Харчування ДНК: дієтичні нуклеотиди в харчуванні

Нуклеотиди - це біологічні молекули, які мають важливе значення для майже всіх біологічних процесів в організмі людини. Ймовірно, найбільш відомі як компоненти, що складають ДНК і РНК, вони також беруть участь у багатьох інших клітинних функціях. Маючи такі важливі ролі, не дивно, що наш організм здатний сам виробляти ці молекули, а також відновлювати та переробляти використані нуклеотиди в організмі. Існує додаткове менш відоме джерело, оскільки нуклеотиди є нормальними компонентами нашого раціону, і наш організм має способи їх засвоєння та використання. Наскільки ці три джерела сприяють нашим нуклеотидним потребам, незрозуміло, хоча звичайні здорові люди, здається, здатні виготовляти та переробляти достатньо для задоволення своїх регулярних потреб. Однак, коли попит на нуклеотиди збільшується, наприклад, у разі пошкодження кишечника, швидкого зростання, зменшення споживання білка або коли активізується імунна система, ми можемо вже не мати змоги заробити цілком достатньо. За цих умов було запропоновано, що дієтичні нуклеотиди можна називати умовно важливими, а деякі додаткові речовини в раціоні можуть забезпечити певні переваги таким системам, як кишечник та імунна система (Van Buren 1997).

Структурні елементи загальних складових нуклеїнової кислоти. Оскільки вони містять принаймні одну фосфатну групу, сполуки позначаються нуклеозидом монофосфатом, нуклеозиддифосфат і нуклеозидтрифосфат всі нуклеотиди (Вікіпедія).

У своїй основі нуклеотиди насправді містять основу, невеликі сполуки, що містять азот, класифіковані як пурини, так і піримідини, ці нуклеобази - аденін, гуанін, цитозин, урацил і тимін. Коли до цих основ приєднаний пентозний цукор, або рибоза, або дезоксирибоза, вони перетворюються на нуклеозиди, і якщо до цього цукру приєднана одна-три фосфатні групи, вони загалом відомі як нуклеотиди.

Найвідоміші тим, що вони є будівельними блоками ДНК і РНК, формують наш генетичний код і передають повідомлення, які транслюються в білки, і ці нуклеотиди беруть участь у багатьох інших процесах. Нуклеотиди як аденозинтрифосфати (АТФ) транспортують хімічну енергію для фізіологічних процесів у наших клітинах, тоді як інші відіграють важливу роль у метаболізмі. Нуклеотиди також беруть участь у передачі сигналів клітин, як цГМФ і цАМФ, і утворюють частину життєво важливих кофакторів ферментативних реакцій, таких як кофермент А, НАД і НАДФ +).

Коли ми їмо їжу, яка містить нуклеотиди, оскільки будь-яка нерафінована їжа, що містить цілі клітини, буде містити трохи, наш організм має способи їх перетравлення та засвоєння. Нуклеотиди в основному їдять разом з білком у раціоні, пов'язаному з нуклеопротеїнами. Травлення відбувається в тонкому кишечнику, оскільки ферменти протеази та нуклеази розщеплюють нуклеопротеїни, а потім нуклеотиди розпадаються на більш дрібні частини, більша частина яких всмоктується в клітини кишечника у вигляді нуклеозидів, причому понад 90% з них поглинаються (Hess 2012).

Перетравлення та всмоктування дієтичних нуклеотидів (Hes 2012).

Перша тканина, яка поглинає дієтичні нуклеотиди і перша, хто використовує їх, - це кишечник. Клітини кишечника незвично покладаються на надходження нуклеотидів з печінки, оскільки генерування цих молекул з нуля є метаболічно дорогим, і швидко діляться клітини намагаються створити достатньо для задоволення власних потреб (Grimble 1994). Тоді як лише близько 5% поглинених нуклеотидів в кінцевому підсумку затримуються для синтезу ДНК або РНК між 25-50% тих, що залишаються клітинами кишечника (Hes 2012).

Порівняно з тими, що харчувалися без нуклеотидів, кишечник щурів-відлучень, доповнених нуклеотидами, дозрівав швидше, мав більше білка слизової оболонки, більш високі ворсинки та більше ферментів, що перетравлюють цукор (Uauy 1990). Дослідження тканин кишечника новонароджених свідчать про те, що аденозинмонофосфат, зокрема, відіграє певну роль у підтримці балансу росту клітин у кишечнику людини, що розвивається (Tanaka 1996). Інший раз, коли швидкий ріст клітин відбувається в кишечнику, - це під час відновлення після травми. У щурів присутність нуклеотидів у їх раціоні покращило їх відновлення після операцій на кишечнику (Ogita 2002) та пришвидшило відновлення кишечника після п'яти днів позбавлення їжі у старших щурів (Ortega 1995). Наявність нуклоетидів у раціоні також призвело до більш швидкого одужання від діареї (Bueno 1994). Після всмоктування в кишечнику печінка може також використовувати дієтичні нуклеотиди з цілим рядом ефектів на ріст і відновлення (Carver 1994).

Клітини імунної системи також можуть боротися із задоволенням власних потреб у нуклеотидах у періоди швидкої проліферації під час імунних реакцій і вважають за краще використовувати шляхи порятунку та дієтичні джерела (Gif 2002). Дослідження впливу нуклеотидів на імунітет людини обмежувались лише здоровими людьми та наслідками фізичних вправ. Були вивчені вправи високої інтенсивності та витривалості. У тих, хто отримував додаткові нуклеотиди, рівень IgA в слині був вищим, а кортизолу - нижчим, ніж у тих, хто приймав плацебо (Mc Naughton 2006; Mc Naughton 2007). Це говорить про те, що тривале збільшення споживання нуклеотидів у раціоні може посилити імунну відповідь і притупити гормональні реакції, пов’язані з фізіологічним стресом фізичних вправ.

Навіть якщо ці нуклеотиди не використовувати і з часом виводитись, вони можуть мати тимчасові ефекти, такі як посилення кровообігу в кишечнику. Немовлята, яких годували сумішшю з добавками нуклеотидів, показали посилений приплив крові до тонкої кишки після годування порівняно з тими, у кого не було нуклеотидів (Carver 2004). Це може бути пов'язано з аденозином, оскільки це викликає посилений приплив крові до тонкої кишки у собак (Sawmiller 1992). Аденозин може виконувати інші протизапальні ролі, оскільки він всмоктується в оболонку кишечника завдяки взаємодії з рецептором A2a на Т-клітинах (Ye 2009).

Зараз жодна згадка про вплив їжі на здоров’я не є повною без згадки про мікробіоти кишечника і нуклеотиди не є винятком. Немовлята, яких годують сумішами з додаванням нуклеотидів, можуть мати менше випадків діареї (Yau 2003), можливо, через посилення росту Bifidobacterium, який, як вважають, допомагає захистити немовлят від кишкових інфекцій. Показано, що додавання нуклеотидів покращує склад мікробіоти немовлят із штучним вигодовуванням (Singhal 2008). Який вплив дієтичний нуклеотид може мати на мікробіоти дорослих, наразі невідомо. Не дивно, що грудне молоко є хорошим джерелом нуклеотидів для зростаючої дитини, забезпечуючи цілий ряд благотворних наслідків для здоров'я та розвитку немовляти (Thorell, 1996). Як цікавість, рівні різних нуклеотидів у грудному молоці змінюються вдень та вночі і можуть допомогти дітям заснути ввечері (Санчес, 2009). У багатьох дитячих сумішах зараз, здається, додані нуклеотиди.

Вміст пурину у вибраних продуктах від Clifford and Story (1979).

З огляду на широкий спектр потенційного впливу цих молекул, варто подивитися, де ви можете їх знайти у їжі. На жаль, опублікованих доказів вмісту нуклеотидів у різних продуктах харчування дуже мало. Відомо лише те, що будь-яка їжа, складена з живих клітин, міститиме їх. Однак найвищі концентрації містяться у продуктах, що мають високу щільність клітин та надходять із метаболічно активних тканин. Це означає, що тваринна їжа, як правило, містить набагато більше рослинної їжі, за винятком квасолі та інших бобових культур, які мають порівняно велику кількість у насінні. Молочні продукти також можуть містити значну кількість нуклеотидів (Gil 1981). У наведеній вище таблиці, опублікованій у 1978 р., Показано вміст пурину та РНК у декількох різних продуктах харчування, в той час як не вимірювані піримідини, як правило, містяться приблизно в приблизно подібних до пуринів кількості. Зрозуміло, що субпродукти, такі як печінка та серце, дрібна риба, черепашка та квасоля - це хороші джерела. Все це вимірюється як міліграми на 100 грамів їжі.

Вміст нуклеотидів типових розмірів порцій (Verkerk 2012).

Іншим джерелом є графік вище, що походить із нещодавно опублікованої статті про нуклеотиди та здоров’я. Це результат тестування приватною компанією і показує загальний вміст нуклеотидів у типовому розмірі порції, на жаль, детальна інформація про ці розміри порцій не надається. Зрозуміло, що субпродукти та продукти тваринного походження є багатим джерелом цих сполук, а також продукти з квасолі, певні гриби та овочі. Напевно, що не містить нуклеотидів - це рафіновані харчові інгредієнти, які зараз часто зустрічаються в нашому раціоні, такі як цукор, борошно та рослинні олії. Буває так, що саме ці інгредієнти використовуються для виготовлення дієт без нуклеотидів для досліджень на тваринах. На підставі поточних доказів не може бути жодної рекомендації щодо того, яка кількість нуклеотидів може бути корисною в нашому раціоні, крім як припускати, що деякі з них краще, ніж відсутні, і, можливо, більше, ніж більшість з нас їдять зараз.

Продукти, яких найбільше містять нуклеотиди, зараз стали найдефіцитнішими в нашому раціоні. Такі субпродукти, як печінка, шкембе і серце, які колись були популярними, зараз в основному уникають, тоді як такі продукти, як яловичина, офіційно не рекомендуються. Це, швидше за все, стосувалося наших віддалених предків полювання до появи фермерського господарства, які цінували б частини тварини, яких ми зараз жахливо уникаємо. Навіть у більш пізній історії ті, для кого продукти тваринного походження були недоступні, часто дотримувались дієти, заснованої на квасолі та іншій мінімально обробленій рослинній їжі або морепродуктах, таких як устриці.

Можна припустити, що донедавна відносно більше споживання дієтичних нуклеотидів, ніж зараз, було нормальною особливістю дієти людини. Хоча вони можуть не мати важливого значення для виживання, їх відсутність не призводить до будь-якої класичної форми дефіцитної хвороби, мені здається правдоподібним, що регулярний прийом може забезпечити невеликі, але значущі переваги для здоров'я нашої кишки та імунної системи та, можливо, інших систем тіло. Хоча деякі можуть використовувати цю пропозицію як привід для просування нуклеотидів як чергової дієтичної добавки, що продається мені, є більш розумним бачити це як ще одну причину включати в наш раціон поживні продукти, які завжди їли наші предки.