Nutrigenomik ist ein Forschungsgebiet, das zum Ziel hat, auf der Grundlage von Erkenntnissen aus der Genomforschung, der Pflanzenzüchtung und Gentechnik, aber auch der modernen Medizin Nahrungsmittel zu entwickeln, die der medizinischen Prävention und Behandlung von Krankheiten, allen voran Krebs, dienen. Der multidisziplinäre Ansatz untersucht den Einfluss der Nahrung auf die Genstruktur (Nutrigenetik) sowie die aus der Nahrungsaufnahme resultierende Genexpression anhand von Transkriptionsprofilen (Transkriptomik), epigenetischer Veränderungen (Epigentik), gebildeteter Metabolite (Metabolomik) und Proteinmuster (Proteomik).
Omega-3-Fettsäuren, die über die Nahrungszufuhr die Inhibition von proinflammatorisch wirkenden Eicosanoiden bewirken, gehören zu den besten Beispielen für eine direkte Interaktion von Nahrungsstoffen und Genen.
Bei einer Vielzahl von Nährstoffen spielen zudem epigenetische Modifikationen eine wichtige Rolle für die Pathogenese von Krankheiten inklusive Krebs.
Epigenetische Nährstoffe
Bei den epigenetischen Veränderungen handelt es sich um nicht durch Mutationen hervorgerufene Veränderungen der DNS (Desoxyribonukleinsäure)-Konfiguration durch Modifikation von Histonen, Methylierung der DNS oder die Expression nicht kodierender Ribonukleinsäuren. Durch die aus diesen Modifikationen resultierende transkriptionelle Deregulation kann es unter anderem zu einer Aktivierung von Onkogenen kommen, die zur Krebsentstehung führen.
Studien belegten, dass unter anderem bestimmte bioaktive Nahrungsbestandteile oder Mikronährstoffe die DNS-Methylierung, Genexpression, Histone-Modifikationen und somit auch die biologischen und metabolischen Regulationsmechanismen beeinflussen.
So spielen die in Obst-und Gemüsesorten enthaltenen Polyphenole eine wichtige Rolle in der Prävention von Krebs aufgrund von deren Fähigkeit, epigenetische Veränderung des Chromatins und Gen-Silencing hervorzurufen und die Genaktivität von DNS-Methyltransferasen herunterzuregulieren. Als Vertreter seien hier genannt Epigallocatechingallat aus grünem sowie schwarzem Tee, Curcumin aus dem Rhizom der Pflanze Kurkuma, Apigenin aus Hauhechel, Kamille, Petersilie, Schafgarbe oder Sellerie, Resvera-trol aus Weintrauben, Himbeeren, Maulbeeren, Pflaumen, Erdnüssen und dem Japanischen Staudenknöterich sowie Genistein aus der Sojabohne und dem Rotklee.
Mikronährstoffe
Nicht zu unterschätzen in ihrer Wirkung sind Mineralien und Vitamine – als Kofaktor aber auch als Grundbaustein verschiedener Stoffwechselprozesse.
So ist zum Beispiel die Methylentetrahydrofolat- Reduktase ein wichtiger Bestandteil des Folsäuremetabolismus, der der Aufrechterhaltung des Homocysteinspiegels im Blut dient. Eine zu geringe Aufnahme von Folsäure führt zur Erhöhung des Homocysteinspiegels, der mit kardiovaskulären Erkrankungen, aber auch mit Leber-, Brust-, Lungen- und Darmkrebs in Verbindung gebracht wurde.
Selen aus Nüssen und Rindfleisch, als epigenetisches Mineral bezeichnet, weist krebsbekämpfende Eigenschaften auf. Als Antioxidans und aufgrund seiner Rolle bei der DNS-Reparatur sowie seiner proapoptotischen Wirkungsweise soll es Zellen schützen und sogar Krankheiten, wie Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen vorbeugen.
Zink reguliert und beschleunigt den Stoffwechsel. Wichtig ist er unter anderem als Kofaktor der DNS-Reparatur-Gene, wie Oxoguanin-Glycosylase 1, zur Entfernung von oxydiertem Guanin. Magnesiumkomplexe der Nucleotide dienen als Substrat, das von der Polymerase in die DNA eingebaut wird. Also hatte Hippokrates gar nicht so unrecht. GH