En plus des calories et des nutriments, les aliments contiennent des empreintes génétiques qui façonnent qui vous êtes. Maskot via Getty Images
Les gens pensent généralement que la nourriture est synonyme de calories, d'énergie et de nourriture. Cependant, les dernières preuves suggèrent que la nourriture "parle" également à notre génome, qui est le modèle génétique qui dirige le fonctionnement du corps jusqu'au niveau cellulaire.
Cette communication entre la nourriture et les gènes peut affecter votre santé, physiologie et longévité. L'idée que la nourriture délivre des messages importants au génome d'un animal est au centre d'un domaine connu sous le nom de nutrigénomique. Il s'agit d'une discipline encore balbutiante et de nombreuses questions restent entourées de mystère. Pourtant, nous, chercheurs, avons déjà beaucoup appris sur la façon dont les composants alimentaires affectent le génome.
Je suis biologiste moléculaire pour qui étudie les interactions parmi la nourriture, gènes et cerveaux dans le but de mieux comprendre comment les messages alimentaires affectent notre biologie. Les efforts des scientifiques pour déchiffrer cette transmission d'informations pourraient un jour se traduire par une vie plus saine et plus heureuse pour nous tous. Mais jusque-là, la nutrigénomique a dévoilé au moins un fait important : notre relation avec la nourriture est bien plus intime que nous ne l'aurions jamais imaginé.
L'interaction de la nourriture et des gènes
Si l'idée que la nourriture peut conduire des processus biologiques en interagissant avec le génome semble étonnante, il suffit de chercher une ruche pour trouver un exemple prouvé et parfait de la façon dont cela se produit. Les abeilles ouvrières travaillent sans arrêt, sont stériles et ne vivent que quelques semaines. La reine des abeilles, assise au fond de la ruche, a une durée de vie qui dure des années et une fécondité si puissante qu'elle donne naissance à une colonie entière.
Et pourtant, ouvrières et reines sont des organismes génétiquement identiques. Ils deviennent deux formes de vie différentes à cause de la nourriture qu'ils mangent. La reine des abeilles se régale gelée royale; les abeilles ouvrières se nourrissent de nectar et de pollen. Les deux aliments fournissent de l'énergie, mais la gelée royale a une caractéristique supplémentaire : ses nutriments peuvent déverrouiller les instructions génétiques pour créer l'anatomie et la physiologie d'une reine des abeilles.
Alors, comment la nourriture est-elle traduite en instructions biologiques ? Rappelez-vous que la nourriture est composée de macronutriments. Ceux-ci comprennent les glucides – ou les sucres – les protéines et les lipides. Les aliments contiennent également des micronutriments tels que des vitamines et des minéraux. Ces composés et leurs produits de dégradation peuvent déclencher commutateurs génétiques qui résident dans le génome.
Le domaine de la nutrigénomique vise à déchiffrer comment différents types d'aliments transmettent des messages différents – et importants – à nos cellules. Peter Dazeley / The Image Bank via Getty Images
Comme les interrupteurs qui contrôlent l'intensité de la lumière dans votre maison, les interrupteurs génétiques déterminent la quantité d'un certain produit génétique qui est produite. La gelée royale, par exemple, contient des composés qui activer les contrôleurs génétiques pour former les organes de la reine et maintenir sa capacité de reproduction. Chez les humains et les souris, les sous-produits de l'acide aminé méthionine, qui sont abondants dans la viande et le poisson, sont connus pour influencer les cadrans génétiques qui sont important pour la croissance et la division cellulaire. Et la vitamine C joue un rôle dans notre maintien en bonne santé en protéger le génome des dommages oxydatifs; il favorise également la fonction des voies cellulaires qui peuvent réparer le génome s'il est endommagé.
Selon le type d'information nutritionnelle, les contrôles génétiques activés et la cellule qui les reçoit, les messages contenus dans les aliments peuvent influencer bien-être, risque de maladie et même durée de vie. Mais il est important de noter qu'à ce jour, la plupart de ces études ont été menées sur des modèles animaux, comme les abeilles.
Fait intéressant, la capacité des nutriments à modifier le flux d'informations génétiques peut s'étendre sur plusieurs générations. Des études montrent que chez les humains et les animaux, le régime des grands-parents influence l'activité des commutateurs génétiques et le risque de maladie et de mortalité des petits-enfants.
Cause et effet
Un aspect intéressant de la conception de la nourriture comme un type d'information biologique est qu'elle donne un nouveau sens à l'idée de chaîne alimentaire. En effet, si notre corps est influencé par ce que nous avons mangé – jusqu'au niveau moléculaire – alors ce que la nourriture que nous consommons « mangeait » pourrait également affecter notre génome. Par exemple, comparé au lait de vaches nourries à l'herbe, le lait de vaches nourries au grain a des quantités et des types de acides gras et vitamines C et A . Ainsi, lorsque les humains boivent ces différents types de lait, leurs cellules reçoivent également des messages nutritionnels différents.
De même, le régime alimentaire d'une mère humaine modifie les niveaux d'acides gras ainsi que de vitamines telles que B-6, B-12 et folate qui se trouvent dans son lait maternel. Cela pourrait modifier le type de messages nutritionnels atteignant les propres commutateurs génétiques du bébé, bien que cela ait ou non un effet sur le développement de l'enfant soit, pour le moment, inconnu.
Les informations sur les aliments provenant d'animaux – comme le lait de vache – sont transférées à la personne qui boit le lait. Source de l'image/DigitalVision via Getty Images
Et, peut-être à notre insu, nous faisons nous aussi partie de cette chaîne alimentaire. La nourriture que nous mangeons ne modifie pas seulement les interrupteurs génétiques de nos cellules, mais aussi ceux de les micro-organismes vivant dans nos intestins, notre peau et nos muqueuses. Un exemple frappant : chez la souris, la dégradation des acides gras à chaîne courte par les bactéries intestinales modifie les niveaux de sérotonine, un messager chimique du cerveau qui régule l'humeur, l'anxiété et la dépression, entre autres processus.
Additifs alimentaires et emballages
L'ajout d'ingrédients dans les aliments peut également modifier le flux d'informations génétiques à l'intérieur des cellules. Pains et céréales sont enrichis en folate pour prévenir les malformations congénitales causées par des carences de ce nutriment. Mais certains scientifiques émettent l'hypothèse que des niveaux élevés de folate en l'absence d'autres micronutriments naturels tels que la vitamine B-12 pourraient contribuer à l'incidence plus élevée du cancer du côlon dans les pays occidentaux, peut-être en affectant le voies génétiques qui contrôlent la croissance.
Cela pourrait également être vrai pour les produits chimiques trouvés dans les emballages alimentaires. Le bisphénol A, ou BPA, un composé présent dans le plastique, active les cadrans génétiques chez les mammifères essentiels au développement, croissance et fertilité. Par exemple, certains chercheurs soupçonnent que, dans les modèles humains et animaux, le BPA influence l'âge de la différenciation sexuelle et diminue la fertilité en rendant les interrupteurs génétiques plus susceptibles de s'activer.
Tous ces exemples indiquent la possibilité que l'information génétique contenue dans les aliments provienne non seulement de sa composition moléculaire - les acides aminés, les vitamines, etc. - mais aussi des politiques agricoles, environnementales et économiques d'un pays, ou du manque de leur.
Les scientifiques n'ont que récemment commencé à décoder ces messages alimentaires génétiques et leur rôle dans la santé et la maladie. Nous, chercheurs, ne savons toujours pas précisément comment les nutriments agissent sur les interrupteurs génétiques, quelles sont leurs règles de communication et comment les régimes alimentaires des générations passées influencent leur progéniture. Beaucoup de ces études n'ont jusqu'à présent été réalisées que sur des modèles animaux, et il reste encore beaucoup à déterminer sur ce que signifient les interactions entre les aliments et les gènes pour l'homme.
Ce qui est clair cependant, c'est que percer les mystères de la nutrigénomique est susceptible d'autonomiser les sociétés et les générations présentes et futures.
A propos de l'auteur
Monica Dus, professeur adjoint de biologie moléculaire, cellulaire et du développement, Université de Michigan Medical School
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
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