«Почему я люблю маслины и ненавижу брокколи?» Как гены влияют на наш вкус?

Важно помнить, что мы – продукты нашей ДНК, молекулы, которая целенаправленно выполняет миссию по копированию самой себя. ДНК создает живых существ, подобных нам, которые служат «машинами для выживания» и максимизируют ее шансы перейти в следующее поколение. Мы обладаем вкусовыми сосочками, которые помогают нам отличить то, что полезно для нашего тела, от того, что может оказаться смертельным. Чтобы понять наши вкусы, мы должны осознать, что растения тоже являются «машинами для выживания». Поскольку они не могут убежать от хищников, их ДНК разработала альтернативные стратегии защиты. Один из способов – сделать части растения невкусными или вообще ядовитыми, чтобы животные сразу прекращали их жевать.

Ученые считают, например, что изменения в генах TAS2R, благодаря которым вкусовые рецепторы лучше обнаруживают горькие оттенки, защищают нас от поедания ядовитых растений. Но почему чей-то организм воспринимает брокколи с радостью, а чьи-то рецепторы считают этот продукт несъедобным? Скорее всего, это зависит от разновидностей растений, которые окружали наших далеких предков.

Не только рецепторные, но и другие гены влияют на то, что мы считаем вкусным и как перерабатываем (или расщепляем) определенные продукты. Обнаружение и описание этих генов – новая область науки, называемая нутригенетикой. В работе 2016 года генетик Паоло Гаспарини из Университета Триеста в Италии открыл 15 новых генов, связанных с предпочтениями тех или иных продуктов — от артишоков до йогурта.

В древние времена наши предки использовали спелые плоды, чтобы обеспечивать тела энергией. Больше всего сахара – в спелых плодах, и у нас развилась любовь к сладкому, чтобы извлечь из пищи максимальное количество калорий. Соответственно, наша любовь к сладкому уходит корнями в эволюционное наследие и избавиться от нее крайне трудно. И тем не менее, одни люди легко откажутся от пончика, а другие будут сражаться за него насмерть.

Вариант гена, ответственный за любовь к сладкому, действительно обнаружен, и есть люди, у которых он отсутствует. Исследование 2008 года, проведенное диетологом Ахмедом Эль-Сохеми из Торонтского университета, обнаружило, что изменение в рецепторе GLUT2 мешает человеку понять, что он уже «насладился», и требует второй кусочек торта. Этот же ген связан с повышенным риском диабета II типа.

Думаете, что отказ от нездоровой пищи – всего лишь вопрос воли? Возможно, предрасположенность к ней запрограммирована в вашей ДНК! Оказывается, что матери, которые едят нездоровую пищу, рожают детей, обладающих врожденным пристрастием к такому же рациону. Считается, это происходит из-за того, что ребенок растет в семье, где плохо едят. Никто не оспаривает такую возможность, однако исследование 2007 года показало, что крысята, рожденные матерями, которые питались во время беременности нездоровой едой, тоже предпочитали жирное, сладкое и соленое. А детеныши крыс, которые питались правильно, не стремились к нездоровой еде.

Как это могло произойти? Ученые предполагают, что происходит пренатальное программирование: нездоровая пища не меняет последовательности генов – она меняет уровень экспрессии определенных генов. Матери, рацион которых содержал много жиров, рожали крысят, у которых вырабатывается меньше подавляющего аппетит гормона. Если то же самое верно для людей, то это может объяснить, почему некоторым так трудно контролировать свой рацион.

Когда мы бодрствуем, в нашем организме постепенно накапливается химическое вещество аденозин, и в конце концов его уровень достигает такого значения, когда в мозг подается сигнал: «Эй, хватит, пора спать». Но кофеин срывает этот процесс, мозг ошибочно думает, что возникла чрезвычайная ситуация, и запускает реакцию «бей или беги», высвобождая гормоны вроде адреналина. Концентрация усиливается, память обостряется, сердце бьется быстрее, запасы сахара высвобождаются, чтобы повысить уровень энергии.

Ген под названием CYP1A2 может объяснить, почему одни люди поглощают кофе как воду без каких-либо побочных эффектов, а другие нервничают после единственной чашки. Этот ген связан с ферментом в нашей печени, который занимается метаболизмом кофеина. Не у всех людей он производится одинаково. Большинство ощущает эффект от кофеина уже через 15–30 минут после употребления, а период его полувыведения из организма составляет около шести часов. Однако у людей с определенным вариантом гена метаболизм кофеина происходит медленно. На практике это означает, что кофеин в организме остается активным дольше. В результате не только усиливается стимулирующее действие, но и повышается кровяное давление. Некоторые исследования даже показали, что люди с медленным метаболизмом кофеина подвергаются повышенному риску сердечного приступа и гипертонии, если станут употреблять кофе в избыточном количестве.

Вы обращали внимание, что большинство курильщиков пьют много кофе? Причина в том, что никотин в сигаретах активирует ген CYP1A2, который в свою очередь ускоряет метаболизм кофеина из кофе. Поэтому у курильщиков прилив энергии от кофеина, как правило, короче, что побуждает их пить вторую чашку.

Еще одно объяснение нашего отношения к кофеиносодержащим напиткам – разные типы бактерий в кишечнике. Свидетельства того, что кишечные микробы могут влиять на метаболизм кофеина, получены при изучении кофейного жука Hypothenemus hampei. Кофейный жук – единственное известное животное, которое реально живет на одном кофе. Как этот жук выживает после смертельных доз кофеина, долгое время оставалось загадкой. В 2015 году микробиолог Оуэн Броуди из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли обнаружил, что несколько видов бактерий, например, Pseudomonas fulva, обитающая в кишечнике кофейных жуков, прекрасно расщепляют кофеин. Такие же бактерии обнаружены в кофемашинах и вполне могут попасть в организм человека, влияя на скорость метаболизма кофеина.

Множество людей по всему миру не могут употреблять молочные продукты, потому что их ДНК не производит фермент, который называется лактаза, за его расщепление отвечает ген под названием LCT. Практически все люди рождаются с работающим геном LCT, потому что лактаза важна для переваривания материнского молока. У большинства младенцев вскоре после окончания кормления ген LCT отключается. Однако у наших предков в некоторых частях мира, где одомашнили животных, дающих молоко, развилась мутация, позволяющая гену действовать неограниченно. Иными словами, непереносимость лактозы – это, в общем-то, нормальное состояние для взрослых; мутанты – как раз те, кто может ее усваивать.

В различных регионах планеты вы найдете людей, которым нравится аромат, который вы сами считаете ужасным. Некоторые сыры пахнут, как носки футболиста. Дуриан – колючий плод из Юго-Восточной Азии. Он вкусный, но пахнет настолько отвратительно, что его запрещено перевозить в общественном транспорте. Самой дурнопахнущей едой обычно называют шведский сюрстрёмминг – квашеную сельдь. Она настолько будоражит чувства людей, что банку рекомендуют открывать на открытом воздухе в ветреную погоду.

Любовь к необычно пахнущей пище мы можем приобретать даже в утробе матери. Еще не родившийся младенец подвергается действию амниотической жидкости (околоплодные воды), и ученые доказали, что эта жидкость может ощущаться как суп – в зависимости от того, что ест мать. Есть и еще одно исследование, в котором участвовали три группы беременных: в одной – женщины пили морковный сок ежедневно, другая группа употребляла сок только во время кормления грудью, а третья – избегала моркови. Родившиеся дети показывали явную склонность к хлопьям со вкусом моркови, если их матери пили сок при беременности или кормлении. Дети, на которых морковный сок не воздействовал, чаще гримасничали, когда впервые его пробовали.