Гендер мен метаболизм: денсаулыққа әсері

Гендер мен метаболизм: денсаулыққа әсері

I. генетика және метаболизм негіздері

1.1. Гендер: Өмір суреттері

ДНҚ (дезоксырибонуклеин қышқылы) – барлық әйгілі тірі организмдер мен көптеген вирустардың дамуына, жұмыс істеуіне, өсуіне және өсуіне арналған генетикалық нұсқаулық бар молекула. Адам денесінде ДНҚ әр жасушаның өзегіндегі хромосомаларда ұйымдастырылған. ДНҚ кодының нақты бағыттары болып табылатын гендер, ақуыз синтезі бойынша нұсқаулық. Бұл ақуыздар жасушалар мен тіндердің құрылымдық қолдауын қамтамасыз ету үшін биохимиялық реакциялардың катализінен, функциялардың кең спектрін орындайды.

Генетикалық вариация немесе полиморфизм ретінде белгілі адамдар арасындағы генетикалық кодтағы айырмашылықтар әр адамның бірегейлігін анықтайды. Бұл өзгерістер аз болуы мүмкін, денсаулыққа айтарлықтай әсер етпеуі немесе, керісінше, белгілі бір ауруларға және есірткіге реакцияға айтарлықтай әсер етуі мүмкін.

Генетиканың негізгі түсініктері:

• Геном: Дененің генетикалық нұсқауларының толық жиынтығы.
• Аллель: Гендік опция. Әр адам әр ген үшін екі аллейді, біреуі әр ата-анадан алады.
• Генотип: Аллельдермен анықталған адамның генетикалық құрамы.
• Фенотип: Генотип пен қоршаған ортаның өзара әрекеттесуіне байланысты органның бақыланған сипаттамалары.
• Гендер өрнегі: Геннен алынған ақпарат, ақуыз сияқты функционалды өнімді синтездеу үшін пайдаланылатын процесс.
• Мутациялар: ДНҚ тізбегіндегі өзгерістер. Мутациялар өздігінен немесе сыртқы факторлардың әсерінен туындауы мүмкін (мысалы, сәуле, химиялық заттар).

1.2. Метаболизм: өмірдің химиялық оркестрі

Метаболизм – бұл өмірді сақтау үшін қажетті барлық химиялық реакциялардың жиынтығы. Оған екі негізгі процестер кіреді:

• Катаболизм: Күрделі молекулалардың бөлінуі энергияның шығарылуымен қатар, қарапайым. Катаболикалық процестердің мысалдары тағамның ас қорыту және жасушалық тыныс алуды қамтиды.
• Анаболизм: Энергия шығындарын қажет ететін күрделі молекулалардың синтезі. Анаболикалық процестердің мысалдары ақуыздар, майлар мен көмірсулардың синтезі жатады.

Метаболикалық жолдар – бұл бір реакцияның өнімі келесі үшін субстратқа айналатын химиялық реакциялар тізбегі болып табылады. Бұл жолдар химиялық реакцияларды тездететін ақуыздар болып табылатын ферменттермен реттеледі.

Негізгі метаболикалық жолдар:

• Гликолиз: Глюкозаның пируватқа, энергияның қалыптасуымен (ATF және NADP).
• Crebca циклы (лимон қышқылы циклы): Пируватты энергия мен аралық қосылыстардың пайда болуымен тотығу.
• Тотығу фосфорлануы: Электрондар тізбегі арқылы электрондарды беру кезінде шығарылған энергияны пайдаланатын ATP қалыптастыру процесі.
• Бета-тотығу: Майлы қышқылдардың энергияны қалыптастырумен бөлінуі.
• Глюконеогенез: Глюкозаны көмірсіз көздерден синтездеу (мысалы, аминқышқылдары, глицерин).
• Майлы қышқылдарды синтездеу: Ацетил-Коа май қышқылдарының түзілуі.

Ii. Метаболизмге әсер ететін генетикалық факторлар

2.1. Генетикалық вариациялар мен метаболикалық аурулар

Генетикалық ауытқулар метаболикалық процестерге айтарлықтай әсер етуі және әртүрлі ауруларға бейімделуі мүмкін. Кейбір генетикалық опциялар белгілі бір метаболизм ауруларын дамыту қаупін арттырады, ал басқалары қорғаныс әсері болуы мүмкін.

• 2 типті қант диабеті (SD2): Даму инсулиннің секрециясына әсер ететін көптеген гендерге, инсулин мен глюкоза метаболизміне әсер ететін көптеген гендерге қатысады. Мысалы, гендер Tcf7l2, Плы, KCNJ11 Жіне IRS1 SD2 даму қаупімен байланысты. Осы гендердің өзгеруі ұйқы безінің бета жасушаларының функциясына әсер етуі мүмкін (инсулин шығаратын), тіндердің инсулинге сезімталдығына немесе глюконеогенезді реттеуге әсер етуі мүмкін.
• Семіздік: Сондай-ақ, дамып келе жатқан полигониялық ауру, ол тәбетті, энергетикалық метаболизм және майлардың метаболизміне әсер ететін гендермен айналысады. Гендер Штаттан, Mc4r, Кепілдемелік Жіне LECR семіздіктің жоғарылауымен байланысты. Мысалы, гендегі өзгерістер Штаттан Азық-түлік шығыны мен физикалық белсенділіктің артуымен байланысты. Гендегі мутациялар Mc4r Олар тәбетті және гиперфагияны реттеудің бұзылуына әкелуі мүмкін (азық-түлікті шамадан тыс тұтыну).
• Фенилкетонурия (FCU): Метаболизмге қажет фенилалайндингфидроксилаза фенмен фенменнің жетіспеушілігімен туындаған тұқым қуалайтын ауру (паг), фенилаланин амин қышқылы. Гендегі мутациялар БортФабмды кодтау, қан мен тіндердегі фенилаланин жинауға әкеледі, егер уақтылы емдеу жүргізілмесе, ауыр неврологиялық бұзылуларға әкелуі мүмкін (фенилаланинді шектеумен).
• Галактосемия: Галактозаның метаболизміне қажетті ферменттердің жетіспеушілігімен туындаған тұқым қуалайтын ауру. Гендердегі мутация Галт, Галк1 немесе Шинагалактосо-1-фосфат урдилтрандраксо-1-фосфат урдилтрандракферазы, галтакиназа және UDP галактозасы-4-эпимераза, тиісінше, бауыр мен тіндердегі галактозаның жиналуына әкеледі, бұл бауыр, бүйрек, көздер, көздер мен ми. Емдеу галактозды диетадан шығарудан тұрады.
• Уилсон-Коноваловтың ауруы: Гендегі ақаудан туындаған тұқым қуалайтын ауру ATP7Bмыс-қадағалауды кодтау. Бұл денеден мыс шығарылуының және оның бауырдың, мидың және басқа мүшелердегі жинақталудың бұзылуына әкеледі, бұл зақым келтіреді. Емдеу құрамына организмнен мысты кетіру үшін хелативті агенттерді қолдану кіреді.
• Гемохроматоз: Темірдің сіңуімен және ағзалар мен тіндерде жинақталған тұқым қуалайтын ауру. Гендегі мутациялар Бана гемохроматоздың ең көп таралған себебі болып табылады. Темірдің жинақталуы бауыр, жүректің, ұйқы безі мен буындардың зақымдалуына әкелуі мүмкін. Емдеу денеде темір деңгейін төмендету үшін флеботомия (қантөгістік) жүргізуден тұрады.

2.2. Фармакогенетика және медицинаға жеке реакция

Фармакогенетика генетикалық ауытқулардың есірткіге реакциясына әсерін зерттейді. Генетикалық ауытқулар әсер етуі мүмкін:

• Фармакокинетика: Дәрі-дәрмектің қалай сіңірілетін, бөлінген, метаболизденген және денеден шығарылатынын анықтайтын процестер.
  • Дәрілердің метаболизмі: Дәрілік заттардың метаболизмімен, әсіресе P450 цитохромының (CYP) ферменттері гендік ферменттерді кодтау ферменттері (CYP) генетикалық ауытқуларға ұшырайды. Мысалы, гендегі өзгерістер Cyp2c19 Олар клопидогельдің метаболизміне әсер етуі мүмкін, тромбоздың алдын алу үшін белгілі бір. Белгілі бір нұсқалары бар адамдар Cyp2c19 Олар клопидогельдің «баяу метаболизаторлары», яғни промбавтың алдын алу үшін тиімді емес. Керісінше, «жылдам метаболизаторлар» препараттың жоғары дозасын қажет етуі мүмкін.
  • Дәрілердің паспорты: P-Glycopropein сияқты есірткі конвейерлерін кодтау (геноммен кодталған) гендер Abcb1), сонымен қатар генетикалық вариацияларға ұшырайды. Бұл конвейерлер есірткінің сіңуіне, таралуына және шығарылуына әсер етеді.
• Фармакодинамикасы: Препараттың әсер ету механизмі және оның ағзаға әсері. Генетикалық өзгерістер Мақсаттарды кодтау (мысалы, рецепторлар, ферменттер) препараттың тиімділігі мен жанама әсерлеріне әсер етуі мүмкін.

Фармакогенетикалық тестілеу дәрігерлерге оның гендік профилін ескере отырып, әр пациент үшін ең тиімді және қауіпсіз дәрілер мен дозаларды таңдауға көмектеседі. Бұл, әсіресе, ауруларды тар терапевтикалық тереземен немесе жанама әсерлер қаупі жоғары есірткіні қолдану кезінде өте маңызды.

2.3. Эпигенетика және қоршаған ортаның гендер өрнегі әсері

Эпигенетика Зерттеулер ДНҚ тізбегіндегі өзгерістермен байланысты емес гендік өрнектегі өзгерістерді зерттейді. ДНҚ метилизациясы, гистон модификациясы және микро регламенттер сияқты эпигенетикалық механизмдер, қандай гендер белсенді немесе белсенді емес жасушалар мен тіндерде белсенді емес.

Диета, физикалық белсенділік, токсиндер мен стресстің әсері сияқты қоршаған ортаға әсер ету факторлары эпигенетикалық модификацияларға әсер етуі мүмкін, сондықтан гендер өрнегі. Бұл эпигенетикалық өзгерістер ұрпақтан-ұрпаққа, ұрпақтардың денсаулығына әсер етуі мүмкін.

• Диета: ДНҚ метилизациясы үшін фолий қышқылы мен холин сияқты белгілі бір диеталық компоненттер қажет. Бұл қоректік заттардың болмауы ДНҚ метилизациясына және гендерлік өрнекке әкелуі мүмкін. Мысалы, зерттеулер көрсеткендей, ананың диетасы жүктілік кезіндегі ананың диетасы баласының эпигенетикалық бейініне және семіздікке және басқа да ауруларға бейімділікке әсер етуі мүмкін екенін көрсетті.
• Дене белсенділігі: Дене белсенділігі ДНҚ-ны метилизацияға және бұлшықет жасушаларындағы гистондарды модификациялауға, глюкоза метаболизмін және инсулин сезімталдығын жақсартуға әсер етуі мүмкін.
• Токсиндердің әсері: Темекі түтіні мен ауаны ластағыштар сияқты токсиндердің әсері қатерлі ісік және басқа аурулардың пайда болу қаупін арттыратын эпигенетикалық өзгерістерге әкелуі мүмкін.
• Стресс: Созылмалы стресс ДНҚ метилизациясының және мидағы гистондардың өзгеруіне, көңіл-күйді реттеу мен мінез-құлыққа әсер етуі мүмкін.

Iii. Генерлердің және метаболизмнің денсаулықтың нақты аспектілері бойынша әсері

3.1. Жүрек-қан тамырлары аурулары (SVP)

Гендер мен метаболизм SVD-дің дамуында, мысалы, атеросклероз, жүрек инсульт және инсульт сияқты маңызды рөл атқарады.

• Генетикалық факторлар: Холестеринге, қан қысымына, қан қысымына, қанды коагуляцияға және қабынуға әсер ететін көптеген гендер SVD қаупімен байланысты. Мысалы, гендер Ldlr, Екпе, PCSK9 Жіне Abca1 Олар төмен тығыздық липопротеиндерінің (LDL) метаболизміне, «жаман» холестеринге және оның қандағы деңгейіне әсер етеді. Осы гендердің өзгеруі гиперхолестеролемияға (холестериннің жоғарылауына) әкелуі мүмкін және атеросклероз қаупі артады. Гендер Тұз Жіне Аг Қан қысымын реттеуге қатысыңыз, және осы гендердің өзгеруі гипертония даму қаупіне әсер етуі мүмкін (қан қысымының жоғарылауы).
• Метаболикалық факторлар: Дислипидемия (липидтер алмасуының бұзылуы), гипертония, инсулинге төзімділік және семіздік – бұл SVD-ді дамыту үшін метаболикалық қауіп факторлары. Мысалы, қандағы LDL деңгейінің жоғарылауы артериядағы атеросклеротикалық тақталардың пайда болуына ықпал етеді. Инсулинге төзімділік және гипергликемия (қан глюкозасының жоғарылауы) атеросклерозды және басқа да жүрек-қан тамырлары асқынуларының дамуына ықпал етеді.

3.2. Шоян

Гендер мен метаболизм қатерлі ісік ауруының дамуында және прогрессиясында маңызды рөл атқарады.

• Генетикалық факторлар: Жасушалық өсуді реттеу, апоптоз (бағдарламаланатын жасушалардың өлімі) және ДНҚ-ны өтеуге қатысты гендердегі мутациялар қатерлі ісік ауруына әкелуі мүмкін. Онкогендер – бұл мутациялар жанып тұрған гендер, жасуша өсуіне ықпал етеді. Бөлшектердің гендері – ісіктердің өсуін болдырмайтын гендер; Бұл гендерді мутациямен инактивациялау қатерлі ісік ауруының дамуына әкелуі мүмкін. Мысалы, гендердегі мутациялар KRCA1 Жіне Brca2 Сүт безі обыры мен аналық бездердің қатерін едәуір арттыру. Гендегі мутациялар Tp53ДНҚ-да және апоптозды қайта орауға маңызды рөл атқаратын P53 протеинін кодтау көбінесе қатерлі ісік түрлерінде кездеседі.
• Метаболикалық факторлар: Қатерлі ісік жасушалары сау жасушалармен салыстырғанда метаболизмді өзгертті. Олар көбінесе гликолизді (Вербургтің әсері) көрсетеді, яғни оттегі болған кезде де глюкозаны қолданғанды ​​жөн көреді. Бұл оларға тез өсуге және көбейтуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, рак клеткалары глютамин, амин қышқылдарының метаболизмін өзгерте алады, олар ақуыздар мен нуклеин қышқылдарын синтездеуге арналған энергия мен құрылыс блоктарына қажеттіліктерін қанағаттандыруы мүмкін. Семіздік және 2 типтегі қант диабеті қатерлі ісік түрлерін дамыту қаупінің жоғарылауымен байланысты, бұл канцерогенездегі метаболикалық факторлардың маңызды рөлін көрсетеді.

3.3. Нейродэнерді аурулар

Генерлер мен метаболизм сонымен қатар альцгеймер ауруы және Паркинсон ауруы сияқты нейротегенеративті аурулардың дамуында рөл атқарады.

• Генетикалық факторлар: Кейбір генетикалық опциялар осы ауруларды дамыту қаупін арттырады. Мысалы, ген Апо4 Бұл кеш жасындағы Альцгеймер ауруын дамыту қаупіндегі негізгі генетикалық фактор. Гендердегі мутация Дық, Park2, Lrrk2 Жіне Pink1 Паркинсон ауруымен байланысты.
• Метаболикалық факторлар: Инсулинге төзімділік, 2 типтегі қант диабеті және дислипидемия Альцгеймер ауруының қаупін арттыра алады. Митохондрия метаболизмінің бұзылуы, жасушалардағы энергия өндіруге жауапты органеллалар невродэйеративті аурулардың патогенезінде рөл атқарады. Паркинсон ауруындағы Альцгеймер ауруы мен альфа-синуцлиндегі бета-амилоид сияқты қалыптан тыс ақуыздардың жинақталуы зақымдалған ақуыздардың деградациясына жауап беретін метаболикалық бұзылулар мен дисфункциямен байланысты.

3.4. Иммундық жүйе және қабыну

Гендер мен метаболизм иммундық жүйенің және қабыну процестерінің жұмысына әсер етеді.

• Генетикалық факторлар: Иммундық жүйенің компоненттерін кодтау, мысалы, негізгі гистокомпеймостық кешенінің (MHC) және цитокиндерінің антигендерінің компоненттерін кодтау генетикалық ауытқуларға ұшырайды. Бұл өзгерістер инфекцияларға, аутоиммунды ауруларға және қабыну ауруларына сезімталдыққа әсер етуі мүмкін. Мысалы, белгілі бір МГК гендері автокөлігі және бірнеше склероз сияқты аутоиммунды аурулардың өсу қаупімен байланысты.
• Метаболикалық факторлар: Метаболизм иммундық жасушалар мен қабыну процестерін реттеуде маңызды рөл атқарады. Иммундық жасушаларда функцияларды, мысалы, фагоцитоз, цитокиндер секрециясы және таратқыштарды орындау үшін энергетикалық және құрылыс блоктары қажет. Метаболикалық өзгерістер, мысалы, гликолиз және май қышқылдарының синтезі, иммундық жасушалар мен қабынуды жандандыруға болады. Екінші жағынан, белгілі бір метаболикалық жолдар, мысалы, тотығу фосфорлану және бета-тотығу сияқты, қабынуды басуы мүмкін. Иммундық жасушалардың метаболизміндегі теңгерімсіздік созылмалы қабынуға және әртүрлі аурулардың дамуына әкелуі мүмкін.

Iv. Генерлер мен метаболизмді зерттеу әдістері

4.1. Геномдық зерттеулер

Геномдық зерттеулер әр түрлі аурулар мен белгілермен байланысты генетикалық өзгерістерді анықтау үшін бүкіл жеке геномды талдауға мүмкіндік береді.

• Қауымдастықтарды (GWAS) толық іздеу: Генетикалық вариацияларды анықтау үшін қолданылатын әдіс (әдетте бір -nique-polyymorform, snps, snps), белгілі бір аурумен немесе белгімен байланысты. Гвас ауруы бар миллиондаған SNP-ді аурумен және сау адамдардың бақылау тобында талданады. Аурумен ауыратын адамдар осы аурумен байланысты болып саналады.
• Exom-тің реттілігі: ДНҚ-ның реттілігін тек Exon, гендердің бөлімдерін, ақуыздарды кодтауға мүмкіндік беретін әдіс. ЭКОМОМИЯНЫҢ СЕМИКАЦИЯЛЫ ТОЛЫҚТЫҚ ТОЛЫҚТАРДЫҢ ТОЛЫҚТЫРЫСҚА, және оларды ауруларды тудыратын генетикалық мутацияларды анықтау үшін қолдануға болады.
• Толық берілгендік (WGS): Жеке тұлғаның ДНҚ-ның толық тізбегін анықтау әдісі. WGS жеке тұлғаның генетикалық құралы туралы толық ақпаратты ұсынады және генетикалық вариациялардың барлық түрлерін, соның ішінде SNPS, асырауын, жойылу және құрылымдық нұсқаларды анықтау үшін қолданылуы мүмкін.

4.2. Метаболонтану

Метаболомика – бұл барлық метаболиттерді (кішкентай молекулаларды) зерттеу, мысалы, жасуша, ұлпа немесе дене сияқты биологиялық жүйе. Метаболулярлық зерттеулер организм метаболикалық жағдайы туралы ақпарат алуға және әртүрлі ауруларға байланысты метаболикалық маркерлерді анықтауға мүмкіндік береді.

• Масс-спектрометрия: Биологиялық үлгілердегі метаболиттерді анықтау және сандық анықтау үшін қолданылатын әдіс. Масс-спектрометрия массаны метаболиттер иондарының зарядын зарядтауға өлшейді, бұл олардың шоғырлануын анықтауға және анықтауға мүмкіндік береді.
• Ядролық магниттік резонанс (JAMR): Биологиялық үлгілерде метаболиттерді анықтау және сандық анықтау үшін қолданылатын тағы бір әдіс. JAMR магнит өрісіндегі атомдар ядролары бойынша радио жиілік энергиясының сіңуін өлшейді, бұл сізге метаболиттердің концентрациясын анықтауға және анықтауға мүмкіндік береді.

4.3. Геномика мен метаболомдық мәліметтерді интегративті талдау

Геномикалар мен метаболомикаларға интегративті талдау гендер мен метаболизм арасындағы өзара әрекеттесу туралы және олардың денсаулыққа әсері туралы толық түсінік алуға мүмкіндік береді. Бұл тәсіл метаболизмге және белгілі бір ауруларға байланысты метаболикалық өзгерістерге әсер ететін генетикалық вариациялар мен метаболикалық профильдер туралы мәліметтерді біріктіреді.

V. Салауатты өмір салтының генетикалық сипаттамаларын ескере отырып, стратегиялары

5.1. Генетикалық профиль негізінде жекелендірілген диета

Генетикалық тестілеу жеке диетаны дамытуға, жеке тұлғаның генетикалық сипаттамаларын және оның белгілі бір ауруларға бейімділігін ескере отырып, дараланған диетаны дамытуға көмектеседі. Мысалы, гендік нұсқалары бар адамдар МТТФРФолий қышқылының метаболизміне қатысқан фолий қышқылының көп мөлшері қажет болуы мүмкін. Липидтер алмасуына әсер ететін гендердің белгілі бір нұсқалары бар адамдар қаныққан майлар мен холестеринді тұтынуды шектеуі керек болуы мүмкін. Диетаны жинақтаудың генетикалық ерекшеліктерін есепке алу денсаулықты оңтайландыруға және аурулардың қаупін азайтуға көмектеседі.

5.2. Генетикалық бейімділікке сәйкес келетін физикалық белсенділік

Генетикалық факторлар дененің дененің физикалық белсенділігіне әсер етуі мүмкін. Кейбір адамдар бұлшықет массасын оңай алады және спорттық нәтижелерін жақсартады, ал басқаларына бірдей нәтижелерге жету үшін көбірек жаттығу қажет болуы мүмкін. Генетикалық тестілеу физикалық белсенділіктің тиімді түрлерін және әр адамға арналған оқытудың қарқындылығын анықтауға көмектеседі. Мысалы, гендік нұсқалары бар адамдар АктерлерЖылдам бұлшықет талшықтарының жұмысымен байланысты, күш жаттығуларына жақсы жауап бере алады.

5.3. Аурудың алдын-алуға жеке көзқарас

Генетикалық тестілеу белгілі бір аурулардың даму қаупі бар адамдарды анықтауға және жеке алдын-алу стратегиясын жасауға көмектеседі. Мысалы, гендердегі мутацияланған әйелдер KRCA1 Жіне Brca2 Оларға сүт безі мен аналық бездердің қатерлі ісігі үшін жиі скрининг қажет болуы мүмкін, сонымен қатар алдын-алу мастэктомиясы немесе овариэктомия болуы мүмкін. 2 типтегі қант диабеті қаупі бар адамдар тәуекелді азайту үшін шаралар қабылдауы мүмкін, мысалы, өмір салтының өзгеруі, дұрыс тамақтану және тұрақты физикалық жаттығулар.

5.4. Генетикалық және тамақтанушымен кеңес беру

Генетикалық тестілеу нәтижелерін түсіндіру және салауатты өмір салтының жекелендірілген стратегиясының дамуы үшін генетик және диетологпен кеңес алу маңызды. Генетик генетикалық аурулардың даму қаупін бағалауға және алдын-алу және емдеу бойынша ұсыныстар беруге көмектеседі. Диеталық тұлға жеке тамақтану жоспарын генетикалық сипаттамаларды, метаболизмнің қажеттіліктерін, жеке тұлғаның қалауларын ескере отырып дамытуға көмектеседі. Генетикалық тестілеуді, дәрігерлермен кеңес беретін интеграцияланған тәсіл, денсаулық сақтау салалары мен салауатты өмір салты денсаулықты оңтайландыруға және аурулардың қаупін азайтуға көмектеседі.