В недавнем исследовании, опубликованном в Журнале Nutrition, исследователи из Соединенных Штатов использовали подходы нутриметаболомики нового поколения для характеристики содержания питательных веществ в лососе, потребляемом в рамках средиземноморской диеты (MED). Результаты жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии (LCMS) показали, что лосось содержит 508 специфичных для пищевых продуктов соединений (FSC), 237 из которых были уникальными. При употреблении в составе MED лосось содержит по меньшей мере 148 КФК и 30 метаболитов, 4 из которых были связаны со значительным улучшением показателей кардиометаболического здоровья (CHI). Подводя итог, эти результаты подчеркивают важность питания, особенно лосося, как неиспользованного источника метаболитов и других полезных молекул.
Исследование: Содержание специфических для лосося пищевых соединений и их метаболитов увеличивается в плазме крови человека и связано с кардиометаболическими показателями здоровья после соблюдения средиземноморской диеты. Фото: Елена Еременко / Shutterstock
Средиземноморская диета (MED) и ее роль для здоровья
Хронические, незаразные заболевания распространены как никогда ранее, чему способствуют недавние изменения в образе жизни и рационе питания во всем мире. В обширной литературе предсказывается дальнейшее ухудшение ситуации в ближайшие годы, когда последствия загрязнения окружающей среды, стресса и неправильного питания усугубляют и без того тяжелое состояние. К счастью, исследования также подтвердили, что решение наших проблем ближе, чем мы думаем, и, возможно, проще, чем мы думали.
Диета (питание), сон и физическая активность были выделены как наиболее важные поведенческие факторы, определяющие риск большинства хронических заболеваний, включая сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ), неврологические расстройства, проблемы с психическим здоровьем и рак. Хотя исследования, направленные на характеристику индивидуальных факторов риска и оптимизацию результатов такого «здорового поведения», продолжаются, глубокая роль такого поведения в профилактике и лечении расстройств общественного здравоохранения неоспорима, и известно, что некоторые виды поведения (например, регулярный режим сна) полезны, в то время как другие (например, привычка курить) — нет.
Выбор рациона питания напрямую связан с продолжающимися пандемиями ожирения и избыточного веса в большинстве развитых стран мира. Исторически в исследованиях питания предпринимались попытки установить биохимическую ценность отдельных продуктов питания и результаты их потребления отдельно. Однако в более поздней работе исследуются особенности питания, сочетания уникальных продуктов, которые обычно употребляются вместе, и синергетическое воздействие каждого из этих отдельных компонентов на общее состояние здоровья.
Некоторые диеты, такие как диета в западном стиле, богатая жирами и натрием при низком содержании фруктов и овощей, были признаны повышающими риск заболеваний, в то время как другие, такие как средиземноморская диета (MED), доказали свою эффективность в профилактике заболеваний из-за низкого содержания обработанных продуктов и зависимости от свежих фруктов и овощей. Хотя было доказано, что МЕД улучшает кардиометаболические показатели здоровья (CHIs), индивидуальный вклад его общих компонентов остается загадкой.
“Такие продукты, как лосось, состоят из тысяч питательных и непитательных соединений, которые в совокупности представляют совокупность диетических воздействий. Эти соединения могут служить объективными биомаркерами потребления с пищей и / или оказывать физиологическое воздействие. Таким образом, всесторонняя оценка химического состава продуктов является важным первым шагом к улучшению оценки потребления с пищей и выяснению механических основ того, как потребление с пищей влияет на здоровье. ”
Об исследовании
В настоящем исследовании ученые одновременно охарактеризовали ключевые питательные вещества и метаболиты, содержащиеся в лососе, и провели рандомизированное перекрестное контролируемое исследование питания для изучения воздействия этих молекул на пациентов с ожирением и избыточным весом, подверженных риску сердечно-сосудистых заболеваний. Целью исследования было использовать подход, ориентированный на питание, для потенциального выявления новых биомаркеров потребления пищи. В случае обнаружения эти молекулы будут проверены на связь с CHIS исследовательским способом.
В выборку для исследования вошли американцы с ожирением и избыточным весом (ИМТ 25-37 кг / м2) в возрасте от 30 до 69 лет, набранные из Большого Лафайета, штат Индиана. Критерии включения включали наличие в анамнезе хронических метаболических заболеваний и текущие схемы питания (в частности, текущую нехватку MED). Сбор исходных данных проводился после прекращения приема пищи и состоял из образцов крови натощак, демографических данных и историй болезни. Мероприятия включали две порции лосося (~ 4-8 унций) в неделю (случаи) и эквивалентную порцию различных необработанных постных мясных продуктов (контрольная группа).
Параллельно с этим была использована жидкостная хроматография-масс-спектрометрия (LCMS) для определения метаболомного профиля лосося и 100 других продуктов, обычно входящих в состав MEDs. Полученные данные спектрометрии были обработаны с помощью аннотации молекулярных признаков, а прогнозы метаболизма в диоксиде кремния были получены с использованием платформы машинного обучения (ML) под названием BioTransmormer. Были проанализированы предполагаемые биомаркеры, идентифицированные с помощью модели ML, и те, которые соответствовали пороговым значениям, были выделены из образцов плазмы с помощью Profinder.
Затем идентифицированные биомолекулы были подвергнуты ассоциативному анализу, при котором изменение уровней КФК лосося в плазме крови от начала исследования до его окончания вычислялось по образцам плазмы пациентов с использованием линейных моделей смешанного эффекта (LMM). Если наблюдаемые изменения были значительными, ответственные молекулы подвергались повторной тандемной масс-спектрометрии (MMS / MS).
Результаты исследования
Анализ характеристик лосося показал, что в рыбе содержится 508 FSC. Сравнение с 99 другими продуктами MED food показало, что 237 метаболитов лосося были уникальными. Анализы плазмы крови выявили 106 метаболитов лосося и 143 FSC, все они были выделены и включены в клиническое исследование в качестве переменных для вмешательства.
Результаты клинических испытаний показали, что концентрация в плазме крови 48 КФК лосося и 30 метаболитов (28%) значительно повысилась в течение исследования (пять недель). Было обнаружено, что большинство идентифицированных молекул имеют липидную основу.
“Предыдущая работа показала, что уровень липидов, особенно омега-3 ПНЖК, повышается после контролируемого употребления лосося, а также при обычном употреблении рыбы. Более высокие концентрации ПНЖК в сыворотке крови аналогичным образом были связаны с общим здоровым рационом питания, содержащим морепродукты, включая диету MED, скандинавскую диету, диету DASH, а также с соблюдением диетических рекомендаций Соединенных Штатов, оцениваемых Индексом здорового питания. ”
Ассоциативный анализ этих биомолекул показал, что два КФК и два метаболита были связаны с улучшением показателей CHI, что подчеркивает их пользу для сердечно-сосудистой системы. В заключение, настоящее исследование демонстрирует возможность использования моделей ML для прогнозирования клинического метаболизма КФС и использования этой информации для определения присутствия и обилия этих прогнозируемых метаболитов в биологических образцах. Использование методологии случай-контроль подчеркивает преимущества лосося в MED и прокладывает путь для будущих исследований других потенциально полезных продуктов питания.
“… наши результаты подчеркивают осуществимость и предполагают большой потенциал этого комплексного, основанного на нутриметаболомике подхода к идентификации и тестированию пищевых биомаркеров. Необходимы последующие анализы дополнительных продуктов и будущие вмешательства для оценки качества этих биомаркеров потребления лосося. Необходима дополнительная работа по оценке кинетики усвоения и истощения, а также по определению эффекта от дозы с помощью испытаний при остром кормлении с контролируемыми по времени протоколами отбора проб в независимых группах.”
