Bigdata та їжа Персоналізована дієта допомагає здоровому способу життя
Дієта: Що слід їсти Сірі?
Це було вражаюче і до тих пір незвичне дослідження, опубліковане у 2015 році двома ізраїльськими дослідниками Ераном Сегалом та Ераном Елінавим. Протягом тижня вони збирали дані приблизно 800 людей про рівень цукру в крові, фізичні навантаження та звички сну, зріст і вагу, а також про мікробну спільноту в кишечнику. Учасники також повинні були прискіпливо відзначати у щоденниках їжі, що вони їли за цей час. Оскільки показники цукру в крові вимірювали кожні п’ять хвилин, використовуючи датчик під шкіру, лише вчені з Інституту науки Вейцмана мали разом понад 1,5 мільйона значень глюкози. Зараз їх порівнюють із харчовими щоденниками.
Дивовижний результат: люди абсолютно по-різному реагували на споживання вуглеводів із цукру або з білого та заквашеного хліба. У деяких підвищувався рівень цукру в крові, тоді як інші не мали ефекту. Реакції на споживання жиру або солі також були дуже різними. Рівень цукру важливий, оскільки значне збільшення крові після їжі саме по собі є фактором ризику діабету, ожиріння, серцевих захворювань та інших метаболічних розладів.
А мікробіом, тобто безліч бактерій, які мирно колонізують наш кишечник, змінювався залежно від споживання їжі. Загалом різноманітна мікробна спільнота вважається корисною для здоров’я. Однак відмінності у впливі окремих страв на кишкове середовище між відповідними особами також були вражаючими. Алгоритм, який також обробляв інші зібрані дані, допоміг ізраїльським дослідникам створити спеціальне меню для кожного предмета. У невеликому дослідженні потім дослідники перевіряли свої результати, подаючи меню 100 випробовуваних відповідно до спеціальних рекомендацій. Рівень цукру в крові фактично знизився, а мікробіом урізноманітнився.
»Кожна людина по-різному реагує на певні продукти. Не можна рекомендувати єдину дієту для всіх «(Ерік Тополь)
Таким чином, ізраїльське дослідження підтвердило те, що давно підозрювали. "Кожна людина по-різному реагує на певні продукти харчування", - говорить Ерік Тополь, кардіолог та директор Науково-дослідного посібника Скріппса. «І тому очевидно, що ми не можемо рекомендувати єдину дієту для всіх». Але це те, що до цього робили професійні асоціації. Для кожного сказано: фрукти, овочі, бобові, цільнозернові страви, горіхи, риба та невелика кількість молока, яєць та м’яса вважаються здоровими, тоді як занадто багато продуктів тваринного походження, білого борошна та цукру вважаються шкідливими для здоров’я. Така дієта повинна не тільки забезпечувати всі необхідні поживні речовини, але й впливати на такі захворювання, як хвороби серця, інсульт, діабет та рак.
Але є все більше дослідницьких проектів, а також стартапів, які намагаються розробляти персоналізовані меню, оцінюючи великі обсяги даних за допомогою так званого штучного інтелекту. Це також завдяки технічному прогресу: носимі пристрої, тобто портативні комп’ютери, такі як датчики глюкози, збирають багато даних без будь-яких зусиль, мас-спектрометри сканують тисячі геномів або розпізнають інші речовини у зразку за кілька годин. Тим часом проводяться роботи над розумними туалетами, які надсилають дані зі стільця або сечі безпосередньо на мобільний телефон, щоб полегшити вибір їжі. Перш за все, обіцяють, що це скине кілограми та покращить спортивні показники.
Програми знаходять закономірності в даних
Не тільки глюкоза та склад мікробіому ставляться під питання як дані. Варіанти генів, продукти метаболізму (метаболіти) або такі параметри, як пульс, кров'яний тиск і показники жиру в крові, також можуть поєднуватися в програмах для виявлення можливих закономірностей або закономірностей між окремими продуктами харчування та здоров'ям. "Самі програми добре розроблені і значною мірою засновані на роботі з глибокого навчання", - говорить Карстен Сухре, біоінформатик з медичного коледжу Вейла Корнелла в Катарі. "Вузьким місцем є вже не програми, а дані, які подаються".
Він вважає вимірювання глюкози клінічно значущим. Однак він сумнівається в інформативній цінності тестів на мікроби: "Зразки стільця аж ніяк не відображають все, що відбувається в кишечнику", - каже Сухре. «А розбіжність мікробіому залежно від дієти настільки велика, що про одне-два зразки стільця можна сказати дуже мало». Крім того, багато методів можуть дати лише грубі твердження про наявні бактеріальні родини. "Один із двох штамів кишкової палички може бути токсичним, а інший корисним", - говорить біоінформатик.
Однак Ерік Тополь переконаний в ізраїльському дизайні дослідження. Він піддався такому аналізу. Сьогодні кожен бажаючий може замовити відповідні тести у стартапу «DayTwo». Споживачі можуть отримати їх безпосередньо з Інтернету. Інші тести на ринку роблять свої висновки на основі генетичного складу. Наприклад, існують генетичні тести, такі як «DNANudge». Клієнт використовує ватяний тампон для надсилання зразка слини, а отже, інформації про його генетичний склад, і отримує списки покупок, адаптовані до його власного генетичного профілю, безпосередньо на смартфоні. Наприклад, тим, хто має високий кров'яний тиск, рекомендується вживати продукти з низьким вмістом солі. В даний час дослідники Імперського коледжу в Лондоні тестують систему на її здатність мінімізувати фактори ризику.
Якщо у вас надмірна вага, ваш генетичний склад відіграє важливу роль
Так звана нутрігеноміка - основа генетичного тестування. Це вивчає, як дієта та гени спільно впливають на здоров’я. Тому що: Геном двох людей на 99,9 відсотка ідентичний; Так звані «однонуклеотидні поліморфізми» (ОНП) відповідають за часто різкі відмінності у сприйнятливості до таких захворювань, як ожиріння або діабет. Наприклад, гени FTO та MC4R відіграють певну роль у ожирінні.
Крім того, відбувається гарячковий пошук поживних речовин, які блокують негативний вплив цих варіантів. Наприклад, з дослідження Predimed ми знаємо, що середземноморська дієта буферизує шкідливий вплив генного варіанту TCF7L2 на ризик серцевих захворювань. Однак знання окремих генів має мало значення. Оглядове дослідження 2015 року показало, що гени, що використовуються в звичайних генетичних аналізах, не пов'язані з певними продуктами харчування або метаболічними захворюваннями. Гени виявляють вплив, але це часто дуже незначно. Тому ейфорія в наукових колах стихла.
Підходи до спільного вивчення генів та метаболітів видаються більш перспективними, оскільки це полегшує кількісну оцінку ризику, пов'язаного з генетичним підписом. Метаболіти - це речовини, які утворюються під час розщеплення їжі або ліків - наприклад, протони, кислоти, білки або широкий спектр молекул цукру, включаючи глюкозу. Отже, вони залежать від геному, але можуть утворювати різні схеми залежно від активності гена. У дослідженні 2014 року Сухре відфільтрував деякі гени, які мають формуючу дію на метаболізм цукру та жиру. "Зараз у нас є момент, коли ці тести починають працювати", - говорить Сухре. На сьогодні такі вдосконалені генетичні аналізи розробляються лабораторією Kathiresan, спінінгом Гарвардського університету.
Nestlé збирає дані
Наразі харчовий гігант Nestlé збирає багато даних. В Японії 100 000 користувачів "Посла оздоровчого центру Nestlé" постійно надсилають групі фотографії своїх страв. Спеціальні програми тепер можуть використовувати ці фотографії для визначення поживності їжі. Існує також набір інструментів, який включає дослідження крові та ДНК. Потім користувач отримує рекомендації щодо більш здорової дієти через додаток. Крім того, споживачам продаються капсули, подібні до капсул Nespresso, з вітамінізованими чаями, а також смузі та інші міцні закуски. Дієтологи скептично ставляться до цього, оскільки незрозуміло, чи дійсно дієтичні добавки допомагають проти поширених загальних захворювань.
Загалом, довгострокові наслідки персоналізованого харчування незрозумілі. "Це зовсім не досліджено", - скаржиться Хосе Ордовас, нутригенетик з університету Тафтса. Тож питання в тому: якщо ви дотримуєтесь цих рекомендацій і тим самим підтримуєте показники крові або мікробіома в бажаному стані, чи справді це допомагає вам залишатися здоровими в довгостроковій перспективі? Насправді низький рівень глюкози в крові захищає від діабету або серцевих захворювань?
»Персоналізоване харчування фокусується на особистості. Але якщо навколишнє середовище залишається поганим через кілька зелених насаджень та багато ресторанів швидкого харчування, ці заходи навряд чи допоможуть "(Анжелін Шателан)
Щоб відповісти на це, потрібні дорогі довготривалі дослідження. Крім того, загальні захворювання є багатофакторними. «Персоналізоване харчування фокусується на особистості», - каже Енджелін Шателан, епідеміолог з Лозаннського університету. "Але якщо навколишнє середовище залишається нудотним через кілька зелених насаджень та багато ресторанів швидкого харчування, ці заходи навряд чи допоможуть".
Також сумнівно, чи будуть поради взагалі реалізовані. У дослідженні, в якому взяли участь понад 1600 учасників із семи різних європейських країн, дослідницька група “Food4Me” показала, що люди можуть довго харчуватися краще завдяки індивідуальним порадам. Однак подальші дослідження повинні підтвердити це. Американський кардіолог Топол ще не знає, як діяти з порадами щодо дієти, оскільки вони рекомендують багато речей, які йому зовсім не подобаються, наприклад братвурст, і навпаки, забороняють багато речей, які він любить їсти, наприклад, гарбуз.