Genler aynı, sonuç farklı
Genlerin açılıp kapanmasının önemli bir kısmını, DNA'nın sarıldığı histon proteinleri üzerindeki küçük kimyasal işaretler belirler. Histonlara asetil grubu eklendiğinde DNA gevşer ve gen okunabilir hale gelir. Histon deasetilaz (HDAC) adı verilen enzimler bu asetil gruplarını sökerek DNA'yı sıkılaştırır ve geni sessize alır. HDAC bu açıdan genlerin ses düğmesine benzetilebilir.
Bağırsaktan gelen bir sinyal: bütirat
Bütirat, lifli besinlerin kalın bağırsaktaki bakteriler tarafından fermente edilmesiyle oluşan kısa zincirli bir yağ asididir ve bağırsak duvarı hücrelerinin ana enerji kaynağıdır. Laboratuvar çalışmaları bütiratın HDAC enzimlerini baskıladığını göstermiştir; ilginç olan, bu etkinin genlerin yalnızca yaklaşık yüzde 2'sini değiştirmesidir. Lif açısından zengin beslenme, bütirat üreten bakterileri beslemenin en basit yoludur. Ayrıntılar için Bağırsak florası sayfasına bakabilirsiniz.
Bütiratın HDAC enzimlerini baskılamasıyla değişen genlerin oranı yalnızca yaklaşık
0%
yani etki çok seçicidir.
Davie JR. J Nutr 2003;133(7 Suppl):2485S-2493S. doi:10.1093/jn/133.7.2485S
Açlık ve ketonlar
Uzun süre yemek yenmediğinde ya da karbonhidrat çok azaltıldığında karaciğer yağlardan keton cisimleri üretir. Bunların en önemlisi olan beta-hidroksibütirat, yapı olarak bağırsakta üretilen bütirata çok benzer ve o da bir HDAC baskılayıcısıdır. Farelerde yapılan bir çalışmada açlık, kalori kısıtlaması ya da dışarıdan verilen beta-hidroksibütirat dokulardaki histon asetilasyonunu artırmış; oksidatif strese karşı koruyan genleri (FOXO3A ve MT2) açmıştır. Bu bulgu, ne zaman ve ne kadar yediğimizin genlerin kullanımını etkileyebileceğini düşündürür. Ancak insanlarda bu etkinin sağlığa yansıması henüz gösterilmemiştir. Ayrıntılar için Metabolik uzun ömür sayfasına bakabilirsiniz.
Brokoli ve sülforafan
Brokoli ve özellikle brokoli filizinde bulunan sülforafan, laboratuvar çalışmalarında HDAC enzimlerini baskılamıştır. Sağlıklı gönüllülerle yapılan küçük bir çalışmada taze brokoli filizi yiyenlerin kan hücrelerinde HDAC etkinliği azalmış; aynı miktarda bileşen içeren ama sindirim enzimi içermeyen hap kullananlarda bu etki görülmemiştir. Yani taze sebze ile takviye aynı şey değildir. Başka bir çalışma ise yüksek miktarda brokoli filizinin beklenmeyen gen bölgelerini de etkileyebildiğini göstermiştir. Bu nedenle öneri takviye değil, brokoli, lahana ve karnabahar gibi sebzelerin düzenli olarak sofraya girmesidir.
Egzersiz ve kas
Egzersiz de genlerin ayarını değiştirir. Sağlıklı gönüllülerde 60 dakikalık bisiklet egzersizi sırasında kas hücrelerindeki HDAC4 ve HDAC5 enzimleri çekirdekten dışarı çıkarılmış; böylece genlerin üzerindeki baskı kalkmıştır. Bu süreci, egzersizde enerji azaldığında devreye giren AMPK gibi sinyal molekülleri yönetir. Düzenli hareketin kasta zamanla şeker ve yağ kullanımını iyileştirmesinin mekanizmalarından biri budur. Bacak kasları aynı zamanda toplardamarlardaki kanı kalbe geri pompaladığı için hareket damar sağlığı için de önemlidir. Ayrıntılar için Hareket ve egzersiz sayfasına bakabilirsiniz.
Sağlıklı gönüllülerde
0dk
bisiklet egzersizi, kas hücrelerinde HDAC4 ve HDAC5 enzimlerini çekirdekten dışarı çıkardı.
McGee SL ve ark. J Physiol 2009;587(Pt 24):5951-5958. doi:10.1113/jphysiol.2009.181065
Kraliçe arı ve işçi arı
Bal arısında kraliçe ve işçi arılar genetik olarak birbirinden ayırt edilemez. Yine de kraliçe doğurgandır, daha iridir ve çok daha uzun yaşar. Aradaki farkı larva döneminde verilen besin yaratır: kraliçe adayı larva bol miktarda arı sütüyle beslenir.
Aynı genlere sahip olduğu halde kraliçe arı, yazın çalışan işçi arıdan yaklaşık
0kat
daha uzun yaşar.
Kraliçe arı ortalama 1-2 yıl, yaz döneminde işçi arı ortalama 15-38 gün yaşar (kışın 150-200 gün).
Ortalamalar alınarak hesaplanmıştır.
Remolina SC, Hughes KA. Age (Dordr) 2008;30(2-3):177-185.
doi:10.1007/s11357-008-9061-4
Bu ayrımın genetik değil epigenetik olduğuna dair güçlü kanıtlar vardır. Larvalarda DNA metilasyonunu yapan Dnmt3 enziminin baskılanması arı sütü verilmiş gibi bir etki yaratmış ve larvaların çoğu gelişmiş yumurtalıklara sahip kraliçe olarak çıkmıştır. Ayrıca arı sütünde ağırlıkça yüzde 5'e varan oranda bulunan 10-hidroksi-2-desenoik asidin (10-HDA) HDAC baskılayıcı etkisi gösterilmiş ve bunun kast değişimine katkıda bulunabileceği öne sürülmüştür.
Genler aynı, kader farklı.
Royalactin: kraliçeyi yapan protein mi?
Royalactin, arı sütünde bulunan yaklaşık 57 kDa ağırlığında bir proteindir. 2011'de bu proteinin larvalarda vücut boyutunu ve yumurtalık gelişimini artırdığı, gelişim süresini kısalttığı bildirildi. Ancak 2016'da başka bir araştırma grubu bu sonucu tekrarlayamadı. Bugün kraliçe gelişiminin tek bir proteinle değil, arı sütünün birden çok bileşeniyle ve beslenmenin miktarıyla birlikte belirlendiği düşünülmektedir. Bu tartışma, tek bir çarpıcı bulgunun tekrar edilmeden kesin kabul edilmemesi gerektiğinin iyi bir örneğidir.
Resveratrol ve sirtuinler
Kırmızı üzüm. Resveratrol en çok kırmızı üzümde bulunur.
Kabuğa yaklaşın. Resveratrolün büyük kısmı üzümün kabuğundadır.
Resveratrol molekülü. İki halkalı küçük bir bitki bileşiği; sirtuin enzimleriyle ilişkisi araştırılmaktadır.
Sirtuinler, HDAC ailesinin hücrenin enerji molekülü NAD+ ile çalışan bir koludur; bu yüzden hücrenin enerji durumuyla gen düzenlemesi arasında köprü kurarlar. Kırmızı üzüm kabuğunda bulunan resveratrolün 2003'te maya hücrelerinde sirtuinleri uyardığı ve ömrü uzattığı gösterildi. Sonraki yıllarda bu etkinin ölçüm yönteminden kaynaklanabileceği tartışıldı, ardından belirli koşullarda gerçek bir uyarım mekanizması tarif edildi.
İnsanlarda kanıt zayıftır: tip 2 diyabetli yetişkinlerdeki çalışmaları inceleyen Cochrane derlemesi yalnızca 50 katılımcılı üç kısa süreli çalışma bulmuş ve yararı ya da zararı hakkında karar vermek için yeterli kanıt olmadığı sonucuna varmıştır. Kırmızı şarap resveratrol kaynağı olarak önerilmez; içindeki miktar düşüktür ve alkolün zararları olası yararını aşar.
Laktoferrin: sütteki koruyucu protein
Laktoferrin, insan ve inek sütünde, özellikle ilk süt olan kolostrumda bol bulunan, demir bağlayan bir proteindir. Mikroplara karşı ve bağışıklığı düzenleyici etkileri laboratuvarda iyi tanımlanmıştır. İnsanlarda sonuçlar karışıktır: 25 çalışmayı inceleyen bir meta-analizde yetişkinlerde iltihap belirteci IL-6 düşmüş ancak CRP değişmemiş; solunum yolu enfeksiyonu sıklığı çocuklarda azalmış, yetişkinlerde azalmamıştır. 2.203 prematüre bebekte yapılan geniş bir randomize çalışmada laktoferrin enfeksiyon riskini azaltmamıştır. Damar sertliği ile ilişkisi konusunda ise insanlarda kanıt henüz sınırlıdır.
İnsan için ne anlama geliyor?
Arı örneği, beslenmenin genlerin nasıl kullanıldığını değiştirebileceğinin çarpıcı bir modelidir; ancak bir benzetmedir. Arı sütünün, bütirat, resveratrol ya da laktoferrin takviyelerinin insanda yaşlanmayı yavaşlattığını veya damar hastalığını önlediğini gösteren yeterli klinik kanıt yoktur. Bugün için en güvenilir yol, bağırsak bakterilerini besleyen lifli ve dengeli beslenme, düzenli hareket ve yeterli uykudur. Arı ürünlerine alerjisi veya astımı olanlar arı sütü kullanmadan önce hekimine danışmalıdır.
Kaynaklar
- Davie JR. Inhibition of histone deacetylase activity by butyrate. J Nutr 2003;133(7 Suppl):2485S-2493S. doi:10.1093/jn/133.7.2485S
- Kucharski R ve ark. Nutritional control of reproductive status in honeybees via DNA methylation. Science 2008;319(5871):1827-1830. doi:10.1126/science.1153069
- Spannhoff A ve ark. Histone deacetylase inhibitor activity in royal jelly might facilitate caste switching in bees. EMBO Rep 2011;12(3):238-243. doi:10.1038/embor.2011.9
- Kamakura M. Royalactin induces queen differentiation in honeybees. Nature 2011;473(7348):478-483. doi:10.1038/nature10093
- Buttstedt A ve ark. Royalactin is not a royal making of a queen. Nature 2016;537(7621):E10-E12. doi:10.1038/nature19349
- Remolina SC, Hughes KA. Evolution and mechanisms of long life and high fertility in queen honey bees. Age (Dordr) 2008;30(2-3):177-185. doi:10.1007/s11357-008-9061-4
- Howitz KT ve ark. Small molecule activators of sirtuins extend Saccharomyces cerevisiae lifespan. Nature 2003;425(6954):191-196. doi:10.1038/nature01960
- Pacholec M ve ark. SRT1720, SRT2183, SRT1460, and resveratrol are not direct activators of SIRT1. J Biol Chem 2010;285(11):8340-8351. doi:10.1074/jbc.M109.088682
- Hubbard BP ve ark. Evidence for a common mechanism of SIRT1 regulation by allosteric activators. Science 2013;339(6124):1216-1219. doi:10.1126/science.1231097
- Jeyaraman MM ve ark. Resveratrol for adults with type 2 diabetes mellitus. Cochrane Database Syst Rev 2020;1:CD011919. doi:10.1002/14651858.CD011919.pub2
- Berthon BS ve ark. Effect of lactoferrin supplementation on inflammation, immune function, and prevention of respiratory tract infections in humans. Adv Nutr 2022;13(5):1799-1819. doi:10.1093/advances/nmac047
- ELFIN trial investigators group. Enteral lactoferrin supplementation for very preterm infants. Lancet 2019;393(10170):423-433. doi:10.1016/S0140-6736(18)32221-9
- Chen C ve ark. The role of lactoferrin in atherosclerosis. Biometals 2023;36(3):509-519. doi:10.1007/s10534-022-00441-1
- Shimazu T ve ark. Suppression of oxidative stress by β-hydroxybutyrate, an endogenous histone deacetylase inhibitor. Science 2013;339(6116):211-214. doi:10.1126/science.1227166
- Myzak MC ve ark. A novel mechanism of chemoprotection by sulforaphane: inhibition of histone deacetylase. Cancer Res 2004;64(16):5767-5774. doi:10.1158/0008-5472.CAN-04-1326
- Clarke JD ve ark. Comparison of isothiocyanate metabolite levels and histone deacetylase activity in human subjects consuming broccoli sprouts or broccoli supplement. J Agric Food Chem 2011;59(20):10955-10963. doi:10.1021/jf202887c
- Baier SR ve ark. Off-target effects of sulforaphane include the derepression of long terminal repeats through histone acetylation events. J Nutr Biochem 2014;25(6):665-668. doi:10.1016/j.jnutbio.2014.02.007
- McGee SL ve ark. Exercise-induced histone modifications in human skeletal muscle. J Physiol 2009;587(Pt 24):5951-5958. doi:10.1113/jphysiol.2009.181065
Bu sayfa bilgilendirme amaçlıdır; tanı ve tedavi için muayene gerekir.
