بازی بین رژیم غذایی، اپی ژنتیک و بیماری های متابولیک

چاقی و نوع 2 دیابت mellitus (T2DM) نشان دهنده دو مورد از مهمترین چالش های بهداشت عمومی در عصر مدرن است، با نرخ شیوع مداوم به صعود در تقریبا تمام گروه های جمعیتی در سراسر جهان است، در حالی که استعداد ژنتیکی مدت ها است که درک شده است به بازی نقش در توسعه این شرایط، یک شواهد بدن در حال رشد از شواهد نشان می دهد که عوامل محیطی و شیوه زندگی و درمان؛ به ویژه رژیم غذایی و مکانیسم های ارتباطی پویا و غیر فعال در حال تغییر روند بیماری و مکانیسم های زیست شناختی آنها بدون تغییر می تواند اثرات زیست محیطی و عوامل زیست شناختی قوی و تغییر دهد.

برای افراد چاق مبتلا به دیابت، درک اینکه چگونه الگوهای رژیم غذایی شکل اپی ژنومنوم نه تنها یک ورزش آکادمیک است، بلکه درب را برای مداخلات تغذیه هدفمند باز می کند که می تواند الگوهای بیان ژن نامطلوب را معکوس کند، کنترل گلیسمیک را بهبود بخشد و عوارض طولانی مدت مرتبط با بیماری متابولیک را کاهش دهد.این مقاله یک مرور کلی از درک علمی فعلی از چگونگی الگوهای تأثیر رژیم غذایی در تغییرات ژنتیکی در بررسی اثرات بالینی و دستورالعمل های بالینی شخصی سازی، و دستورالعمل های بالینی.

اپی ژنتیک: پل مولکولی بین محیط زیست و بیان ژن

اپی ژنتیک شامل مجموعه ای از مکانیسم های مولکولی است که فعالیت ژن را به شیوه ای قابل برگشت تنظیم می کند، بدون تغییر توالی DNA اولیه، سه مکانیسم اصلی شامل متیلاسیون DNA، تغییرات پس از انتقال، و مقررات غیر رمزگذاری RNA- واسطه با هم، این فرآیندها تعیین می کنند که کدام ژن ها در نوع سلول داده شده بیان شده یا سکوت می شوند، و در نتیجه همه چیز را تحت تاثیر قرار می دهد تا از متابولیسم خانگی و بیماری های التهابی جلوگیری کنند.

DNA متیلاسیون

متیلاسیون DNA شامل اضافه کردن یک گروه متیل به 5position of سیتوزین در داخل CpG Dinucleotides، یک واکنش که توسط متیل ترانسفراز DNA (DNMTs) نامناسب ویتامین، به طور بالقوه، هنگامی که این مواد مغذی حساس به عنوان یک ماده افزودنی است، به طور معمول سرکوب رونویس ژن با جلوگیری از اتصال عوامل رونویسی یا با استخدام پروتئین های حاوی متیل که باعث اصلاح مواد مغذی می شوند، به ویژه هنگامی که به عنوان یک اصلاح مواد مغذی حساس هستند، به عنوان یک اصلاح کننده از این مواد مغذی هستند، به دلیل این مواد مغذی هستند.

Histone Modifications

پروتئین های سنگ به عنوان spools عمل می کنند که DNA برای ایجاد chromamatic. Post-translational Analysis &mdash؛ از جمله acetylation، متیلیلاسیون، و ubiquitination و mace؛ ساختار رنگی و در نتیجه دسترسی به ژن نفوذ می کند.

RNA های غیر Coding

RNA های غیر کد نویسی، از جمله microRNAs (miRNAs) و RNA های طولانی مدت غیر کد نویسی (lncRNAs)، تنظیم بیان ژن در سطح پس از عمل با تاثیر بر ثبات mRNA، ترجمه، یا الگوهای رژیم غذایی می تواند مشخصات بیان این RNA های تنظیم کننده را تغییر دهد، با کاهش اثرات در مسیرهای متابولیک مربوط به دیابت و دیابت، برای مثال، پاسخ های التهابی خاص، نشان داده شده است.

الگوهای رژیمی به عنوان اصلاح کننده های اپی ژنتیک

مفهوم که رژیم غذایی می تواند بر علائم اپی ژنتیک تأثیر بگذارد، اما رابطه بسیار از ساده است، به جای مواد مغذی فردی که در انزوا عمل می کنند، کل میزان رژیم غذایی و رژیم غذایی و رژیم غذایی و امدash؛ ایجاد یک محیط پیچیده است که الگوهای مختلف اپی ژنتیک را ایجاد می کند، نشانه های متابولیک متمایز و ژنتیکی متمایز را تولید می کند که می تواند در برابر پیشرفت و پیشرفت چاقی محافظت کند.

چگونه الگوهای غذایی بر ماشین آلات اپی ژنتیک تأثیر می گذارد

اجزای رژیمی بر فرآیندهای اپی ژنتیک از طریق چندین مسیر متصل تأثیر می گذارند.اول، مواد مغذی به طور مستقیم به عنوان زیرمجموعه یا عوامل برای واکنش های آنزیمی درگیر در متیلاسیون، تشنج و سایر تغییرات مرتبط عمل می کنند. دوم، رژیم غذایی به طور مستقیم بر میکروبیوتیک روده تأثیر می گذارد، که به نوبه خود متابولی ها (مانند اسیدهای چرب کوتاه، فولات، و بیوتین) را تولید می کند که در نهایت باعث می شود تا ترکیبات هورمونی خاص، و آنزیم های التهابی شوند.

برای بیماران مبتلا به چاقی، تداخل بین رژیم غذایی و اپی ژنتیک به ویژه اثبات می شود زیرا این بیماران اغلب تغییرات اپی ژنتیک از قبل موجود را در ارتباط با مقاومت به انسولین، اختلال بافت پروستات و التهاب مزمن کم درجه، ایجاد می کنند.یک الگوی رژیم غذایی خوب ممکن است به اصلاح این علائم آگبرین کمک کند، در حالی که یک رژیم غذایی ضعیف ممکن است آنها را تقویت کند.

الگوهای رژیم غذایی سالم و مزایای اپی ژنتیک آنها

الگوهای رژیمی غنی از کل، غذاهای حداقل پردازش شده به طور مداوم با پروفایل های اپی ژنتیک مطلوب و بهبود نتایج متابولیک در جمعیت های دیابتی چاق مرتبط هستند.

رژیم غذایی مدیترانه

الگوی غذایی مدیترانه با مصرف زیاد میوه ها، سبزیجات، غلات کامل، حبوبات، دانه ها و روغن زیتون مشخص می شود؛ مصرف متوسط ماهی و مرغ؛ و مصرف محدود گوشت قرمز، غذاهای فرآوری شده و قند اضافه شده به طور گسترده ای برای مزایای متابولیک آن مورد مطالعه قرار گرفته است و شواهد نوظهور نشان می دهد که اپی ژنتیک برای کمک به مکانیسم های حفاظتی آن است.

اجزای کلیدی رژیم غذایی مدیترانه و موم؛ از جمله پلی فنول ها از روغن زیتون، resveratrol از، و quercetin از پیاز و سیب و موم؛ نشان داده شده است که تنظیم DNA الگوهای متیلاسیون و وضعیت پروتئینی اوزون را نشان می دهد.

در افراد مبتلا به دیابت چاق، پایبندی به رژیم غذایی سبک مدیترانه با کاهش متیلاسیون از PPARGC1A ارتباط دارد، که PGC-1 & آلفا را کد می کند؛ یک تنظیم کننده ارشد از میتوکندری شناسی و متابولیسم اکسیداتیو.methylation این ژن با بهبود حساسیت و کاهش عملکرد میکروارگانیسم ها همراه است که یک رژیم غذایی قوی را تولید می کند.

رویکرد های رژیمی برای متوقف کردن Hypertension (DASH)

رژیم DASH بر میوه ها، سبزیجات، دانه های کامل، پروتئین های لاغر و لبنیات کم چرب تاکید می کند در حالی که سدیم، چربی اشباع شده و قند اضافه شده در ابتدا برای مدیریت فشار خون توسعه یافته است، الگوی DASH نیز مزایایی برای کنترل گلیسمی و مدیریت وزن در جمعیت دیابتی نشان داده است.

به طور ژنتیکی، DASH رژیم وrsquo؛ محتوای بالا از فولات، پتاسیم، منیزیم و فیبر از متابولیسم یک کربن مطلوب و تعادل متیلاسیون پشتیبانی می کند. فولات فراوان از سبزیجات سبز برگی، اهداکنندگان متیل لازم برای متیلن صحیح DNA را فراهم می کند، در حالی که محتوای فیبر، مطالعات تولید را تقویت می کند که پایبندی رژیم غذایی DASH با الگوهای مقاومت التهابی (به متیلین) را کاهش می دهد.

شاخص کم و متوسط و الگوهای مبتنی بر گیاهان

رژیم های با بار گلیسمی پایین، از جمله الگوهای گیاهی و کم کربوهیدرات، همچنین اثرات اپی ژنتیک را اعمال می کنند.این رژیم ها به حداقل رساندن جهش های گلوکز پس از رژیم غذایی، کاهش تغییرات اپیوژنیک هیپرگلیسمی مانند افزایش متیلاسیون DNA از INS ژن و تغییر یافته او در سبزیجات مبتنی بر متابولیسم (به ویژه مولکول های شیمیایی) که از مواد تشکیل شده اند، تاثیر می کنند.

الگوهای رژیم غذایی سالم و عواقب اپی ژنتیک آنها

در مقابل، الگوهای غذایی که با مصرف زیاد غذاهای فرآوری شده، کربوهیدرات های تصفیه شده، چربی های اشباع و ترانس مشخص می شوند و قندهای اضافه شده تغییرات اپی ژنتیک را ترویج می کنند که سلامت متابولیک را در بیماران دیابتی تشدید می کند.

رژیم غذایی غربی

الگوی رژیم غذایی غربی ویمش؛ بالا در گوشت قرمز و فرآوری شده، دانه های تصفیه شده، نوشیدنی های شکری، غذاهای سرخ شده و ترکیبات لبنی با چربی بالا که به طور مداوم با تغییرات اپی ژنتیک مرتبط هستند، این الگو به طور معمول بیش از حد کالری را فراهم می کند در حالی که کمبود در اهدا کنندگان متیل، فیبر و ترکیبات بیولوژیکی که از مقررات اپی ژنتیک سالم حمایت می کنند.

تغذیه با چربی بالا در مدل های حیوانی و مطالعات انسانی نشان داده شده است که باعث ایجاد هیپر متیلاسیون از GLUT4 ارتقاء دهنده در بافت adipose، کاهش بیان حمل و نقل گلوکز و کمک به مقاومت به انسولین، به طور مشابه، یک رژیم غذایی با قند بالا باعث افزایش متیلاسیون از (F:2PDX1[۳] می شود که باعث ایجاد یک رژیم غذایی ضعیف در برابر این تغییرات متابولیک می شود.

رژیم غذایی غربی همچنین یک حالت اپی ژنتیک پیشگیرانه را ترویج می کند. [برای مثال، فعالیت HDAC را بالا می برد، که منجر به تحریک کننده ژن های ضد التهابی مانند IL10 و [LT:2FOXP3[FLT3] می شود.

غذاهای فوق العاده ضروری و تنظیم کننده های اپی ژنتیک

مواد غذایی و مواد غذایی فرآوری شده؛ فرمول های صنعتی حاوی مواد افزودنی، مواد افزودنی، شیرین کننده های مصنوعی و emulsifiers &mdash؛ نشان دهنده یک بخش رو به رشد از رژیم غذایی جهانی است، این غذاها نه تنها کمبود مواد مغذی هستند، بلکه حاوی ترکیباتی هستند که به طور مستقیم با ماشین آلات اپی ژنتیک تداخل دارند.

علاوه بر این، محصولات پیشرفته گلیسماسیون (AGE) در طول پردازش دمای بالا از غذاها می توانند به گیرنده های سلولی متصل شوند و مسیرهای سیگنال دهی را فعال کنند که باعث تغییر متیلاسیون DNA و تغییراتستون می شوند.در بیماران دیابتی که در حال حاضر سطح AGE بالا را به دلیل هیپرگلیسمی، AGE های تغذیه ای از ترکیبات غذایی فرآوری شده، مشکل، تسریع در اپی ژنتیک و ترویج عوارض دیابتی افزایش داده اند.

بالا، Qgar Synergy

ترکیب چربی بالا و قند بالا و آند؛ معمول بسیاری از غذاهای فست فود و اسنک های بسته بندی شده و mdash؛produces به ویژه اثرات اپی ژنتیک را حذف می کند، این الگوی رژیم غذایی هدف پستانداران از درمان روان شناسی (mTOR) را فعال می کند در حالی که مهار پروتئین فعال شده AMP (AMPK)، منجر به تغییرات پایدار در رژیم غذایی و انباشت پروتئین های بالا، کاهش انسولین و کاهش شدید، و کاهش وزن، و کاهش وزن، در رفتار تغذیه ای که باعث کاهش شدید می شود.

اختلالات بالینی برای ناشنوایان

شناسایی تعاملات رژیم غذایی- اپی ژنتیک پیامدهای عمیقی برای مدیریت بالینی چاقی و T2DM دارد، به جای مشاهده این شرایط به عنوان سرنوشت ژنتیکی ثابت، پزشکان می توانند از پلاستیک های اپی ژنتیک برای طراحی مداخلات که مسیر بیماری را تغییر می دهند، استفاده کنند.

استراتژی های تغذیه شخصی

نشانگرهای اپی ژنتیک ممکن است به شناسایی الگوهای رژیم غذایی برای بیماران فردی مفیدتر باشند، به عنوان مثال، بیماران مبتلا به هیپر متیلاسیون از PPARGC1A ژن ممکن است به طور فزاینده ای از مداخلات رژیم غذایی مدیترانه ای که باعث کاهش متیلاسیون می شوند، بهره مند شوند، در حالی که کسانی که الگوهای اصلاح خاص او می تواند به رژیم های غنی در HDAC-bit پیشرفت کنند، اما آزمایش های معمول آن آسان نیست.

فراتر از تغذیه شخصی، مفهوم ارث و داروی اپی ژنتیک؛ رژیم غذایی والدین و نشانه های اپی ژنتیک بر سلامت و درمان فرزندان تأثیر می گذارد؛ اضافه کردن یک بعد ترانسژنتیک برای مشاوره غذایی.از بیماران دیابتی مبتلا به سن باروری ممکن است انگیزه ای برای اتخاذ الگوهای غذایی سالم تر نه تنها برای سلامتی خود بلکه برای کاهش برنامه ریزی بیماری متابولیک در کودکان خود داشته باشد.

مداخلات رژیم غذایی خاص هدف قرار دادن مکانیسم های اپی ژنتیک

چندین استراتژی رژیم غذایی مبتنی بر شواهد می تواند در حال حاضر برای حمایت از تنظیم اپی ژنتیک سالم در بیماران دیابتی انجام شود:

  • ] مصرف اهدا کننده متیل کمک کننده: مواد غذایی غنی از کولین مانند سبزیجات برگی، حبوبات و دانه های غنی شده؛ شامل منابع ویتامین B12 مانند ماهی، گوشت های لاغر و لبنیات؛ و ترکیب غذاهای غنی از کولین مانند تخم مرغ، سویا، و گندم.
  • از سلامت میکروبیوم روده حمایت کنید: فیبر کافی را از غلات کامل، سبزیجات، میوه ها و حبوبات برای ارتقاء تولید امای، شامل غذاهای تخمیر شده مانند ماست، کراتو، sauerkraut و kimchi برای افزایش تنوع میکروبی.
  • در شرکت مواد شیمیایی زیستی فعال: شامل سبزیجات کُل (broccoli، جوانه بروکسل، کلم، کلم، کلم، کلم، کلم، کلم، توت، چای سبز، زردچوبه و روغن زیتون اضافی برای خواص HDAC-inhiing و DNA-methyl-modulation.
  • مختل کننده های اپی ژنتیک (FLT:1) Minimize غذاهای فوق العاده فرآوری شده، شیرین کننده های مصنوعی و غذاهای با سن بالا، مصرف الکل را محدود می کنند، زیرا متابولیسم اتانول می تواند با متابولیسم یک کربن و الگوهای متیلاسیون تداخل داشته باشد.
  • ثبات متابولیک پایدار ( کربوهیدرات های کم شاخصگلیسمی را انتخاب کنید و مصرف پروتئین را به طور مساوی در سراسر وعده های غذایی توزیع کنید تا از گشت و گذار گلوکز بزرگ و علائم جانبی مرتبط با اپی ژنتیک جلوگیری شود.

ادغام با Pharmacotherapy و سبک زندگی

مداخلات رژیم غذایی که مکانیسم های اپی ژنتیک را هدف قرار می دهند باید با مراقبت های پزشکی استاندارد برای بیماران دیابتی، از جمله دارو درمانی (metformin، آگLP-1 آگونیست گیرنده های گیرنده، مهارکننده های SGLT2) و فعالیت فیزیکی خود ادغام شوند، خود را باعث تغییرات اپی ژنتیک در عضلات اسکلتی و بافت آپیپوز، از جمله تغییرات در متیلاسیون DNA و یک رژیم غذایی قوی تر می شود و هر گونه عملکرد آنزیمی.

مسیر های تحقیقاتی آینده و چالش ها

در حالی که زمینه اپی ژنتیک تغذیه وعده های زیادی دارد، چندین سوال مهم همچنان بی پاسخ باقی مانده است. مطالعات طولانی مدت با اندازه گیری های مکرر اپی ژنتیک برای تعیین دوره زمانی و معکوس تغییرات اپی ژنتیک ناشی از رژیم غذایی در بیماران دیابتی چاق، اثرات خاص بافت نیز نیاز به تحقیقات دقیق دارند، زیرا علائم اپی ژنتیک در سلول های خونی ممکن است تغییرات کامل در بافت های متابولیک مانند عضله، و کبد را منعکس نکند.

مرز دیگر توسعه نشانگرهای اپی ژنتیک است که پاسخ های فردی به مداخلات رژیم غذایی را پیش بینی می کند، چنین نشانگرهای زیستی می توانند انتخاب الگوهای رژیم غذایی بهینه را هدایت کنند و به نظارت بر پایبندی و اثربخشی در زمان واقعی کمک کنند. رویکردهای یادگیری ماشین که ژنومیک، اپینومیک، متابولومی و داده های میکروبیوم را ادغام می کنند، در نهایت ممکن است رژیم غذایی بسیار شخصی را فعال کنند.

ایمنی و اثربخشی درمان های اپی ژنتیک هدفمند، مانند مهارکننده های خاص HDAC یا تنظیم کننده های DNMT که از ترکیبات غذایی مشتق شده اند، همچنین تحقیقات را تضمین می کند، در حالی که این عوامل می توانند از نظر تئوری مزایای تغییر رژیم غذایی را افزایش دهند، اثرات بلند مدت آنها نیاز به ارزیابی دقیق قبل از درخواست بالینی دارند.

نتیجه گیری

الگوهای رژیم غذایی تأثیر عمیقی بر تغییرات اپی ژنتیک اعمال می کنند که بیان ژن مربوط به چاقی و نوع 2 دیابت را تنظیم می کند. الگوهای سالم مانند رژیم غذایی مدیترانه، رژیم غذایی DASH و رویکردهای مبتنی بر گیاه، علائم اپی ژنتیک مفیدی را ترویج می دهند که التهاب را کاهش می دهد، حساسیت به انسولین را بهبود می بخشد و از سلامت متابولیک حمایت می کند.در مقابل، الگوهای رژیم غذایی غربی و فوق العاده پردازش شده باعث تغییرات نامطلوب می شوند که مقاومت در برابر انسولین، و پیشرفت بیماری را تقویت می کند.

برای بیماران مبتلا به چاقی، تشخیص اینکه رژیم غذایی می تواند به طور فعال تغییر اپی ژنوم را تغییر دهد، هر دو توضیح مکانیکی برای مزایای تغییرات رژیم غذایی و یک منطق برای مداخلات تغذیه هدفمند را فراهم می کند.با ترکیب غذاهای غنی از اهداکنندگان متیل، فیبر و بیوشیمی های زیست فعال در حالی که به حداقل رساندن اختلال های اپی ژنتیک، بیماران می توانند با اثرات زیست شناسی خود برای بهبود تحقیقات کار کنند، همانطور که به طور دقیق اهداف تغذیه بالینی درگیر می شوند، و تقویت شده از وعده های متابولیک و یکپارچه سازی دقیق و اهداف مربوط به اهداف خاص از ترکیب شده در مورد استفاده می کنند.

مکانیسم های اپی ژنتیک در چاقی و دیابت: یک بررسی جامع [FLT 1 ]

نقش اهداکنندگان متیل تغذیه ای در سلامت متابولیک و مقررات اپی ژنتیک

رژیم غذایی مدیتیشن و تغییرات اپی ژنتیک: پیامدهای بیماری متابولیک

تغییرات و حافظه متابولیک در دیابت