Einfluss der Nahrung auf Gene könnte für Prävention genutzt werden

Ärzte Zeitung: Was ist eigentlich Nutrigenomik?

Prof. Michael Müller: Nutrigenomik beschäftigt sich unter anderem mit der Wirkung, die Nahrungsbestandteile auf die Aktivität von Genen und damit auf die Proteinbiosynthese haben. Die veränderte Proteinsynthese wirkt auf den Stoffwechsel zurück. Daraus ergibt sich ein komplexes Wechselspiel zwischen Nährstoffen und Reaktionen auf Nahrungsbestandteile in den Organen, die wiederum mit einander in Verbindung stehen, also etwa Leber, Darm, Pankreas und Muskel. Dieses Wechselspiel versuchen wir, zu analysieren.

Ärzte Zeitung: Welche Methoden stehen Ihnen dafür zur Verfügung?

Müller: Von den neuen Genomik-Verfahren wird in unserer Arbeitsgruppe zurzeit vor allem die Transkriptom-Analyse verwendet: Wir untersuchen mit Hilfe von Microarrays (Chips), welche Gene zu einem bestimmten Zeitpunkt unter definierten Nahrungsbedingungen transkribiert werden.

Ärzte Zeitung: Was lässt sich mit einer solchen Transkriptom-Analyse feststellen?

Müller: Unsere Ausgangsthese ist, dass eine Fehlernährung, etwa mit zu vielen gesättigten und zu wenig ungesättigten Fettsäuren, metabolischen Stress hervorruft. Aber wie äußert er sich in den verschiedenen Organen? Diese Frage versuchen wir zu beantworten, indem wir Mäuse normal kohlenhydratreich ernähren oder suboptimal mit einem Fettanteil, der 45 Prozent der Energiezufuhr ausmacht. Nach sechs bis acht Wochen setzen Mäuse mit hohem Fettanteil in der Nahrung deutlich mehr Speck an. Aber schon nach einer Woche Fehlernährung zeigt eine veränderte Genexpression in Leber, Darm und Muskel an, dass die Organe den hohen Fettanteil nicht mehr vollständig kompensieren können.

Ärzte Zeitung: Was könnte das für den Menschen bedeuten?

Müller: Unsere Befunde könnten für den Menschen bedeuten, dass Fehlernährung mit zu viel Fett, vor allem mit zu vielen gesättigten Fettsäuren, schon vor einer Gewichtszunahme die metabolische Flexibilität der Organe verringert. Die ungünstig veränderte Genaktivität in den Organen geht mit der vermehrten Bildung von verschiedenen Proteinen einher, von denen wir etwa 80 im Plasma nachweisen können. Wir möchten herausfinden, ob ein charakteristisches Proteinmuster im Plasma früh anzeigen kann: Da läuft metabolisch etwas schief. Ein solches Signal könnte für die Primärprävention ernährungsbedingter Krankheiten genutzt werden.

Ärzte Zeitung: Sind Gene oder Lebensstil wichtiger bei ernährungsbedingten Krankheiten?

Müller: Das lässt sich schwer beurteilen. Die Gene spielen natürlich eine wichtige Rolle. Aber es ist derzeit nicht möglich, ausgehend von einem Genotyp den Phänotyp vorherzusagen. Bezogen auf den Nahrungsstoffwechsel gilt eben nicht: Gib mir deinen Genotyp, und ich kann dir Ernährungsempfehlungen geben. Wir wissen aber auch, dass die Ernährung der Mutter bereits beim ungeborenen Kind günstige oder ungünstige Effekte haben kann, indem die Erbsubstanz des Fetus durch epigenetische Prozesse modifiziert wird. Gesundheit Erwachsener beginnt also schon im Mutterleib. Später spielt die Ernährung eine große Rolle. Ungesättigte Fettsäuren aktivieren in der Leber einen intrazellulären Rezeptor, unter dessen Kontrolle tausend bis 3000 Moleküle stehen, die die Kondition des Organs positiv beeinflussen. Gesättigte Fettsäuren aktivieren dieses System kaum.