si G-6-PD =>rezistenta la malarie

  7. -1.3. Ecogenetica infecţiilor • Selectia naturala produsa de infectii => • Variatia geografica a alelelor sistemului eritrocitar ABO • America Latina – frecventa crescuta a alelei 0 ~ rezistenta la sifilis • Europa – frecventa scazuta a alelei 0 ~ vulnerabilitate la ciuma si holera • Asia – frecventa crescuta a alelei B • alela A – susceptibilitate la variola • alela 0 – susceptibilitate la holera • Predispozitia genetica la tuberculoza • Asocierea tuberculoza +gene=>proteine cu functii antimycobacteriana • Susceptibilitatea =>mutatii rare =>forme de boala cu transmitere mendeliana • Identificarea unor gene majore de susceptibilitate la tuberculoza

  8. -1.4. Ecogenetica nutriţională Variabilitatea genetica =>deficiente efectori genici • Lactaza=>intoleranta la lactoza • Boala celiaca=> gluten • F-1-PD =>intoleranta la fructoza • G-6-PD => favism – anemie hemolitica • Pompa Na-K=> HTA • LDL => hipercolesterolemie familiala • MTHFR=>deficit folati→risc DTN<=suplimentare cu acid folic => homocistinurie =>hiperhomocisteinemie→risc BCV<=suplimentare cu acid folic ADH/ALDH =>intoleranta la alcool etilic

  9. Defecte genetice in metabolizarea alcoolului • Gene ADH1 / ADH2 /ADH3 => Alcool-dehidrogenaze • ADH-1 ‑ subunitatea α - exprimata in perioada fetala • ADH-2 ‑ subunitatea β - exprimata la adult • ADH-3 ‑ subunitatea γ • Gene ALDH1 / ALDH2 => Acetaldehid-dehidrogenaze • ALDH-1 - exprimata in citosol • ALDH-2 - exprimata in mitocondrii • Alele amorfe /hipomorfe – la populatiile din Asia de Est • Boli asociate cu consumul de alcool • Ciroza hepatica • Sindromul alcoolosmului fetal • Alcoolismul = corelat cu factori de risc genetici • Rata crescuta de concordanta la gemeni • Prevalenta ridicata printre rudele alcoolicilor • Reactia neplacuta dupa consum (greata, varsaturi, eritem facial etc) • Eritemul facial acut - consecinta deficitului marcat de ALDH-2

  10. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA • Omul= natura informational-substantial-energetica cu existenta spatio-temporala. • Hrana= factor epigenetic major, are rol integrator. • Omul ”condensare antientropica”=entitate ce prelucreaza informatia alimentului=factor de mediu epigenetic cu rol important in mentinerea functionalitatii sistemului si a integrarii sale in structurile superioare: specie, ecosistem, biosfera • Trasatura esentiala a alimentului=calitatea informatiei furnizate sistemului viu consumator. • Dieta mai importanta decat fiecare aliment separat=> reteaua informationala a dietei= semnificatie biologica esentiala pt sanatatea indivdului si a speciei sale. • Genetica nutritiei- mediul= nutrientii • Cunoasterea mecanismelor genetice prin care dieta • predispune la boli comune: cardiace, obezitate, DZ = aplicatii clinice imediate. • cercetari intense -> a descoperi potentiali nutrienti sau non-nutrienti din alimente, care interactioneaza cu receptorii celulari relevanti -> imbunatatesc starea de sanatate si confort al consumatorilor.

  11. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA Program genetic +/- • Alimente (nutrienti) compusisimpli • →Incorporare in structurileorganismului • →Producere de energie • diferenteintreindivizi in privintaeficienteiutilizariinutrientilor • bolilor care apar in cazul • expuneriiidentice +/- +/- +/- Variatia individuala a raspunsului a mediu se datoreaza celor 0.1% diferente intre secvente ADN (SNPs), pe tot parcursul vietii (intrauterin -> varstnic)

  12. SNPs si impactul acestora asupra nutritiei

  13. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA INTERACTIUNE GENE (Genom) MEDIU (Nutrienti) • Genetica clasica: • boli monogenice (rare) • Ex: fenilcetonuria, galactosemia • La inceputul acestui mileniu, in societati dezvoltate: • boli cronice, poligenice(frecvente) • Ex: -cancer • -boli cardiovasculare BCV • -diabet zaharat, sindrom metabolic • -obezitate, dislipidemii • -osteoporoza Cunoasterea acestor mecanisme tratament prevenire

  14. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA NUTRIGENOMICA= interactiunea complexa dintre genom si nutrienti; rolul nutrientilor in modularea expresiei genice NUTRIGENETICA=raspunsul individual, diferit la dieta in functie de structura genetica particulara

  15. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA STRATEGII IN CERCETAREA NUTRITIEI MOLECULARE • Identificarea genelor specifice si a cailor de reglare • subjacente utilizand instrumente genomice : - modele transgenice • - modele celulare • Biologia sistemelor: signaturi ale genelor, proteinelor, metabolitilor • explicatia variatiei fenotipice • modele de organizare celulara functionala • elucidarea interactiunilor dintre sisteme celulare /organe • /organisme • in nutritie: problema determinarii mecanismelor de control homeostatic impuse de dieta complexitatea alimentelor complexitatea aparatului genetic 35-40000gene -> >100000proteine -> sute de mii de metaboliti

  16. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA Secventarea: Human Genome Project + Noi tehnologii (analize functionale complexe) TRANSCRIPTOMICA PROTEOMICA METABOLOMICA KINOMICA EPIGENOMICA Nutrigenomica & Nutrigenetica

  17. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA Epigenetica= studiul modificarilor genomice produse de factori nongenetici interni sau externi (ex.: alimente, metaboliti etc.), prin alterari ale ADN-ului de tipul metilarilor si modificarilor post-translationale in octetul proteinelor histonice (fosforilari, metilari,acilari) care • sunt copiate de la o generatie celulara la alta dar nu implica schimbari in secventa primara • sunt mediate prin • modificari ale proteinelor cromatinice (histone) • metilarea DNA • contribuie la reglarea transcriptiei • reprezinta o cale prin care genomul “invata din experienta” REGLEAZA EXPRESIA GENICA IN RASPUNSUL LA DIETA sau alte expuneri duc la alterarea fenotipurilor celulare – asociate cu boli cronice sau imbatranirea

  18. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA • prin cunoasterea efectelor nutrientilor si aditivilor la nivel molecular => evaluarea efectului acestora asupra cailor metabolice esentiale, raspunsului imun si consumului energetic; • alimentele contin reglatori dieto-derivati ai expresiei genice care pot fi: • nutrienti (ex. acizi grasi, seleniu, zinc); • non-nutrienti (ex. fitochimicale, izoflavone); • metaboliti ai componentilor alimentari (ex. ac. retinoic); • compusi rezultati in urma procesarii alimentelor (ex. amine heterociclice); • produsi finali ai metabolismului bacterian intestinal (ex. acizi grasi cu lant scurt) • controlul expresiei genice poate fi realizat de catre: • un singur nutrient component al alimentelor; • controlul complex, exercitandu-se prin interconexiunile dintre nutrienti (ex. retinoizi si acizi grasi) sau nutrienti si hormoni (hormonul tiroidian si acizi grasi).

  19. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA Interactiunile gene - dieta • Componentii nutrienti si non-nutrienti din alimente: • interactioneaza cu genele, • influenteaza concentratia si functiunile proteinelor celulare • regleaza expresia genica la diferite nivele: transcriptia genica, stabilitatea ARNm, translatia si post-translatia . Constituenti alimentari cu rol in reglarea cailor de expresie genetica a proteinelor

  20. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA NUTRIENTI- FACTORII DE TRANSCRIPTIE • Relatia nutrienti – factori de transcriptie -> mecanism de reglare al metabolismului lipidelor: • pentru colesterol este reglator - sterol elementul de legare al proteinei-2 (SREBP-2); • pentru acizii grasi polinesaturati (PUFA)- reglator - elementul de legare al proteinei-1 (SREBP-1). • Precursorul inactiv al moleculelor reglatoare SREBP-> in membrana celulara si in reticulul endoplasmic. • Modificarile in eliberarea factorului de transcritie SREBP -> corelate cu modificarile ratei de transcriptie a genelor colesterogenice si lipogenice. • Eliberarea SREBP active-> dependenta de concentratia colesterolului si de compozitia in acizi grasi a reticulului endoplasmic. • nivelul de colesterol sau PUFA din reticulul endoplasmic=> eliberarea factorului de transcriptie SREBP-> nesemnificativa. • concentratiile de colesterol sau PUFA = rata de eliberare a factorului de transcriptie SREBP . • Constituientii alimentari-> puternica influenta asupra afinitatii factorilor de transcriptie pentru secventele de recunoastere specifica a ADN-ului. • Factorii lipofili si metabolitii lor moduleaza activitatea factorulor de transcriptie

  21. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA RECEPTORII CELULARI • Receptorii-> un rol esential in semnalizarea chimica inter si intra-celulara. • Legarea unui neurotransmitator, hormon, medicament, nutrient, mesager intracelular de receptor influenteaza una sau mai multe functii celulare, ex : transcriptia genica sau permeabilitatea membranei. • Receptorii sunt localizati in: • membrana plasmatica - pentru neurotransmitatori, citokine, hormonii circulanti; • organele nemembranare - pentru transductia Ca2+; • citosol - actionand ca factori de transcriptie ligand dependenti, migrand in nucleu dupa fixarea de ligand. Liganzii acestui tip de receptori pot fi steroizi sau alti hormoni liposolubili. • Receptorii pot fi clasificati in patru clase: • receptori canal pt ioni (Ion - Channel); • receptori proteinelor G; • receptori asociati enzimelor; • receptori reglatori ai transcriptiei genice. • Receptorii -> reglarea tuturor functiilor biologice, exprimarea lor calitativa si cantitativa => interactiunilor dintre factorii genetici si epigenetici

  22. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA • studiul receptorilor proteinelor G,->acestia sunt capabili de a comunica cu "lumea exterioara" fiind implicati in procesele de vedere, miros, gust, aroma, auz, alte simturi. • Malfunctiile receptorilor proteinelor G-> numar enorm de boli se spera descoperirea unor alimente sau medicamente care sa corecteze aceste disfunctii, vindecand bolile determinate de acestia. • Familia receptorilor celulari steroid-dependenti: • receptorii retinoizi - receptorul pentru vitamina D3; • receptorii de activare a proliferarii peroxizomale - (PPAR). • un rol esential ca regulatori ai genelor implicate in: • diferentierea celulara, • metabolismul energetic si al lipidelor, • raspunsul inflamator, • formarea placii aterosclerotice, • cancer. • Activarea factorului PPAR este determinata de: acizii grasi omega-3 si omega-6, acizii linoleici conjugati (CLA), prostaglandine, acizi grasi oxidati.

  23. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA • Fosforilarea si defosforilarea proteinelor este reglata de activitatea proteinkinazelor specifice si fosfatazelor, care sunt de asemenea modulatori ai activitatii AND-ului pentru numerosi factori de transcriptie. • actionand direct asupra kinazelor sau fosfatazelor, factorii alimentari pot influenta activitatea de cuplare a ADN-ului, afectand statusul redox al celulelor. • Antioxidanti ca vitamina E pot proteja celula impotriva stresului oxidativ, prevenind initierea stresului generat de calea kinazei. • antioxidanti ca glutationul pot creste activitatea de cuplare a AND-ului pentru factorii de transcriptie, protejand statusul lor oxidativ. • unii nutrienti sunt implicati in reglarea miscarii ARNm in citosol, iar glucoza si PUFA moduleaza mecanismele de procesare a ARNm

  24. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA ALIMENTATIA SI STABILITATEA ARNm • Cantitatea si stabilitatea ARNm transcris <=semnalele citosolice. • Ex. reglare prin dieta a cantitatii si stabilitatii ARNm transcris sunt: • stabilitatea ARNm - sintetazei acizilor grasi de catre glucoza; • stabilitatea glutation peroxidazei de catre seleniu (Se); • destabilizarea ARNm - transferin receptorului de catre fier (Fe). • Cand concentratia celulara a fierului este scazuta, proteinele reglatoare cupleaza fierul si sporesc stabilitatea de transcriptie. • Invers, cuplarea fierului accelereaza degradarea ARNm transferin receptorului.

  25. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA ALIMENTATIA SI BIOSINTEZA PROTEINELOR PRIN TRANSLATIA ARNm • Factorii alimentari moduleaza sinteza proteinelor • ex. blocand legarea ARNm de ribozomi, modificand afinitatea pentru situsul de initiere sau rata de elongatie a peptidei. • Lipsa aminoacizilor =un factor cheie de reducere sau stopare a elongatiei peptidelor. • ex. factor alimentar (nutritiv) fierul-> inhiba translatia feritinei. • Dieta joaca un rol important in procesul de translatie al ARNm implicat in biosinteza proteinelor, inclusiv a celor enzimatice: kinazele, fosfatazele si proteinele ribozomale

  26. Rolul proteinelor asupra expresiei genice • Proteinele sunt un substrat esential pentru crestere si dezvoltare, imunitate cat si pentru mentinerea functionalitatii, structurii si reproducerii normale a organismului • In tarile putin dezvoltate, nutritia hipoproteica ramane o problema majora de sanatate • reglarea expresiei genice la aportul proteic depinde de cantitatea si tipul proteinelor ingerate • Familia receptorilor celulari steroid-dependenti: • receptorii retinoizi - receptorul pentru vitamina D3; • receptorii de activare a proliferarii peroxizomale - (PPAR). • un rol esential ca regulatori ai genelor implicate in: • diferentierea celulara, • metabolismul energetic si al lipidelor, • raspunsul inflamator, • formarea placii aterosclerotice, • cancer. • Activarea factorului PPAR este determinata de: acizii grasi omega-3 si omega-6, acizii linoleici conjugati (CLA), prostaglandine, acizi grasi oxidati.

  27. o dieta proteica restrictiva (hipotroteica), au evidentiat o scadere a masei celulare la nivelul celulelor  pancreatice, o scaderea a activitatii celulelor  pancreatice restante si o scadere a activitatii protein kinazelor A (PKA), avand ca si consecinta majora scaderea nivelului seric de insulina • PKA este implicata in potentarea secretiei de insulina indusa de glucoza, prin intermediul unor hormoni gastrointestinali • Dieta hipotroteica a indus de asemenea alterarea expresiei unui numar relativ mare de gene implicate in biosinteza insulinei, secretiei acesteai precum si a remodelarii celulare a celulelor  pancreatice

  28. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA DIETA SI MODIFICARILE POST-TRANSLATIONALE ALE PROTEINELOR • Proteinele rezultate in urma procesului translational sufera o serie de modificari: • fosforilare - defosforilare; • acilare; • acetilare; • metilare, • glicozilare; • scindari proteolitice; • cuplarea mineralelor sau vitaminelor la proteine determina conversia apoenzimei in holoenzima activa (ex.: cuplarea Mn la arginaza, cuplarea tiaminei la piridoxin-dehidrogenaza). • modificarile post-translationale -> reglate de constituentii alimentari • defecte ale mecanismului post-translational, poate determina schimbari majore in metabolism sau in functionarea celulelor.

  29. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA EFECTUL CARBOHIDRATILOR ASUPRA EXPRESIEI GENICE • Hranirea animalelor de laborator (sobolani) cu o dieta bogata in carbohidrati conduce la aparitia timpurie a obezitatii si a sindromului metabolic, datorita incapacitatii organismului de a stoca o cantitate atat de mare de energie • Obezitatea este asociată cu scăderea nivelului de ARNm a neuropeptidelor oxidatide, NPY (neuropeptidul Y), etc • Efectul hiperglicemiei asupra expresiei genice a angiotensinogenului sintetizat in ficat (AGT) a evidentiat faptul ca că hiperglicemia activeaza expresia genica si creste nivelul acestuia de 3 ori peste nivelul normal • La nivelul ficatului, in prezenta insulinei, glucoza induce expresie genelor responsabile pentru transportorii enzimatici glicolitici si lipolitici precum piruvat kinaza de tip L (L-PK), carboxilaza acetil CoA (ACC) si sintetaza acida lipidica, inhiband pe de alta parte genele caii glicogenice, precum gena carboxikinazei fosfofenil piruvice • Cu toate ca insulina si glucagonul au fost considerate pana nu demult elemente critice in reglarea expresiei genice, se pare ca glucoza este cea care joaca un rol cheie in reglarea transcriptionala genica

  30. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA LIPIDELE SI REGLAREA EXPRESIEI GENICE • Lipidele=sursa energetica si componenta a membranelor celulare, grasimile au rol deosebit de important asupra expresiei genice, conducand la anomalii ale metabolismului, cresterii si diferentierii celulare • Efectele lipidelor asupra expresiei genice reflecta de fapt raspunsul adaptativ al organsimului la cantitatea si tipul lipidului ingerat • La mamifere, factorii de trasncriptie pentru reglarea metabolismului acizilor grasi includ receptorii activati ai proliferarii peroxizomale (PPAR α, β si γ) si SREBP1c.

  31. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA Reglarea expresiei genice in dieta lipidica depinde de: - legarea directa a acizilor grasi, coenzimei A acil lipidica sau a acizilor grasi oxidativi - reglarea activitatii AG oxidativi prin intermediul receptorilor celulari legati de proteine-G si activarea cascadei de semnalizare directionata spre nucleu -reglarea activitatii acizilor grasi oxidativi prin reglarea nivelului calciului intracelular, ce influenteaza cascada de semnalizare directionata catre nucleu • La nivel celular, raspunsul fiziologic la ingestia de acizi grasi depinde de: - cantitatea, calitatea (compozitia biochimica) si durata ingestiei lipidice - metabolismul specific lipidic celular (caile oxidative, kinetica si reactiile competitive) - concentratia celulara a receptorilor specifici nucleari si membranari - Implicarea factorilor specifici de transcriptie genica • Toate aceste mecanisme sunt implicate in controlul metabolismelor lipidice si glucidice, a diferentierii si cresterii celulare

  32. EFECTUL MINERALELOR ASUPRA EXPRESIEI GENICE • La fel ca si ceilalti nutrienti amintiti anterior, majoritatea mineralelor sunt implicate in reglarea expresiei genice • Zincul si reglarea expresiei genice • Zincul (Zn) este un element esential, fiind un cofactor functional pentru o multitudine de proteine ale metabolismului intermediar, cailor de secretie hormonala si a sistemului imun • Zn este implicat in reglarea expresiei genelor exprimate in intestinul subtire, timus si hepatocite • Alte proteine care au Zn in compozitia lor sunt ATP sintetaza, citocromii c, a, NADP dehidrogenaza I si II

  33. Dificienta unuia sau a mai multor minerale poate duce la alterarea functiilor organismului • Diferentele geografice (deficienta sau exces) in nivelurile de minerale (pamant si plante) au un efect negativ asupra expresiei genice • Cele mai frecvente minerale implicate in alterarea proceselor de expresivitate a genelor sunt fierul, iodul si seleniul

  34. EFECTUL VITAMINELOR ASUPRA EXPRESIEI GENELOR • Vitaminele sunt micronutrienti implicati in expresia genica (cantitati mici) • Vitamina A este implicata in expresia PEPCK (Phospho Enol Pyruvate Kinaza), IGF (factorul de crestere dependent de insulina) • Biotina este implicata in sinteza genica a unor proteine esentiale (enzime) • Vitamina C este implicata in expresia genica hepatocitara

  35. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA • Dieta si genele de susceptibilitate la cancer • -La nivel celular cancerul= boala a ciclului celular cauzata de mutatii genice • -Exista dovezi epidemiologice ca dieta moduleaza aceste gene; • ex: • - japonezi rata cancerului de colon erau mici in 1960 dar in prezent au depasit UK : se asociaza cu dieta occidentalizata+o susceptibilitate crescuta la aceasta • studii pe gemeni rata concordantei  MZ decat DZ • -Etiologia cancerelor =heterogena • -Trebuie cercetate mai multe componente dietetice • - Unele cancere sunt rare, • E nevoie de studii pe numar mare de cazuri!

  36. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA Nutritia si cancerul Dieta si genele susceptibile la cancer Cancere determinate nutritional : http://info.cancerresearchuk.org/healthyliving/dietandhealthyeating/foodcontroversies/

  37. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA Dieta si genele de susceptibilitate la cancer Cantitatea de grasime in alimentatie – cancerul de san => relatie puternica (trebuie verificata in mai multe populatii) Unele studii nu au reusit sa deceleze asociatii, altele: da Consumul crescut de carne rosie – cancer colorectal -creste producerea endogena de compusi nitrozaminici -mutatii in gene cheie asociate cu tranzitia la adenom/ carcinom !!!Cantitati crescute de nitrozamine in colon in urma consumului mare de carne rosie Vitamina B / folatii – esentiali pt transferul Carbonului in reactiile de metilare a A D N. Reducerea folatului -> risc de neoplazii colorectale + mecanismele de sinteza si reparare a A D N (studii epidemiologice)

  38. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA Nutritia si cancerul Dieta si genele de susceptibilitate la cancer Acizii Grasi Polinesaturati cu Lant Lung (AGPN LL) Studii epidemiologice au legat consumul crescut de AGPN LL de Efecte benefice asupra unor procese fiziologice: - cresterea - dezvoltarea neurologica - cresterea proportionala de masa grasa si slaba - reproducerea - imunitatea innascuta si dobandita - incidenta si severitatea bolilor cronice si degenerative cancer, ats, osteoporoza, avc, artrita, b. neurodegenerative Ex: uleiul de peste (concentrat in AG ω3) inhiba tumorile colonice in vivo si in vitro

  39. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA Nutritia si cancerul Acizii Grasi Polinesaturati cu Lant Lung (AGPN LL) Liganzi pentru factori de transcriptie: PPAR, SREBP, Induc - alterari in metabolismul lipidic - remodelarea fosfolipidelor, trigliceri delor, esterilor de colesterol Mediaza -factori de transcriptie, -factori de reglare ai ciclului celular -procese de transcriptie RNA --sinteza prostaglandinelor -sinteza inductibila a acidului nitric

  40. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA Dieta si genele de susceptibilitate la cancer !!!!! Risc individual de cancer datorita dietei sau a altor factori de mediu. !!!!! Risc determiat de polimorfisme - asociat cu riscuri diferite la diferite nivele !!!!!! La toata lumea !!!!!! Fara fumat !!!!!! fibre crescute !!!!!! Putina carne rosie si preparate de carne Gradul de protectie este diferit!!!!!

  41. Studiul carcinogenezei modulate nutritional implica: • Efectul nutrienţilor asupra mecanismelor de reparare a ADN b) Metilarea ADN-ului, care influenţează expresia genica şi fenotipurile celulare c) Rearanjarea antioxidativa si stresul oxidativ,receptorii ţintă şi controlul cailor de transductie        d) Controlul ciclului celular, a punctelor de control ale diviziunii celulare, apoptoza şi controlulul proceselor antiangiogenice, etc

  42. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA Dislipidemii Nutritia, genetica si dislipidemiile Apolipoproteina A1 APOA1 Componenta majora a LDLplasmatic = factor protectiv pt BCV Nivelele HDL sunt sensibile la factori nutritionali AGPN Polimorfism al regiunii promotor a APOA1 (-75G/A) Framingham Heart Study Alela A => cresterea HDL dupa consumul de AGPN Alela G (mai comuna) => relatie inversa Diferente de sex: femei cu alela A consum AGPN ↑ au HDL ↑ G consum AGPN ↓ au HDL ↑

  43. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA Obezitatea Nutritia, genetica si obezitatea Tesutul adipos = tesut endocrin foarte activ metabolic Leptina = hormonul satietatii regleaza balanta energetica Grelina = in stomac, reglarea metabolismului eenrgetic pe termen lung si alimentarea pe termen scurt Adiponectina = inhiba ateroscleroza, fibroza hepatica, e antiinflamator Rezistina = determina insulinorezistenta -> DZ 2 =>Hormoni cu roluri in homeostazia energetica, metabolism lipidic reproducere functia cardiovasculara imunitate - Influenta directa asupra creierului,ficatului si muschiului scheletic - Reglate semnificativ de statusul nutritional

  44. NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA Nutritia si bolile metabolice Nutritia, genetica si diabetul zaharat Diabetul zaharat <= secretie si/sau actiune deficitara de insulina Stilul de viata (nutritia): importanta majora in tratament, prevenire factori genetici si de mediu Multitudine de gene candidaterecent: adiponectina, leptina, rezistina - SNP pot modula functiile de transport intestinal Polimorfismul codonului 54 Ala54Thr ↑ secretia TG Deficit de actiune al insulinei, ↑ oxidarii grasimilor

  45. VARIABILITATEA GENETICA A POPULATIILOR UMANE SI DIETA Cantitatea si functiile proteinelor -> alterate prin mutatii genice= SNP mutatiile -> pot afecta conversia codului genetic in proteine. polimorfismul genetic= variatii ale secventei de ADN, in regiuni non-transcriptibile ale genelor, afectand controlul transcriptiei genice, stabilitatea ARNm sau rata de translatie. Polimorfismul genetic cu semnificatie nutritionala are consecinte importante asupra sanatatii umane. Ex. cerintele nutritionale pentru folatii alimentari. mutatia genei MTHFR prin inlocuirea C-> T, determina alanina -> valina. =>reduce termostabilitatea enzimei. mutanti homozigoti sintetizeaza MTHFR cu activitate scazuta+ niveluri plasmatice ale homocisteinei,-> risc  de aparitie a aterosclerozei. SNP=> substituirea unui nucleotid din codonul 491 al genei apo – E -> mareste transcriptia genei apo - E, sporind semnificativ riscul dezvoltarii maladiei Alzheimer NUTRIGENETICA & NUTRIGENOMICA

  46. Alti factori implicati in studiul Nutrigenomicii Stilul de viata modern Statusul nutritional (deficienta sau exces) Comportament nutritional (preferintapentru un anumit tip de aliment) Comportamentul nutritional religios Regimul dietetic vegetarian Diferentele nutritionale demografice Diferentele nutritionale interpopulationale Factori de mediu (tropical, mediteranean, etc) Venitul familial (calitatea alimentatiei) Cultura alimentatiei

  47. Nutrigenetica - perspective • Perspectivele nutrigenomicii includ dezvoltareadietelor personalizate, obtinute prin inginerie genetica, arreduce substantial riscul dezvoltarii unor afectiuni: DZ tip II, bolile cardiovasculare sau anumite forme de cancer • Aplicarea tehnologiei genomice in domeniul nutritiei umane => un aliment sau nutrient moduleaza expresia fenotipica a consumatorului (fenotipul nutritional). • In concluzie, tehnologiile de nutritie genomica pot fi personalizate in functie de secventa genomica individuala, variabilitatea individuala, susceptibilitate individuala pentru anumite afectiuni, etc • Odata cu elucidarea mecanismelor prin care nutrientii influenteaza expresia genica, vom putea intelege bazelefiziopatologice a unor afectiuni precum hipertensiunea arteriala, cancerul, bolile cardiovasculare sau alte afectiuni cronice multifactoriale

More Related