A matter of taste : genetic and environmental influences on responses to sweetness

Diet is a major player in the maintenance of health and onset of many diseases of public health importance. The food choice is known to be largely influenced by sensory preferences. However, in many cases it is unclear whether these preferences and dietary behaviors are innate or acquired. The aim of this thesis work was to study the extent to which the individual differences in dietary responses, especially in liking for sweet taste, are influenced by genetic factors. Several traits measuring the responses to sweetness and other dietary variables were applied in four studies: in British (TwinsUK) and Finnish (FinnTwin12 and FinnTwin16) twin studies and in a Finnish migraine family study. All the subjects were adults and they participated in chemosensory measurements (taste and smell tests) and filled in food behavior questionnaires. Further, it was studied, whether the correlations among the variables are mediated by genetic or environmental factors and where in the genome the genes influencing the heritable traits are located. A study of young adult Finnish twins (FinnTwin16, n=4388) revealed that around 40% of the food use is attributable to genetic factors and that the common, childhood environment does not affect the food use even shortly after moving from the parents home. Both the family study (n=146) and the twin studies (British twins, n=663) showed that around half of the variation in the liking for sweetness is inherited. The same result was obtained both by the chemosensory measurements (heritability 41-49%) and the questionnaire variables (heritability 31-54%). By contrast, the intensity perception of sweetness or the responses to saltiness were not influenced by genetic factors. Further, a locus influencing the use-frequency of sweet foods was identified on chromosome 16p. A closer examination of the relationships among the variables based on 663 British twins revealed that several genetic and environmental correlations exist among the different measures of liking for sweetness. However, these correlations were not very strong (range 0.06-0.55) implying that the instruments used measure slightly different aspects of the phenomenon. In addition, the assessment of the associations among responses to fatty foods, dieting behaviors, and body mass index in twin populations (TwinsUK n=1027 and FinnTwin12 n=299) showed that the dieting behaviors (cognitive restraint, uncontrolled eating, and emotional eating) mediate the relationship between obesity and diet. In conclusion, the work increased the understanding of the background variables of human eating behavior. Genetic effects were shown to underlie the variation of many dietary traits, such as liking for sweet taste, use of sweet foods, and dieting behaviors. However, the responses to salty taste were shown to be mainly determined by environmental factors and thus should more easily be modifiable by dietary education, exposure, and learning than sweet taste preferences. Although additional studies are needed to characterize the genetic element located on chromosome 16 that influences the use-frequency of sweet foods, the results underline the importance of inherited factors on human eating behavior.

Ruokavalio on tärkeä terveyteen ja monien kansanterveyden kannalta tärkeiden sairauksien puhkeamiseen vaikuttava tekijä. Kehittyneissä maissa ruokavalinnat määräytyvät pitkälti makumieltymysten perusteella. Kuitenkin monissa tapauksissa on epäselvää, ovatko makumieltymykset ja syömiskäyttäytymismallit synnynnäisiä vai opittuja. Tämän väitöskirjatutkimuksen tavoitteena oli selvittää, kuinka suurelta osin makean mieltymykset ja muut ruokaorientaatiota kuvaavat tekijät periytyvät. Aineisto kerättiin neljässä tutkimuksessa: suomalaisessa migreeniperhetutkimuksessa sekä brittiläisessä ja suomalaisissa kaksostutkimuksissa. Yhteensä yli 5000 vapaaehtoista koehenkilöä osallistui makutesteihin ja/tai täytti syömiskäyttäytymiskyselyitä. Jatkoanalyyseissa tutkittiin, johtuivatko mittareiden väliset korrelaatiot geneettisistä vai ympäristötekijöistä sekä pyrittiin paikantamaan periytyviin ominaisuuksiin vaikuttavia geneettisiä tekijöitä. Suomalaisia nuoria aikuisia käsitellyt tutkimus osoitti, että n. 40 % eroista ruokien käytössä selittyi perinnöllisillä tekijöillä ja että lapsuuden perheympäristö ei vaikuta ruokien käyttöön tilanteessa, jossa suurin osa koehenkilöistä oli vastikään muuttanut pois vanhempiensa luota. Sekä perhetutkimus että kaksostutkimukset osoittivat, että noin puolet eroista makean mieltymyksissä johtui geneettisistä tekijöistä. Sama tulos saatiin sekä aistitestauksilla että kyselylomakkeilla. Sen sijaan suolaisen maun aistimukset ja mieltymykset eivät olleet periytyviä. Lisäksi saatiin selville, että kromosomissa 16 sijaitsee geneettinen tekijä, joka vaikuttaa makeiden ruokien käytön useuteen. Muuttujien yhteyksien tarkempi tarkastelu osoitti, että samat geneettiset ja ympäristötekijät vaikuttavat eri makean mittareilla saatuihin tuloksiin, mutta eri makean mieltymyksen testit mittaavat ilmiötä hieman eri näkökulmasta. Kun edelleen tarkasteltiin rasvaisten ruokien miellyttävyyden ja käytön, ruokakäyttäytymisen (syömisen rajoittaminen, kontrolloimaton syöminen, tunnesyöminen) ja painoindeksin välisiä yhteyksiä kaksospopulaatioissa havaittiin, että yhteys ruokavalion ja lihavuuden välillä kulkee ruokakäyttäytymismallien kautta. Yhteenvetona voidaan todeta, että työ lisäsi tietämystä ihmisten syömiskäyttäytymisen taustasta. Perimällä osoitettiin olevan suuri vaikutus moniin ravitsemuksellisiin tekijöihin, kuten makean mieltymyksin, makeiden ruokien käyttöön ja ruokakäyttäytymiseen. Toisaalta mieltymyksen suolaiseen makuun osoitettiin olevan pääosin ympäristön määräämää ja suolamieltymysten tulisikin siis olla muokattavissa ravitsemuskoulutuksen, altistuksen ja oppimisen avulla helpommin kuin makean mieltymysten. Vaikkakin lisätutkimuksia tarvitaan, jotta kromosomissa 16 sijaitseva makeiden elintarvikkeiden käyttöön vaikuttava geeni ja sen yhteydet muihin ominaisuuksiin saadaan selville, tutkimuksen tulokset viittaavat siihen, että periytyvillä tekijöillä on merkitystä ihmisten ruokakäyttäytymiseen.