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  • 营养对个体基因表型的影响


    基因决定个体遗传特性。然而,遗传学研究资料显示,尽管所有细胞中DNA都携带表达人体所有特征的各种基因,但并非所有基因在任何一个细胞中都能表达,而是在一定时间、一定条件下,只有部分基因表达。这说明存在着控制基因表达的机制,决定要转录哪些编码,并翻译成基因产物。近年来研究还发现,有些基因不止编码一种特异性蛋白,在一种环境下转译成一种信息,而在另一种环境下则可能转译成另一种信息。大量事实证实,遗传信息翻译方式的选择主要取决于环境因素的综合影响,饮食是这些环境因素中最有影响力的因素。在环境发展早期,营养素起影响生物体在营养素缺乏或过量时,是进入合成还是进入存储通路的原始激素信号作用。当单细胞生物体进化到复杂生命形式,营养素继续作为与激素相互作用环境因素指导包括编码能量代谢、细胞分化和细胞生长蛋白质内的基因表达。营养素通过调节基因转录、核RNA加工、mRNA降解和mRNA翻译及翻译后蛋白质修饰等途径支配组织含量和不同蛋白质活性。有关具体营养素对基因表达调控内容在其他章节已有涉及,本章节主要讨论营养状况对部分常见慢性病基因表型的影响。

    (一)营养对个体基因表型的影响,早在1909年创造“基因”(gene)这个名词时丹麦遗传学家约翰逊就提出“基因型”和“表型”及其之间区分。在孟德尔豌豆杂交实验揭示遗传定律中,遗传因子组合构成基因型。如CC、Cc和cc及YYRR、YyRr和Yyrr等都是植株花色、子叶颜色和豆粒形状基因型,植株实际长出花色、子叶颜色和豆粒形状则是表型。不同基因型如CC和cc及YYRR和yyrr可有不同表型;不同基因型如CC和Cc及YyRR和YyRr也可有相同表型。约翰逊指出:遗传因子和环境因子对性状表现都有作用。在不同环境下,相同基因型可表现出不同性状。表型是基因型和环境相互作用的结果。这是遗传学的基本概念,也说明从基因概念问世之日起,就已注意到从事物之间的相互作用和联系来认识和研究基因功能。随着人类基因组计划研究深入,人们越来越深刻地认识到对于疾病发生,基因固然是重要因素,但比基因更重要的是表型,即一个基因表达结果和功能。对一个成人来说,自身处于健康或疾病状况,即你表型,是通过你饮食、生活方式和生活环境作用于基因后才决定。当然,这里所提出的饮食可影响基因表达,并不是说1~2餐饮食就会改变基因表达,而是指多年饮食习惯能以某种方式影响基因表达,以至改变表型,增强或削弱细胞功能。

    如二战后日本成年男女平均身高增加近15cm。日本人基因没有改变,而改变的是日本儿童和青少年营养状况。营养状况和遗传因素相互作用决定个人的“表型”,即他或她的身材、体型和功能。

    证明饮食方式可能改变基因表型另一个例子,是采用西方饮食模式的人和采用亚洲饮食模式的人在前列腺癌和乳腺癌发病率上存在着明显差别。已知男性前列腺癌和女性乳腺癌、卵巢癌、子宫内膜癌等,都可能部分与潜在激素相关基因表达模式有关。在携带易感基因的个体中,激素诱导癌症风险在胎儿发育最初几个月内就已形成。怀孕妇女的激素状态,可影响胎儿基因表达,使她们的子女在许多年以后有罹患乳腺癌的或前列腺癌的风险。根据流行病学调查,欧美人(包括长期移居欧美的亚洲人)前列腺癌和乳腺癌发病率之所以大大高于亚洲人,虽原因相当复杂,但两个人群饮食模式差别无疑是重要因素。研究中人们发现,自然食物存在抗雌激素物质,有助于降低激素对基因过度刺激。某些民族几百年来一直食用来自食物、有激素调节作用的营养物质,这可解释为什么这些民族与那些没有食用该食物的民族相比,癌症发病率要低得多。近年来研究表明,大豆异黄酮就是对激素有调节作用的营养物质之一,它们可影响激素产量,活性和代谢。研究发现,一些男子前列腺会产生较高水平5--氢睾丸激素(DHF)。这是一种有毒性的睾丸衍生物,可致癌,使睾丸激素转化为DHF酶称为5一α-还原酶。而豆类食品中的异黄酮,可通过调节基因表达,从而增加或减少这种酶量。另有研究发现,大豆中异黄酮和其他植物化学物质还可促进Ⅱ解毒酶基因表达,帮助修复解毒酶系统平衡,减少部分解毒过程中产生的中间产物积累,从而提高对潜在致癌剂的解毒能力,它们还有助于使癌症相关基因处于休眠状态。根据上述及其他研究,专家们认为,亚洲男子和妇女食用较多豆类食品,所以他们吸收更多天然豆类中的植物性抗癌物质,这可能是采用亚洲饮食模式的人前列腺癌和乳腺癌发病率较低的原因之一。



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