Tudomány a hírekben

Kommunikációs vonalak megnyitása a kutatók és a szélesebb közösség között

SITN Facebook oldal
SITN Twitter hírcsatorna
SITN Instagram oldal
SITN előadások a YouTube-on
SITN Podcast a SoundCloudon
Iratkozzon fel a SITN levelezőlistára
SITN Weboldal RSS-hírcsatorna

A burgonyapüré Mike bácsi kedvenc étele; családi vacsorákon halmot halom után kanalazott a tányérjára, még jóval azután, hogy mindenki más evett. Úgy tűnik, hogy sokan ugyanúgy érzik ezeket a krémes keményítőhegyeket, de lehetséges, hogy valami baljós leselkedik belülre, és súlynövekedéssel fenyeget néhány embert? A kérdés megválaszolásához először meg kell értenünk a keményítőt és annak szerepét az emberi étrendben, valamint azt, hogy mi történik a keményítővel, amikor megemésztjük, és hogyan különbözhet ez a folyamat különböző embereknél.

A keményítő, amely a burgonya, a kukorica, a tészta, a kenyér és a rizs egyik fő alkotóeleme, amint az az 1. ábrán látható, hosszú, elágazó glükózláncokból áll, amely cukor és az élő sejtek elsődleges energiaforrása. Valójában a keményítő annyira gazdag glükózban, hogy a növények energiatárolójaként segít túlélni, ha hideg vagy száraz az éghajlat. Ezeket a keményítőtartalmú készleteket az állatok, mint az emberek is kihasználják az energia növekedéséhez, melegedéshez, a betegségek elleni küzdelemhez és a szaporodáshoz.

a) A keményítőmolekulák a cukor, a glükóz hosszú, elágazó láncai kapcsolódnak egymáshoz. A rózsaszín árnyékolás az egyes glükózmolekulákat jelöli. Kép hitel, módosítva a Wikipedia-tól, Amylopektin Sessel. (b) Sok növényi élelmiszer, például burgonya, tészta, kenyér, rizs és kukorica magas keményítőtartalommal rendelkezik. A tisztított keményítő, például ez a kukoricakeményítő, finom, fehér, íztelen por. Fotóhitel, felülről jobbra: Wikipédia, burgonya, keményítőtartalmú ételek, kukoricakeményítő vízzel keverve.

A keményítő elfogyasztása során enzimekként ismert molekuláris gépek segítségével feloldódik glükózmolekulákká. Pontosabban, az amilázoknak nevezett enzimek elősegítik a keményítő glükózba bontását a víz segítségével. Az első olyan amilázok hatnak, amelyek a nyálban találhatók, és amelyeket egy gén, az úgynevezett AMY1 kódol a genomban (egy szervezet örökölhető anyagának teljes készlete). Azonban azok a hibák, amelyek akkor fordulnak elő, amikor a genom megismétlődik, néha az AMY1 megismétlődését okozzák, így néhány embernek az AMY1 sok példánya lesz - akár húsz is! Kiderült, hogy azok az emberek, akiknek több az AMY1 példánya, valóban több amiláz enzimet termelnek a nyálukban, és hatékonyabban emésztik meg a keményítőt a szájukban [1]. Úgy tűnik, hogy ez táplálkozási előnyökkel járt a növényeket háziasító populációkban, és növelte a keményítőfogyasztást; az idő múlásával ezek a mezőgazdász populációk egyre több példányban kapták meg az AMY1 példányát, míg a nem mezőgazdasági szakemberek példányszáma viszonylag alacsony maradt [1].

A keményítő emésztés hatékonyságának ez a különbsége a nyálban meglepő módon hat a szervezetre. Azoknál az embereknél, akiknél alacsonyabb a keményítő emésztés hatékonysága és alacsonyabb az AMY1 példányszám, drámaibb a vércukorszintjük, amikor keményítőt fogyasztanak, mint a nagyobb számban - annak ellenére, hogy a magasabb példányszámú emberek gyorsabban bontják a keményítőt cukorba [1 ]. Amikor az ételt cukrokká emésztik, a cukrok felszívódnak a véráramba annak érdekében, hogy a test körüli szöveteket, például izmokat vagy zsírokat táplálják. Ahhoz, hogy ezek a szövetek felvegyék a glükózt a vérből, szükség van inzulin nevű hormonra. Az inzulin állítólag biztosítja, hogy a szövetek felvegyék az energiadús glükózt a vérből, megakadályozva a vércukorszint túl magasra kerülését és mérgezővé válását, mint a cukorbetegségnél. Mint kiderült, az alacsonyabb AMY1 kópiaszámú embereknél is alacsonyabb az inzulinszint a keményítő elfogyasztása után, ezért glükózjuk a vérben marad, ahelyett, hogy a szövetekbe jutna, ami megmagyarázhatja, hogy ezeknek az embereknek miért következnek be a vércukorszint nagyobb emelkedései [ 1, 2]. Tehát talán a magas keményítőfogyasztású populációk alkalmazkodtak ahhoz, hogy ne csak hatékonyan emésztsék meg a keményítőt cukrokká, hanem ezeket a cukrokat is felhasználják, mérsékelten tartva a vércukorszintet.

Sajnos az alacsonyabb inzulinszint és a magasabb glükózszint az elhízás kockázatával is összefügg. Egy több mint 5000, Európából és Ázsiából származó, 2014-es tanulmány szerint az AMY1 kevesebb példánya az elhízás kockázatának 20% -os növekedésével járt, amint azt a 2. ábra mutatja [3]. Ezenkívül az AMY1 példányok eltérései az emberek közötti elhízás kockázatának 2,5 és 20% -át tehetik ki. E tanulmány előtt az elhízással társult genetikai változatok százai mind együttesen az elhízás genetikai kockázatának csak 2–4% -át, vagy az elhízás teljes kockázatának kevesebb mint 3% -át tették ki.

Az AMY1 másolatai a genomban különböző személyek számára. Az AMY1 kevesebb példánya növeli az elhízás kockázatát, és hatással van a vércukorszintre és az inzulinra is - a cukorbetegséghez szorosan kapcsolódó tulajdonságok.

Még mindig szeretnénk többet tudni arról, hogy a keményítő hogyan hat az egészségre. A kutatók azt akarják kideríteni, hogy miért éppen az alacsony amilázszintű embereknek van nagyobb kockázata az elhízás és az inzulinrezisztencia szempontjából, és hogy ez milyen kapcsolatban áll a keményítővel. Például egy tanulmány megállapította, hogy az emberek valóban érzékelhetik a nyáluk viszkozitásának változását, amikor a keményítő megemészkedik a szájukban [1]. Ha a keményítő túl lassan emésztődik egyesek szájában, azt gondolnák, hogy rossz íze van? Vagy kevésbé éreznék magukat jól a keményítő fogyasztásától? A kutatók azt is megpróbálják kideríteni, hogy a nyálamiláznak más fontos funkciói vannak-e más szövetekben, például a zsírban, ahol szintén magas szinten található meg [4].

E rejtélyek ellenére a jelenlegi kutatás két dolgot mond el nekünk. Először is, bár egy adott populációban óriási eltérések vannak, a különböző helyekről származó emberek alkalmazkodnak a különböző étrendekhez, legalábbis ami a keményítőt illeti. Másodszor, az ilyen adaptációk jelentősen eltérő egészségügyi eredményekhez vezethetnek a feldolgozott, keményítőtartalmú ételekben gazdag, modern étrendet fogyasztók számára. Mike bácsinak bizonyosan soha nem volt problémája a burgonya fogyasztásával, de nem igazán tudom megmondani, hogy ez azért van-e, mert rendkívül hatékony keményítő-emésztő, vagy azért, mert középiskola óta bajnok futó. Egyéb tényezők, mint például az életmód és a fejlődés, szintén befolyásolják az étel emésztését és az elhízás kockázatát. Azonban annak tanulmányozása, hogy az emberek mit fogyasztottak az őseik, és miért különbözik az emberek teste attól, hogy mit csinálnak az elfogyasztott ételekkel, segít az egyénekhez igazítani a táplálkozási irányelveket.

Elizabeth Brown a Harvard Egyetem Humán Evolúciós Biológia Tanszékének végzős hallgatója.

Hivatkozások

[1] Amerikai Táplálkozási Társaság:

[2] Muneyuki és mtsai. "Az alacsony szérum amiláz látens összefüggései a csökkent plazma inzulinszinttel és inzulinrezisztenciával tünetmentes középkorú felnőtteknél." Kardiovaszkuláris diabetológia. 11, 1: 80.