Nutrigenomica este o ramură a genomicii nutriționale și este studiul efectului hranei și al constituenților din hrană asupra expresiei genelor. Aceasta înseamnă că nutrigenomica este cercetarea care se focalizează asupra identificării și înțelegerii interacțiunii la nivel molecular dintre nutrienți și alte substanțe bioactive din dietă și genom. De asemenea, nutrigenomica a fost descrisă de influența variației genetice asupra nutriției, prin corelarea expresiei genelor sau a SNPs cu absorbția nutrienților, metabolismul, eliminarea sau efectele biologice. Procedând astfel, nutrigenomica urmărește să dezvolte o cale rațională pentru optimizarea nutriției, ținând cont de genotipul subiectului.
Determinând mecanismul prin care se produc efectele nutrienților sau efectele unui regim nutrițional, nutrigenomica încearcă să definească relația dintre acești nutrienți specifici și regimuri (diete) asupra sănătății omului. Nutrigenomica a fost asociată cu ideea de nutriție personalizată, bazată pe genotip. Existând speranțe că nutrigenomica va permite elaborarea unor sfaturi personalizate privitoare la dietă, totuși este vorba despre o știință la începuturile ei și contribuția sa la sănătatea publică în următoarea decadă se consideră a fi mare. În vreme ce nutrigenomica urmărește să înțeleagă cum răspunde întregul corp la o hrană anume prin biologia sistemelor, cercetarea efectului relației dintre un singur compus alimentar și o singură genă este cunoscută ca nutrigenetică.
Nutrigenomica a fost definită ca aplicația instrumentelor genomice cu randament sporit în studiile de nutriție și în cercetare. De asemenea, poate fi văzută ca o cercetare ce are scopul de a oferi oamenilor metode și instrumente pentru prevenirea bolilor și alimente care să promoveze sănătatea, în armonie cu stilul de viață, cultura și genetica.
Termenul ”instrumente cu randament sporit” se referă în nutrigenomică la instrumentele genetice care permit ca milioane de teste de evaluare genetică să fie făcute o dată. Atunci când această tehnologie performantă este aplicată în cercetarea în domeniul nutriției, ea permite să se examineze cum afectează nutrienții miile de gene prezente în genomul uman. Nutrigenomica implică caracterizarea produșilor genelor și funcțiile fiziologice și interacțiunile acestor produși. Aici este studiat și impactul pe care îl au nutrienții asupra producției și acțiunii produșilor genelor și cum aceste proteine afectează la rândul lor răspunsul față de nutrienți.
În sec. 20, știința nutriției s-a focalizat pe descoperirea vitaminelor și mineralelor, definind utilizarea lor și prevenind bolile pe care aceste elemente le provocau prin deficiența lor. Deoarece problemele de sănătate legate de nutriție în lumea dezvoltată s-au deplasat către supranutriție, obezitate și diabetul de tipul II, focalizarea medicinei moderne și a științei nutriției s-a schimbat corespunzător.
Pentru a se adresa incidenței crescute a acestor boli legate de dietă, rolul dietei și nutriției a fost și continuă să fie studiat pe larg. Pentru a preveni dezvoltatrea bolii, cercetarea în nutriție investighează cum poate optimiza nutriția și cum poate menține homeostazia celulară, a țesuturilor, a organelor și a întregului corp. Aceasta necesită înțelegerea acțiunii nutrienților la nivel molecular. Aceasta implică o multitudine de interacțiuni legate de nutrienți la nivel de genă, proteină și la nivel metabolic. Drept rezultat, cercetările de nuttriție s-au deplasat de la epidemiologie și fiziologie către biologia moleculară și genetică și, astfel, s-a născut nutrigenomica.
Apariția și dezvoltarea nutrigenomicii a fost posibilă datorită dezvoltărilor marcante în cercetarea genetică. Diferențele inter-individuale în genetică sau variabilitatea genetică, care au un efect asupra metabolismului și asupra fenotipurilor au fost recunoscute mai demult în cercetările legate de nutriție și asemenea fenotipuri au fost descrise. Odată cu progresul în genetică, dezordinile biochimice cu o relevanță clar nutrițională au fost legate de o origine genetică. Problemele genetice care provoacă efecte patologice au fost descrise. Asemenea probleme genetice includ polimorfismul în gena pentru hormonul Leptin, care conduce la obezitate. Au fost descrise și alte polimorfisme genetice cu consecințe pentru nutriția omului. Metabolismul folatului este un bun exemplu, unde există un polimorfism obișnuit pentru gena care codifică metilen-tetrahidro-folat reductaza (MTHFR).
S-a înțeles, totuși, că sunt posibile mii de alte polimorfisme ale genelor care pot conduce la deviații minore în biochimia nutritională, unde ar putea rezulta numai efecte marginale sau aditive din aceste deviații. Instrumentele pentru studierea impactului fiziologic nu erau disponibile mai demult și de-abia acum devin disponibile, permițând dezvoltarea nutrigenomicii. Instrumentele care măsoară proteomul sunt mai puțin dezvoltate. Acestea includ metode bazate pe electroforeza cu gel, cromatografie și spectrometrie de masă. În sfârșit, instrumentele care măsoară metabolomul sunt, de asemenea, mai puțin dezvoltate și includ metode bazate pe imageria cu rezonanță magnetică nucleară și spectrometria de masă, adesea în combinație cu cromatografia de gaze și lichide.
În nutrigenomică, nutrienții sunt priviți ca semnale care spun unei celule specifice din corp despre dietă. Nutrienții sunt detectați de un sistem senzorial în celulă. Un asemenea sistem senzorial lucrează precum ecologia senzorială prin care celula obține informații prin semnal, nutrient, despre mediul înconjurător al său, care este dieta. Sistemul senzorial care interpretează informația de la nutrienți despre mediul înconjurător include factorii de transcripție împreună cu multe proteine adiționale. Odată ce nutrientul interacționează cu un asemenea sistem senzorial, acesta modifică genele, expresia proteinelor și producția metaboliților în acord cu nivelul de nutrient pe care îl percepe. Drept rezultat, diferite diete conduc la diferite modele de gene și de expresie a proteinelor și ale producției de metaboliți. Nutrigenomica caută să descrie modelele acestor efecte care au fost numite semnături alimentare. Asemenea semnături alimentare sunt examinate în celule specifice, țesuturi și organisme și, astfel, este investigat modul prin care nutriția influențează homeostazia. Genele care sunt afectate de diferite nivele de nutrienți trebuie mai întâi să fie identificate și apoi este studiată reglarea lor. Sunt studiate, de asemenea, și diferențele în reglarea aceasta, ca rezultat al diferențelor dintre genele indivizilor.
Se speră că prin dobândirea de noi cunoștințe în acest domeniu, nutrigenomica va promova o cunoaștere asupra faptului cum nutriția influențează căile metabolice și controlul homeostatic, cunoaștere care va putea fi folosită pentru a preveni dezvoltarea bolilor cronice legate de dietă; aceasta este faza în care intervenția nutriției poate întoarce pacientul la starea de sănătate. Deoarece nutrigenomica caută să înțeleagă efectul diferitelor predispoziții genetice în dezvoltarea unor asemenea boli, odată ce un marker a fost găsit și măsurat la un individ, măsura în care el este susceptibil la dezvoltarea acelei boli va fi cuantificată și acelui individ îi va putea fi prescrisă o dietă anume.
Nutrigenomica urmărește, de asemenea, să fie în stare să demonstreze efectul compușilor bioactivi din alimente asupra sănătății și efectul alimentelor sănătoase asupra sănătății, aceasta conducând la dezvoltarea alimentelor funcționale care vor susține sănătatea oamenilor conform cu necesitățile lor individuale.
Nutrigenomica este o știință la începuturile ei. Nu se știe încă dacă instrumentele pentru studierea expresiei proteinelor și producției de metaboliți s-au dezvoltat până la punctul în care să permită măsurători eficiente și demne de încredere. De asemenea, odată ce s-a atins un asemenea nivel de cercetare, va trebui integrată pentru a produce rezultate și recomandări de dietă. Toate aceste tehnologii sunt încă în curs de dezvoltare.
Celulele îmbătrânesc datorită acumulării excesului de radicali liberi formați datorită nutriției incorecte a celulelor și datorită factorilor externi cum ar fi radiațiile UV, poluarea, stresul, hrana etc. Analiza ADN-ului este esențială pentru identificarea amestecului de nutrienți necesari pentru a elimina excesul de radicali liberi prezenți la nivelul celulei.
Știința nutrigenomicii studiază interacțiunea dintre componentele dietei și gene. Descoperirile științifice au făcut posibilă aplicarea nutrigenomicii în domeniul anti-îmbătrânirii și să individualizeze soluțiile nutriționale în forma suplimentelor pentru asigurarea nutriției optime a corpului penttru a preveni îmbătrânirea celulelor prin formarea în exces a radicalilor liberi.
