Besin Takviyesi Maruziyeti
Arka Plan:Besin takviyeleri, geniş bir yelpazede vitaminleri, mineralleri, bitkisel özleri, amino asitleri ve diğer diyet bileşenlerini kapsayan, algılanan sağlık yararları için dünya çapında yaygın olarak tüketilmektedir. Bu faydalar, genel iyilik halini desteklemekten belirli sağlık durumlarını potansiyel olarak önlemeye veya yönetmeye kadar uzanır. Ancak, takviyelerin etkinliği ve güvenliği bireyler arasında önemli ölçüde farklılık gösterebilir. Bu değişkenlik, yaşam tarzı, beslenme alışkanlıkları ve en önemlisi, bireyin benzersiz genetik yapısının karmaşık bir etkileşimidir. SU.VI.MAX denemesi gibi çalışmalar, antioksidan vitaminlerin ve minerallerin sağlık üzerindeki etkilerini araştırmış ve bunların kardiyovasküler hastalıklar ve kanserler üzerindeki potansiyel etkisini vurgulamıştır.[1]Genetik yatkınlıklar ve besin takviyesi maruziyeti arasındaki karmaşık ilişkinin anlaşılması, kişiselleştirilmiş sağlık stratejileri geliştirmek ve sağlık sonuçlarını optimize etmek için bu nedenle önemlidir.
Biyolojik Temel:Besin takviyelerine farklı yanıtların biyolojik temelleri, genetik varyasyonların vücudun besin emilimi, metabolizma, taşıma ve kullanım dahil olmak üzere süreçlerini nasıl etkilediğinden kaynaklanmaktadır. Genom çapında ilişkilendirme çalışmaları (GWAS), özellikle vitamin metabolizmasında yer alan sistemik biyobelirteç konsantrasyonlarını etkileyen genetik lokusları belirlemede etkili olmuştur.[2] Örneğin, _FUT2_gibi genlerdeki belirli tek nükleotid polimorfizmleri (SNP’ler), plazma vitamin B12 seviyeleri ile önemli ölçüde ilişkilendirilmiştir.[3]Benzer şekilde, diğer genetik varyantlar, dolaşımdaki vitamin K plazma fillokinon ve vitamin D plazma 25(OH)-D seviyelerini belirlemede rol oynayabilir.[2] Metabolomik alanı ayrıca, genetik varyantların, genellikle besin takviyeleri tarafından hedeflenen veya sağlanan maddeler olan önemli lipidlerin, karbonhidratların veya amino asitlerin homeostazındaki değişikliklerle nasıl ilişkili olduğunu ortaya koymaktadır.[4] Bu genetik farklılıklar, enzim aktivitesinde, taşıyıcı verimliliğinde veya reseptör duyarlılığında farklılıklara yol açabilir ve aynı takviye dozajına farklı biyokimyasal yanıtlarla sonuçlanabilir.
Klinik Önemi:
Genetik bağlamda besin takviyesi maruziyetini anlamanın klinik etkileri derindir. Bu bilgi, neden bazı bireylerin belirli takviyelerden önemli faydalar sağladığını, bazılarının ise minimal etkiler veya hatta olumsuz reaksiyonlar yaşadığını açıklayabilir. Örneğin, _SLC2A9_, _ABCG2_ ve _SLC17A3_gibi genlerdeki genetik varyantların ürik asit seviyelerini etkilediği bilinmektedir ve bir bireyin genetik altyapısının diyet alımı veya takviyeden etkilenebilecek endojen bileşiklerin metabolizmasını nasıl değiştirebileceğini göstermektedir.[5]Bu gen-çevre etkileşimlerini belirlemek, daha hedefe yönelik ve etkili beslenme müdahaleleri geliştirmek için çok önemlidir. Genetik içgörülere dayalı kişiselleştirilmiş bir yaklaşım, hastalık önleme stratejilerini geliştirme, tedavi etkinliğini optimize etme ve takviye kullanımıyla ilişkili riskleri azaltma potansiyeline sahiptir ve geleneksel genelleştirilmiş önerilerin ötesine geçer.
Sosyal Önemi:Besin takviyesi maruziyeti ve genetik üzerine araştırma yapmanın sosyal önemi, takviyelerin dünya çapında yaygın tüketimi ve halkın kişiselleştirilmiş sağlık bilgisi talebinin artmasıyla vurgulanmaktadır. Ürünlerle ve genellikle çelişkili tavsiyelerle dolu bir pazarda, bireyler hangi takviyelerin, eğer varsa, benzersiz ihtiyaçları için en uygun olduğu konusunda giderek daha fazla rehberlik aramaktadır. Bu alandaki genetik araştırmalar, hem tüketicileri hem de sağlık hizmeti sağlayıcılarını daha bilinçli kararlar almaya teşvik ederek, etkisiz ürünlere yapılan harcamaları potansiyel olarak azaltır ve istenmeyen sağlık sonuçlarını önler. Ayrıca, beslenme gereksinimlerindeki ve fizyolojik yanıtlardaki doğal genetik çeşitliliği kabul eden halk sağlığı girişimlerini bilgilendirerek, insan sağlığı ve hastalığı hakkında daha derin bir bilimsel anlayışa katkıda bulunur.
Sınırlamalar
Section titled “Sınırlamalar”Besin takviyesi maruziyetiyle potansiyel olarak ilişkili olanlar da dahil olmak üzere karmaşık özelliklerin genetik temellerini anlamak, popülasyon tabanlı genetik çalışmalarda var olan çeşitli metodolojik ve yorumlayıcı sınırlamalara tabidir. Bu sınırlamalar, çalışma tasarımının, popülasyon özelliklerinin ve genetik ve çevresel etkileşimlerin doğal karmaşıklığının yönlerini kapsar.
Çalışma Tasarımı ve İstatiksel Yorumlamada Zorluklar
Section titled “Çalışma Tasarımı ve İstatiksel Yorumlamada Zorluklar”Birçok genom çapında ilişkilendirme çalışması (GWAS), orta büyüklükteki kohortlarda yürütülmektedir; bu da, özellikle daha küçük etki büyüklüklerine sahip olanlar olmak üzere, tüm gerçek genetik ilişkileri tespit etme konusunda istatistiksel gücü sınırlayabilir. Dizi tabanlı platformlardaki tek nükleotid polimorfizmlerinin (SNP’ler) kapsamı, belirli bir gen bölgesindeki tüm genetik varyantları kapsamlı bir şekilde yakalamak için yetersiz olabilir ve eksik genomik kapsam veya genotiplenmiş belirteçlerle güçlü bağlantı dengesizliği olmaması nedeniyle önemli ilişkilerin kaçırılmasına neden olabilir.[6] Ayrıca, eksik genotipleri tahmin etmek ve SNP yoğunluğunu artırmak için kullanılan imputasyon analizleri, bir dereceye kadar belirsizlik yaratır ve bildirilen hata oranları bulguların doğruluğunu etkileyebilir.[7] İlk ilişkilerin nihai doğrulanması genellikle diğer kohortlarda bağımsız replikasyon gerektirir, çünkü bulgular, özellikle mütevazı istatistiksel desteğe sahip olanlar, farklı çalışmalar arasında tutarlı bir şekilde tekrarlanmayabilir.[2] GWAS yeni genetik ilişkileri tanımlayabilirken, istatistiksel anlamlılığın yorumlanması, yüz binlerce genetik belirtecin analiz edilmesiyle ilişkili çoklu test yükünün dikkatli bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir. Metabolit konsantrasyonlarının oranlarını kullanmak gibi bazı analitik yaklaşımlar, varyansı önemli ölçüde azaltabilir ve p-değerlerini iyileştirebilir; bu da gücü artırırken, etki büyüklüklerinin algılanan büyüklüğünü de etkileyebilir.[4] Takip için gerçek pozitif genetik ilişkileri önceliklendirmek, özellikle harici replikasyonun yokluğunda temel bir zorluk olmaya devam etmektedir ve pleiotropiyi yakalamak için benzer biyolojik alanlardaki ilişkileri incelemek gibi yaklaşımlar gerektirmektedir.[2] Ek olarak, tanımlanan SNP’ler tarafından açıklanan genetik varyansın tahmini oranları, fenotipik varyansın ve kalıtılabilirliğin doğruluğuna bağlıdır ve bu da yorumlamada değişkenliğe neden olabilir.[8]
Genellenebilirlik ve Soy Kısıtlamaları
Section titled “Genellenebilirlik ve Soy Kısıtlamaları”Birçok genetik çalışmadaki önemli bir sınırlama, Avrupa kökenli popülasyonlara ağırlıklı olarak odaklanılmasıdır. Bazı çalışmalar bunu kabul edip bulguları çok etnikli örneklere genişletmeye çalışsa da, ilk keşif kohortları genellikle tamamen “beyaz Avrupa kökenli” bireylerden oluşmaktadır.[9] Bu dar odak, genetik mimari ve bağlantı dengesizliği örüntüleri farklı popülasyonlar arasında önemli ölçüde değişebildiğinden, bulguların diğer etnik gruplara genellenebilirliğini sınırlayabilir. Ana Kafkas grubuyla kümelenmeyen bireyleri dışlamak veya temel bileşen analizini kovariat olarak kullanmak gibi popülasyon tabakalaşmasını kontrol etme çabaları, yanlış ilişkilendirmeleri azaltmayı amaçlar, ancak keşif kohortlarındaki sınırlı çeşitlilik sorununu çözmez.[10] Çalışma kohortlarının belirli özellikleri de sonuçların daha geniş uygulanabilirliğini etkileyebilir. Örneğin, ergen ikizler veya yetişkin kadın tek yumurta ikizleri gibi belirli popülasyonlarda yürütülen çalışmalar, belirli genetik analizler için güçlü olsa da, daha geniş genel popülasyona doğrudan genellenemeyebilir.[8] Belirli belirteçler için ikizler ve ikiz olmayanlar arasında fenotipik farklılıklar olduğunu gösteren bir kanıt olmamasına rağmen, birçok çalışmaya katılımın gönüllü olması, örneklerin gerçekten rastgele olmayabileceği ve potansiyel olarak ince yanlılıklar ortaya çıkarabileceği anlamına gelir.[8] Ayrıca, yalnızca cinsiyet havuzlu analizler yapmak, belirli özelliklerin değişkenliği ile ilgili olabilecek cinsiyete özgü genetik ilişkileri gizleyebilir.[11]
Hesaplanmamış Çevresel ve Genetik Karmaşıklık
Section titled “Hesaplanmamış Çevresel ve Genetik Karmaşıklık”Besin takviyesi maruziyetiyle potansiyel olarak ilişkili olanlar da dahil olmak üzere, özelliklerdeki değişkenlik hem genetik hem de çevresel faktörlerden etkilenir ve bu karmaşık etkileşimleri kapsamlı bir şekilde çözmek zorlu bir süreç olmaya devam etmektedir. Bazı çalışmalar belirli SNP’ler ve çevresel faktörler için gen-çevre etkileşimlerini araştırırken, tüm potansiyel çevresel karıştırıcıların ve bunların genetik yatkınlıklarla etkileşiminin tam olarak anlaşılması genellikle eksiktir.[5] Bu durum, çevresel maruziyetler analizlerde yeterince yakalanmadığında veya kontrol edilmediğinde, genetik katkının tam olarak tahmin edilememesine veya etkilerin yanlış atfedilmesine yol açabilir.
Belirli genetik lokusların tanımlanmasına rağmen, birçok sistemik biyobelirteç konsantrasyonu için kalıtılabilirliğin önemli bir kısmı açıklanamamaktadır; bu durum genellikle “kayıp kalıtılabilirlik” olarak adlandırılır.[2]Bu açık, özellik değişkenliğine katkıda bulunan birçok spesifik genin hala tam olarak anlaşılamadığını göstermektedir. Bunun nedeni, küçük etki boyutlarına sahip çok sayıda yaygın varyantın, nadir varyantların veya mevcut GWAS metodolojileri tarafından tam olarak yakalanamayan karmaşık epistatik etkileşimlerin kümülatif etkisi olabilir. Dahası, genetik ilişkiler bulunduğunda bile, sağlık ve hastalık üzerindeki etkilerini tam olarak anlamak için genellikle fonksiyonel validasyonları ve kesin biyolojik mekanizmalarının aydınlatılması gerekmektedir.[2]
Varyantlar
Section titled “Varyantlar”BEND4 ve JMJD1C gibi genler içindeki genetik varyasyonlar, hücresel süreçlerin düzenlenmesinde ve bireyin metabolik profilini etkilemede temel roller oynar. BEND4 geni, hücre çekirdeği içindeki DNA ve proteinlerin karmaşık yapısı olan kromatinin düzenlenmesinde rol oynayan bir proteini kodlar; bu da gen erişilebilirliğini ve ekspresyonunu belirler. BEND4’teki rs3923787 gibi bir varyant, bu kromatin yapısını ince bir şekilde değiştirebilir ve potansiyel olarak çeşitli genlerin hassas kontrolünü etkileyerek vücudun besinleri nasıl işlediği de dahil olmak üzere genel fizyolojik yanıtlarını etkileyebilir.[9] Benzer şekilde, JMJD1C, histonlardan metil gruplarını uzaklaştıran ve böylece gen transkripsiyonunu düzenleyen, epigenetik düzenleme için çok önemli bir enzim olan bir histon demetilazdır. JMJD1C’deki rs72837033 varyantı, bu demetilasyonun etkinliğini etkileyebilir ve değişen gen ekspresyonuna yol açabilir.
Hücresel fonksiyonu ve gen düzenlemesini daha da etkileyen varyantlar POM121C, EMILIN3 ve CHD6 ile ilişkilidir. rs113455614 varyantı, çekirdek ve sitoplazma arasında hareket eden moleküller için kritik bir geçit olan nükleer por kompleksinin ayrılmaz bir proteini için kod sağlayan POM121C geni ile bağlantılıdır. POM121C’deki genetik varyasyonlar, bu taşınmanın etkinliğini etkileyebilir ve potansiyel olarak hücresel iletişimin ve gen ekspresyonunun hızını ve doğruluğunu etkileyebilir, bu da hücresel yanıtları besin mevcudiyetine göre değiştirebilir.[6] Aynı anda, rs11698297 varyantı, hücre dışı matriks yapısının korunmasında rol oynayan bir gen olan EMILIN3’ü ve bir kromodomain helikaz DNA bağlayıcı protein olan CHD6’yı içeren bir genomik bölgede yer almaktadır. CHD6, gen aktivitesini kontrol etmek için çekirdek içindeki DNA’yı yeniden düzenleyen dinamik bir süreç olan kromatin yeniden modellenmesinde rol oynar. Bu bölgedeki varyasyonlar bu nedenle doku bütünlüğünü veya gen düzenlemesinin karmaşık mekanizmalarını etkileyebilir ve potansiyel olarak vücudun diyet değişikliklerine nasıl uyum sağladığını veya belirli besin takviyelerinin etkinliğini etkileyebilir.[2] rs4745330 varyantı ile ilişkili RORB geni, sirkadiyen ritimleri, nöronal gelişimi ve lipid metabolizmasını içeren genlerin düzenlenmesinde önemli bir rol oynayan bir transkripsiyon faktörü olarak işlev gören bir nükleer reseptördür. RORB, metabolik süreçleri gece-gündüz döngüsü ile koordine eden vücudun iç saatini korumak için çok önemlidir. rs4745330 gibi varyasyonlar, reseptörün aktivitesini etkileyebilir ve potansiyel olarak sirkadiyen zamanlamasında ince kaymalara veya lipid işlemede yer alan genlerin değişen düzenlenmesine yol açabilir.[12]Bu tür genetik farklılıklar, bireylerin diyet yağlarını ve kolesterolü nasıl metabolize ettiğini etkileyebilir, kan lipid konsantrasyonlarını etkileyebilir ve potansiyel olarak dislipidemi riskini etkileyebilir. Bu nedenle, bir bireyinRORB genotipi, diyetle yağ alımına, öğünlerin zamanlamasına ve lipid sağlığını desteklemeyi veya metabolik ritimleri optimize etmeyi amaçlayan beslenme müdahalelerinin etkinliğine ilişkin metabolik yanıtlarını anlamak için alakalı olabilir.[7]
Önemli Varyantlar
Section titled “Önemli Varyantlar”| RS ID | Gen | İlişkili Özellikler |
|---|---|---|
| rs3923787 | BEND4 | neuroticism measurement, cognitive function measurement nutritional supplement exposure measurement |
| rs72837033 | JMJD1C | systolic blood pressure nutritional supplement exposure measurement |
| rs113455614 | POM121C | nutritional supplement exposure measurement |
| rs11698297 | EMILIN3 - CHD6 | nutritional supplement exposure measurement |
| rs4745330 | RORB | nutritional supplement exposure measurement |
Eksojen Ajanlara Maruz Kalmanın ve Beslenme Durumunun Tanımlanması
Section titled “Eksojen Ajanlara Maruz Kalmanın ve Beslenme Durumunun Tanımlanması”‘Maruz kalma’ kavramı genel olarak, bir bireyin biyolojik özellikleri etkileyebilecek dış faktörlerle temasını ifade eder. Sağlık ve genetik bağlamında bu, fizyolojik sonuçları etkilemek için genetik değişkenlerle etkileşime girdiği varsayılan “diyet gibi çevresel maruziyetleri” içerebilir.[13]‘Besin takviyesi maruziyeti’ için kesin, kapsayıcı bir tanım açıkça verilmemekle birlikte, ilgili maruziyetler arasında “hormon replasman tedavisi” (HRT) ve “lipid düşürücü Rx” (ilaç tedavisi) yer alır.[2] Bunlar, terapötik veya fizyolojik modülasyon için eksojen bileşiklerin kasıtlı olarak alınmasını temsil eder. Bu tür maruziyetler genellikle genetik ilişkilendirme çalışmalarında kritik çevresel değişkenler olarak kabul edilir ve burada metabolik sendrom bileşenleri gibi özellikler üzerindeki etkileri araştırılır.[13]
İlişkili Maruziyetlerin ve İlişkili Biyobelirteçlerin Sınıflandırılması
Section titled “İlişkili Maruziyetlerin ve İlişkili Biyobelirteçlerin Sınıflandırılması”Beslenme veya terapötik müdahalelerle ilgili maruziyetler, doğaları ve amaçlanan etkilerine göre geniş bir şekilde sınıflandırılabilir. Örneğin, “hormon replasman tedavisi” (HRT), belirli bir ilaç tedavisi türüdür.[2] Genellikle çalışmalarda düzeltilir, bu da çeşitli biyolojik sistemleri etkileyen terapötik bir maruziyet olarak sınıflandırılmasını önerir.[14] Benzer şekilde, “lipid düşürücü Rx”, lipid profillerini değiştirmeyi amaçlayan başka bir ilaç tedavisi sınıfını temsil eder.[2] Doğrudan terapötik ajanların ötesinde, bu tür maruziyetlerin etkisi genellikle “biyobelirteç özellikleri” yoluyla değerlendirilir.[2]Bunlar, bir bireyin beslenme durumunun veya belirli alımlara fizyolojik yanıtının ölçülebilir göstergeleri olarak hizmet eden “Vitamin K plazma fillokinon” ve “Vitamin D plazma 25(OH)-D”[2]ile “plazma vitamin B12”yi[3] içerir. Örneğin, SU.VI.MAX çalışması, “SUpplementation en VItamines et Mineraux AntioXydants”ı ([7]) araştırmıştır ve bu da vitamin ve mineral alımıyla ilgili maruziyetlerin bir sınıflandırmasını göstermektedir.
Operasyonel Tanımlar ve Ölçüm Yaklaşımları
Section titled “Operasyonel Tanımlar ve Ölçüm Yaklaşımları”Maruziyetler ve ilgili fizyolojik özellikler için operasyonel tanımlar, çalışmalar arasında tutarlılık ve karşılaştırılabilirlik sağlamak amacıyla standartlaştırılmış ölçüm protokollerini içerir. Örneğin, “hormon replasman tedavisi” (HRT) ve “lipit düşürücü Rx” tipik olarak kendi kendine bildirilen veriler veya klinik kayıtlar aracılığıyla belirlenir ve genellikle istatistiksel modellerde kovaryat olarak dahil edilir.[2]Beslenme durumunu yansıtan biyobelirteçler için kesin laboratuvar yöntemleri kullanılır: “Vitamin K plazma filokinon” ve “Vitamin D plazma 25(OH)-D” plazmadan ölçülür.[2]“plazma vitamin B12” seviyeleri ise genellikle ilişkilendirme analizleri için logaritmik olarak dönüştürülür.[3] Serumdaki amino asitler, şekerler ve asilkarnitinler gibi metabolit konsantrasyonlarının ölçümü, elektropüskürtmeli iyonizasyon tandem kütle spektrometrisi (ESI-MS/MS) gibi hedeflenmiş kantitatif metabolomik platformlarını kullanır.[4] mM veya nM gibi birimlerde kantitatif veriler sağlar. Bu titiz ölçüm yaklaşımları, çevresel ve terapötik maruziyetlerin karmaşık özellikler üzerindeki etkilerini ve bunların genetik faktörlerle etkileşimlerini araştırmak için çok önemlidir.[13]
Besin Takviyesinin Prognostik Etkisinin Değerlendirilmesi
Section titled “Besin Takviyesinin Prognostik Etkisinin Değerlendirilmesi”Bir bireyin, özellikle antioksidan vitaminler ve minerallerle ilgili besin takviyesi maruziyetini anlamak, uzun vadeli sağlık sonuçları için önemli prognostik değer sunar. SU.VI.MAX çalışması gibi geniş ölçekli birincil önleme çalışmaları, bu takviyelerin genel popülasyonlarda kardiyovasküler hastalıklar ve kanserlerin insidansı üzerindeki sağlık etkilerini değerlendirmek için özel olarak tasarlanmıştır.[1]Düşük yoğunluklu lipoprotein kolesterolü, yüksek yoğunluklu lipoprotein kolesterolü veya trigliseritler gibi lipid konsantrasyonlarını etkileyen varyantlar gibi bir bireyin genetik yatkınlıklarına ilişkin verilerin entegre edilmesi, hastalık progresyonunun ve belirli beslenme müdahalelerinin potansiyel faydalarının veya sınırlamalarının tahminini daha da iyileştirebilir.[12] Bu kapsamlı yaklaşım, besin takviyesi maruziyetinin bir bireyin kronik hastalıklar için risk gidişatını nasıl modüle edebileceğine dair daha nüanslı bir değerlendirmeye olanak tanır.
Kişiselleştirilmiş Beslenme Müdahalelerine Rehberlik Etme
Section titled “Kişiselleştirilmiş Beslenme Müdahalelerine Rehberlik Etme”Besin takviyesi maruziyetinin klinik yararı, kişiselleştirilmiş tıp yaklaşımlarını bilgilendirmeye ve önleme stratejilerine rehberlik etmeye kadar uzanır. Biyobelirteç değişkenliği ile ilgili belirli genetik profillere sahip bireyleri belirleyerek, klinisyenler hasta bakımını optimize etmek için beslenme önerilerini uyarlayabilirler.[2] Örneğin, SLC2A9, ABCG2 ve SLC17A3gibi yüksek ürik asit konsantrasyonları ile ilişkili lokuslara dayalı genetik risk sınıflandırması, gut riski daha yüksek olan bireyleri vurgulayabilir; burada diyet ve takviye müdahaleleri önlemede çok önemli bir rol oynayabilir.[5] Benzer şekilde, C-reaktif protein gibi inflamatuar belirteçler üzerindeki genetik etkileri anlamak (LEPR, HNF1A, IL6R, GCKR’deki varyantlar gibi), genel tavsiyelerin ötesine geçerek takviye ve hastalık önlemeye yönelik daha kişiselleştirilmiş bir yaklaşımla inflamasyonu hafifletebilecek hedeflenmiş beslenme stratejilerine olanak tanır.[14]
Metabolik ve Enflamatuvar Komorbiditelerle Etkileşimler
Section titled “Metabolik ve Enflamatuvar Komorbiditelerle Etkileşimler”Besin takviyesi maruziyeti, mevcut komorbiditelerle potansiyel etkileşimleri ve örtüşen fenotipler üzerindeki etkisi nedeniyle klinik olarak önemlidir. Antioksidan vitamin ve minerallerin kardiyovasküler hastalık ve kanser riski üzerindeki etkisi, primer önlemeye odaklanan çalışmalarda araştırıldığı gibi, bir bireyin metabolik ve enflamatuvar durumunun daha geniş bağlamında değerlendirilmelidir.[15] Örneğin, gama-glutamil transferaz gibi karaciğer fonksiyonu biyobelirteçlerini veya interlökin-6 gibi sistemik enflamatuvar belirteçleri etkileyen genetik varyasyonlar, bir bireyin belirli takviyelere fizyolojik yanıtını değiştirebilir ve potansiyel olarak etkinliklerini veya risk profilini değiştirebilir.[2] Beslenme maruziyeti, genetik altyapı ve çeşitli biyobelirteç özellikleri arasındaki bu karmaşık ilişkileri anlamak, komplikasyonları anlamak ve birden fazla ilgili durumu olan hastalar için kapsamlı yönetim planları geliştirmek için bir çerçeve sağlar.
Besin Metabolizması ve Dağılımının Genetik Düzenlenmesi
Section titled “Besin Metabolizması ve Dağılımının Genetik Düzenlenmesi”Genetik varyasyonlar, bireylerin çeşitli besinleri ve endojen bileşikleri nasıl işlediğini ve kullandığını önemli ölçüde etkileyerek, metabolik fenotiplerini derinden etkiler.[4] Örneğin, FADS1, LIPC, SCAD ve MCADgibi genlerdeki belirli tek nükleotid polimorfizmleri (SNP’ler) doğrudan farklı metabolik kapasitelerle ilişkilidir. Bu, genetik yatkınlıkların diyet bileşenlerinin metabolik kaderini nasıl modüle edebileceğini ve lipid profillerini nasıl etkileyebileceğini gösterir.
Bireysel enzimatik adımların ötesinde, daha geniş metabolik düzenleme karmaşık kontrol mekanizmalarını ve taşıma sistemlerini içerir. Örneğin, ANGPTL3 proteini genel lipid metabolizmasının düzenlenmesinde rol oynarken, ANGPTL4’teki varyasyonlar trigliseritlerin azalması ve yüksek yoğunluklu lipoprotein (HDL) seviyelerinin artmasıyla ilişkilidir.[16]Ayrıca, ürat taşıyıcısıSLC2A9, serum ürat konsantrasyonunu ve atılımını doğrudan etkileyerek, metabolik homeostazın korunmasında spesifik taşıyıcıların önemini vurgular.[17] SREBP-2 tarafından yapılan düzenleme aynı zamanda izoprenoid ve adenosilkobalamin metabolizmasını da birbirine bağlayarak, çeşitli biyokimyasal süreçleri yöneten birbirine bağlı düzenleyici devreler olduğunu düşündürmektedir.[18] Mutlak seviyelerden ziyade metabolit konsantrasyon oranlarını izlemek, genetik varyantların belirli metabolik reaksiyonların verimliliğini nasıl değiştirdiğini ortaya çıkarabilir ve akı kontrolüne daha derin bir bakış sağlayabilir.[4]
Hücresel Sinyalleşme ve Gen Ekspresyonu
Section titled “Hücresel Sinyalleşme ve Gen Ekspresyonu”Besin takviyesi bileşenleri, reseptör aktivasyonu yoluyla hücresel sinyalizasyon yollarını başlatabilir veya modüle edebilir, bu da sonuç olarak gen ekspresyonunu ve protein fonksiyonunu düzenleyen basamakları tetikler. Örneğin, Tribbles protein ailesinin, hücre büyümesi, çoğalması ve stres yanıtlarında yer alan önemli hücre içi sinyalizasyon yolları olan mitojenle aktive olan protein kinaz (MAPK) kaskadlarını kontrol ettiği bilinmektedir.[19] Bu tür kaskadlar genellikle bir dizi fosforilasyon olayını içerir ve bu, protein aktivitesini ve lokalizasyonunu değiştiren önemli bir post-translasyonel düzenleme biçimini temsil eder.
Bu sinyalizasyon olayları sıklıkla transkripsiyon faktörlerinde birleşerek gen düzenlemesini ve metabolik enzimlerin ve taşıma proteinlerinin sentezini modüle eder. Örneğin, SREBP-2, izoprenoid ve adenosilkobalamin metabolizması gibi farklı metabolik yolları birbirine bağlayan kritik bir düzenleyici görevi görür.[18]Ayrıca, Sortilin/nörotensin reseptör-3’ün lipoprotein lipaza bağlanması gibi reseptör aracılı süreçler, temel metabolik enzimlerin yıkımına yol açarak lipid işlenmesini ve kullanılabilirliğini etkileyebilir.[20] Allosterik kontrol ve geri bildirim döngüleri de dahil olmak üzere bu karmaşık düzenleyici mekanizmalar, hücresel yanıtların beslenme ipuçlarına sıkı bir şekilde koordine edilmesini ve fizyolojik taleplere uyarlanmasını sağlar.
Birbiriyle Bağlantılı Biyolojik Ağlar
Section titled “Birbiriyle Bağlantılı Biyolojik Ağlar”Besin takviyesi maruziyetinin etkisi, bireysel reaksiyonların ötesine geçerek, yolak etkileşiminin ve hiyerarşik düzenlemenin ortaya çıkan fizyolojik özellikleri şekillendirdiği, birbiriyle bağlantılı karmaşık biyolojik ağları etkiler. Metabolomik, endojen metabolitlerin kapsamlı bir ölçümünü sağlayarak, genel fizyolojik durumun fonksiyonel bir okumasını sunar ve bir yoldaki pertürbasyonların tüm sistemde nasıl dalgalandığını ortaya çıkarır.[4] Örneğin, genetik varyantlar, temel lipidlerin, karbonhidratların veya amino asitlerin homeostazını etkileyebilir ve metabolik dengeyi koruyan yaygın ağ etkileşimlerini gösterir.[4] Bu ağ etkileşimleri genellikle metabolik ve sinyal yollarının entegrasyonunu içerir; burada bir yolun çıktısı, başka bir yol için bir girdi veya modülatör görevi görür. Spesifik genetik polimorfizmler ve metabolit konsantrasyon oranlarındaki değişiklikler arasındaki gözlemlenen ilişkiler, fonksiyonel olarak bağlantılı olan ve genetik varyasyonlarla modifiye edilen metabolik yolların varlığının altını çizmektedir.[4] Bu sistem düzeyindeki entegrasyon, vücudun beslenme girdilerine uyum sağlamasına olanak tanır, ancak aynı zamanda bir alandaki düzensizliğin, vücudun dinamik tepkisinin bir özelliği olan değişmiş metabolik profiller olarak kendini gösteren, geniş kapsamlı sonuçları olabileceği anlamına gelir.
Genetik Yatkınlık ve Hastalık Etkileri
Section titled “Genetik Yatkınlık ve Hastalık Etkileri”Besin takviyesi maruziyeti, bireyin genetik yatkınlığı ile etkileşime girerek, yolak düzensizliği ve kompansatuvar yanıtların aktivasyonu gibi hastalıkla ilgili mekanizmaları etkiler. Genom çapında ilişkilendirme çalışmaları, altta yatan metabolik yolları etkileyerek sıklıkla diyabet ve koroner arter hastalığı dahil olmak üzere yaygın hastalıklar için artmış risk ile ilişkili çok sayıda genetik polimorfizm tanımlamıştır.[4]Örneğin, düşük yoğunluklu lipoprotein kolesterol (LDL-C), yüksek yoğunluklu lipoprotein kolesterol (HDL-C) veya trigliseritler gibi lipid konsantrasyonlarını etkileyen spesifik genetik lokuslar, koroner arter hastalığı riskinin artmasıyla bağlantılıdır.[12]Bu mekanizmaları anlamak, potansiyel terapötik hedefleri belirlemek ve kişiselleştirilmiş sağlık stratejileri geliştirmek için çok önemlidir. Lipid metabolizmasını veya ürat taşınmasını yönetenler gibi yolaklardaki düzensizlik,SLC2A9’un serum ürat ve gutu etkilemesiyle görüldüğü gibi patolojik durumlara yol açabilir.[17] Genetik ilişkilendirmelerin klinik fenotiplerle olan etki büyüklüğü küçük olabilse de, metabolomiği genotipleme ile entegre etmek, etkilenen yolların daha ayrıntılı bir görünümünü sağlar ve bireyin benzersiz genetik ve metabolik profilini dikkate alan kişiselleştirilmiş sağlık hizmeti ve beslenme stratejilerinin önünü açar.[4]Bu, spesifik moleküler zayıflıkları hedefleyerek hastalık riskini azaltmak veya sağlık sonuçlarını iyileştirmek için beslenme müdahalelerini uyarlama potansiyeli sağlar.
References
Section titled “References”[1] Hercberg, Serge, et al. “A primary prevention trial using nutritional doses of antioxidant vitamins and minerals in cardiovascular diseases and cancers in a general population: the SU.VI.MAX study– design, methods, and participant characteristics.”Control Clin Trials, vol. 19, 1998, pp. 336–351.
[2] Benjamin, E. J. “Genome-wide association with select biomarker traits in the Framingham Heart Study.” BMC Med Genet, 2007.
[3] Hazra, A. “Common variants of FUT2 are associated with plasma vitamin B12 levels.”Nat Genet, 2008.
[4] Gieger C. “Genetics Meets Metabolomics: A Genome-Wide Association Study of Metabolite Profiles in Human Serum.”PLoS Genet, vol. 4, no. 11, 2008, p. e1000282.
[5] Dehghan, Abbas, et al. “Association of three genetic loci with uric acid concentration and risk of gout: a genome-wide association study.”Lancet, vol. 372, 2008, pp. 1858-1864.
[6] O’Donnell, Christopher J., et al. “Genome-wide association study for subclinical atherosclerosis in major arterial territories in the NHLBI’s Framingham Heart Study.”BMC Medical Genetics, vol. 8, 2007, S11.
[7] Willer CJ. “Newly identified loci that influence lipid concentrations and risk of coronary artery disease.”Nat Genet, vol. 40, no. 2, 2008, pp. 161-69.
[8] Benyamin, Beben, et al. “Variants in TF and HFEexplain approximately 40% of genetic variation in serum-transferrin levels.”The American Journal of Human Genetics, vol. 84, no. 1, 2009, pp. 60-65.
[9] Melzer, David, et al. “A genome-wide association study identifies protein quantitative trait loci (pQTLs).” PLoS Genetics, vol. 4, no. 5, 2008, e1000072.
[10] Pare, Guillaume, et al. “Novel association of ABO histo-blood group antigen with soluble ICAM-1: results of a genome-wide association study of 6,578 women.” PLoS Genetics, vol. 4, no. 7, 2008, e1000118.
[11] Yang, Qiong, et al. “Genome-wide association and linkage analyses of hemostatic factors and hematological phenotypes in the Framingham Heart Study.”BMC Medical Genetics, vol. 8, 2007, S9.
[12] Kathiresan S. “Common variants at 30 loci contribute to polygenic dyslipidemia.” Nat Genet, vol. 40, no. 12, 2008, pp. 1421-26.
[13] Sabatti, C. “Genome-wide association analysis of metabolic traits in a birth cohort from a founder population.”Nat Genet, 2008.
[14] Ridker, P. M. “Loci related to metabolic-syndrome pathways including LEPR,HNF1A, IL6R, and GCKR associate with plasma C-reactive protein: the Women’s Genome Health Study.”Am J Hum Genet, 2008.
[15] Hercberg, Serge, et al. “The SU.VI.MAX Study: a randomized, placebo-controlled trial of the health effects of antioxidant vitamins and minerals.”Arch Intern Med, vol. 164, 2004, pp. 2335–2342.
[16] Koishi R, et al. “Angptl3 regulates lipid metabolism in mice.” Nat Genet, vol. 30, no. 2, 2002, pp. 151-57.
[17] Vitart V, et al. “SLC2A9 is a newly identified urate transporter influencing serum urate concentration, urate excretion and gout.”Nat Genet, vol. 40, no. 4, 2008, pp. 432-37.
[18] Murphy C, et al. “Regulation by SREBP-2 defines a potential link between isoprenoid and adenosylcobalamin metabolism.” Biochem Biophys Res Commun, vol. 355, no. 2, 2007, pp. 359-64.
[19] Kiss-Toth E, et al. “Human tribbles, a protein family controlling mitogen-activated protein kinase cascades.” J Biol Chem, vol. 279, no. 40, 2004, pp. 42703-08.
[20] Nielsen MS, et al. “Sortilin/neurotensin receptor-3 binds and mediates degradation of lipoprotein lipase.”J Biol Chem, vol. 274, no. 13, 1999, pp. 8832-36.