Відповідність їжі метаболізму

Гени, мікроби та інші фактори визначають, як організм кожної людини переробляє поживні речовини. Розуміння зв’язків може допомогти оптимізувати дієту - і здоров’я.

відповідність

  • Facebook
  • Twitter
  • Linkedin
  • Reddit
  • Фліпборд
  • Електронна пошта
  • Друк
  • Перевидати

Допоможіть нам зробити наукові знання доступними для всіх
Підтримуйте безкоштовну некомерційну журналістику, що базується на фактах
Пожертвуйте сьогодні

Протягом багатьох років дослідники та клініцисти припускали, що харчування є єдиною справою. Усім потрібні однакові поживні речовини з їжі, думали вони, а вітамінна таблетка може допомогти позбутися будь-яких недоліків.

КРЕДИТ: Джеймс Провост (CC BY-ND)

Дослідник харчування Стівен Зейзел

Університет Північної Кароліни, Чапел-Хілл

Але зараз вчені дізнаються, що наші гени та навколишнє середовище, разом з мікробами, що мешкають у нас, та іншими факторами, змінюють наші індивідуальні здібності виробляти та переробляти поживні речовини. Ці відмінності означають, що двоє людей можуть по-різному реагувати на однакові дієти, сприяючи різним наслідкам для здоров’я та особливостям захворювання.

Донедавна вчені не в повній мірі розуміли, що індивідуальні метаболічні відмінності можуть мати великий вплив на те, як дієта впливає на ризик хронічних захворювань, каже Стівен Зейзел, директор Науково-дослідного інституту харчування в Університеті Північної Кароліни, Чапел-Хілл. Нові знання розгадують давні загадки про здоров’я людини та прокладають шлях до світу „точного харчування”, - пише Зейзель у нещодавній статті в „Щорічному огляді науки та технологій харчування”.

Незважаючи на те, що результати навряд чи призведуть до гіперіндивідуалізованих дієтичних рекомендацій, вони можуть допомогти адаптувати харчування до підгруп людей залежно від їх генетики чи інших факторів: компанія Zeisel, SNP Therapeutics, працює над тестом на генетичні закономірності 20-ти варіантів, які можуть ідентифікувати осіб, яким загрожує жирова хвороба печінки, наприклад. Журнал Knowable говорив із Zeisel про наше розуміння точності харчування.

Це інтерв’ю відредаговано для тривалості та ясності.

Чому харчування відстає від інших дослідницьких напрямків медицини?

Дослідження харчування завжди мали проблеми з мінливістю експериментальних результатів. Наприклад, коли немовлятам давали жирну кислоту DHA [докозагексаєнову кислоту], у одних спостерігалося покращення когнітивних можливостей, а у інших ні. Оскільки деякі показали поліпшення, його додали до суміші для немовлят. Але ми не розуміли, чому вони реагують по-різному, тому вчені продовжували дискутувати, чому ми це зробили, якщо лише 15 відсотків дітей покращилися, а 85 відсотків не показали жодної реакції.

Плутанина виникла в очікуванні, що всі по суті однакові. Люди не усвідомлювали, що існують передбачувані джерела варіацій, які можуть відокремити тих, хто реагує на щось, від тих, хто цього не зробив. Що стосується DHA, виявилося, що якщо у матері була різниця в генах, через яку вона повільно виробляла DHA, то її дитина потребувала додаткової DHA і реагувала, коли її отримували. Ця генна різниця зустрічається приблизно у 15 відсотків жінок - і, виявляється, це їхні діти покращуються, коли отримують DHA.

Багато дитячих сумішей містять речовину DHA (докозагексаєнову кислоту), оскільки дослідження показали, що немовлята демонстрували поліпшені когнітивні здібності, коли отримували добавку. Насправді, лише меншість немовлят отримують користь, говорить дослідник харчування Стівен Зейзел; їх матері мають генетичний варіант, який робить їх повільнішими у виробленні DHA.

КРЕДИТ: ОКСАНА КУЗЬМІНА/ВІК

Як дослідники починають осмислювати цю мінливість?

Вивчення відмінностей у генетиці людини є одним із шляхів. Ми провели серію досліджень, які виявили значну різницю в кількості холіну [необхідної поживної речовини], яка потрібна людям: Чоловіки та жінки в постменопаузі хворіли, коли її позбавляли, але захворіла лише половина молодих жінок.

Чи можуть мікроби в кишечнику стати ключем до вирішення харчової алергії?

Середній шлях до стійкого землеробства

Їжа майбутнього буде генно-інженерною чи органічною? Як щодо обох?

Дата продажу | Що потрібно знати

Ми виявили, що деякі жінки можуть виробляти холін, оскільки гормон естроген включає ген, виробляючи холін. Інші жінки мають різницю в цьому гені, через яку він не реагує на естроген. Чоловікам і жінкам у постменопаузі потрібно отримувати поживний інший спосіб - вживаючи його в їжу - оскільки вони мають мінімальну кількість естрогену.

Якби я спочатку проводив дослідження холіну і вибирав лише молодих жінок-учасниць, я б виявив, що половині потрібен холін, половині ні, і в моїх даних було багато шуму. Тепер, коли ми можемо це пояснити, це має сенс. Те, що здавалося галасливим, можна краще описати, використовуючи підхід точного харчування.

Чи існують інші харчові загадки, які припускають, що подібні різновиди є загальними?

Є деякі речі, для яких ми вже знаємо основні генетичні причини. Наприклад, існує велика кількість інформації про генетичні відмінності, які змушують деяких людей підвищувати рівень холестерину, коли вони харчуються з високим вмістом жиру, а інші - ні. Дослідники виявляють генетичні варіанти, які пояснюють, чому деяким людям потрібно більше вітаміну D, ніж іншим, щоб отримати однакові рівні в крові.

Кожна метаболічна стадія контролюється такими варіантами. Отже, коли ми виявляємо людей, які, здається, реагують по-різному в наших дослідженнях, це натякає на те, що існують деякі основні варіації. Замість того, щоб викидати дані або говорити, що учасники не дотримуються протоколу дослідження, ми можемо переглянути ці дані, щоб виявити деякі генетичні причини цих відмінностей. Точне харчування - це насправді зміна того, як ми проводимо дослідження харчування, оскільки ми починаємо визначати, чому деякі люди реагують, а інші ні.

Дослідження, що вивчають вплив дієти на здоров’я, важко інтерпретувати, оскільки зазвичай люди, які беруть участь у дослідженні, відрізняються між собою - з точки зору генетики, навколишнього середовища, мікробів, які живуть у їхніх кишках тощо. Результатом (зверху) є широкий діапазон індивідуальних відповідей, які можуть усереднюватися до нуля. Але коли людей групують за певними генетичними варіантами, наприклад (внизу), зв’язок між дієтою та здоров’ям легше помітити.

Окрім генетичних варіантів, чи існують інші фактори, які потрібно враховувати при точному харчуванні?

Зараз більша частина нашої здатності бути точнішою походить від кращих інструментів для розуміння генетичних варіацій. Але сама генетика не визначає вашу реакцію на поживні речовини. Він також взаємодіє з іншими факторами.

Мікробіом [спільнота бактерій та інших мікробів, що живуть у нашому тілі та на ньому], однозначно також впливає на роботу поживних речовин. Більшість досліджень мікробіомів дотепер полягали в тому, щоб назвати організми в кишечнику, але зараз це дійшло до того, що дослідники можуть виміряти, які мікробні гени ввімкнені, які поживні речовини виробляють мікроби кишечника тощо. По мірі того, як дослідження буде дозрівати, ми зможемо отримувати набагато кращі рекомендації, ніж зараз.

Наше середовище також може бути дуже важливим фактором. Ми починаємо мати можливість вимірювати різні впливи навколишнього середовища, перевіряючи наявність тисяч хімічних речовин у краплі крові. Епігенетика, яка є наукою про хімічні знаки, розміщені на ДНК для включення та виключення генів, також, ймовірно, сприятиме важливим відмінностям. Це було важке поле, оскільки ці позначки різняться в різних тканинах, і ми не можемо легко взяти зразок тканини печінки або серця для тесту на харчування. Ми маємо відстежувати ці зміни в крові та оцінювати, чи це ті самі зміни, що відбувалися в самих органах.

Нам доведеться включити кожен із цих факторів, щоб покращити наші прогнози щодо того, хто буде чи ні реагувати на певні поживні речовини. Зрештою, точне харчування матиме всі ці вхідні дані на ранніх стадіях.

Зараз різні фірми продають різні тести на точність харчування. Чи можуть вони запропонувати щось корисне?

Зараз більшість тестів розглядають по одному гену в базі даних і кажуть: "У вас є ця генна різниця, і це робить вас більш сприйнятливими до чогось". Але метаболічні шляхи для більшості поживних речовин не контролюються одним геном. Наприклад, може бути 10 або 20 кроків, які складаються з того, як ви реагуєте на цукри, і будь-який із цих кроків може спричинити проблему. Знання того, де у вас є відхилення по всьому шляху, може допомогти нам передбачити, наскільки ймовірно, що у вас буде проблема з метаболізмом цукру. Це складніше, але це також важче зробити.

Чи є етичні проблеми з точним харчуванням?

Після того, як я дещо дізнаюся про генетику людини для харчування, я зможу передбачити, що у них частіше розвивається хвороба чи проблема зі здоров’ям. Це може змінити, чи хоче страхова компанія покрити їх. Ми повинні намагатися зрозуміти цей ризик для людей, а також працювати над поліпшенням конфіденційності, щоб їх інформація була доступна нікому, крім них.

Інша проблема полягає в тому, що заможніші люди можуть дозволити собі робити ці генетичні тести, а інші - ні. Але ми можемо використовувати точне харчування, щоб знайти альтернативні рішення. Наприклад, жінки, які не можуть увімкнути гени виробництва холіну з гормоном естрогеном, мають більший ризик народження дітей з дефектами нервової трубки та поганим розвитком мозку. Якщо нам потрібен тест лише на одну різницю в генах, такий тест можна зменшити до кількох доларів і зробити широко доступним. Або ми можемо вибрати просто давати всім холінові добавки, якщо це виявляється більш економічним рішенням.

У довгостроковій перспективі, чи допоможуть ці відкриття запобігти захворюванню?

Зараз є перевага в пошуку більш точної поради щодо деяких проблем. Наприклад, при ожирінні ми знаємо, що коли люди набирають вагу, у них виникає група проблем, яка називається метаболічним синдромом, пов’язана з накопиченням жиру в печінці. Ми знаємо, що через генетичні відмінності приблизно у 20 відсотків населення набагато частіше розвивається жирова печінка - і існує більший ризик розвитку цих пов’язаних проблем. Якщо ми зможемо перевірити ці генні відмінності, то ми зможемо визначити тих, хто найбільше виграє від змін у дієті та зниженні ваги, і лікувати їх, будь то добавками, препаратами або зміною способу життя.

Інша приклад - чутливість до солі. Близько 10 відсотків людей мають більш високий кров'яний тиск, коли їдять дієти з високим вмістом солі. Зараз, оскільки ми не знаємо метаболічних відмінностей, які сприяють цьому, ми говоримо, що всі повинні триматися подалі від солі. Але правда полягає в тому, що лише близько 10 відсотків людей користуються цією рекомендацією, а 90 відсотків отримують м’яку їжу, яка їм не подобається. Якщо ми могли б провести генетичне тестування та визначити, чи є людина чутливою до солі, тоді вони знають, що зусилля того варті для свого здоров’я. Я думаю, що це допомагає змусити людей виконувати рекомендації та змінювати свій спосіб життя.

На відміну від деяких ліків, які мають ефект «все або нічого», дієтичне харчування, як правило, є помірним. Але це явно важливе, легке втручання. І якщо ми не фіксуємо дієти, то нам доводиться лікувати проблеми, які виникають через неправильну дієту.

Харчування завжди буде важкою сферою для отримання точних результатів. Це не буде ідеально, поки ми не зможемо визначити всі змінні. Частина того, що робить точне харчування, допомагає вдосконалити інструменти, які ми маємо для розуміння цих складних систем.

Джоті Мадхусооданан - науковий журналіст, який базується в Портленді, штат Орегон. Слідуйте за нею в Twitter @smjyoti.