О будущем в науке о питании, или почему все-таки стоит доверять себе

Буквально две недели назад, 19 ноября 2015 г., вышла очень шумная и очень важная статья об индивидуальной реакции уровня сахара в крови на продукты питания (1). Если говорить другими словами, эта статья, опубликованная, наверное, в самом зарекомендованном научном издании «Cell», поставила под вопрос большую часть теории о гликемическом индексе.

Если коротко, то, когда мы едим, углеводы из пищи попадают в организм, там они расщепляются и всасываются в кровь через стенки кишечника. В 1981 году вышла первая статья, дающая определение такому понятию, как «гликемический индекс» (2). В ней подробно исследовалось, как различные продукты, содержащие разные формы углеводов, влияют на рост уровня сахара в крови. Кроме того, в этой статье впервые были обозначены цифровые значения, определяющие гликемический индекс различных продуктов.

Почему это важно?

В первую очередь, это важно для людей, страдающих сахарным диабетом. Резкий скачок уровня сахара в крови приводит к резкому росту уровня инсулина, который в здоровом организме стимулирует всасывание углеводов в клетки и возвращение уровня сахара в крови в базовое значение. При диабете уровень сахара в крови не падает в силу отсутствия инсулина (диабет I типа) или нечувствительности клеток к его воздействию (диабет II типа). Именно для помощи больным диабетом начался поиск продуктов, которые не сильно влияют на уровень сахара в крови.

Сегодня ясно, что уровень сахара в крови не только является ключевым фактором возникновения диабета и других болезней, но и сопутствует ожирению.

В 2002 году вышла обновленная таблица, которая содержала более 1300 наименований продуктов с соответствующим им гликемическим индексом (3). Эта таблица была составлена путем скрупулезного анализа всех статей, выпущенных в период с 1981 года (первое определение гликемического индекса) по 2001 год.

Конечно же, многие статьи проверяли одни и те же продукты, и уже тогда, более 10 лет назад, возник вопрос: «Почему у одних и тех же продуктов бывают разные показатели?». В то время различия списали на неточность методологии и различия в химическом составе продуктов. «Одно из возможных объяснений того факта, что два продукта будут давать разные результаты, заключается в том, что они были произведены при разных условиях и что они, несмотря на идентичное количество углеводов и заявленный состав, по-разному усваиваются организмом» (3).

Вторая возможная причина – это различия в процессе проведения эксперимента. Огромный разброс в результатах, например, для риса списывают на различия в самом рисе в разных странах, а в морковке (92 в одном исследовании и 32 – в другом) – на разное количество тестируемых в каждом из экспериментов.

Также в статье указывали на частые несостыковки в подсчете углеводов в продукте – одни исследователи измеряли общий объем углеводов, другие же – только те, которые доступны для усвоения, и при этом не включали пищевые волокна, клетчатку и устойчивый (резистентный) крахмал.

К сожалению, ни одним словом не было упомянуто, что возможны вариации между людьми, живущими в разных странах, или что определения гликемического индекса базировались на группах от 8-12 человек и впоследствии использовались как абсолютные величины для миллионов людей по всему миру.

Показатели гликемического индекса используются в качестве золотого стандарта при разработке рациона для диабетиков, нацеленного на поддержание стабильного уровня сахара в крови. Обычно этот рацион одинаковый для всех. Опубликованное же в прошлом месяце исследование явно указывает на то, что эти стандартные предписания и продукты у разных людей могут вызвать прямо противоположную реакцию.

Как такое может быть?

То, что мы все – разные, давно стало аксиомой, но очень часто мы забываем о ней, когда речь заходит о питании.

Генетические предрасположенности, разные образы жизни, климат, доступность продуктов и, не менее важно, разная микрофлора – все это факторы, которые крайне важно учитывать при построении рациона.

Результаты опубликованного исследования явно указывают на важность последнего фактора – микрофлоры кишечника, когда речь идет о реакции организма на продукты питания. В каждом человеке обитает огромная экосистема микробов, общее количество которых превышает число собственных клеток в организме, а их общий генетический код в 100 раз превышает наш собственный.

Микрофлора (микробиом) напрямую зависит от того, что человек ест, и влияет на то, как организм реагирует на еду, – в данном случае на уровень глюкозы в крови.

Уникальность этого исследования – в его масштабности (более 800 участников) и объеме информации, которую получили и обработали ученые Института Вайцмана. Участники поделились информацией о своем здоровье и образе жизни, а в ходе самого исследования использовали мобильное приложение, куда записывали, что и сколько они съели, когда спали, когда и какую физическую нагрузку выполняли. Кроме того, в течение недели они носили с собой глюкометр, который каждые 5 минут производил замер крови. Чтобы определить состав микрофлоры кишечника каждого участника и ее активность, были также сделаны анализы кала.

Ученые выяснили, что разные люди, съевшие одну и ту же пищу, реагировали на нее по-разному.

Например, уровень глюкозы в крови у некоторых людей после суши вырос значительно выше, чем после мороженого. Самое интересное, что все данные были интегрированы в общий алгоритм, который смог успешно предсказать реакцию уровня сахара в крови на тот или иной продукт у всех 800 участников исследования.

Чтобы проверить действенность алгоритма, к исследованию были привлечены 100 новых волонтеров. Результатов анализа их крови и данных о микробиоме было достаточно, чтобы предсказать их гликемическую реакцию на тот или иной продукт. Более того, ученые показали, как можно использовать этот алгоритм для составления персональных рационов. Любопытно, что продукты, которые некоторым рекомендовали избегать, другим – предписывали оставить в рационе.


Чтобы понять, почему люди настолько по-разному реагируют на одни и те же продукты, ученые решили исследовать микрофлору кишечника у участников.

Все больше и больше результатов научных исследований указывает на то, что микрофлора кишечника может напрямую влиять на возникновение ожирения, диабета, инсулинорезистентности, и опубликованное недавно исследование не исключение.

Результаты показали, что некоторые виды микробов соответствуют определенной реакции сахара в крови после приема пищи. Чтобы удостовериться в этом, 26 участникам была предписана диета, которая изменила состав микрофлоры, и, как следствие, их реакция на прием пищи и уровень сахара в крови изменились.

Какой вывод можно сделать из этого исследования? Например, о том, что будущее – за персонализированным рационом и питанием.

Но микрофлора – это только часть истории. То, что будущее за персонализированным подходом, говорят уже более десяти лет, и даже существуют две смежные области: нутригенетика и нутригеномика, которые призваны дать достойный ответ на этот запрос. В 2012 году научное издание «Progress in Molecular Biology and Translational Science» (4) посвятило целый выпуск именно этой теме.

Что такое нутригеномика и нутригенетика?

Это похожие, но не взаимозаменяемые понятия.

Нутригенетика – это исследования, направленные на выявление индивидуальных генетических предрасположенностей, влияющих на усвоение тех или иных микро- и макронутриентов. Эта область науки ищет генетические особенности, которые помогут персонализировать рацион с точки зрения способности организма эффективно усваивать те или иные продукты.
Нутригеномика же нацелена на изучение влияния тех или иных продуктов или элементов на генетический код, функцию генов и их возможное влияние на возникновение различных заболеваний.

Издание, посвященное последним результатам в этих областях, на более чем 500 страницах освещает усвоение макронутриентов, витаминов, вкусовые предпочтения и их возможное влияние на вес и похудение с точки зрения генетики и питания. Это всего лишь один пример.

Несмотря на то, что этим областям меньше 15 лет, и возникли они после расшифровки генома человека в 2001 году (в эпоху пост-генома), на сегодняшний день существует не менее дюжины толстых, начиненных наукой книг, утверждающих, что будущее за персонально разработанным рационом (5, 6).


Если вернуться к примеру о диабете и рассмотреть его с точки зрения нутригеномики, то на данном этапе известно о более 70 генах, которые влияют на возникновение диабета, а также на способность организма реагировать на углеводы и усваивать их.

Обзор научных трудов о взаимосвязи генетики и питания не игнорирует важность микрофлоры в процессе развития болезни, однако затрудняется связать все воедино (7).

Какие выводы можно сделать из того, что уже известно науке, и к чему все идет?

На сегодняшний день все положения всемирных институтов здравоохранения дают общие рекомендации, такой «one size», который должен всем подойти и на всех хорошо сидеть. Это – усредненные цифры, будь то информация о гликемическом индексе, рекомендуемых физических нагрузках, разбросе макронутриентов или базовом обмене веществ. Однако вполне очевидно, что мировые организации не имеют возможности подбирать рекомендации индивидуально, и именно поэтому вынуждены использовать обобщенные выводы для всех.

Ученые и медики единогласны в своих прогнозах, и все ресурсы сейчас направлены на разработку персонализированной медицины, питания, тренировок. Некоторые коммерческие организации уже сегодня предлагают провести генетическое тестирование и в соответствии с ним разработать персональный рацион и физическую нагрузку, которая будет соответствовать генетическому профилю и предрасположенностям человека. Однако, исследования в этой области находятся только в начале своего пути, и пройдет не один год, прежде чем будут разработаны и поняты до конца все взаимосвязи.


Информация и знания – это сила, но иногда их не достаточно, чтобы принять решение.

Важно помнить о том, что сколько бы ни двигалась наука вперед, ни один диетолог на сегодняшний момент не берет в расчет контекст – то самое важное, что может повлиять на успех.

При разработке персонализированной программы питания, основанной на знаниях о генетике и микрофлоре кишечника, на понимании того, как влияют продукты на те или иные функции организма, не учитывается образ жизни, эмоциональный фон человека, вкусовые предпочтения, окружение и многие другие внешние факторы, важность которых не стоит умалять.

Наверное, на данном этапе хочется вернуться к истокам. Если задуматься, то животные ничего не знают о генетике, влиянии тех или иных продуктов на функции организма, о микрофлоре, в симбиозе с которой они все находятся, но они достаточно чувствительны к сигналам организма, позволяющим им оптимально реагировать на те или иные внешние и внутренние сигналы.

Именно поэтому после всего этого сложного текста хочется вернуться к простым истинам, которым мы очень хотим научить всех наших учеников, – научитесь слушать себя. Пробуйте, экспериментируйте, смотрите что работает для вас, что – против вас, а что – необходимо отбросить.

Никогда не будет существовать универсальной системы, будет только одна – ваша. Если вы не знаете, с чего начать, попробуйте любую систему, пусть она станет точкой отсчета и вратами к знаниям и экспериментам. Слушайте свой организм и ищите гармонию с ним.


Наука и дальше будет давать нам очень много информации, и мы всегда будем к ней обращаться за ответами и новыми направлениями для самоисследования, но иногда она просто «засоряет эфир», т. к. нет представления о том, как всю эту информацию применить к жизни.

Автор: Елена Дегтярь, PhD,
руководитель научного отдела #SEKTA

Литература:
1. Zeevi, David et al (2015) Personalized Nutrition by Prediction of Glycemic Responses Cell, 163 (5): 1079 – 1094.
2. Jenkins, D. J., Wolever, T. M., Taylor, R. H., Barker, H., Fielden, H., Baldwin, J. M., … & Goff, D. V. (1981) Glycemic index of foods: a physiological basis for carbohydrate exchange. The American Journal of Clinical Nutrition, 34(3): 362-366.
3. Foster-Powell K., Holt SHA, Brand-Miller JC (2002) International table of glycemic index and glycemic load values: 2002. The American Journal of Clinical Nutrition, 76 (1): 5-56.
4. Progress in Molecular Biology and Translational Science (2012) Vol. 8.
5. Ferguson LR. Nutrigenomics and Nutrigenetics in Functional Foods and Personalized Nutrition. 2013 CRC Press
6. Bidlack WR, Rodriguez RL. Nutritional Genomics: The Impact of Dietary Regulation of Gene Function on Human Disease. 2011 CRC Press
7. Berná, G., Oliveras-López, M. J., Jurado-Ruíz, E., Tejedo, J., Bedoya, F., Soria, B., & Martín, F. (2014). Nutrigenetics and Nutrigenomics Insights into Diabetes Etiopathogenesis. Nutrients, 6(11), 5338-5369.