Не існує такого поняття, як здорове харчування
15 молодим людям довелося пройти кастинг, перш ніж їх прийняли учасниками дослідження. Оскільки для дослідження мюнхенського HuMet дієтолог Ганнелоре Даніель шукав випробуваних, які виглядали дуже схожими. Вони навряд чи повинні відрізнятися за зростом, вагою, зростом та віком. Таким чином, вчений хотів скласти біохімічно максимально однорідну групу. Наприклад, молоді чоловіки повинні мати подібний рівень цукру в крові натще. Тому що метою розслідування в Технічному університеті Мюнхена було отримання якомога точнішого розуміння метаболізму людини.
За даними дослідників з Американського дослідницького інституту Скриппса, існує понад 100 000 метаболітів - речовин, які утворюються при розщепленні їжі або наркотиків. Метаболітами є, наприклад, протони, кислоти, білки або молекули цукру. Сукупність усіх метаболітів, активність ферментів і метаболічні процеси в клітині називається метаболомом. Назва була створена аналогічно терміну геном - сукупність усіх генів у клітині - і походить від технічного терміна "метаболізм" для метаболізму.
Участь у дослідженні HuMet була справжнім випробуванням на витривалість для молодих чоловіків: їм доводилося голодувати 36 годин, а проби крові, сечі та дихання брали кожні дві години. Навіть пізніше їм не дозволяли їсти насичене, але їм доводилося приймати спеціальні цукрові розчини або напій, збагачений жиром. Для того, щоб дослідити, як змінюється метаболізм і, зокрема, вироблення гормонів стресу, дослідники змушували випробовуваних тримати руки в крижаній воді або бити на ергометрі. Також була визначена їх базальна швидкість метаболізму. Це кількість енергії, яку людина використовує, спокійно лежачи на дивані.
Зусилля того варті, тому що Ганнелоре Даніель та її команда заявили: «Хоча рівень цукру в крові натще був однаковим для всіх досліджуваних, показники цукру в крові поводилися вкрай по-різному після вживання цукрового розчину - у деяких вони піднімалися набагато вище, а потім падали набагато крутіше, ніж Навіть після голодування та фізичних вправ показники крові у метаболітах у біохімічно подібних досліджуваних надзвичайно відрізнялись.
Однією з причин, що відповідають за цю різноманітність в метаболізмі людини, є гени. Геном усіх людей на 99,9 відсотків однаковий, але крихітних генетичних варіантів - так званих однонуклеотидних поліморфізмів (коротше SNP) - достатньо для створення різких відмінностей у зовнішності та сприйнятливості до хвороб.
З початку 2000-х років лікарі-інтерністи та дієтологи працюють над з'ясуванням того, які ОНП стають сприйнятливими до хронічних захворювань, таких як інфаркти та діабет. Вони також шукають поживні речовини, які взаємодіють з цими міні-варіантами в геномі. Зрештою, численні загальні хвороби є частиною меню.
Ген MTHFR, який є важливим у метаболізмі фолієвої кислоти і з якого зараз відомо кілька міні-варіантів, був добре вивчений. Один із них сприяє підвищенню рівня гомоцистеїну у деяких людей - фактору ризику серцевих нападів, особливо якщо дієта містить занадто мало фолієвої кислоти та вітаміну В2. Інший варіант гена робить його носія менш сприйнятливим до раку товстої кишки - ризик знижується на 17 відсотків. Ще менше, якщо зацікавлена особа має достатню кількість фолієвої кислоти і вживає мало алкоголю. Через ці відмінності в геномі, 12 відсотків німців мають вищу потребу в фолієвій кислоті, ніж рекомендує Німецьке товариство харчування.
Їжа подібна до взуття
Більшість дієтичних рекомендацій дуже загальні. Однак "здорове харчування" настільки ж неможливе, як "розмір" взуття для всіх, пише дієтолог Олександр Шрьоле в Deutsche Apotheker-Zeitung. Таким чином, метою сучасних харчових досліджень є сформулювати персоналізовані рекомендації, які мінімізують індивідуальний ризик захворювання.
Вже виявлено численні варіанти генів, що збільшують або зменшують ризик захворювання. Але досі незрозуміло, які СНП мають скільки впливу на здоров'я. Початкова ейфорія зникла. «Кілька сотень варіантів генів впливають на ризик діабету. Але поки що ми можемо пояснити лише кілька відсотків спадщини », - говорить Ганс-Георг Йоост, науковий керівник Німецького інституту харчових досліджень (DIfE). Він переконаний: "Тут було спалено багато грошей за дослідження". Такі вчені, як Ханнелоре Даніель з Мюнхена, тому все частіше відвертаються від генів і замість цього досліджують безліч продуктів метаболізму, які постійно утворюються і руйнуються в клітинах. Вони сподіваються визначити типи метаболізму, для яких певна їжа є особливо корисною або шкідливою.
Карстен Суре, біоінформатик з медичного коледжу Вейла Корнелла в Катарі, зробила перший крок у цьому напрямку. Більше 2800 людей він порівняв варіанти генетичного ризику для таких захворювань, як діабет або хвороби серця, з метаболітами, тобто різною кількістю продуктів метаболізму, які разом утворюють індивідуальний хімічний відбиток.
Він виявив, що 37 з понад 600 000 досліджених генних варіантів сильно змінюють структуру метаболітів клітин. Причина: Ферменти, для яких генні варіанти надають план, працюють з різною швидкістю і таким чином забезпечують різну концентрацію продуктів метаболізму. "Тому ці SNP є насправді важливими для розвитку діабету 2 типу", - говорить біоінформатик Сухре.
І метаболіти корисні не тільки для прогнозування ризику захворювання. "Вони також відображають меню людини", - пояснює Ганнелоре Даніель. Одним із прикладів є амінокислота пролін бетаїн, яку можна знайти в сечі після того, як хтось з’їв цитрусові фрукти або випив апельсиновий сік. Інший приклад - протонні структури в сечі, за якими можна визначити, чи хтось п’є каву. Ці знання використовуються в дослідженнях харчування, щоб перевірити, чи правильно випробувані записали свої харчові звички.
Деякі дослідники метаболізму, такі як Джеремі Ніколсон, приписують особливий внесок у здоров’я та захворювання кишкової флори. Тому що в товстому кишечнику відбуваються численні обмінні процеси. І залежно від того, які мікроби існують, організм сприйнятливий до певних захворювань (див. Bild der Wissenschaft 6/2011, "Невідомі суборендати").
Палички для розказування
Джеремі Ніколсон, «батько метаболоміки», має бачення: до 2020 року медичні працівники повинні мати можливість пов’язувати типи метаболізму з ризиками захворювань. Тоді повинні бути палички для сечі, за допомогою яких можна визначити продукти розпаду мікробів - і, отже, стан здоров’я. Але Ханнелоре Даніель скептично ставиться: «Ми не повинні робити таку ж помилку, як коли виявляли SNP. Все це вимагає часу і лише у зародку ".
На терапевтичні пропозиції, які індивідуально пристосовані на основі метаболому, як обіцяють постачальники, слід розглядати критично. Наприклад, у дієтичній програмі «Метаболічний баланс», згідно з Вольфом Фанфаком, створюється індивідуальний план харчування з використанням аналізу крові на 36 речовин. Програма є дуже науковою, але залишається таємницею того, як спеціальне меню створюється на основі лабораторних значень. Прихильники споживачів неодноразово застерігають від таких метаболічних дієт, які не тільки дорогі, але навіть можуть бути небезпечними для деяких людей через високий вміст білка.
Зрештою, знання про метаболічні відмінності незабаром може допомогти виявити певні процеси захворювання на ранній стадії. "Це не за горами", - впевнений директор DIfE Джоост. Подібно до того, як високий рівень цукру в крові та HbA1c служить для виявлення діабету, інші метаболіти також можна визначити як ранні провісники.
Нещодавно дослідники DIfE виявили 14 додаткових біомаркерів для діабету. Сюди входять прості молекули цукру, різні фрагменти білка та фосфоліпіди. "За допомогою ліків у таких пацієнтів можна запобігти виникненню захворювання або, принаймні, відстрочити його", - говорить Джоост. У випадку діабету шанси на профілактику великі, оскільки руйнування продукуючих інсулін бета-клітин у підшлунковій залозі можна запобігти на ранній стадії. (Прочитайте також наступну статтю «Зцілення».) ■
КАТРІН БУРГЕР - кваліфікований екотрофолог. Протягом майже десяти років вона пише про диетичні теми bdw.