Зеленая средиземноморская диета изменяет метилирование ДНК и повышает метаболизм

30 мая 2023 г.

Исследование, опубликованное в журнале Метаболизм описывает влияние средиземноморской диеты, богатой полифенолами, на эпигенетическую регуляцию.

Изучать: Богатая полифенолами зеленая средиземноморская диета усиливает эпигенетический регуляторный потенциал: рандомизированное контролируемое исследование DIRECT PLUS. Изображение предоставлено: Антонина Власова / Shutterstock

Фон

Хроническое слабовыраженное воспаление считается основным признаком различных метаболических заболеваний, включая ожирение. Таким образом, изменения образа жизни, такие как здоровое питание и физическая активность, жизненно важны для управления массой тела и снижения рисков заболеваемости и смертности, связанных с метаболическими заболеваниями.

Известно, что растительные полифенолы с высокими антиоксидантными свойствами благотворно влияют на обмен веществ. Механически полифенолы ингибируют ключевые эпигенетические регуляторы, такие как ДНК-метилтрансферазы (DNMT) или метилентетрагидрофолатредуктазу (MTHFR), для модуляции одноуглеродного метаболизма и процессов метилирования. Более того, фолиевая кислота и витамины группы В в качестве доноров метильных групп играют решающую роль в регуляции ДНК и гистоновых метилаз.

Рандомизированное контролируемое исследование диетического вмешательства «Непереработанные полифенолы» (DIRECT PLUS) проводилось в течение 18 месяцев для оценки метаболического воздействия рекомендаций по здоровому питанию (HDG), средиземноморской (MED) диеты и модифицированной диеты MED, обогащенной полифенолами (green-MED). ).

Результаты этого рандомизированного контролируемого исследования показали, что обе диеты MED оказывают умеренное влияние на потерю веса и сильное влияние на уменьшение жира в печени. В частности, было обнаружено, что green-MED, который содержит большое количество грецких орехов и манкай (ряска или водяная мука), вызывает наибольшее снижение окружности талии, уровня холестерина липопротеинов низкой плотности в сыворотке, диастолического артериального давления, С-реактивного белка. и висцеральной жировой ткани. И грецкий орех, и манкай являются богатыми источниками фолиевой кислоты и витаминов группы В.

В текущем исследовании ученые изучили, связаны ли метаболические улучшения, опосредованные диетой green-MED, наблюдаемые в испытании, с ее влиянием на метилирование ДНК всего генома и паттерны экспрессии мРНК.

Дизайн исследования

Исследуемая популяция включала 260 участников (средний возраст: 51 год, индекс массы тела: 31 кг/м).²) из испытания DIRECT PLUS. Они были случайным образом разделены на три группы вмешательства, включая группы диеты HDG, MED и Green-MED. В то время как диета MED включала 440 мг полифенолов, дополнительно содержащихся в грецких орехах, диета Green-MED включала 1240 мг полифенолов, дополнительно содержащихся в грецких орехах, зеленом чае и манкае.

Образцы крови, взятые у участников, были проанализированы на предмет полногеномного метилирования ДНК и паттернов экспрессии мРНК в начале исследования и после завершения 18-месячного периода вмешательства.

Важные наблюдения

Анализ паттернов метилирования ДНК по всему геному до и после диетических вмешательств выявил 1573 дифференциально метилированных участка в группе green-MED, 377 в группе HDG и 174 в группе MED. Эти результаты соответствовали 1753 генам с дифференциальной экспрессией в группе green-MED, 738 генам в группе HDG и только 7 генам в группе MED.

Употребление богатой полифенолами диеты green-MED в течение 18 месяцев привело к значительно более высокому уровню фолиевой кислоты и витамина B-12 в сыворотке по сравнению с другими диетическими вмешательствами. Повышенные уровни фолиевой кислоты и витамина B-12, наблюдаемые у участников группы MED на исходном уровне, могут быть связаны с более низкими уровнями эпигенетических изменений, наблюдаемых в этой группе после диетического вмешательства.

Большое количество грецких орехов, зеленого чая и манкай в диете green-MED показало прямую связь с повышенным уровнем одноуглеродных предшественников (фолиевой кислоты и витамина B-12) у участников, употребляющих эту конкретную диету. Эти наблюдения в совокупности указывают на то, что изменения в паттернах метилирования ДНК, опосредованные диетой green-MED, связаны с повышенным уровнем фолиевой кислоты и витамина B-12 в сыворотке.

В дополнение к существенному влиянию на одноуглеродные предшественники, связанные с процессами метилирования de novo, богатая полифенолами диета green-MED показала прямое влияние на метилирование и транскрипцию генов, кодирующих эпигенетические модуляторы, включая лизиндеметилазу 2B, лизиндеметилазу 5B. и гистон-лизинметилтрансферазу.

Взвешенный кластерный сетевой анализ

В исследовании был проведен анализ взвешенной кластерной сети, чтобы определить ключевые факторы фенотипических изменений, связанных с потреблением диеты Green-MED. Были идентифицированы три основных модуля, содержащих большинство генов дифференциально метилированных областей. Из этих модулей один был достоверно связан с С-реактивным белком, фолиевой кислотой, интерлейкином 6 (ИЛ-6) и изменением площади глубоко подкожной жировой ткани; один был связан с окружностью талии; и один был связан с изменением окружности талии и массы тела.

В первом модуле экспрессия мРНК КИР3ДС1 показал отрицательную связь с изменениями полифенолов, но положительную связь с изменениями площади поверхностно-подкожной жировой ткани, массы тела и окружности талии. КИР3ДС1 представляет собой иммуноглобулин-подобный рецептор клетки-киллера, связанный с аутоиммунными заболеваниями.

Этот модуль также включал ген дифференциально метилированной области цистатионин бета-синтаза, фермент, отвечающий за снижение уровня гомоцистеина. Экспрессия мРНК этого гена была связана с изменениями полифенолов.

Значение исследования

Исследование подчеркивает, что MED-диета, богатая полифенолами, может значительно регулировать модели метилирования ДНК за счет увеличения ключевых эпигенетических факторов, таких как фолиевая кислота и витамин B-12. Кроме того, полифенолы, присутствующие в рационе, обладают высокой эффективностью в регулировании одноуглеродного метаболизма, что приводит к аутоиммунным реакциям.

Источник

Хоффманн А. 2023. Богатая полифенолами зеленая средиземноморская диета усиливает эпигенетический регуляторный потенциал: рандомизированное контролируемое исследование DIRECT PLUS. Метаболизм. https://www.metabolismjournal.com/article/S0026-0495(23)00198-1/fulltext