Решающая роль питания в здоровье обусловливает необходимость разработки инструментов оценки рациона питания, способных точно оценивать причинно-следственные связи с различными последствиями для здоровья.
Недавнее исследование, опубликованное в Nature Metabolism, изучает потенциальную полезность биомаркеров потребления пищи (BFI) для объективной и точной оценки рациона питания.
Что такое BFI?
BFI часто используются для оценки соблюдения диеты в ходе диетологических вмешательств и исследований приема пищи, оценки степени искажения данных, а также подтверждения эпидемиологически обоснованных ассоциаций между питанием и риском заболевания. Хотя вопросники о частоте употребления пищи (FFQS) и диетические рекомендации также являются полезными инструментами оценки, их субъективный характер может привести к необъективной отчетности и плохому соблюдению требований.
BFI — это метаболит потребляемой пищи, который определяется как показатель потребления определенных групп продуктов питания, пищевых продуктов или их компонентов. BFI могут быть ранжированы на основе их надежности, при которой минимальное вмешательство со стороны разнообразного рациона питания влияет на использование BFI в исследованиях.
Надежность BFIs подразумевает, что этот маркер находится в качественном и / или количественном согласии с другими биомаркерами или диетологическими инструментами. Достоверность зависит от специфичности и химического родства метаболита с рассматриваемым питательным веществом, что ограничивает риск неправильной классификации из-за других факторов.
Биологическая изменчивость BFI зависит от всасывания, распределения, метаболизма и элиминации (ADME) пищи, а также от концентрации ферментов / переносчиков, генетических вариаций и метаболизма кишечных микробов. Важно отметить, что об этой характеристике не сообщалось для большинства BFI.
Внутриклассовая корреляция (ICC) также отражает вариабельность внутри популяции или группы в ответ на различные факторы. Когда ICC низкий, BFI может быть связан с неправильным временем отбора проб, низкой частотой потребления или существенными колебаниями реакции с течением времени внутри отдельных лиц и популяций, а также между ними.
Об исследовании
Следуя проверенным обзорам BFI, которые соответствовали соответствующим руководящим принципам и методологиям, исследователи провели два систематических поиска экспериментальных и наблюдательных исследований. После этого была использована четырехуровневая система классификации для ранжирования зарегистрированных BFI на основе их надежности и правдоподобия.
Если соблюдались все критерии, BFI классифицировался как относящийся к первому уровню полезности. На втором уровне возможный BFI правдоподобен и надежен, но не известен как надежный. BFI третьего уровня правдоподобны, но им не хватает надежности, в то время как о BFI четвертого уровня для продуктов питания не сообщалось.
Если эти критерии соблюдены, также оцениваются дополнительные характеристики, включая временную кинетику, которая относится к интервалу отбора проб или периоду времени, в течение которого BFI должен быть отобран после приема питательных веществ, аналитические характеристики и воспроизводимость.
BFI первого и второго уровней
Первый уровень полезности или подтвержденный BFI в моче были обнаружены для общего количества мяса, рыбы, курицы, жирной рыбы, фруктов, цитрусовых, бананов, цельнозерновой пшеницы или ржи, алкоголя, пива, вина и кофе. BFI первого уровня в крови существуют для жирной рыбы, цельнозерновой пшеницы и ржи, цитрусовых и алкоголя.
Кандидаты BFI второго уровня в моче включают растительную пищу в целом и различные растительные продукты, включая бобовые и овощи, молочные продукты и некоторые специфические фрукты и овощи. BFI крови второго уровня существуют для растительной пищи, молочных продуктов, некоторых видов мяса и некоторых безалкогольных напитков; однако эти BFI включают меньшее количество продуктов с меньшей степенью достоверности.
Идентификация и валидация BFI
Открытие и валидация BFI требует проведения исследований по выявлению, за которыми следуют исследования по подтверждению и прогнозированию. Исследования питания выявляют вероятные BFI; однако они могут быть неспецифичными, если только другие продукты не содержат очень низкие уровни маркера или их редко употребляют.
Например, бетаин в высоких концентрациях присутствует в апельсинах и используется для определения потребления апельсинов или цитрусовых, несмотря на то, что содержится во многих других продуктах в низких концентрациях. Однако исследования discovery могут быть очень небольшими или малопрезентативными.
Обсервационные исследования могут быть использованы для выявления связей между метаболитами в крови или моче и рационом питания, но они могут быть искажены факторами образа жизни. Когда два вида продуктов часто употребляются вместе, например рыба и зеленый чай в Японии, возникает путаница с BFI рыбы, поскольку оксид триметиламина (TMAO) также может быть связан с зеленым чаем, что делает эти продукты неподходящими для обнаружения BFI.
Эндогенные метаболиты являются малоустойчивыми BFI, поскольку они вырабатываются как эндогенно, так и из экзогенных пищевых продуктов. Эти метаболиты также связаны со значительными вариациями с межиндивидуальными генетическими и микробиологическими различиями.
В исследованиях прогнозирования используются модели, основанные на рандомизированных контролируемых исследованиях, для определения потребления данной пищи. Этот подход превосходит корреляционные исследования за счет выявления BFI, которые могут предсказывать потребление, но точность зависит от интервала отбора проб.
Для поиска метаболитов доступны несколько баз данных, таких как Massbank, METLIN Gen2, mzCloud (Thermo Scientific), mzCloud Advanced, Mass Spectral Database и HMDB. Инициатива Global Natural Products Social Molecular Networking возглавляет усилия по объединению этих баз данных и сравнению неизвестных соединений с известными спектрами, например, с помощью Global Natural Products Social Mass Spectrometry Search Tool (MASST).
Приложения BFI
Выбор BFI зависит от цели исследования. Качественных BFI достаточно для выявления несоответствия или проведения анализов в соответствии с протоколом. И наоборот, комбинация характерных BFI обеспечивает большую специфичность и может даже идентифицировать целый прием пищи или схему питания.
Поэтапный подход может помочь идентифицировать реальных потребителей интересующего продукта питания до оценки количества потребляемого на втором этапе, позволяя даже менее надежным BFI играть роль в исследованиях такого типа.
Привычные схемы питания можно выявить с помощью многократных выборок, частота и количество которых зависят от интервала отбора проб и частоты потребления. Оптимальные методы отбора проб, определенные в текущем исследовании, включают выборочные пробы мочи, такие как первые утренние пробы мочи или накопленные за ночь пробы мочи, спортивные пробы высушенной мочи, пробы, сохраненные в вакуумной пробирке, точечные пробы высушенной мочи и микропробы.
Дистанционный отбор проб увеличивает количество возможных участников и возможность отслеживать модели питания и изменения с течением времени. Эти методы также могут улучшить эпидемиологические исследования, направленные на выявление корреляции между питанием и риском заболевания.
Усовершенствование методов отбора проб и анализа также может повысить точность исследований в области питания и установить достоверные связи между потреблением пищи и последствиями для здоровья.
Будущее развитие
Необходимы будущие исследования для подтверждения разработки одно- и мультимаркерного BFI с использованием различных образцов, групп продуктов питания и рационов питания, а также приготовленных и обработанных пищевых продуктов. Количественные BFI также должны характеризоваться исследованиями зависимости дозы от эффекта, тогда как комбинации BFI должны быть установлены для прогнозирования и классификации потребления и моделей питания.
Правильное питание имеет особое значение для борьбы с ожирением и кардиометаболическими заболеваниями, при которых единый подход к питанию для всех, по-видимому, не работает из-за весьма разнообразной индивидуальной реакции на диету. Персонализированные диетические вмешательства являются хорошими факторами изменения поведения, которые, как показано, улучшают качество рациона.”
