برهم کنش مواد مغذی و ژن در دفاع سلولی بدن

صفحه 1:


صفحه 2:
برهم کنش مواد مغذی و ژن در دفاع سلولی بدن دکتر سلطانعلی محبوب استاد دانشگاه علوم پزشکی تبریز و قائم مقام موسسه آموزش عالی ربع رشیدی ازده‌مین کنگره سراسرى تغذيه ايران دانشكاه علوم يزشكى شيراز أبان ماه 4۵6 

صفحه 3:
INTRODUCTION eT he ۳ 

صفحه 4:
علل تغییر در اهداف تحقیقات تغذیه ای :عامل اول اجرای تحقیقات بر روی ژن ها منجر به کسب اطلاعات ژنتیکی جدید گردیده و توجه محققین را به اهمیت ژن ها در تغذیه انسانی ‎Gila‏ کرده است و در واقع برنامه های ,تحقیقاتی را به شدت تغییر داده است 

صفحه 5:
عامل دوم: اعتقاد هر جه بيشتر به اين واقعيت بيدا شده که درشت مغذى ها و زير مغذى ها سيكنال هاى قوى تغذيه اى هستند که برنامه ریزی متابولیک سلول را تحت تاثیر قرار داده و نقش عمده ای را در کنترول همو استازی ها بعهده دارند. 

صفحه 6:
عامل سوم : محفقین حوزه علوم تغذیه بطور روز افزونی به اين باور رسيده اند که ژنتیک شریک مهمی در بروز و ایتولوژی مرگ و مير بیماری های مرتبط با مواد مغذی از جمله بیماری های قلب و عروق » دیابت نوع دو و سرطان ها به شمار می رود. 

صفحه 7:
عامل چهارم: بکارگیری وسایل و ابزار جدید » انجام مطالعات دقیق تر تغذیه ای درسطح ملکولی را امکان پذیر ساخته و به تغییر اهداف " قیقات تغذیه ای ‎SS‏ نموده است . 

صفحه 8:
برهم كنش مواد مغذی و ژنوم مواد مغذیبیان‌ژن‌را می‌تسولند الفاء کردم و از لین1 طريقفنوتييفردورا تغيير دهد ©- در مقابل يلى مورفيسم تك نو كلئو تيدى كه در التهاب » متابوليسم ليييد ها اهميت دارد مى تواند بيو اكتيويتى مسير هاى مهم متابوليكى و مدياتور هارا تغيير داده و استعداد مواد مغذى براى برهم كنش دادن با آنها را تحت تاثيرقرار دهد 

صفحه 9:
Assumptions * Common dietary compounds act on the human genome, directly or indirectly, to alter gene expression or structure * Some individuals, under some circumstances, can have diet become a serious risk factor; * Some diet-regulated genes and their normal common variants help shape processes like ‏و‎ to disease/injury/extreme environments and progression, recovery from, and severity of breakdown 3 Kaput and Rodriguez, 2004 “Nutritional Genomics”, Physiol Genomics 16(2):166-167 

صفحه 10:
Assumptions (cont...) * The degree to which diet influences these processes depends in part on an individual’s genetic makeup * Dietary interventions based on the “nutriome” can be used to prevent, mitigate, or cure disease/injury 

صفحه 11:
*Ohv do cutiivists eed tv study Wow oot wolerdar upprouckes be used 

صفحه 12:
Qevessiy Por wolecur upprowhes Qode oP cuttedt your erases ‎Tools vad Tevbotques‏ ولم‌وطان() ‎Wot topic to ‏اوه لاش‎ 

صفحه 13:
Nutritional Genomics ¢ Correlations between... — Diet — Disease — Gene variants * Basic idea behind nutritional genomics — Genotype individuals — Identify gene variants — Suggest appropriate changes in diet. 

صفحه 14:
addresses the role of diet in gene expression 

صفحه 15:
Nutrigenetics The study of individual differences at genetic level (SNPs) influencing response to diet. 

صفحه 16:
Example for applied genomics: Nutrigenomics and nutrigenetics: two sides of a coin + For personalized nutrition: = effects of diet on body-metabolism = ‏اس‎ — influence of 1 genotype on nutritionally related diseases * must be considered Mutch, FASEB 2005 

صفحه 17:
0د شح ايديا ‎Pa‏ as See Dad With the kind permission of Dr Ruan Elliott 

صفحه 18:
The “Omics” of Nubfition Nutrigenetic 5 Nutritional Eplgeneticg. Nutritional Transcriptomi cs Bioactive Food Compone sy proteomicf Metabolomic——_> (FY 75] 5 : لت 

صفحه 19:
Must Focus on Processes Which Are Modified by Single or Multiple Foods/Components Es © digestion Cellular Compound Cay tasis Activatior \ Homeos ( tmfammation «Apoptosis vere: 42 

صفحه 20:
Gene-Nutrient Imbalance Energy expenditure / / / Xs jo mm (Phytochemicals) ۸ Vegetables Soy protein (Carcinogen) High fat/calories High n-6 fats Growth factors Genetic Susceptibility (Polymorphisms ) 

صفحه 21:
سیستم دفاعی بدن سیستم دفاعی بدن ما را از ابتلا به عفونت توسط عوامل بیماریزا مانند ویروسها » باکتریها و قارچها محافظت می کند و دو نوع دفاع انجام می دهد: 54 دفاع غير اختصاصی: كه مابين عوامل خارجى » ميكروبى و غير ميكروبى تفاوت قائل نمى شود. 2 دفاع اختصاصى: که با تولید آنتی بادی ها مابین مواد خارجی و سلولهای مختلف ایمنی فرق می گذارد. 

صفحه 22:
The Immune System is the Third Line of Defense Against First line of defense ‘Second line of defense Third line of defense + Skin * Phagocytic white «Lymphocytes + Mucous membranes blood cells + Antibodies + Secrétions of skin and + Antimicrobial proteins mucous membranes * The inflammatory response (61898 Also sey Longa, he 

صفحه 23:
اجزا تشکیل دهنده دستگاه ایمنی بدن )-گلبول های سفید + ماکروفاژ ها مولکول های پروتئینی پوست-۳ لندلم هاولنفی-۴ 

صفحه 24:
اندام های لنفی - تیموس(محل بلوغ لنفوسیت های ۲ ) مغز لستخولن( مح‌تولید سلول‌ی‌خوني) -2 لوزم ظ -3 گره های لنفاوی (محل بلوغ و استقرار گلبو ل های سفید)-4 

صفحه 25:
وظایف دستگاه ایمنی بدن )-جلو گیری از ورود میکروب ها به بدن به دلم لندلختن‌و خروج مواد خارجی‌از بدن2 لیجاد محیط نا مساعد برلیزندگی‌میکروب‌ه در سطح-3 بدن تشخیصو از بین‌بردن یا بی‌خطر ساختزميكروبها- 4 تشخیصو بی‌خطر ساختن‌مواد بیگانه وارد شدم به-5 بدن تشخیصو از بین‌بردن‌سلول‌هایخودی‌سرطانزا شدم-6 

صفحه 26:
Early life events Nutrient status (diet) ? Obesity Genetics Alcohol ‏سر‎ 0 ‏تا سس‎ Age -Acute -Chronic Hormonal 2 ress seus 2 ‏یی‎ Vaccination -Environmental (infections) history Physiological -Presence -Psychological -History Fig. 2. Sources of variation in immune function. 

صفحه 27:
© Natural Disaster '® Socioeconomic © Nutstional insult ¢ Environmental insult ‘Viruses: seria {Loli ‏مر‎ Parasites ١ 4 q Vv ) Suboptimal Host Nutrition © Stress Adaptation Immune defense : ‏مود‎ 3 ‏يب سي سس‎ “Sf compromised por Cancer Autoimmune Disease Genetios Infection Figure 1 Nutrition, stress, immune defense, and susceptibility to diseases. 

صفحه 28:
Inflammatory trigger (viruses, bacteria, injury) 0 nt and + + antioxidant ‏وق‎ +— Cytokine genotype status | — ‏ال للدم‎ - | Influence of Pro- and anti-inflammatory | 4 | lipid intake cytokine production +/- — + Clinical outcome _ | Fig. 10. Summary of nutritional and genetic influences on cytokine production and clinical outcome. +, A stimulatory effect; -, an inhibi- tory influence. 

صفحه 29:
Inflammatory stimuli pathogens. envronmental factors, damaged tissue Diabetes mellitus 1 Insulin insensitivity Pathogens killing Atherosclerosis a, Mortality, morbidity, Stroke| | Myocardial infarction aging Fig. 4 Overview of the interrelationships between inflammation, dseases with a covert inflammatory basis and metabolic disturbances. 

صفحه 30:
Protein and emino acid deficiency Influence on acute-phase proteins and endogenous antioxidants ۱ Altered cytokine production? ۱ Suppression of oxidant effects, NFKB effects ۱ Altered oytokine production Lipids “lt +h ۱ Changes in membrane Phospholipids ۱ Changes in cytokine and lipid-derived mediator production Influence on inflammation Possible mechanism(s} Effects Fig. 1. Overview of the modulatory effects of nutrients on the response of animal models to inflammatory stimuli inhibitory; NFxB, nuclear factor xB. and the mechanisms underlying modulatory effects. +, Stimulatory: -, 

صفحه 31:
Evidence-based nutrition Glutamine 4 > Arginine Nucleotides Samincacids || gsy ip rs ‏یه‎ |p] “Smanty! | <——— | ۳۳۵۵ | + t # ‏اب سا‎ GSH - ۱ Be Glutamine a] Fig.5. Overview of the points at which immunonutrients counteract the deleterious influence of oxidant stress on cel meciated immunity and enhance T lymphocyte activity. +, Stimulatory or supportive effect: - an inhibtory influence; GSH, alutathione: 9-3 PUFA. n-3 polyunsaturated fatty acids Inflammatory response 

صفحه 32:
Adipose tissue TOE [_Lipid metabolism | ism Appetite Immune system Fig. 2 Interaction between leptin and tumour necrosis factor (TNF), with adipose tissue mass, lipid metabolism and inflammation. TNF and Leptin stimulate the immune system and adipose tissue, respectively. Both also act on lipid metabolism and plasma concentra- tions of each other. 

صفحه 33:
هیر ‎CELL FUNCTION‏ امعان شيع جمس ‎Fig. 4. Mechanisms by which n-3 polyunsaturated fatty acid (PUFA) could exert imniunomodulatory actions. 

صفحه 34:
نکاتی در مورد اسیدهای چرب امگا 3 و امگا 6 » افزایش دریافت غذایی اسید آراشیدونیک اثرات آنروژنیک ژنوتیپ را سرعت می بخشد در حالی که افزایش اسیدهای چرب امگا 9 از جمله ‎EPA‏ 5 0۳۷۸ آن را کند می کند. * مکمل یاری با اسیدهای چرب امگا 2 التهاب ناشی از لکوترین را تحریک می کند ۰ در حالیکه اسیدهای چرب امگا 2 آن را مهار می کند. 

صفحه 35:
نکاتی در مورد اسیدهای چرب امگا 3 و امگا 6 * هم اسیدهای چرب امگا 0 و هم امگا ‏ در بیان ژن شرکت دارند.امگا 0 اثر مهم ضد التهابی داشته و ۱۱-16 را , و ۲۱۳-۵ را سد می کند » در حالی که امگا 9 اثر پیش التهابی دارد. ۰ از دیدگاه ژنتیک» امروزه بشر در محیطی زندگی می کند كه نوع تغذیه اش با ساختار ژنتیکی تثبیت شده متفاوت است.نسبت بالای اسیدهای چرب امگا 0 به امگا 9 که در غذای غربی ها مشاهده می شود پاتوژنز بسیاری از بیماریهای مزمن را تشدید می کند. 

صفحه 36:
هو و من رو( مش ‎Cxuavples oP koows‏ Effect A Transcription y Transcription Purine and Pyrimidine Synthesis A Transcription A Translation A Transcription Allows binding of zinc containing proteins to specific DNA sequences Transcription A Transcription Protects against free radical damage to DNA A Transcription Purine and pyrimidine synthesis Purine and pyrimidine synthesis Retinoic acid receptor Steroid hormone receptor All genes Procollagen lysyloxidase Aldosterone Synthetase Zinc fingers Metallothionein Calcium binding proteins All genes c-fos, c-jun, c-myc DNA, RNA All genes Nutrient Retinoic acid Vitamin ]86[ Ascorbic acid Potassium Zinc Vitamin D Vitamin E Calcium [B12] [B6] 

صفحه 37:
CONCLU 

صفحه 38:
حوزه نوتری ژنومیکس این تصور عمومی در دیدگاه بهداشتی را که معتقد است ‎ONE SIZE FITS ALL‏ تغییر داده است 

صفحه 39:
حوزه نوتری ژنومیکس این دیدگاه فارماکوژنومیکس یعنی: 01۷۱65/درمان/دارو /بیمار را با دیدگاه : 065 پیشگیری/ غذا/فرد سالم جایگزین کرده است. 

صفحه 40:
Let food be your medicine and medicine be your food. - Hippocrates, 400 BCE 

صفحه 41:
aK Food Development “raditional Food €3-Modified Food Future Food 

صفحه 42:
Traditional Food * Natural Food, Organic Food * Fermented Food 

صفحه 43:
Modified Food * Genetic modified organism (GMn\ inserting the gene for yellow skin colour, from capsicum). bacteria transfers new gene into host plant Plants with new by characteristics are different organisms generated 

صفحه 44:
Modified Food * Functional Food 

صفحه 45:
Future Food * Nutrigenomics the study of molecular relationships between nutrition and the response of gnc , with the aim of extrapolating how such subtle changes can affect human health 1 Personal Nutrition 

صفحه 46:
HUMAN GENOME PROJECT NUTRIGENETICS - candidate gene approach - whole genome scans - QTL-mapping - biostatistics NUTRITIONAL SCIENCE NUTRIGENOMICS - transcriptomics - proteomics - metabolomics - bioinformatics PERSONALISED DIET - prevention of disease 

صفحه 47:
Benefits of nutrition science from nutrigenomics 1- delivering biomarkers from health 2- delivering early biomarkers for nutrition- related disease disposition 3- identifying genes and molecular pathways as targets for prevention 4- differentiating dietary responders from no responders 5- discovering bioactive food components(functional foods) 

صفحه 48:
SAME SPECIES...VERY DIFFERENT CREATURES 

برهم کنش مواد مغذی و ژن در دفاع سلولی بدن دکتر سلطانعلی محبوب استاد دانشگاه علوم پزشکی تبریز و قائم مقام موسسه آموزش عالی ربع رشیدی یازدهمین کنگره سراسری تغذیه ایران دانشگاه علوم پزشکی شیراز 1389 آبان ماه علل تغییر در اهداف تحقیقات تغذیه ای :عامل اول اجرای تحقیقات بر روی ژن ها منجر به کسب اطالعات ژنتیکی جدید گردیده و توجه محققین را به اهمیت ژن ها در تغذیه انسانی جلب کرده است و در واقع برنامه های .تحقیقاتی را به شدت تغییر داده است عامل دوم: اعتقاد ه4ر چ4ه بیشت4ر ب4ه ای4ن واقعی4ت پیدا شده که درش4ت مغذی ه4ا و زی4ر مغذی ه4ا سیگنال های قوی تغذی4ه ای هس4تند ک4ه برنام4ه ریزی متابولیک س4لول را تح4ت تاثی4ر قرار داده و نقش عمده ای را در کنترول همو استازی ها بعهده دارند. عامل سوم : محققی4ن 4حوزه ع4لوم تغذی4ه بطور روز افزون4ی 4به ای4ن باور رس4یده ان4د ک4ه ژنتی4ک شری4ک مهمی 4در بروز و ایتولوژ4ی مرگ و میر بیماری های مرتب4ط ب4ا مواد مغذی از جمل4ه بیماری های قلب و عروق ،دیاب4ت نوع دو و س4رطان 4ه4ا به شمار می 4رود. عامل چه4ارم: بکارگیری وس4ایل و ابزار جدید ،انجام مطالعات دقی44ق ت44ر تغذی44ه ای درسطح ملکول4ی را امکان پذی4ر س4اخته و ب4ه تغییر اهداف تحقیقات تغذیه ای کمک نموده است. برهم کنش مواد مغذی و ژنوم مواد مغ4ذیب444یانژنرا میت444وا4ند ا44لق4اء ک444رده 4و از ا4ین1- طریقف444نوتیپف444ردیرا ت444غییر دهد -2در مقابل پلی مورفیسم تک نو کلئو تیدی که در التهاب ،متابولیسم لیپید ها اهمیت دارد می تواند بیو اکتیویتی مسیر های مهم متابولیکی و مدیاتور ها را تغییر داده و استعداد مواد مغذی برای برهم کنش دادن با آنها را تحت تاثیرقرار دهد Assumptions • Common dietary compounds act on the human genome, directly or indirectly, to alter gene expression or structure • Some individuals, under some circumstances, can have diet become a serious risk factor; • Some diet-regulated genes and their normal common variants help shape processes like susceptibility to disease/injury/extreme environments and progression, recovery from, and severity of breakdown » Kaput and Rodriguez, 2004 “Nutritional Genomics”, Physiol Genomics 16(2):166-167 Assumptions (cont…) • The degree to which diet influences these processes depends in part on an individual’s genetic makeup • Dietary interventions based on the “nutriome” can be used to prevent, mitigate, or cure disease/injury Nutrient Gene Interactions •Why do nutritionists need to study nutrient gene interactions? •How can molecular approaches be used to investigate gene modulation by dietary components? Nutrient Gene Interactions • Necessity for molecular approaches • Mode of nutrient gene interactions • Molecular Tools and Techniques Hot topic in nutrition research Nutritional Genomics • Correlations between… – Diet – Disease – Gene variants • Basic idea behind nutritional genomics – Genotype individuals – Identify gene variants – Suggest appropriate changes in diet. NUTRIGENOMICS addresses the role of diet in gene expression Nutrigenetics The study of individual differences at genetic level (SNPs) influencing response to diet. Example for applied genomics: Nutrigenomics and nutrigenetics: two sides of a coin • For personalized nutrition: – effects of diet on body-metabolism – influence of genotype on nutritionally related diseases • must be considered Mutch, FASEB 2005 The “Omics” of N Nutrition u Nutrigenetic DN Bioactive Food Compone nt t r i g e n o m i c s s Nutritional Epigenetics Nutritional Transcriptomi cs Proteomics Metabolomic s A RNA Phenoty pe Protei n Metabol ite Must Focus on Processes Which Are Modified by Single or Multiple Foods/Components Cellular Division Compound Activation DNA Repair Apoptosis Digestion Bioactive Food Components Cellular Energetics Hormonal Homeostasis Inflammation Immunity Differentiation سیستم دفاعی بدن سیستم دفاعی بدن ما را از ابتال به عفونت توسط عوامل بیماریزا مانند ویروسها ،باکتریها و قارچها محافظت می کند و دو نوع دفاع انجام می دهد: .1دفاع غیر 4اختصاصی: که مابین عوامل خارجی ،میکروبی و غیر میکروبی تفاوت قائل نمی شود. .2دفاع اختصاصی: که با تولید آنتی بادی ها مابین مواد خارجی و سلولهای مختلف 4ایمنی فرق می گذارد. The Immune System is the Third Line of Defense Against Infection اجزا تشکیل دهنده دستگاه ایمنی بدن -1گلبول های سفید +ماکروفاژ ها -2مولکول های پروتئینی پ444وست3- ا4ندا4م 4هایل44نفی4- اندام های لنفی -1تیموس(محل بلوغ لنفوسیت های) T ی 2- مغ4ز ا4ستخوا4ن( محلت444ولید س44لولهایخ4ون ) ل44وزه 4ها 3- گره های لنفاوی (محل بلوغ و استقرار 4گلبو ل های سفید)4- وظایف دستگاه ایمنی بدن -1جلو گیر4ی از ور4ود میکروب ها به بدن ب444ه 4دا4م 4ا4ندا4ختنو خ4روج مواد خ4ارجیاز ب444دن2- ا4یجاد محیط ن44ا مساعد ب444را4یزندگ4یمیکر4وبها در س44طح3- ب444دن ت444شخیصو از 4ب444ینب444ر4دن ی44ا ب444یخطر س44اختنمیکر4وبها4- ت444شخیصو ب444یخطر س44اختنمواد ب444یگانه 4وارد ش44ده 4ب444ه5-4 ب444دن ت444شخیصو از ب444ینب444ردنس44لولهایخ4ودیس44رطانز4ا ش44ده6-4 Fig. 4. Mechanisms by which n-3 polyunsaturated fatty acid (PUFA) could exert imniunomodulatory actions. نکاتی در مورد اسیدهای چرب امگا 3و امگا 6 • افز4ایش در4یافت غذایی اسید آراشیدونیک اثر4ات آتر4وژنیک ژنوتیپ را سرعت می بخشد ،در حالی که افزایش اسیدهای چرب امگا 3از جمله EPAو DHAآن را کند می کند. • مکمل یاری با اسیدهای چرب امگا 6التهاب ناشی از لکوترین ر4ا تحریک می کند ،در حالیکه اسیدهای چر4ب امگا 3آن را مهار می کند. نکاتی در مورد اسیدهای چرب امگا 3و امگا 6 • هم اسیدهای چرب امگا 3و هم امگا 6در بیان ژن شر4کت دارند.امگا 3اثر 4مهم ضد التهابی داشته و IL-1β ، IL-6و TNF-αرا سد می کند ،در حالی که امگا 6 اثر پیش التهابی دارد. • از دیدگاه ژ4نتیک ،امروز4ه بشر در محیطی زندگی می کند که نوع تغذیه اش با ساختار 4ژ4نتیکی تثبیت شده متفاوت است.نسبت باالی اسیدهای چرب امگا 6به امگا 3که در غذای غربی ها مشاهده می شود پاتوژنز بسیار4ی از بیماریهای مز4من ر4ا تشدید می کند. Examples of known nutrient effects on gene expression حوزه نوتری ژنومیکس این تصور عمومی در دیدگاه بهداشتی را که مع4تقد است ‏ONE SIZE FITS ALL تغییر داده است حوزه نوتری ژنومیکس این دیدگاه فارماکوژنومیکس یعنی/OMICS :درمان/دارو/بیمار را با دیدگاه : /OMICSپیشگیری /غذا/فرد سالم جایگزین کرده است. Let food be your medicine and medicine be your food. - Hippocrates, 400 BCE Food Development Traditional Food Modified Food Future Food Traditional Food • Natural Food, Organic Food • Fermented Food Modified Food • Genetic modified organism (GMO) Modified Food • Functional Food Future Food • Nutrigenomics the study of molecular relationships between nutr i ti on and the response of genes , with the aim of extrapolating how such subtle changes can affect human health Personal Nutrition Benefits of nutrition science from nutrigenomics 1- delivering biomarkers from health 2- delivering early biomarkers for nutritionrelated disease disposition 3- identifying genes and molecular pathways as targets for prevention 4- differentiating dietary responders from no responders 5- discovering bioactive food components(functional foods) SAME SPECIES…VERY DIFFERENT CREATURES