DNA آسیب دیده در اثر گرما در مواد غذایی ممکن است به خطرات ژنتیکی کمک کند

محققان به تازگی یک دلیل شگفت انگیز و بالقوه قابل توجه را کشف کرده اند که چرا خوردن غذاهایی که اغلب در دمای بالا پخته می شوند، مانند گوشت قرمز و غذاهای سرخ شده، خطر ابتلا به سرطان را افزایش می دهد. مقصر ادعا شده: DNA موجود در غذا که در فرآیند پخت آسیب دیده است.

همانطور که برای اولین بار توسط نویسندگان مشخص شد، این مطالعه توسط دانشمندان استنفورد و همکارانشان در موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST)، دانشگاه مریلند، و دانشگاه ایالتی کلرادو نشان می‌دهد که اجزای DNA آسیب‌دیده با حرارت می‌توانند در طول هضم جذب شده و در DNA مصرف کننده گنجانده می شود. این جذب مستقیماً به DNA مصرف کننده آسیب وارد می کند و به طور بالقوه باعث ایجاد جهش های ژنتیکی می شود که ممکن است در نهایت منجر به سرطان و سایر بیماری ها شود.

در حالی که هنوز خیلی زود است که بگوییم این اتفاق در انسان رخ می دهد – این مطالعه فقط جذب اجزای DNA آسیب دیده و افزایش آسیب DNA را در سلول ها و موش های آزمایشگاهی مشاهده کرد – این یافته ها می تواند پیامدهای مهمی برای انتخاب های غذایی و سلامت عمومی داشته باشد.

ما نشان داده‌ایم که پختن غذا می‌تواند به DNA موجود در غذا آسیب برساند و دریافتیم که مصرف این DNA ممکن است منبع خطر ژنتیکی باشد. تکیه بر این یافته‌ها واقعاً می‌تواند درک ما را از آماده‌سازی غذا و انتخاب غذا تغییر دهد.»

اریک کول، مطالعه نویسنده ارشد، جورج ای و هیلدا ام دابرت استاد شیمی در دانشکده علوم انسانی و علوم استنفورد

یونگ وونگ جون، عضو سابق تحقیقات فوق دکتری در شیمی در استنفورد و اکنون در مؤسسه علوم و فناوری پیشرفته کره، نویسنده اصلی این مطالعه است که در 1 ژوئن در سال 2018 منتشر شد. علوم مرکزی ACS.

خطر ژنتیکی جدید

بسیاری از مطالعات مصرف غذاهای ذغالی و سرخ شده را با آسیب DNA مرتبط می‌دانند و این آسیب را به مولکول‌های کوچک خاصی نسبت می‌دهند که به اصطلاح گونه‌های واکنش‌پذیر را در بدن تشکیل می‌دهند. کول می گوید، با این حال، قابل توجه است که تعداد مولکول های کوچکی که در پخت و پز معمولی تولید می شوند، هزاران برابر کمتر از مقدار DNA موجود در غذاها هستند.

برای اینکه آن گونه‌های واکنش‌پذیر باعث آسیب DNA شوند، باید از نظر فیزیکی با DNA در یک سلول مواجه شوند تا یک واکنش شیمیایی مضر را ایجاد کنند – یک رویداد نادر، به احتمال زیاد. در مقابل، اجزای کلیدی DNA معروف به نوکلئوتیدها که از طریق تجزیه طبیعی مولکول‌های زیستی در دسترس قرار می‌گیرند – به عنوان مثال، در طول هضم – به آسانی در DNA سلول‌ها گنجانده می‌شوند و مسیری قابل قبول و بالقوه قابل توجه برای DNA مواد غذایی آسیب‌دیده را نشان می‌دهند. سایر DNA در پایین دست مصرف کنندگان.

کول می گوید: «ما شک نداریم که مولکول های کوچک شناسایی شده در مطالعات قبلی واقعاً خطرناک هستند. اما چیزی که قبل از مطالعه ما هرگز ثبت نشده است، مقادیر بالقوه زیادی از DNA آسیب دیده از گرما برای جذب به DNA خود مصرف کننده است.

ما همانیم که میخوریم

بسیاری از مردم نمی دانند که غذاهایی که می خوریم – گوشت، ماهی، غلات، سبزیجات، میوه ها، قارچ ها – شامل DNA ارگانیسم های منشا می شود. این نظارت قابل درک است، زیرا DNA مانند پروتئین، کربوهیدرات، چربی، ویتامین ها و مواد معدنی بر روی برچسب های مواد غذایی ظاهر نمی شود. با این حال، مقدار DNA بلعیده شده قابل چشم پوشی نیست. برای مثال، یک استیک گوشت گاو تقریباً 500 گرمی (16 اونس) حاوی بیش از یک گرم (0.04 اونس) DNA گاو است که نشان می‌دهد قرار گرفتن انسان در معرض DNA بالقوه آسیب دیده از گرما نیز ناچیز نیست.

تحقیق در مورد چگونگی ترمیم مولکول های پیچیده DNA – هم پس از خطاهای طبیعی اجتناب ناپذیر و هم آسیب های ناشی از قرار گرفتن در معرض محیطی – هدف اصلی آزمایشگاه کول در استنفورد است. برای این منظور، آزمایشگاه کول و همکارانش ابزارهایی برای القا و اندازه گیری اشکال خاصی از آسیب به DNA ابداع کرده اند.

کول در حالی که این خط تحقیقاتی را دنبال می کرد، شروع به تعجب در مورد ارتباط فرضی با DNA موجود در غذا و فرآیند شناخته شده “نجات” و استفاده مجدد از ضایعات DNA در بدن کرد. محققان به پخت غذاها – یعنی گوشت چرخ کرده، گوشت خوک چرخ کرده و سیب زمینی – از طریق جوشاندن 15 دقیقه ای در دمای 100 درجه سانتیگراد (212 درجه فارنهایت) یا 20 دقیقه تفت دادن ملایم در دمای 220 درجه سانتیگراد (حدود 430 درجه فارنهایت) ادامه دادند. سپس محققان استنفورد DNA را از این غذاها استخراج کردند و نمونه ها را برای همکاران در NIST فرستادند.

تیم NIST به رهبری میرال دیزداراوغلو نشان داد که هر سه غذا در زمان جوشاندن و برشته شدن آسیب DNA را نشان می‌دهند و دمای بالاتر تقریباً در همه موارد آسیب DNA را افزایش می‌دهد. جالب اینجاست که حتی فقط جوشیدن، دمای پخت نسبتاً پایین، همچنان منجر به آسیب DNA می شود. نتایج جالب دیگری نیز ظاهر شد – به عنوان مثال، سیب زمینی به دلایل نامعلومی در دماهای بالاتر نسبت به گوشت آسیب DNA کمتری را متحمل شد.

دو نوع متداول آسیب شامل یک جزء نوکلئوتیدی حاوی ترکیبی به نام سیتوزین است که از نظر شیمیایی به ترکیبی مرتبط به نام اوراسیل و افزودن اکسیژن به ترکیب دیگری به نام گوانین تغییر می‌کند. هر دو نوع آسیب DNA ژنوتوکسیک هستند، زیرا در نهایت می توانند عملکرد ژن را مختل کنند و جهش هایی را تقویت کنند که باعث می شود سلول ها به طور غیرقابل کنترلی به عنوان سرطان تکثیر شوند.

سپس، تیم کول سلول‌های رشد یافته در آزمایشگاه را در معرض دید قرار دادند و به موش‌ها محلولی دادند که حاوی اجزای DNA آسیب‌دیده از حرارت در غلظت‌های بالا بود. محققان از ابزاری نوآورانه استفاده کردند که در آزمایشگاه کول در کار قبلی خود ایجاد شده بود که مکان‌های DNA آسیب‌دیده را با مولکول‌های فلورسنت برچسب‌گذاری می‌کرد و اندازه‌گیری میزان آسیب را آسان می‌کرد. به طور کلی، سلول های رشد یافته در آزمایشگاه آسیب DNA قابل توجهی را نشان دادند که ناشی از جذب اجزای DNA آسیب دیده از گرما بود. در مورد موش‌ها، آسیب DNA به‌طور برجسته‌ای در سلول‌های پوشش روده کوچک ظاهر می‌شود، که منطقی است زیرا بخش عمده‌ای از هضم غذا در آنجا انجام می‌شود.

مستحق بررسی بیشتر

این تیم اکنون قصد دارد تا عمیق‌تر در این یافته‌های اولیه و جالب توجه کند. یکی از روش‌های تحقیقاتی آینده، آزمایش تنوع گسترده‌تری از غذاها است، که این ایده را دنبال می‌کند که غذاهایی با مقادیر بالای DNA، مانند محصولات حیوانی، می‌توانند خطر ژنتیکی بالقوه‌تری نسبت به مواد غذایی با سطح پایین DNA مانند سیب‌زمینی داشته باشند. و گیاهان دیگر محققان همچنین قصد دارند روش‌های پخت و پز را بررسی کنند که آماده‌سازی‌های مختلف غذا را شبیه‌سازی می‌کند – به عنوان مثال، پختن غذا برای بیش از 20 دقیقه.

نکته مهم این است که دامنه تحقیقات باید به دوزهای بلندمدت و کمتر برای DNA آسیب دیده از گرما که طی دهه‌ها مصرف در رژیم‌های غذایی معمولی انسان‌ها انتظار می‌رود، در مقابل دوزهای بالایی که در مطالعه اثبات مفهوم اجرا می‌شود، گسترش یابد.

کول می‌گوید: «مطالعه ما سؤالات زیادی را در مورد خطر سلامتی کاملاً ناشناخته و در عین حال احتمالاً قابل توجهی برای سلامتی ناشی از خوردن غذاهای کبابی، سرخ‌شده یا به‌طور دیگری با حرارت بالا ایجاد می‌کند. ما هنوز نمی‌دانیم که این یافته‌های اولیه به کجا منتهی می‌شود و از جامعه تحقیقاتی گسترده‌تر دعوت می‌کنیم تا بر اساس آنها کار کنند.»