Bei Nahrung denken die meisten Menschen an Kalorien, Energie und Nährstoffe. Neueste Forschungen deuten jedoch darauf hin, dass Nahrung auch mit unserem Genom "kommuniziert", d.h. mit dem genetischen Bauplan, der die Funktionsweise unseres Körpers bis auf die zelluläre Ebene steuert.

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Diese Kommunikation zwischen Nahrung und Genen kann sich auf unsere Gesundheit, Physiologie und Langlebigkeit auswirken. Die Vorstellung, dass Lebensmittel wichtige Botschaften an das Genom eines Tieres übermitteln, steht im Mittelpunkt eines Bereichs, der als Nutrigenomik bekannt ist. Diese Disziplin steckt noch in den Kinderschuhen, und viele Fragen sind noch nicht geklärt. Dennoch haben Forscher bereits eine Menge darüber gelernt, wie Nahrungsbestandteile das Genom beeinflussen.

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Die Bemühungen der Wissenschaftler, diese Informationsübertragung zu entschlüsseln, könnten eines Tages zu einem gesünderen und glücklicheren Leben für uns alle führen. Doch bis dahin hat die Nutrigenomik zumindest eine wichtige Tatsache aufgedeckt: Unsere Beziehung zur Nahrung ist weitaus inniger, als wir es uns vorgestellt haben.

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Das Zusammenspiel von Nahrung und Genen

Die Vorstellung, dass Nahrung biologische Prozesse durch die Interaktion mit dem Genom steuern kann, klingt erstaunlich, aber ein Bienenstock ist ein perfektes Beispiel dafür, wie dies geschieht. Arbeitsbienen arbeiten ununterbrochen, sind steril und leben nur wenige Wochen. Die Bienenkönigin, die tief im Bienenstock sitzt, lebt jahrelang und ist so fruchtbar, dass sie ein ganzes Bienenvolk zur Welt bringt.

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Dennoch sind Arbeiterinnen und Bienenköniginnen genetisch identische Organismen. Sie werden zu zwei verschiedenen Lebensformen, weil sie sich von der Nahrung ernähren. Die Bienenkönigin ernährt sich von Gelee Royale, die Arbeitsbienen von Nektar und Pollen. Beide Nahrungsmittel liefern Energie, aber Gelée Royale hat eine zusätzliche Eigenschaft: Seine Nährstoffe können die genetischen Anweisungen für die Anatomie und Physiologie einer Bienenkönigin entschlüsseln.

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Wie wird also Nahrung in biologische Anweisungen übersetzt? Zur Erinnerung: Nahrung besteht aus Makronährstoffen - dazu gehören Kohlenhydrate, Proteine und Fett, und sie enthält auch Mikronährstoffe wie Vitamine und Mineralien. Diese Verbindungen und ihre Abbauprodukte können genetische Schalter auslösen, die sich im Genom befinden.

Das Gebiet der Nutrigenomik versucht zu entschlüsseln, wie verschiedene Arten von Lebensmitteln unterschiedliche - und wichtige - Botschaften an unsere Zellen übermitteln.

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Wie ein Lichtschalter, der die Intensität eines Lichts steuert, bestimmen genetische Schalter, wie viel von einem bestimmten Genprodukt produziert wird. Gelée Royale zum Beispiel enthält Verbindungen, die genetische Steuerungen aktivieren, um die Organe der Bienenkönigin zu bilden und ihre Fortpflanzungsfähigkeit zu erhalten. Bei Menschen und Mäusen sind Nebenprodukte der Aminosäure Methionin, die reichlich in Fleisch und Fisch vorkommen, dafür bekannt, dass sie genetische Schalter beeinflussen, die für das Zellwachstum und die Zellteilung wichtig sind. Und Vitamin C trägt zur Gesunderhaltung bei, indem es das Genom vor oxidativen Schäden schützt; außerdem fördert es die Funktion der zellulären Bahnen, die das Genom reparieren können, wenn es beschädigt wird.

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Je nach Art der Nährstoffinformationen, der aktivierten genetischen Steuerung und der Zelle, die sie empfängt, können die Botschaften in der Nahrung das Wohlbefinden, das Krankheitsrisiko und sogar die Lebensdauer beeinflussen. Es ist jedoch wichtig zu erwähnen, dass die meisten dieser Studien bisher an Tiermodellen, wie Bienen, durchgeführt wurden.

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Interessanterweise kann die Fähigkeit von Nährstoffen, den Fluss der genetischen Informationen zu verändern, Generationen übergreifen. Studien zeigen, dass bei Menschen und Tieren die Ernährung der Großeltern die Aktivität der genetischen Schalter und das Krankheitsrisiko und die Sterblichkeit der Enkel beeinflusst.

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Ursache und Wirkung

Ein interessanter Aspekt der Betrachtung von Lebensmitteln als eine Art biologischer Information ist, dass sie der Idee einer Nahrungskette eine neue Bedeutung verleiht. Wenn nämlich unser Körper von dem beeinflusst wird, was wir gegessen haben - und zwar bis auf die molekulare Ebene -, dann könnte das, was wir "gegessen" haben, auch unser Genom beeinflussen. So enthält die Milch von mit Getreide gefütterten Kühen im Vergleich zur Milch von grasgefütterten Kühen andere Mengen und Arten von Fettsäuren und Vitaminen C und A. Wenn wir also diese verschiedenen Milchsorten trinken, erhalten unsere Zellen auch andere Nährstoffbotschaften.

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In ähnlicher Weise verändert die Ernährung einer menschlichen Mutter den Gehalt an Fettsäuren und Vitaminen wie B-6, B-12 und Folsäure, die in ihrer Muttermilch enthalten sind. Dies könnte die Art der Nährstoffbotschaften verändern, die die genetischen Schalter des Babys erreichen, obwohl derzeit nicht bekannt ist, ob dies Auswirkungen auf die Entwicklung des Kindes hat.

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Von Tieren stammende Lebensmittelinformationen - wie Kuhmilch - werden auf den Menschen übertragen, der die Milch trinkt.

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Und, vielleicht ohne, dass wir es wissen, sind auch wir Teil dieser Nahrungskette. Die Nahrung, die wir zu uns nehmen, manipuliert nicht nur die genetischen Schalter in unseren Zellen, sondern auch die der Mikroorganismen, die in unserem Darm, unserer Haut und unseren Schleimhäuten leben. Ein eindrucksvolles Beispiel: Bei Mäusen verändert der Abbau kurzkettiger Fettsäuren durch Darmbakterien den Gehalt an Serotonin, einem Botenstoff im Gehirn, der unter anderem Stimmung, Angst und Depression reguliert.

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Lebensmittelzusatzstoffe und Verpackungen

Auch Lebensmittelzusatzstoffe können den Fluss der genetischen Informationen in den Zellen verändern. Brot und Getreideerzeugnisse werden mit Folsäure angereichert, um Geburtsschäden aufgrund eines Mangels an diesem Nährstoff vorzubeugen. Einige Wissenschaftler stellen jedoch die Hypothese auf, dass ein hoher Folatgehalt in Abwesenheit anderer natürlich vorkommender Mikronährstoffe wie Vitamin B-12 zu der höheren Inzidenz von Dickdarmkrebs in den westlichen Ländern beitragen könnte.

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Das gleiche könnte auch auf Chemikalien in Lebensmittelverpackungen zutreffen. Bisphenol A oder BPA, eine in Kunststoffen vorkommende Verbindung, stellt bei Säugetieren genetische Schalter um, die für Entwicklung, Wachstum und Fruchtbarkeit entscheidend sind. So vermuten einige Forscher, dass BPA sowohl bei Menschen als auch bei Tiermodellen das Alter der sexuellen Differenzierung beeinflusst und die Fruchtbarkeit verringert, indem es die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass genetische Schalter aktiviert werden.

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All diese Beispiele deuten darauf hin, dass die genetische Information in Lebensmitteln nicht nur aus ihrer molekularen Zusammensetzung - den Aminosäuren, Vitaminen und dergleichen - stammen könnte, sondern auch aus der Landwirtschafts-, Umwelt- und Wirtschaftspolitik eines Landes oder dem Fehlen einer solchen Politik.

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Forscher haben erst vor kurzem damit begonnen, diese genetischen Botschaften der Lebensmittel und ihre Rolle bei Gesundheit und Krankheit zu entschlüsseln. Nach wie vor ist nicht genau bekannt, wie die Nährstoffe auf die genetischen Schalter wirken, nach welchen Regeln sie kommunizieren und wie die Ernährungsgewohnheiten früherer Generationen ihre Nachkommen beeinflussen. Viele dieser Studien wurden bisher nur an Tiermodellen durchgeführt, und es bleibt noch viel zu klären, was die Wechselwirkungen zwischen Nahrung und Genen für den Menschen bedeuten.

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Klar ist jedoch, dass die Entschlüsselung der Geheimnisse der Nutrigenomik sowohl den heutigen als auch den künftigen Gesellschaften und Generationen zugutekommen dürfte.