A biologia complexa por trás do seu amor (ou ódio) pelo café

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Uma xícara de café com um símbolo de DNA

(Crédito: Marina Keremkhanova / Shutterstock)

Por que algumas pessoas sentem como eles precisam de três xícaras de café apenas para passar o dia em que outros estão felizes com apenas uma? Por que algumas pessoas se abstêm completamente? Novas pesquisas sugerem que nossa ingestão de café – a bebida mais popular nos Estados Unidos, acima da água engarrafada, refrigerantes, chá e cerveja – é afetada por um ciclo de feedback positivo entre a genética e o meio ambiente.

Esse fenômeno, conhecido como “herdabilidade específica do quantil”, também está associado aos níveis de colesterol e peso corporal, e acredita-se que desempenhe um papel em outras características fisiológicas e comportamentais humanas que desafiam a explicação simples.

“Parece que fatores ambientais definem as bases em que seus genes começam a ter efeito”, disse Paul Williams, estatístico do Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab). “Então, se o seu entorno predispõe você a tomar mais café – como seus colegas de trabalho ou cônjuge bebem muito, ou você mora em uma área com muitos cafés -, os genes que você possui que o predispõem a gostar de café terão um impacto maior . Esses dois efeitos são sinérgicos. ”

As descobertas de Williams, publicadas na revista Behavioral Genetics, vieram de uma análise de 4.788 pares de pais e filhos e 2.380 irmãos do Framingham Study – um famoso estudo em andamento lançado pelo National Institutes of Health em 1948 para investigar como o estilo de vida e a genética afetam taxas de doenças cardiovasculares. Os participantes, todos relacionados a um grupo original de Framingham, Massachusetts, enviam informações detalhadas sobre dieta, exercício, uso de medicamentos e histórico médico a cada três a cinco anos. Os dados do estudo foram usados ​​em milhares de investigações sobre muitas facetas da saúde humana.

Uma dose de estatísticas

Uma foto do pesquisador Paul Williams

Paul T. Williams. (Crédito: Roy Kaldschmidt / Berkeley Lab)

Williams usou uma abordagem estatística chamada regressão quantílica para calcular qual proporção da bebida de café dos participantes poderia ser explicada pela genética – como o estudo segue as famílias – e o que deve ser influenciado por fatores externos. Pesquisas anteriores mostram que os fatores ambientais mais significativos que influenciam o consumo de café são cultura e localização geográfica, idade, sexo e se alguém fuma ou não tabaco; com fumantes mais velhos, de ascendência européia, que bebiam mais, em geral.

A análise indicou que entre 36% e 58% da ingestão de café é determinada geneticamente (embora os genes causais exatos permaneçam desconhecidos). No entanto, confirmando a hipótese de Williams de que o consumo de café é uma característica específica do quantil, a correlação entre o consumo de um dos pais e o consumo de um filhote ficou cada vez mais forte para o quantil ou suporte de consumo de cada filhote (por exemplo, zero xícaras por dia, um duas xícaras, duas a quatro xícaras e cinco ou mais xícaras).

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“Quando começamos a decodificar o genoma humano, pensamos que poderíamos ler o DNA e entender como os genes se traduzem em comportamento, condições médicas e outras coisas. Mas não é assim que as coisas funcionam ”, disse Williams, cientista da equipe da Divisão de Biofísica Molecular e Bioimagem Integrada (MBIB) da Berkeley Lab. “Para muitas características, como beber café, sabemos que eles têm um forte componente genético – sabemos que o consumo de café ocorre em famílias desde a década de 1960. Mas, quando começamos a olhar para o próprio DNA, geralmente descobrimos que uma porcentagem muito pequena da variação das características pode ser atribuída apenas aos genes. ”

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A suposição tradicional na pesquisa genética é que o ambiente e o estilo de vida alteram os níveis de expressão gênica de maneira consistente e mensurável, criando, em última análise, a manifestação externa – chamada fenótipo – de uma característica. O trabalho de estatísticas de Williams mostra que a situação é mais complexa, o que ajuda a explicar a diversidade de características que vemos no mundo real.

Paul Adams, diretor da divisão MBIB, comentou: “Os estudos estatísticos de Paul complementam a pesquisa genômica que os biocientistas do Berkeley Lab realizam para aprender mais sobre a relação entre genes e o meio ambiente”.

Em seguida, Williams planeja avaliar se a herdabilidade específica do quantil desempenha um papel no consumo de álcool e na função pulmonar. “Esta é uma área totalmente nova de exploração que está se abrindo agora”, disse ele. “Acho que isso mudará, de uma maneira muito fundamental, como pensamos que os genes influenciam os traços de uma pessoa”.

Esta pesquisa foi financiada por uma bolsa do Instituto Nacional de Ciências da Saúde Ambiental e um presente de HOKA ONE ONE. Os dados do estudo de Framingham foram disponibilizados pelo Centro de Coordenação de Informações sobre Espécimes Biológicos e Repositório de Dados do Instituto Nacional do Coração, Pulmão e Sangue.

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Fundado em 1931, com a crença de que os maiores desafios científicos são mais bem enfrentados pelas equipes, o Laboratório Nacional Lawrence Berkeley e seus cientistas foram reconhecidos com 13 prêmios Nobel. Hoje, os pesquisadores do Berkeley Lab desenvolvem soluções sustentáveis ​​de energia e ambientais, criam novos materiais úteis, avançam as fronteiras da computação e sondam os mistérios da vida, da matéria e do universo. Cientistas de todo o mundo confiam nas instalações do laboratório para sua própria ciência de descoberta. O Berkeley Lab é um laboratório nacional multiprograma, gerenciado pela Universidade da Califórnia para o Departamento de Energia dos EUA.

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O Office of Science do DOE é o maior apoiador da pesquisa básica em ciências físicas nos Estados Unidos e está trabalhando para enfrentar alguns dos desafios mais prementes do nosso tempo. Para mais informações, visite energy.gov/science.



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Luiz Presso
Luiz Presso