Wetenschap: Hoe micronutriënten in het dieet het menselijk DNA vormden

Micronutriënten, mineralen die in kleine hoeveelheden in het menselijk dieet voorkomen , hebben mogelijk meer invloed gehad op de menselijke evolutie dan eerder werd gedacht. In een nieuwe studie, gepubliceerd op 10 september in Cell Press, The American Journal of Human Genetics , laten onderzoekers zien hoe menselijke voorouders over de hele wereld verschillende genetische aanpassingen ontwikkelden als reactie op tekorten en overschotten aan mineralen, waaronder ijzer, calcium en zink. "Verschillende menselijke populaties leefden in verschillende omgevingen, waardoor ze zich moesten aanpassen aan verschillende soorten omgevingsdruk, zoals ziekte en dieet, wat na verloop van tijd kan leiden tot verschillen in eigenschappen", zegt eerste auteur Jasmin Rees , die deze studie leidde tijdens haar promotieonderzoek aan University College London en nu postdoctoraal onderzoeker is aan de University of Pennsylvania .

Micronutriënten spelen een belangrijke rol in de stofwisseling , ontwikkeling, het immuunsysteem en andere menselijke functies. De auteurs merken echter op dat hun beschikbaarheid in voedsel afhankelijk is van hun aanwezigheid in de bodem, en dus sterk varieert tussen landen en continenten.

Voordat voedingssupplementen beschikbaar kwamen, leefden veel bevolkingsgroepen met onvoldoende – en soms zelfs overmatige – hoeveelheden belangrijke voedingsstoffen. Zo kunnen sommige bevolkingsgroepen in Afrikaanse regenwouden struma ontwikkelen, een zwelling van de nek veroorzaakt door een vergrote schildklier, omdat de grond in die gebieden een jodiumarm dieet volgt. Wanneer ernstige en langdurige tekorten optreden, kunnen ze een selectieve druk uitoefenen op menselijke genen, aldus Rees. Om de omvang van deze genetische invloed beter te begrijpen, besloot het team te onderzoeken hoe micronutriënten als geheel de menselijke evolutie hebben beïnvloed.

De onderzoekers richtten zich op 276 genen die verband houden met hoe ons lichaam 13 essentiële mineralen, waaronder ijzer, calcium, zink en selenium, opneemt, transporteert of gebruikt . Ze bestudeerden de evolutie van deze genen met behulp van genetische gegevens van meer dan 900 individuen uit 40 verschillende populaties wereldwijd. "Dit is de eerste studie die de door micronutriënten aangestuurde adaptatie op wereldwijde schaal en voor zoveel micronutriënten onderzoekt", aldus Rees. Voor elk bestudeerd mineraal vond het team bewijs van adaptatie in de genen van ten minste één populatie, en de impact van deze micronutriënten was wereldwijd duidelijk. Dit suggereert dat elk van deze micronutriënten waarschijnlijk de menselijke evolutie op een specifiek moment in de geschiedenis en in bepaalde populaties heeft beïnvloed.

Van de 13 geanalyseerde mineralen vielen er enkele op. In Midden-Amerika vertoonden Maya's die in gebieden met jodiumarme bodems leefden, sterke aanwijzingen voor genetische veranderingen in genen die betrokken zijn bij de regulatie of stofwisseling van jodium, wat zou kunnen wijzen op een aanpassing aan een laag jodiumgehalte in de voeding. Daarentegen vond het team in delen van Zuid-Azië, waar de bodem zeer rijk is aan magnesium, aanwijzingen voor aanpassing in twee genen die waarschijnlijk verband houden met de magnesiumopname bij lokale bevolkingsgroepen. De auteurs veronderstellen dat deze verandering mensen mogelijk heeft beschermd tegen magnesiumvergiftiging. Inzicht in hoe de druk van de beschikbaarheid van micronutriënten menselijke genen heeft gevormd, kan helpen bepalen welke bevolkingsgroepen het meest kwetsbaar zijn voor tekorten, aangezien klimaatverandering en intensieve landbouw de voedingsstoffen in de bodem blijven uitputten, aldus Rees. "Dit artikel is een eerste stap in het begrijpen welke bevolkingsgroepen mogelijk het grootste risico lopen", zegt Rees. "We hopen dat de bevindingen met verder onderzoek de volksgezondheid in de toekomst kunnen helpen informeren."