研究營養代謝和基因的關系,現在已經發展出了一個學科,叫營養基因組學。
說到這個問題,孕婦會吃一種補充劑,叫葉酸。葉酸是一種B族維生素,有預防胎兒神經管畸形的重要作用。這種維生素我們自己不能合成,完全依靠外來的供給,所以孕婦在孕期補充葉酸是常規做法,不補不行。
但是研究發現,這種營養素補多了也不行。葉酸補多了,會幹擾體內另一種營養素,鋅的代謝,導致胎兒發育遲緩。
也就是說,葉酸補充過少和過多都會帶來風險。那算出一個不多也不少的量,嚴格執行行不行?
國家有【居民膳食指南】,【指南】裏有各種營養素的推薦攝入量。那嚴格按照推薦量來補不就行了嗎?
一般人確實可以,但有些人不行。
在葉酸的代謝通路上,有幾種重要的酶負責葉酸代謝,而酶的活性決定了我們對葉酸的利用能力。有些人酶的活性低,葉酸代謝效率低下,就需要比一般人補充更多的葉酸。
那現在有一位準媽媽,她想知道自己對葉酸的利用能力怎麽樣,該補多少葉酸合適,她該怎麽辦?
營養基因組學就可以滿足這樣的個人化需求。
營養基因組學是怎麽做的呢?
「營養基因組學」這個詞中「組學」的意思是,研究物件不是一個,而是「一組」,或者說"一群」。
基因組學就是研究一群基因組的資訊和功能。我們經常聽到基因組學領域的「人類基因組計劃」,它的目標是測定人類30億個堿基對的基因資訊。而營養基因組學,是從這30億個堿基對的基因資訊中,篩選出和營養代謝相關的基因來進行研究。
葉酸代謝能力的檢測,就是營養基因組學的套用。這種檢測看的是,代謝通路中那幾個關鍵酶的基因型,看看它們有沒有發生特定的突變。如果編碼基因發生了特定突變,會導致酶的活性下降,葉酸利用能力變低,那葉酸缺乏的風險就相應增加了。
風險增加了,有解決方案嗎?有。
簡單來說,檢測出的葉酸缺乏風險越高,補充參考劑量就會越大。我們國家的疾病預防控制中心婦幼保健中心,也會按照檢測風險進行分類,提供更加細化的補充參考劑量。
你需要的話,在各省市的婦幼保健院就可以檢測。
不過,並不是所有的營養代謝基因異常,都像葉酸這樣,有簡單高效的解決方案。有些先天代謝缺陷的情況非常復雜。比如說,苯丙酮尿癥就是其中的一種。
得了這種病的嬰兒,如果不及時幹預,智力和運動能力的發育會明顯落後。患病的原因同樣是因為基因突變,酶的功能或者總量下降,導致一種叫「苯丙胺酸」的胺基酸在體內大量堆積,影響了神經發育。
苯丙酮尿癥目前還沒有辦法治愈。但是,正因為有了營養基因組學,我們現在有了解決的方向。
比如說,現在苯丙酮尿癥篩查,是我們國家新生兒篩查的重要計畫了。如果嬰兒在患病早期就有了明確診斷,我們按病情的嚴重程度,控制患者苯丙胺酸的攝入量,就可以最大程度地避免病情發展。
目前,根據這個檢測結果做個人化膳食指導,確實已經有套用了。但我覺得,普通人沒有必要去做。
因為現在的個人化指導,主要是針對特殊人群的。比如剛才提到的孕期葉酸代謝能力檢測,還有新生兒苯丙酮尿癥的基因檢測。
另外還有一些熱門的營養代謝檢測計畫,看起來好像用得著的,比如用來做減肥指導的計畫,也暫時不推薦你花這個錢。原因很簡單,因為結論不確定。比方說,哪些基因能決定脂肪可以優先代謝呢?這樣的問題目前還沒有確切的答案。
對營養基因組學來說,檢測技術已經不再是問題了,挑戰在於我們能不能正確解讀檢測的結果,並且把結果和日常飲食聯系起來。
隨著研究的不斷深入,科學家發現,基因和營養代謝的關系並不是單向的,而是雙向的。也就是說,營養代謝可以反過來影響基因。
當然,這裏說的「影響」,並不是說營養代謝可以影響基因的序列,而是影響基因的表達。
那營養代謝是怎麽影響基因表現的呢?記兩個關鍵詞就行。
第一個關鍵詞叫「轉錄因子」。
有位老人覺得素食更健康,每天都吃清淡的齋飯,不吃肉。結果他有一次去體檢的時候發現,自己竟然有了脂肪肝。
這背後的原因,就可以從「轉錄因子」說起。
轉錄因子負責和特定的基因結合,會決定在什麽時間、什麽細胞裏表達什麽基因序列。這些轉錄因子本身是一類功能蛋白質,自己會先被某種代謝產物啟用,之後再去啟用基因的表達。
在脂肪肝的案例中,有一種基因叫S14,它負責編碼肝臟脂肪的合成酶。如果這種基因被啟用了,那肝臟上就非常容易堆積脂肪,導致脂肪肝。
一般來說,負責啟用S14的轉錄因子,沒那麽活躍。但研究發現有一種營養素可以啟用它,這種營養素竟然是我們非常熟悉的葡萄糖。
於是,鏈條形成了,老人長期高碳水飲食啟用了轉錄因子,轉錄因子又去啟用了脂肪合成酶基因,肝臟上的脂肪越來越多,脂肪肝就出現了。
營養代謝產物可以作為轉錄因子的啟用物來影響基因表現。
營養代謝影響基因表現的第二個關鍵詞,叫「表觀遺傳學銘印」。我們還是從一個案例說起吧。
有位媽媽在懷孕期間,放開了吃,吃了很多高脂肪、高糖的食物。結果她的孩子出生之後,即使飲食健康,肥胖、高血脂和糖尿病的風險也會顯著增加。
研究發現,這種母子之間的傳遞並不是像雙眼皮、高鼻梁那樣,透過基因來完成的,而是透過「表觀遺傳學銘印"實作的。這種傳遞,甚至會延續三代以上。
到底什麽是表觀遺傳學銘印呢?它們是基因序列之外的原子團,不改變基因的序列,但卻是基因表現的開關。
那這和營養代謝有什麽關系呢?科學家證實,不少營養素,比如葉酸、維生素B12、膽堿、n-3脂肪酸,以及一些礦物質和必需胺基酸,都是表觀遺傳學銘印的原材料。
還有更有意思的研究結果。胎兒身上的表觀遺傳學銘印,可能來自媽媽吃下去的菜。研究發現,某種植物內建的表觀遺傳學銘印,可以進入媽媽的血液,透過胎盤轉移,直接調控胎兒的基因表現。
一句話總結一下,營養代謝產物可以作為表觀遺傳學銘印的原材料來影響基因表現。
不管是轉錄因子,還是表觀遺傳學銘印,這些營養基因組學的研究結果,都在為營養科學開啟新的世界,提示我們:吃的東西或授權以用一種有趣的方式和我們體內的基因產生連線。
怪不得有句話叫「人如其食」。營養基因組學告訴我們,你是一個什麽樣的人,這件事兒不僅由爸媽決定,也部份由食物決定。
所以,回到開頭的問題,葉酸要補,補多少可以去婦幼保健院做基因檢測,對營養素的需求高低大致了解後,在孕期的食物和營養素的補充就可以有的放矢了。