Nutrigenomik

 

Mit dem Begriff Nutrigenomik (Nutrition = Ernährung, Genom = Gesamtheit der vererbbaren Informationen einer Zelle), wird ein neuer Wissenschaftszweig bezeichnet, bei dem die Zusammenhänge zwischen Nahrungsbestandteilen, Ernährungsverhalten und Erbanlagen im Detail untersucht werden.
Interdisziplinär werden die Erkenntnisse aus der Genomforschung, der Pflanzenzüchtung und Gentechnik sowie der modernen Medizin verknüpft. Das Ziel besteht darin, Nahrungsmittel zu entwickeln, die sich in der medizinischen Prävention und Behandlung einsetzen lassen.

Schwerpunkte der Nutrigenomik:

Schwerpunkte der Nutrigenomik sind:

Die aktuelle Arbeit in der nutrigenomischen Forschung konzentriert sich auf die weitere Entschlüsselung des Genoms des Menschen und verschiedener Nutzpflanzen, die Erforschung genetischer Ursachen weit verbreiteter Krankheiten, die Erforschung der Ernährungsbedingten Krankheiten und auf die Entwicklung von Functional Food durch Gentechnik.

Stoffwechselindividualität als Ausgangsthese der Nutrigenomik:

Eine zentrale These der Nutrigenomik ist die Abhängigkeit der Nährstoffwirkung von der genetischen Ausstattung. Beim Stoffwechsel führen eine Vielzahln von Genen dazu, dass eine Krankheit in Abhängigkeit von einer bestimmten Ernährung auftritt. Ein Beispiel ist die unterschiedliche Reaktion auf den Milchzucker, die Laktose. Nach jahrtausendelanger Milchviehzucht hat sich in Europa eine genetische Variante durchgesetzt, dank der auch Erwachsene noch Milchzucker verdauen können. Dagegen löst Milch bei vielen Afrikanern und Asiaten Übelkeit und Durchfall aus.
Andere genetische Unterschiede wirken sich subtiler aus. So enthält das Blut von Probanden, die überwiegend pflanzliche Fette mit viel ungesättigten Fettsäuren essen, in der Regel weniger LDL-Cholesterin (Low Density Lipoprotein) – bis zu 15 % als das von Menschen, die ausschließlich tierische Fette zu sich nehmen. LDL, die “böse“ Form des Cholesterins, gilt als Risikofaktor für Herzinfarkt. Was aber meist unerwähnt bleibt: Die Zahlen sind lediglich Durchschnittswerte. Bei jedem vierten Menschen bleibt das Blutfett entweder unverändert, oder die Werte verschlechtern sich sogar während der als allgemein für herzgesund befundenen Diät.
Die Nutrigenomik forscht im Erbgut nach den genetischen Ursachen für solche Unterschiede, um die Zusammenhänge besser verstehen zu können. Ziel ist die Entwicklung einer individuellen quasi “maßgeschneiderten“ Ernährungsberatung. Die Nutrigenomik soll personalisierte Hinweise für eine bessere Ernährung geben.

SNPs Basis der Stoffwechselindividualität:

Vergleicht man das Genom zweier Menschen gleichen Geschlechts stimmen 99,9 Prozent überein. Der kleine Anteil (0,1 %) Abweichungen beruht überwiegend auf so genannten ”SNPs” (gesprochen: ”Snips”). SNP steht für ”single nucleotide polymorphism”, das bedeutet die mögliche Besetzung einer bestimmten Position im Erbmaterial durch unterschiedliche Bausteine. Statistisch treten SNPs in jedem 100- bis 300sten des drei Milliarden Bausteine umfassenden Erbmaterials des Menschen auf, zur Zeit sind bereits mehr als vier Millionen SNPs bekannt.
Ihnen wird ein Einfluss auf ernährungsbedingte Erkrankungen zugeschrieben, und sie werden im Zusammenhang mit unterschiedlichen Reaktionen auf Nahrungsbestandteile diskutiert. Von einem einzigen SNP kann beispielsweise abhängen, ob Menschen einen genetisch bedingt hohen oder niedrigen Cholesterinspiegel haben. Auch für die Nahrungswahl scheinen SNPs eine Rolle zu spielen: 70 Prozent aller Europäer reagieren auf bestimmte Bitterstoffe, etwa in Gemüse wie Kohl oder Spinat, bis zu tausendmal empfindlicher, als die restlichen 30 Prozent.

Methoden der Nutrigenomik:

Herauszufinden, welche Gene für unterschiedliche Nährstoffwirkungen verantwortlich sind, erfordert oft jahrelange Detektivarbeit unter Mitwirkung von Patienten und gesunden Probanden. In so genannten Modell-Organismen werden erste “Kandidaten-Gene“ identifiziert und deren genauer Zusammenhang im Krankheitsgeschehen und Ernährungsverhalten beleuchtet.
Mit so genannten Transkriptom-Analysen können Nutrigenomiker untersuchen, wie Nahrungsbestandteile die Aktivität von Genen verändern: Der Einfluss bestimmter chemischer Verbindungen in gegrilltem Schweinebauch auf den Leberstoffwechsel lässt sich z.B. untersuchen, indem nach Verzehr aus einer winzigen Leber-Gewebeprobe das Transkriptom isoliert und mit einem ”Standard“-Leber-Transkriptom verglichen wird. Das Resultat: Viele Enzymgene der Leber sind angeschaltet; die entsprechend gebildeten Enzyme können potenziell Krebs erregende Stoffe wie Benzpyrene aus gegrilltem fetten Fleisch neutralisieren.

Forschungsprojekte der Nutrigenomik:

Im Rahmen des BioProfils Nutrigenomik werden zur Zeit verschiedene Projekte realisiert, bei denen eine Vernetzung von Wissenschaft und Wirtschaft Impulse für Diagnostik und Therapie ernährungsbedingter Erkrankungen setzen sollen. Einige Beispiele sind:

Kritische Aspekte der Nutrigenomik:

Die genetische Veränderung von Organismen wird als ethisch bedenklich und gefährlich angesehen. Auch das Ziel, aus den Erkenntnissen der Nutrigenomik hauptsächlich wirtschaftlichen Nutzen zu ziehen, stößt auf Kritik. Schon heute verkaufen erste kommerzielle Anbieter Tests auf bestimmte Geneigenschaften und den dazu passenden individualisierten Ernährungsplan.
Zudem wird argumentiert, dass das Zusammenspiel von Ernährung, Genen und chronischen Erkrankungen ein Puzzle von gewaltiger Komplexität ist. Prinzipiell wird zwar eingeräumt, dass es denkbar sei, den Effekt winziger genetischer Veränderungen durch selektive Nährstoffauswahl zu beeinflussen – fraglich ist, ob es jemals gelingt, die komplexen Zusammenhänge mehr als nur bruchstückhaft zu verstehen und daraus praktisch verwertbare, präventive oder therapeutische Maßnahmen zu entwickeln.

Literatur:

Functional Food