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想象著未來(lái)某一天,你走進(jìn)大街角落的一家高科技生物信息私人診所或者某個(gè)高科技保健公司,醫(yī)生或者工作人員可以通過(guò)你的血液檢測(cè),得到你個(gè)人的全部DNA(DNA:Deoxyribonucleicacid,即“脫氧核糖核酸”)序列信息,經(jīng)過(guò)大型計(jì)算機(jī)分析之后,為你開(kāi)出一張僅適合你的個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)膳食方案,這個(gè)方案還將告訴你一些你身體的秘密——什么時(shí)候吃什么、吃多少、怎么吃;你的身體什么時(shí)候會(huì)發(fā)生怎樣的改變、怎么發(fā)生、你怎么做才能最大程度地避免疾病的發(fā)生等等問(wèn)題都可以在這個(gè)方案中找到答案。據(jù)此,你可以完全了解自己的身體,更好地維護(hù)自己的身體,從而有望擁有更加健康、科學(xué)、美好的生活。以上的說(shuō)法聽(tīng)似天方夜譚,但目前正迅猛發(fā)展的營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)可能將這一切變?yōu)榭赡堋?/span> 2003年4月14日,人類基因組計(jì)劃測(cè)序工作宣告結(jié)束,這標(biāo)志著我們已獲得了人類第一套完整的DNA堿基序列。從此,醫(yī)學(xué)也進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。人們開(kāi)始在基因水平上認(rèn)識(shí)疾病,尋求基因水平的治療方案。當(dāng)然也令上面文字所描述的那樣,在基因水平指導(dǎo)我們的飲食成為可能。目前,科學(xué)家已證明了人類基因組的變異可導(dǎo)致人們對(duì)食物的產(chǎn)生不同反應(yīng)。這也就是說(shuō),適合人群中某些個(gè)體的最佳膳食并不一定適合群體中的其他個(gè)體。這種不同最根本上是源于個(gè)體之間DNA序列的差異。同樣,不同的食物也可以引起個(gè)體DNA信息表達(dá)的改變。營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)就是基于此的一門學(xué)問(wèn),它研究的主要內(nèi)容是各種食物中的營(yíng)養(yǎng)是如何影響基因組,以及基因組是如何影響人體代謝的(圖1-3)。 一、人類和基因 1. 人體的基本營(yíng)養(yǎng)元素 人類是迄今為止地球上,甚至整個(gè)宇宙中唯一的智慧生物,這類特殊的生物以制造和使用工具、勞動(dòng)及語(yǔ)言等高級(jí)活動(dòng)為最主要特征。在短短幾百萬(wàn)年的時(shí)間里,人類便成功地成為了地球的統(tǒng)治者。雖然人類的起源和真實(shí)的演化過(guò)程現(xiàn)在還不得而知,但至少有一點(diǎn)是確定的,那就是我們和同在地球上生存的其他各種生命形態(tài)有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。這些聯(lián)系又讓我們不得不相信,地球上所有生命形態(tài)都源于共同的祖先,因?yàn)榈厍蛏螒B(tài)都擁有共同的生命密碼——脫氧核糖核酸(NDA)。從這一點(diǎn)看,人類也和其它生物一樣不那么特殊了,其一切生理活動(dòng)也同樣遵循著自然規(guī)律。 就維持人體基本生理功能而言,人體需要的基本營(yíng)養(yǎng)元素有以下幾種:碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂類、礦物質(zhì)、維生素及水(圖4-9)。 碳水化合物一般由碳?xì)溲跞N元素組成,其中氫元素和氧元素的含量一般為2:1,這一點(diǎn)和水(H2O)一樣,所以被稱之為碳水化合物。但有一點(diǎn)必須說(shuō)明,碳水化合物中的氫和氧絕不是簡(jiǎn)單地像水那樣結(jié)合在一起。碳水化合物包含人體可以消化吸收利用的糖類、淀粉等,以及人類因缺乏纖維素酶而不能消化吸收利用的纖維素。碳水化合物進(jìn)入人體后會(huì)被分解為最小單位的糖,即葡萄糖,被人體吸收利用。葡萄糖是大多數(shù)生物體的主要能量形式??梢哉f(shuō),碳水化合物是大多數(shù)生物體最主要的能量來(lái)源,同時(shí)也是人體最廉價(jià)的能量來(lái)源。 蛋白質(zhì)主要由碳、氫、氧及氮四種元素構(gòu)成,有時(shí)還含有一些如硫、磷、鐵、鋅及碘等元素。蛋白質(zhì)是由20種氨基酸按照一定順序組合而成的。蛋白質(zhì)進(jìn)入人體后會(huì)被分解成氨基酸而被人體吸收利用,這些氨基酸會(huì)被進(jìn)一步地編碼組裝成人體自身行使各種功能的蛋白質(zhì)。人體內(nèi)不斷進(jìn)行的各種生命代謝活動(dòng)都少不了蛋白質(zhì)的參與,蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。若單純按照重量計(jì)算,蛋白質(zhì)占人體重量的16%-20%,可以說(shuō)沒(méi)有蛋白質(zhì)就沒(méi)有生命。 脂類是由甘油和脂肪酸組成的三酰甘油酯,主要包含油和脂肪,其中常溫下為液態(tài)的是油,常溫下為固態(tài)的是脂肪,其主要組成元素有碳、氫、氧,部分還含有氮、磷等元素。脂類中的甘油比較簡(jiǎn)單,但脂肪酸的種類比較復(fù)雜,大體上可分飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸與多不飽和脂肪酸,這些脂肪酸一般由4至24個(gè)碳原子組成。自然界中最豐富的是混合的甘油三酯,食物中的脂肪98%屬于混合甘油三酯。脂類也是生命的重要組成部分,如磷脂是細(xì)胞膜的重要組成部分,油脂是生物體代謝所需能量的重要貯存形式。 礦物質(zhì)是指人體中除了碳、氧、氫、氮等元素以外其它60多種元素的統(tǒng)稱,也被稱之為無(wú)機(jī)鹽,如我們攝入的食鹽等。各種礦物質(zhì)也是構(gòu)成生物體的重要原料,如骨骼、牙齒等含有大量鈣、磷及鎂等元素。礦物質(zhì)不能提供能量,其總量(按照總質(zhì)量計(jì)算)也低于5%,但是礦物質(zhì)是維持生物體酸堿平衡和正常滲透壓的必要條件。人體代謝中,礦物質(zhì)會(huì)通過(guò)各種途徑排出體外,所以我們必須通過(guò)飲食補(bǔ)充。 維生素又叫維他命,是人體不可缺少的一種營(yíng)養(yǎng)素,是維持人體生命活動(dòng)必須的一類有機(jī)物質(zhì),也是維持人體健康的重要活性物質(zhì)。維生素在體內(nèi)的含量很少,它們也不能在體內(nèi)合成,必須由食物供給。維生素既不是構(gòu)成機(jī)體組織的原料,也不是體內(nèi)供能的物質(zhì),然而在調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育和維持生理功能等方面卻發(fā)揮著重要作用,所以人們把它稱為人體中的黃金。 水是人體構(gòu)成中含量最多的物質(zhì),超過(guò)人體的50%。 營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué) 營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)(nutritional genomics或nutrigenomics)是一門研究食物是如何影響個(gè)體遺傳信息表達(dá),以及個(gè)體基因如何進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、生物活性物質(zhì)代謝,并對(duì)這一代謝過(guò)程作出何種反應(yīng)的學(xué)問(wèn)。從這個(gè)簡(jiǎn)單的定義中,我們可以看到所謂“營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)”實(shí)際上包含了兩大方面的內(nèi)容:一是食物,即各營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)基因信息的影響;二是基因?qū)Ω鳡I(yíng)養(yǎng)素代謝的響應(yīng)。常識(shí)告訴我們,有時(shí)候同樣一種食物,有些人吃了沒(méi)什么問(wèn)題,另外一些人吃了則會(huì)有問(wèn)題,其根本原因在于個(gè)體之間的差異,而這個(gè)差異從根本上說(shuō)很可能是由個(gè)體之間的基因差異決定的。 食物引起遺傳信息表達(dá)的改變以及基因型差異造成不同的代謝譜是營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)的中心理論,這一理論真實(shí)地反映了食物和健康之間的關(guān)系。由于基因測(cè)序技術(shù)的不斷進(jìn)步,高通量、低價(jià)格的測(cè)序成為一種可能;同時(shí)人們對(duì)健康永不停歇的追求,最終讓人們開(kāi)始思考、研究基因序列與健康之間的微妙關(guān)系。人類基因組計(jì)劃的完成讓我們翻開(kāi)了人類遺傳“天書”的第一頁(yè),讓我們了解了地球生命系統(tǒng)同一性的同時(shí),也讓我們知道了物種之間、同種生物個(gè)體之間的差異。我們來(lái)自同一個(gè)祖先,但我們又是那么的不一樣,從基因水平上講,我們每個(gè)人都是獨(dú)一無(wú)二的。 簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō),營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)的內(nèi)容就是研究營(yíng)養(yǎng)素是如何影響基因組以及基因組又是如何影響人體代謝的。
二、營(yíng)養(yǎng)素和基因表達(dá) 近10年的研究已證實(shí),食物(營(yíng)養(yǎng))中的大量或微量元素都能通過(guò)激素作用的方式單獨(dú)控制基因表達(dá)。人體主要營(yíng)養(yǎng)元素中的脂肪酸、膽固醇和葡萄糖及葡萄糖代謝產(chǎn)物、脂溶性維生素等都可以通過(guò)轉(zhuǎn)錄因子(transcription factor)來(lái)調(diào)節(jié)基因的功能。轉(zhuǎn)錄因子實(shí)際上是一類擁有特殊功能的蛋白質(zhì),它們能與基因5`端上游特定序列專一性地結(jié)合,從而保證目的基因以特定的強(qiáng)度在特定的時(shí)間與空間表達(dá)。
1. 固醇調(diào)節(jié)元結(jié)合蛋白和糖類應(yīng)答元結(jié)合蛋白 近期有研究表明,多不飽和脂肪酸能阻止幾種飽和脂肪酸合成有關(guān)肝基因的表達(dá)。多不飽和脂肪酸通過(guò)調(diào)節(jié)幾種活躍的轉(zhuǎn)錄因子,發(fā)揮其在基因表達(dá)上的作用。固醇調(diào)節(jié)元結(jié)合蛋白(SREBP)和糖類應(yīng)答元結(jié)合蛋白(ChREBP)是兩種重要的轉(zhuǎn)錄因子,目前研究也較為深入。 SREBP控制著30種以上的基因的表達(dá),這些基因被證實(shí)與人體內(nèi)源性膽固醇、脂肪酸、甘油酯和磷脂的合成有關(guān)。SREBP有三種亞型,分別是SREBP -2、SREBP-1a及SREBP-1c,其中1c的生理作用最強(qiáng)。三個(gè)亞型中1a和1c被同一基因編碼,不同的是,這段基因中的外顯子通過(guò)選擇性拼接并選擇不同起始位點(diǎn)作為轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)。這些轉(zhuǎn)錄因子是如何響應(yīng)體內(nèi)膽固醇等營(yíng)養(yǎng)素變化的呢?原來(lái)體內(nèi)的膽固醇、胰島素/葡萄糖和多不飽和脂肪酸的分子數(shù)量水平通過(guò)反饋抑制它們自身的蛋白水解而控制成熟的、可以正常發(fā)揮轉(zhuǎn)錄因子功能的SREBP的形成。 ChREBP是糖類誘導(dǎo)特定的生脂基因(lipogenicand myogenic gene)表達(dá)所必須的,這些生脂基因控制著人體內(nèi)將碳水化合物轉(zhuǎn)化為甘油三脂的過(guò)程。日常生活中,有些人雖然主要吃谷物制品,很少吃大魚大肉,但是仍然很胖,究其原因,就是這種生脂基因過(guò)度表達(dá)的結(jié)果,碳水化合物被大量轉(zhuǎn)化成了脂肪在體內(nèi)儲(chǔ)存了起來(lái)。研究表明,在缺乏胰島素的情況下,營(yíng)養(yǎng)素本身似乎就能誘導(dǎo)調(diào)節(jié)幾種糖酵酶和脂肪生成酶的表達(dá),ChREBP也可以起到調(diào)節(jié)作用(圖10)。 SREBP和ChREBP都參與了營(yíng)養(yǎng)素和激素對(duì)編碼葡萄糖代謝和脂肪生長(zhǎng)中某些酶的基因調(diào)控,同時(shí)它們又共同參與調(diào)控了重要的生脂基因。從這個(gè)方面講,某個(gè)人是否會(huì)長(zhǎng)胖,除了受到目前已確定的某些肥胖基因影響之外,同時(shí)還受到營(yíng)養(yǎng)元素供給的影響。
2. 核受體 細(xì)胞核內(nèi)的受體可以直接或間接地應(yīng)答脂溶性營(yíng)養(yǎng)素及其代謝物,進(jìn)而進(jìn)行調(diào)控基因表達(dá)。核受體的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,目前研究人員正在深入研究其功能及與各營(yíng)養(yǎng)素之間的關(guān)系。研究人員通過(guò)對(duì)肝臟X受體、法尼醇X受體及炎癥反應(yīng)中的核受體等多種核受體的研究,已證實(shí)核受體是一種有效的代謝傳感器。
3. 維生素A和維生素D 人體重要的營(yíng)養(yǎng)素維生素A和D被證實(shí)也能有效影響基因表達(dá)。如維生素A的衍生物類維生素A能影響碳水化合物、脂肪酸和膽固醇等多種多樣的新陳代謝的信號(hào)途徑。同時(shí),類維生素A在胚胎形成期以及細(xì)胞增殖、分化和凋亡過(guò)程發(fā)揮了重要作用。此外,類維生素A還控制著各種各樣的激素應(yīng)答基因。 維生素D的生物激活形式1,25-二羥基維生素D3[C1] 能與維生素D受體交互作用,進(jìn)而促進(jìn)鈣元素在體內(nèi)的穩(wěn)定。因此,可以說(shuō),維生素D的生物激活形式是人體鈣元素新陳代謝的重要調(diào)解者。人體的骨骼、腎臟、腸、腦、心臟、胰腺、皮膚、淋巴等各處都發(fā)現(xiàn)有維生素D的受體,正是有了這些受體的存在,維生素D 才能發(fā)揮作用。維生素D能增加腸對(duì)鈣的吸收和調(diào)節(jié)骨骼中的鈣元素,可以說(shuō)維生素D在整個(gè)礦物質(zhì)代謝中發(fā)揮了重要作用。
4. 植物雌激素 植物雌激素的發(fā)現(xiàn)比較有意思。1940年,人們偶然發(fā)現(xiàn)一些牛羊等食草動(dòng)物吃了含有紅三葉的草后出現(xiàn)了不孕,而且懷孕的牛羊常常會(huì)流產(chǎn),小牛、小羊會(huì)提前發(fā)情。于是人們認(rèn)識(shí)到,這些植物中可能存在某種具有動(dòng)物雌激素的物質(zhì)。到了1960年前后,人們從三葉草中分離得到了異黃酮芒柄花黃素(isofavones formononetin)和雞豆黃素A(biochanin A),這就是第一批被確認(rèn)的植物雌激素(圖11)。 進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),這些植物雌激素的化學(xué)結(jié)構(gòu)與哺乳動(dòng)物的某種雌激素化學(xué)機(jī)構(gòu)比較相似。雌激素受體能以同源或異源二聚體的方式直接與DNA結(jié)合或與其它DNA轉(zhuǎn)錄因子形成復(fù)合物,從而調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。由此我們可以看出,本來(lái)是作為食物攝入的營(yíng)養(yǎng)素,卻可以模仿雌激素而發(fā)揮某些特定的功能。這樣說(shuō)來(lái),我們?cè)跀z入某種未知或低含量營(yíng)養(yǎng)素的時(shí)候,我們的基因表達(dá)方式可能就在悄無(wú)聲息中發(fā)生了改變。 三、母體營(yíng)養(yǎng):營(yíng)養(yǎng)和表達(dá)調(diào)控 在我們出生之前,每個(gè)人的DNA序列在父母精卵結(jié)合的那一剎那就已經(jīng)確定了。出生后,我們很難通過(guò)短期的外在影響來(lái)改變我們的DNA序列,從而改善我們的基因。當(dāng)然,目前生命科學(xué)界正研究的基因治療可能可以在某個(gè)局部開(kāi)始改善或修正某些基因序列從而治療某些特殊的疾病。 人類飲食營(yíng)養(yǎng)素變化很大,其中包含了大量用于甲基代謝的營(yíng)養(yǎng)素。最近有科學(xué)研究表明,我們可以通過(guò)食物(營(yíng)養(yǎng)素)調(diào)節(jié)胚胎及其早期發(fā)育,這種調(diào)節(jié)甚至可以改善基因表達(dá)。在不涉及DNA序列變化的情況下,實(shí)現(xiàn)基因表達(dá)方面的可遺傳改變,讓人們興奮不已,這也是現(xiàn)在表觀遺傳學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容之一。這些可遺傳的改變包括酶促DNA甲基化和組蛋白修飾時(shí)所伴隨的改變,以及染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的其它修飾。 所有營(yíng)養(yǎng)素都可能對(duì)基因表達(dá)產(chǎn)生一定的影響,許多營(yíng)養(yǎng)素在胚胎發(fā)育過(guò)程中所起到的作用可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于成年后。由此可見(jiàn),那些孕育寶寶的媽媽們的營(yíng)養(yǎng)素?cái)z取對(duì)胎兒的重要性就可見(jiàn)一斑了。為什么兒女們的飲食習(xí)慣或生活習(xí)性與生俱來(lái)就會(huì)和母親更為接近,或許可以從這里找到答案(圖12)。 1. DNA甲基化 甲基代謝依賴食物中的葉酸、蛋氨酸、鋅及維生素B12等,這也是為什么孕期女性需要口服補(bǔ)充葉酸的原因。DNA和組蛋白的甲基化是表觀遺傳學(xué)調(diào)節(jié)的主要部分。DNA甲基化(DNA methylation)是最早發(fā)現(xiàn)的基因修飾途徑之一。在甲基轉(zhuǎn)移酶的催化下,DNA的CG兩個(gè)核苷酸的胞嘧啶被選擇性地添加甲基,形成5-甲基胞嘧啶。甲基化位點(diǎn)可隨DNA的復(fù)制而遺傳,因?yàn)镈NA復(fù)制后,甲基化酶可將新合成的未甲基化的位點(diǎn)進(jìn)行甲基化。由此可見(jiàn),DNA的甲基化可引起基因的失活,而去甲基化過(guò)程可以讓失活的基因再度擁有活性,這就好比給DNA序列上的某些功能單元序列裝上了開(kāi)關(guān)(圖13)。 最近的科學(xué)研究表明,包括人類在內(nèi)的哺乳動(dòng)物一生中的DNA甲基化水平會(huì)經(jīng)歷兩次顯著變化。第一次發(fā)生在受精卵最初幾次卵裂中,去甲基化酶清除了DNA分子上幾乎所有從親代遺傳來(lái)的甲基化標(biāo)志;第二次發(fā)生在胚胎植入子宮時(shí),一種新的甲基化遍布整個(gè)基因組,甲基化酶使DNA重新建立一個(gè)新的甲基化模式。細(xì)胞內(nèi)新的甲基化模式一旦建成,即可通過(guò)甲基化以“甲基化維持”的形式將新的DNA甲基化傳遞給所有子細(xì)胞DNA分子。從這個(gè)角度看,孕育最早期對(duì)胎兒來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。營(yíng)養(yǎng)和代謝對(duì)胚胎和胎兒發(fā)育非常重要,一些母體效應(yīng)可對(duì)后代終生,甚至是下幾代都產(chǎn)生影響(圖14-15)。 不過(guò),自然界中的生物尤其是動(dòng)物總是趨向并且擅長(zhǎng)早期繁殖,因?yàn)榇蠖鄶?shù)動(dòng)物(有些物種幾乎是全部個(gè)體)在它們還沒(méi)來(lái)得及衰老前便會(huì)被它們的天敵,或寄生蟲或細(xì)菌病毒獵殺。因此,動(dòng)物在分配營(yíng)養(yǎng)素等有價(jià)值的資源時(shí)會(huì)優(yōu)先用于繁殖,即胚胎會(huì)最大程度利用母體的營(yíng)養(yǎng)素。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)素不足時(shí),動(dòng)物將在短期存活和生殖之間進(jìn)行分配;當(dāng)營(yíng)養(yǎng)素充足時(shí),動(dòng)物將更多的用于生殖目的。顯然,讓個(gè)體存活的更久一些,還是更早產(chǎn)生更多的后代,后者更能體現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)素對(duì)該物種的實(shí)際意義。 2. 與人類生殖相關(guān)的表觀遺傳作用 研究表明,人類的母體效應(yīng)和表觀遺傳不如我們的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物嚙齒類那樣明確,但人類可能也有類似現(xiàn)象發(fā)生。如幼年癌癥很可能就是由于胎兒發(fā)育階段有一個(gè)甲基化的不當(dāng)遺傳或丟失造成的。又如過(guò)敏性哮喘也可能是由于胎兒或新生兒繼承了DNA表觀遺傳模式,胎兒基因在幼年時(shí)期持續(xù)表達(dá)而造成的。有研究表明,經(jīng)過(guò)細(xì)胞核移植等早期操作處理可以引起小鼠的表觀遺傳改變,因此我們有理由相信人類輔助生殖的組織培養(yǎng)條件和其它操作處理也可能會(huì)影響兒童的表觀遺傳。所以,選擇人工輔助生殖還是有一定潛在風(fēng)險(xiǎn)的(圖16-18)。
2013年7月28日,《Nature》雜志報(bào)道了由中外科研人員合作的科研成果,該研究利用單細(xì)胞表達(dá)譜研究的RNA-seq技術(shù),對(duì)人胚胎早期發(fā)育各階段全基因組RNA轉(zhuǎn)錄譜的系統(tǒng)分析,發(fā)現(xiàn)在胚胎發(fā)育早期各階段中存在著父親或母親來(lái)源的單等位基因表達(dá)差異。同時(shí),運(yùn)用加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析(WGCNA)顯示胚胎早期發(fā)育各階段中的細(xì)胞周期、基因調(diào)控、蛋白質(zhì)翻譯以及代謝通路的轉(zhuǎn)錄變化是以分步進(jìn)行的方式按順序發(fā)生,并明確了該機(jī)制在物種間保守存在,僅在發(fā)育特異性和時(shí)序上有所差異,證明了哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育進(jìn)化上的共性。 四、T2MD(2型糖尿?。?/span> 1. 認(rèn)識(shí)T2MD 2型糖尿病原名“成人發(fā)病型糖尿病”,多在35~40歲之后發(fā)病,占糖尿病患者90%以上。2型糖尿病患者體內(nèi)產(chǎn)生胰島素的能力并非完全喪失,甚至有的患者體內(nèi)胰島素產(chǎn)生過(guò)多,但胰島素作用效果較差,患者體內(nèi)的胰島素是一種相對(duì)缺乏。 與1型糖尿病一樣,2型糖尿病具有復(fù)雜的遺傳因素,目前與2型糖尿病有關(guān)的基因多達(dá)二十幾個(gè)。肥胖、高熱量飲食、體力活動(dòng)不足及年齡的增長(zhǎng)是2型糖尿病最主要的環(huán)境因素,高血壓、血脂異常等因素也會(huì)增加患病風(fēng)險(xiǎn)。與白種人及亞洲人比較,2型糖尿病更容易在土著美洲人、非洲-美洲人及西班牙人群中發(fā)生(圖19)。
2. T2MD背后的秘密 自受精卵開(kāi)始,新的生命就繼承了不同的基因組合及其特異性的表觀遺傳修飾,每一個(gè)個(gè)體生來(lái)就對(duì)2型糖尿病及其它各種慢性疾病具有獨(dú)特的易感性。一個(gè)人并不是非要等到30歲以后才能知道他是否具有患2型糖尿病的可能,一切都是“命中注定”的。我們生而不同,當(dāng)然出生后的生存生長(zhǎng)環(huán)境也極大地影響著如2型糖尿病這樣的疾病的發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。 作為生物體的我們必須不斷地?cái)z入各種營(yíng)養(yǎng)素。不同膳食結(jié)構(gòu)所包含的不同組合的營(yíng)養(yǎng)素在一定程度上會(huì)改變某些疾病的發(fā)病幾率和嚴(yán)重程度,也就說(shuō)膳食中的熱量攝入或其它特殊化學(xué)物質(zhì)直接或間接地影響了引起慢性疾病的基因表達(dá)。當(dāng)然遺傳背景的改變也影響著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝。許多膳食中的化合物是多種轉(zhuǎn)錄因子的配體,膳食中的化學(xué)物質(zhì)也會(huì)直接影響蛋白質(zhì)和酶的活性。 就2型糖尿病而言,環(huán)境因素其實(shí)比飲食的影響更重要。通常情況下,細(xì)胞因子的水平對(duì)環(huán)境變化十分敏感,它能夠反映蛋白和RNA表達(dá)的變化。有些環(huán)境因素在我們看來(lái)非常普通,如每日整體睡眠時(shí)間及睡眠的連續(xù)性、能量攝入及消耗的平衡狀態(tài)、體力活動(dòng)、大氣氧分壓、應(yīng)激等心理因素、茶水及其它飲料的攝入等,都可影響我們?nèi)?型糖尿病等慢性疾病基因的表達(dá)水平。 五、追求最理想的食物 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的流行病學(xué)調(diào)查,以及有關(guān)營(yíng)養(yǎng)對(duì)于慢性病預(yù)防方面的研究,結(jié)合現(xiàn)代基因測(cè)序技術(shù)的高度發(fā)展,科學(xué)家們已將遺傳信息與食物、健康進(jìn)行了對(duì)應(yīng)性研究。我們可以吃得更健康,可以按照自己的遺傳信息確定自己的理想食物。目前,科學(xué)家們已經(jīng)嘗試使用基于遺傳信息的不同膳食方法來(lái)治療高膽固醇血癥患者。 1. 我們?cè)趺礃映愿】的兀?/span> 減少總脂肪的攝入量已成為共識(shí)??茖W(xué)家們推薦,總脂肪攝入量應(yīng)該減少至總能量攝入量的30%或更少,這樣可以減少冠心病(CHD)和癌癥的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。研究表明,多不飽和脂肪酸與CHD發(fā)病率呈負(fù)相關(guān),有效攝入ω-3脂肪酸可以減少突發(fā)性死亡的可能性,所以每周吃一次魚吧。反式脂肪酸的大量攝入提高了CHD發(fā)病相關(guān)炎癥標(biāo)志物的水平。減少食物中脂肪(這里主要是指動(dòng)物性脂肪)的攝入可能還會(huì)減少乳腺、直腸結(jié)腸以及前列腺癌癥的發(fā)病率。高脂肪會(huì)導(dǎo)致體重超標(biāo),這也是很多疾病和死亡的又一大誘因。 多吃雜糧粗糧,少吃精制食物。 說(shuō)完了脂肪,我們來(lái)說(shuō)說(shuō)碳水化合物。人體需要的能量大致是恒定的,減少了總脂肪攝入量必然帶來(lái)碳水化合物攝入量的增加。粗糧食品中含有膳食纖維及各種微量營(yíng)養(yǎng)素,但在精制過(guò)程中膳食纖維及各種微量營(yíng)養(yǎng)素丟失了。如在白面粉標(biāo)準(zhǔn)精制加工過(guò)程中,約有60%-90%的維生素B6、維生素E、葉酸和其它營(yíng)養(yǎng)素丟失了。精制食品與較少加工的全谷物食品相比,使用精制食品后血糖水平反應(yīng)會(huì)更高,這加重了血糖負(fù)荷,進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致血漿胰島素水平的快速升高,從而帶來(lái)一些不好的代謝效應(yīng)。有研究表明,攝入較多精制淀粉和糖類,尤其是在攝入較少膳食纖維時(shí),容易增加非胰島素抵抗型糖尿病和CHD的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。一些前瞻性研究還表明,攝入較多的谷物纖維對(duì)結(jié)腸癌有降低發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)期作用,當(dāng)然多纖維膳食的確能夠減少便秘的發(fā)生。 用豆科植物、魚類及家禽等替代紅肉作為膳食蛋白的來(lái)源。蛋白質(zhì)在某種程度上是可以替代碳水化合物的,如肉食性動(dòng)物基本上不攝入碳水化合物。研究表明,蛋白質(zhì)替代碳水化合物后可以有效改善血脂。蛋白質(zhì)的具體來(lái)源可能對(duì)身體長(zhǎng)期健康有著重要影響。與蛋白質(zhì)相比,不同食物源中的其它成分可能起到更為重要的作用。如前文提到的多吃魚肉可以降低CHD的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)就是一個(gè)很好的例子。又如大豆不僅含有豐富的植物蛋白,同時(shí)還含有大量多不飽和脂肪酸。與牛、羊等紅肉相比,家禽的白肉中多不飽和脂肪酸含量也明顯較多。以上提到的兩個(gè)例子中,多不飽和脂肪酸也許是一個(gè)關(guān)鍵,但是具體是如何發(fā)揮作用的目前仍然不是很清楚。 多吃水果和蔬菜。很多人認(rèn)為,多吃蔬菜和水果可以降低癌癥及心血管疾病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。但是也有研究發(fā)現(xiàn),癌癥的發(fā)病率與是否多吃蔬菜水果關(guān)聯(lián)很小或無(wú)關(guān)聯(lián)。但是有一些好處已證實(shí),如番茄中的番茄紅素的確可以降低前列腺癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn);攝入較多的蔬菜可以降低血壓,這主要是鉀離子在起作用;綠葉蔬菜中的類胡蘿卜素、葉黃素、玉米黃素與白內(nèi)障的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)。 補(bǔ)鈣別忘了維生素D。鈣是人體骨骼的重要元素,因此我們要保證每天有充足的鈣攝入,但是鈣的作用與維生素D的作用是分不開(kāi)的。鈣元素的有效攝入還具有一定的降血壓作用。就普通人而言,攝入較多的綠葉蔬菜和其它蔬菜就可以滿足鈣的需求量,當(dāng)然對(duì)于正在生長(zhǎng)的兒童和孕婦而言,鈣元素的攝入量就需要大大增加了(圖20)。
2. 理想膳食和生活方式改變的影響 由于個(gè)體差異,每個(gè)人都會(huì)有適應(yīng)自身的理想膳食,并且同一個(gè)人在不同的身體發(fā)育階段對(duì)各營(yíng)養(yǎng)元素的需求也各不相同。這些飲食同時(shí)還受到地域差異、氣候差異的影響。就同一種食物而言,不同地區(qū)產(chǎn)出的同樣的食物,其含有的微量元素也不盡相同,加之烹飪的方法千差萬(wàn)別,各營(yíng)養(yǎng)元素的保留程度也不一樣。 因此,很難找到一個(gè)完全理想的膳食譜。不過(guò)只要我們遵循了以上提到的一些基本原則,我們就可以最大程度地減少由于食物帶來(lái)的各種風(fēng)險(xiǎn)。在降低飲食風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí),生活方式對(duì)身體健康的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于膳食帶來(lái)的影響。也有最新研究表明,積極運(yùn)動(dòng)在某種程度上也可以影響DNA甲基化水平。樂(lè)觀向上的心態(tài)、積極健康的運(yùn)動(dòng)對(duì)我們的健康維系非常重要。 |
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來(lái)自: MITOMMY > 《衰老與長(zhǎng)壽》