אפיגנטיקה ותזונה

הקשר בין אפיגנטיקה לבין תזונה משמעותי מאוד. תזונה אפיגנטית או אפיגנטיקה תזונתית הוא תחום שעוסק בקשרי הגומלין שבין תזונה לבין אפיגנטיקה וההשלכות הבריאותיות של קשר זה. תזונה, מזונות ורכיבי מזון בעלי השפעה אפיגנטית משחקים תפקיד חשוב בשמירה על הבריאות.

בשונה משינויים גנטיים, שינויים אפיגנטיים הם הפיכים. תזונה בריאה ונכונה היא אחת הדרכים שיכולה להוביל לשינוי אפיגנטי ולהטבה במצב הבריאותי. המחקר בתחום זה בוחן גם את מנגנוני הפעולה ואת התהליכים שמתרחשים ומשפיעים על השינוי האפיגנטי.

כדי להבין מהי תזונה אפיגנטית, צריך להקדים ולהבין מהי אפיגנטיקה, כפי שתוכלו לקרוא בהמשך המאמר.

הגדרת אפיגנטיקה (epigenetics)       

הגדרת המונח אפיגנטיקה השתנתה מאז הגה אותו לראשונה קונרד וודינגטון (Conrad Waddington) בתחילת שנות הארבעים של המאה הקודמת.

קונרד וודינגטון הגדיר אפיגנטיקה כענף של ביולוגיה שחוקר את האינטראקציות בין גנים לבין התוצרים שלהם, שמביאים את הפנוטיפ לידי ביטוי.

ההגדרה המקורית של אפיגנטיקה מתייחסת לכל הנתיבים המולקולריים שמווסתים את ביטוי הגנוטיפ לפנוטיפ מסוים.

גנוטיפ

גנוטיפ (genotype) הוא המבנה הגנטי של אורגניזם והוא עובר בתורשה מההורים. לדוגמא, הגנים שאחראים על צבע העור.

פנוטיפ

פנוטיפ (phenotype) הוא הביטוי החיצוני של האורגניזם. לדוגמה, צבע עור כהה או בהיר.

קשרי גנוטיפ-פנוטיפ

הפנוטיפ מושפע לא רק מהגנוטיפ אלא גם מגורמים נוספים שכוללים השפעות סביבתיות (סטרס, טמפרטורה) וסגנון חיים (תזונה, פעילות גופנית).

לדוגמא, הגנים קובעים את צבע העור. עם זאת, חשיפה לשמש מובילה לגוון עור כהה יותר.

הגדרת אפיגנטיקה כיום

ההסבר הרווח והמקובל כיום מגדיר אפיגנטיקה כתחום שעוסק בשינויים תורשתיים בתפקוד הגנים שאינם יכולים להיות מוסברים או שאינם נובעים משינויים ברצף ה – די אן איי (DNA).

כלומר, אפיגנטיקה מתייחסת לשליטה על ביטוי הגנים דרך מנגנונים שלא קשורים לרצף ה – DNA.

אפיגנטיקה סביבתית

גורמים סביבתיים יכולים לגרום לשינויים אפיגנטיים ולהשפעה על הבריאות שלנו.

תאומים זהים היא דוגמה מצוינת להמחשת אפיגנטיקה סביבתית.

למרות שתאומים זהים חולקים גנום זהה, יכול להיות מצב בו כל אחד מהתאומים עובד בעבודה שמצריכה ממנו להיות חשוף שעות רבות בכל יום לשמש, לעומת התאום השני שעובד בעבודה משרדית ונחשף מעט לשמש.

במצב כזה החשיפה הרבה של התאום לשמש, יכולה להאיץ את קצב הזדקנות העור והופעת הקמטים, לרבות נזקי עור חמורים יותר, לעומת התאום שלא נחשף לשמש בצורה מוגברת.

תזונה אפיגנטית או אפיגנטיקה תזונתית בבריאות ובמחלות

תזונה משחקת תפקיד משמעותי כגורם משפיע מבחינה אפיגנטית.

תזונה בריאה ונכונה יכולה למנוע ביטוי גנטי של מחלות.

לעומת זאת, תזונה לקויה, יכולה להוציא מהכוח אל הפועל את הביטוי הגנטי של מחלות שונות.

בצורה סכמטית, אפשר להתייחס לאפיגנטיקה כמתג עם שתי אפשרויות מופעל או כבוי.

המתג הזה משפיע על הביטוי הגנטי לבריאות או להתפתחות מחלות.

גם כאן דוגמת התאומים בעלי הגנום הזהה, יכולה להמחיש את מודל האפיגנטיקה התזונתית כמתג הפעלה או כיבוי, בהנחה ששניהם חיים בתנאים סביבתיים זהים, הרגלי השינה שלהם דומים ושניהם לא מעשנים.

אחד התאומים אוכל תזונה נכונה ובריאה שמבוססת על מזון שעיקרו מעולם הצומח, טרי ולא מעובד.

סביר להניח, אך לא וודאי שהתאום הזה יהיה בעל פנוטיפ רזה יותר מאחיו, עם סיכון נמוך להתפתחות מחלות וקצב הזדקנות מואט.

לעומתו, התאום השני אוכל תזונה לקויה שמבוססת על מזון מעובד, דל בסיבים ועתיר בסוכרים.

סביר להניח אך לא וודאי שבשלב מסוים של חייו, התאום הזה יהיה בעל פנוטיפ שמן יותר מאחיו, עם מחלת כבד שומני, בסיכון מוגבר למחלות וקצב הזדקנות מואץ.

מנגנוני פעולה שנוטלים חלק בויסות אפיגנטי

קיימים מנגנונים ביולוגיים שונים שנוטלים חלק בויסות אפיגנטי ומושפעים מתזונה ומרכיבי תזונה. להלן טבלה שמרכזת ומסבירה חלק ממנגנונים אלו.

מנגנונים אפיגנטיים	הסבר
מתילציית DNA	הוספת קבוצה מתילית אל ה – DNA. הוספה זו משפיעה על ביטוי גנים ועל תפקודם
שינויים בהיסטון	היסטון הוא חלבון שמספק תמיכה מבנית לכרומוזומים. היסטון נוטל חלק בוויסות ביטוי גנים
ויסות נגזרות miRNA (microRNA)	miRNA הן נגזרות חד גדיליות של DNA והן נוטלות חלק בוויסות ביטוי גנים
ויסות SIRT-1 (Sirtuin 1)	SIRT-1 הוא חלבון בעל יכולות ויסות אפיגנטיות