إلى جانب السعرات الحرارية والعناصر الغذائية ، يحمل الطعام المخططات الجينية التي تشكل شخصيتك. ماسكوت عبر صور غيتي
يفكر الناس عادة في الطعام على أنه سعرات حرارية وطاقة وحيوية. ومع ذلك ، تشير أحدث الأدلة إلى أن الطعام "يتحدث" أيضًا مع جينومنا ، وهو المخطط الجيني الذي يوجه الطريقة التي يعمل بها الجسم إلى المستوى الخلوي.
قد يؤثر هذا الاتصال بين الطعام والجينات على الصحة وعلم وظائف الأعضاء وطول العمر. فكرة أن الطعام يسلم رسائل مهمة إلى جينوم الحيوان هي محور مجال معروف باسم علم المورثات الغذائية. لا يزال هذا النظام في مهده ، ولا تزال أسئلة كثيرة يكتنفها الغموض. ومع ذلك ، فقد تعلمنا نحن الباحثين الكثير عن كيفية القيام بذلك مكونات الغذاء تؤثر على الجينوم.
أنا عالم الأحياء الجزيئي الذي يبحث في التفاعلات بين الطعام, الجينات و عقل في محاولة لفهم أفضل لكيفية تأثير الرسائل الغذائية على بيولوجيتنا. قد تؤدي جهود العلماء لفك تشفير نقل المعلومات هذا في يوم من الأيام إلى حياة أكثر صحة وسعادة لنا جميعًا. ولكن حتى ذلك الحين ، كشف علم المورثات الغذائية عن حقيقة واحدة مهمة على الأقل: علاقتنا بالطعام أكثر حميمية بكثير مما كنا نتخيله في أي وقت مضى.
تفاعل الغذاء والجينات
إذا كانت فكرة أن الغذاء يمكن أن يقود العمليات البيولوجية من خلال التفاعل مع الجينوم تبدو مدهشة ، فلا يحتاج المرء إلى النظر إلى أبعد من خلية نحل للعثور على مثال مثبت ومثالي عن كيفية حدوث ذلك. يعمل النحل العامل دون توقف ، ويعقم ويعيش بضعة أسابيع فقط. ملكة النحل ، التي تجلس في أعماق الخلية ، لها عمر افتراضي يستمر لسنوات وخصوبة قوية لدرجة أنها تلد مستعمرة كاملة.
ومع ذلك ، فإن النحل العامل والملكات كائنات متطابقة وراثيا. لقد أصبحوا شكلين مختلفين من أشكال الحياة بسبب الطعام الذي يأكلونه. ملكة النحل وليمة غذاء ملكات النحل؛ يتغذى النحل العامل على الرحيق وحبوب اللقاح. كلا الطعامين يوفران الطاقة ، لكن غذاء ملكات النحل له ميزة إضافية: يمكن لمغذياته أن تطلق العنان للتعليمات الجينية لخلق التشريح وعلم وظائف الأعضاء لملكة النحل.
إذن كيف يتم ترجمة الطعام إلى تعليمات بيولوجية؟ تذكر ذلك يتكون الطعام من مغذيات كبيرة المقدار. وتشمل هذه الكربوهيدرات - أو السكريات - والبروتينات والدهون. يحتوي الطعام أيضًا على مغذيات دقيقة مثل الفيتامينات والمعادن. يمكن أن تؤدي هذه المركبات ومنتجات تحللها المفاتيح الجينية الموجودة في الجينوم.
يهدف مجال علم المورثات الغذائية إلى فك شفرة كيف تنقل أنواع مختلفة من الأطعمة رسائل مختلفة - ومهمة - إلى خلايانا. بيتر دازيلي / إيماج بانك من خلال Getty Images
مثل المفاتيح التي تتحكم في شدة الضوء في منزلك ، تحدد المفاتيح الجينية كمية منتج جيني معين. غذاء ملكات النحل ، على سبيل المثال ، يحتوي على مركبات تفعيل وحدات التحكم الجينية لتكوين أعضاء الملكة والحفاظ على قدرتها الإنجابية. في البشر والفئران ، من المعروف أن المنتجات الثانوية للأحماض الأمينية ميثيونين ، المتوافرة بكثرة في اللحوم والأسماك ، تؤثر على الاتصال الجيني مهم لنمو الخلايا وانقسامها. ويلعب فيتامين سي دورًا في الحفاظ على صحتنا حماية الجينوم من الأكسدة؛ كما أنه يعزز وظيفة المسارات الخلوية التي يمكنها إصلاح الجينوم في حالة تلفه.
اعتمادًا على نوع المعلومات الغذائية ، يتم تنشيط الضوابط الجينية والخلية التي تستقبلها ، يمكن أن تؤثر الرسائل الموجودة في الطعام العافية ومخاطر المرض وحتى مدى الحياة. لكن من المهم ملاحظة أنه حتى الآن ، أجريت معظم هذه الدراسات على نماذج حيوانية ، مثل النحل.
ومن المثير للاهتمام أن قدرة العناصر الغذائية على تغيير تدفق المعلومات الجينية يمكن أن تمتد عبر الأجيال. تظهر الدراسات أنه في البشر والحيوانات ، حمية الأجداد يؤثر على نشاط المحولات الجينية وخطر الإصابة بالأمراض ووفيات الأحفاد.
السبب والتأثير
أحد الجوانب المثيرة للاهتمام في التفكير في الطعام كنوع من المعلومات البيولوجية هو أنه يعطي معنى جديدًا لفكرة السلسلة الغذائية. في الواقع ، إذا تأثرت أجسادنا بما أكلناه - وصولاً إلى المستوى الجزيئي - فإن الطعام الذي "أكلناه" يمكن أن يؤثر أيضًا على جينومنا. على سبيل المثال ، مقارنة بالحليب من الأبقار التي تتغذى على الأعشاب ، فإن لبن الأبقار التي تتغذى على الحبوب كميات وأنواع مختلفة من الأحماض الدهنية والفيتامينات ج و أ . لذلك عندما يشرب البشر هذه الأنواع المختلفة من الحليب ، تتلقى خلاياهم أيضًا رسائل غذائية مختلفة.
وبالمثل ، فإن النظام الغذائي للأم يغير مستويات الأحماض الدهنية وكذلك الفيتامينات مثل B-6 و B-12 وحمض الفوليك الموجودة في حليب الثدي. يمكن أن يغير هذا نوع الرسائل الغذائية التي تصل إلى المحولات الجينية للطفل ، على الرغم من أن ما إذا كان هذا له تأثير على نمو الطفل أم لا ، في الوقت الحالي ، غير معروف.
يتم نقل المعلومات الغذائية المستمدة من الحيوانات - مثل حليب البقر - إلى الشخص الذي يشرب الحليب. مصدر الصورة / DigitalVision عبر Getty Images
وربما دون علمنا ، نحن أيضًا جزء من هذه السلسلة الغذائية. لا يؤثر الطعام الذي نأكله مع المحولات الجينية في خلايانا فقط ، ولكن أيضًا مع تلك الموجودة في خلايانا الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في أحشائنا وجلدنا وغشاءنا المخاطي. أحد الأمثلة الصارخة: في الفئران ، تكسير الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة بواسطة بكتيريا الأمعاء يغير مستويات السيروتونين، رسول كيميائي للدماغ ينظم المزاج والقلق والاكتئاب ، من بين عمليات أخرى.
المضافات الغذائية والتعبئة والتغليف
يمكن أن تؤدي المكونات المضافة في الطعام أيضًا إلى تغيير تدفق المعلومات الوراثية داخل الخلايا. الخبز والحبوب غنية بحمض الفوليك للوقاية من العيوب الخلقية الناتجة عن نقص هذه المغذيات. لكن بعض العلماء يفترضون أن المستويات العالية من حمض الفوليك في حالة عدم وجود المغذيات الدقيقة الأخرى التي تحدث بشكل طبيعي مثل فيتامين ب 12 يمكن أن يسهم في ارتفاع معدل الإصابة بسرطان القولون في الدول الغربية ، ربما عن طريق التأثير على المسارات الجينية التي تتحكم في النمو.
قد يكون هذا صحيحًا أيضًا مع المواد الكيميائية الموجودة في تغليف المواد الغذائية. بيسفينول أ ، أو بيسفينول أ ، مركب موجود في البلاستيك ، يتحول على الأوجه الجينية في الثدييات ذات الأهمية الحاسمة للتنمية ، النمو والخصوبة. على سبيل المثال ، يشك بعض الباحثين في أن ، في كل من نماذج البشر والحيوانات، يؤثر BPA على سن التمايز الجنسي ويقلل من الخصوبة عن طريق جعل التبديل الجيني أكثر عرضة للتشغيل.
تشير كل هذه الأمثلة إلى احتمال أن المعلومات الجينية في الغذاء يمكن أن تنشأ ليس فقط من تركيبته الجزيئية - الأحماض الأمينية والفيتامينات وما شابه - ولكن أيضًا من السياسات الزراعية والبيئية والاقتصادية للبلد ، أو الافتقار إلى هم.
بدأ العلماء مؤخرًا فقط في فك رموز هذه الرسائل الغذائية الجينية ودورها في الصحة والمرض. ما زلنا باحثين لا نعرف على وجه التحديد كيف تعمل المغذيات على المحولات الجينية ، وما هي قواعد الاتصال الخاصة بهم وكيف تؤثر النظم الغذائية للأجيال السابقة على ذريتهم. تم إجراء العديد من هذه الدراسات حتى الآن على نماذج حيوانية فقط ، ولا يزال هناك الكثير الذي يتعين عمله حول ما تعنيه التفاعلات بين الطعام والجينات بالنسبة للإنسان.
لكن ما هو واضح ، هو أن حل ألغاز علم المورثات الغذائية من المرجح أن يمكّن المجتمعات والأجيال الحالية والمستقبلية.
نبذة عن الكاتب
مونيكا دوس، أستاذ مساعد في البيولوجيا الجزيئية والخلوية والنمائية ، كلية الطب بجامعة ميشيغان
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
كتب ذات صلة:
الملح والدهون والحمض والحرارة: إتقان عناصر الطهي الجيد
بواسطة Samin Nosrat و Wendy MacNaughton
يقدم هذا الكتاب دليلاً شاملاً للطهي ، مع التركيز على العناصر الأربعة للملح ، والدهون ، والحمض ، والحرارة ، ويقدم رؤى وتقنيات لإعداد وجبات لذيذة ومتوازنة.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
كتاب الطبخ Skinnytaste: خفيف على السعرات الحرارية ، كبير في النكهة
بواسطة جينا هومولكا
يقدم كتاب الطبخ هذا مجموعة من الوصفات الصحية واللذيذة ، مع التركيز على المكونات الطازجة والنكهات الجريئة.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
الإصلاح الغذائي: كيف نحافظ على صحتنا واقتصادنا ومجتمعاتنا وكوكبنا - لقمة واحدة في كل مرة
بواسطة الدكتور مارك هيمان
يستكشف هذا الكتاب الروابط بين الغذاء والصحة والبيئة ، ويقدم رؤى واستراتيجيات لإنشاء نظام غذائي أكثر صحة واستدامة.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
كتاب الطبخ Barefoot Contessa: أسرار من متجر East Hampton للأغذية المتخصصة للترفيه البسيط
بواسطة Ina Garten
يقدم كتاب الطبخ هذا مجموعة من الوصفات الكلاسيكية والأنيقة من Barefoot Contessa المحبوبة ، مع التركيز على المكونات الطازجة والتحضير البسيط.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
كيف تطبخ كل شيء: الأساسيات
بواسطة مارك بيتمان
يقدم كتاب الطبخ هذا دليلاً شاملاً لأساسيات الطهي ، يغطي كل شيء بدءًا من مهارات السكاكين إلى التقنيات الأساسية ويقدم مجموعة من الوصفات البسيطة واللذيذة.
