Intake of bioactive dietary components, may influence upon DNA methylation

Wprowadzenie: Metylacja jest poreplikacyjną enzymatyczną modyfikacją DNA. Jest jednym ze zjawisk epigenetycznych - mitotycznie dziedzicznych i potencjalnie odwracalnych, modyfikacji molekularnych DNA i chromatyny bez zmian w podstawowej sekwencji DNA. Sekwencja DNA, podlega modyfikacji epigenetycznej, która zachodzi dynamiczne przez całe życie i może podlegać wpływom czynników zewnętrznych, w tym głównie żywieniowych. Proces metylacji DNA zachodzi przy udziale enzymów przenoszących grupy metylowe: DNA-metylotransferaz (DNMT) adenino- i cytozyno- specyficznych. W genomie około 70-80% dinukleotydów CpG ma grupę metylową przyłączoną do cytozyny, co sprawia, że kodowane przez te sekwencje geny są niedostępnedla komórkowych układów transkrypcyjnych. Podstawowym donorem grupy metylowej w procesie metylacji DNA jest S-adenozylometionina (SAM), wytwarzana w cyklu przemian jednowęglowych podstawowego metabolizmu komórkowego. Metabolizm ten jest katalizowany przez kilka enzymów w obecności mikroskładników diety, w tym kwasu foliowego, choliny, betainy i witamin z grupy B. Z tego powodu, stanu odżywienia, szczególnie spożycie produktów zawierających w swoim składzie te mikroskładniki jest punktem centralnym w badaniach nad mechanizmem epigenetycznymistotnym z punktu widzenia prewencji chorób cywilizacyjnych. Cel: Ocena ilościowa spożywanych składników odżywczych tj. witamin i minerałów, które mają wpływ na metylację DNA, a także sacharozy i wybranych aminokwasów oraz określenie stopnia realizacji zaleceń żywieniowych. Materiał i metodyka: Badanie jest prowadzone wśród uczniów w wieku 16-18 lat w krakowskich liceach przez okres od grudnia 2016 roku do końca lutego 2017 roku.Informacje dotyczące spożycia składników żywności mających znaczenie w procesach metylacji u nastolatków są zbierane za pomocą trzydniowego dzienniczka spożycia. Każdy uczeń biorący udział w badaniu zapisywał wszystkie spożyte produkty i wypite napoje przez trzy (nie kolejne) dni: dwa dni robocze oraz dzień weekendowy. Dzienniczek zawiera przykładowo wypełniony dzień wraz ze wskazówkami w jaki sposób go wypełniać. Dieta uczniów analizowana była w programie dietetycznym dieta5. Dodatkowo uczniowie byli poddawani badaniom antropometrycznym, wzrost masa ciała oraz pomiar składu masy ciała za pomocą wagi Tanita. Waga ta mierzy również m.in ilość tkanki tłuszczowej w organizmie, ilość beztłuszczowej masy ciała oraz uwodnienie organizmu. Wyniki: Niedobory witamin B1, B2, B6, B9, B12 oraz żelaza i cynku spożywane przez uczniów były w ilości poniżej rekomendacji, jednocześnie spożycie sacharozy było wyższe niż zalecane. Wraz ze wzrostem zawartości tkanki tłuszczowej malało spożycie składników odżywczych.4 Wnioski: Analiza otrzymanych wyników pokazuje, że dieta uczniów jest niedoborowa w składniki odżywcze i wysoka w spożycie cukru, sprzyja wystąpieniu nadwagi i otyłości. Wykazane niedobory jak i otyłość jest czynnikiem prowadzącym do zaburzeń proces metylacji DNA. Dieta z optymalną ilością składników odżywczych jest najlepszym postępowaniem w celu prewencji chorób cywilizacyjnych takich jak cukrzyca, choroby serca oraz nowotwory.

Introduction: Methylation is a post-replication enzymatic modification of DNA. It is one of the epigenetic phenomena - mitotically inherited and potentially reversible, molecular modification of DNA and chromatin without changes in the basic DNA sequence. The DNA sequence is subject to epigenetic modification, which is dynamic throughout life and can be influenced by external factors, including primarily food. DNA methylation occurs with the involvement of methyl-transferase enzymes: adenine- and cytosine-specific DNA-methyltransferases (DNMTs). In the genome about 70-80% of the CpG dinucleotides have a cytosine-attached methyl group, which makes the genes encoded by these gene sequences inaccessible to cellular transcription systems. The primary donor of the methyl group in the methylation of DNA is S-adenosylmethionine (SAM), produced in the cycle of monocyclic metabolism of basal cellular metabolism. This metabolism is catalysed by several enzymes in the presence of micronutrients, including folic acid, choline, betaine and B vitamins. For this reason, nutritional status, especially intake of products containing micronutrients in their composition, is central to epigenetic research. From the point of view of the prevention of civilization diseases.epigenetic mechanism which is essential to prevention of the diseases of affluence. Aim: Quantitative assessment of nutrient intake; vitamins and minerals, that affect DNA methylation as well as sucrose and selected amino acids and determination of the degree of nutritional recommendations. Materials and Methods: The study is being conducted among pupils aged 16-19. The data are collected in three-days consumption registry. Pupils that notes down all products and all beverages intakes for three days. The registry contains exemplary filled day with tips for filling it in. Pupils' diets are analysed in dietary computer program called “dieta 5”. Schoolchildren are additionally subjected to anthropometric analysis by means of Tanita monitor. Results: Deficiencies of vitamins B1, B2, B6, B9, B12 and iron and zinc are consumed by students of less than a recommendation, while the consumption of sucrose is higher than recommended. With the increase in fat content, the intake of nutrients decreases. Conclusion: Analysis of the results showed that the diet of students is deficient in nutrients and high in sugar intake, which promotes the occurrence of overweight and obesity, as well as deficiencies and obesity is a factor that disturbs DNA methylation. Diet with optimal amounts of nutrients is the best way to prevent civilization diseases such as diabetes, heart disease and cancer.