Các nghiên cứu Nutrigenomics đã cho thấy rằng, các vi chất dinh dưỡng trong chế độ ăn uống có thể gây ra những tác động nhất định trên hệ gen người, do đó ảnh hưởng đến tình trạng sức khỏe cũng như quá trình khởi phát của nhiều bệnh. Trong chế độ ăn uống hàng ngày của con người, có khoảng 40 vi chất dinh dưỡng cần thiết đối với sự phát triển của cơ thể. Trong đó, một số vi chất dinh dưỡng đóng vai trò quan trọng đối với các quá trình duy trì hoạt động cũng như duy trì tính ổn định của hệ gen. Vì vậy, sự thiếu hụt một số vi chất dinh dưỡng có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng trên sự ổn định của hệ gen người
(Bảng 3.1).
Về cơ chế, các vi chất dinh dưỡng có thể ảnh hưởng đến hệ gen người thông qua nhiều con đường. Cụ thể, một số vi chất dinh dưỡng là các yếu tố then chốt bắt buộc đối với hoạt động của một số enzym. Ví dụ, thành phần Se trong chế độ ăn uống có ảnh hưởng lớn đến hoạt động của enzym glutathion peroxidase. Một số vi chất dinh dưỡng còn tham gia vào cấu trúc của protein, ví dụ sắt là thành phần của ribonucleotid reductase và cytochromes ty thể. Một số khác có liên quan đến quá trình tổng hợp, sửa chữa ADN, quá trình phòng ngừa tổn thương oxy hóa ADN và duy trì sự methyl hóa ADN,… [25].
Bảng 3.1. Vai trò và ảnh hưởng khi thiếu hụt của một số vi chất dinh dưỡng cụ thể trên sự ổn định của hệ gen [24][59]
Vi chất dinh
dưỡng Vai trò trong sự ổn định của hệ gen Hậu quả khi thiếu hụt
Vitamin C, E Phòng ngừa sự oxy hóa ADN và lipid. Tăng mức độ phá vỡ sợi ADN, phá vỡ NST, các tổn thương oxy hóa của ADN và sản phẩm cộng lipid peroxid trên ADN. Vitamin D Chống OXH bằng cách tăng mức glutathione trong
TB bình thường, cảm ứng làm chết các TB ung thư. Folate và
Vitami ns B2, B6, B12
Duy trì quá trình methyl hóa ADN, tổng hợp dTMP từ dUMP và tái sử dụng folat một cách có hiệu quả.
Sự kết hợp sai Uracil trong ADN, tăng phá vỡ NST và sự siêu methyl hóa DNA.
Niacin, acid Nicotinic
Là chất nền cho poly (ADP-ribose) polymerase, chất mà tham gia vào sự phân chia và gắn lại của ADN và chiều dài NST.
Bảo vệ và sửa chữa ADN.
Tăng mức độ của các nấc không được sửa chữa trong ADN, tăng phá vỡ NST và sắp xếp lại, sự nhạy cảm của chất gây đột biến
Zinc, Manganese và Se l e n i u m
Zn, là một đồng yếu tố cho Cu/Zn SOD, endonuclease IV, chức năng P53, sự sao chép ADN và Zn tác động đến các protein như poly (ADP- ribose) polymerase.
Mn là thành phần của MnSOD thuộc ty thể. Se là một thành phần của các peroxidase, ví dụ glutathion peroxidase.
Tăng phá vỡ ADN và quá trình oxy hóa, tỷ lệ cao các tổn thương NST
Sắt Là một thành phần của ribonucleotid reductase và cytochromes ty thể.
Giảm khả năng sửa chữa ADN, tăng các tổn thương oxy hóa trên ADN ti thể.
Magnesium, Calcium
Mg là một đồng yếu tố cho một loạt các ADN polymerase, trong việc cắt bỏ nucleotid; Sửa chữa, cắt bỏ và sửa chữa những base không phù hợp; Cần thiết cho sự polymer hóa vi cấu trúc hình ống và sự phân ly NST.
Ca, đóng vai trò quan trọng trong sự phân ly NST và cần thiết cho sự chết tế bào theo chương trình.
ảm tính chính xác của sao chép ADN, giảm khả năng sửa chữa ADN, sai sót trong phân ly NST, sự tồn tại của các tế bào có kiểu gen khác thường
Như vậy, các vi chất dinh dưỡng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định và hoạt động bình thường của hệ gen người. Vì vậy, sự thiếu hụt các vi chất dinh dưỡng này có thể làm rối loạn hoạt động bình thường của hệ gen. Đây là nguyên nhân dẫn đến nhiều tình trạng bệnh lý như bệnh tim mạch (liên quan đến vitamin B, E, và carotenoids), ung thư (folat, carotenoid), dị tật ống thần kinh (folat), và các bệnh về xương (vitamin D)…[22]. Ví dụ, sự thiếu hụt vitamin B6, B12 và folat có liên quan với mức homocystein huyết thanh tăng, chính là một yếu tố nguy cơ và dấu hiệu của bệnh động mạch vành.
Dựa vào những nghiên cứu Nutrigenomics cụ thể về vai trò của các vi chất dinh dưỡng đối với quá trình khởi phát bệnh, chúng ta có thể thiết kế và đưa ra một chế độ dinh dưỡng phù hợp, bổ sung đầy đủ các vi chất dinh dưỡng trong chế độ ăn uống hàng ngày. Đây là một biện pháp đơn giản nhưng cũng rất hữu hiệu, giúp chúng ta phòng ngừa được sự khởi phát của rất nhiều bệnh nghiêm trọng.