Bigdata și alimente Dieta personalizată ajută la o viață sănătoasă Spectrul științei
Dieta: Ce ar trebui să mănânc Siri?
A fost un studiu impresionant și, până atunci, neobișnuit publicat în 2015 de doi cercetători israelieni, Eran Segal și Eran Elinav. Timp de o săptămână, aceștia au colectat date de la aproximativ 800 de persoane despre nivelul zahărului din sânge, obiceiurile de exercițiu și somn, înălțimea și greutatea și despre comunitatea microbiană din intestin. Participanții au trebuit, de asemenea, să noteze meticulos în jurnalele alimentare ceea ce au mâncat în acest timp. Deoarece valorile zahărului din sânge au fost măsurate la fiecare cinci minute folosind un senzor sub piele, oamenii de știință de la Weizman Institute of Science au avut mai mult de 1,5 milioane de valori ale glucozei împreună. Acestea au fost comparate acum cu jurnalele alimentare.
Rezultatul uimitor: oamenii au reacționat complet diferit la consumul de carbohidrați din zahăr sau din pâinea albă și aluată. Unora le-a crescut glicemia, în timp ce altele nu au avut niciun efect. Reacțiile la aportul de grăsime sau sare au fost, de asemenea, foarte diferite. Nivelul zahărului este important, deoarece o creștere semnificativă a sângelui după masă este în sine un factor de risc pentru diabet, obezitate, boli de inimă și alte tulburări metabolice.
Iar microbiomul, adică miriadele de bacterii care ne colonizează pașnic intestinele, s-au schimbat în funcție de consumul de alimente. În general, o comunitate microbiană diversă este considerată benefică pentru sănătate. Cu toate acestea, diferențele în efectul bucatelor individuale asupra mediului intestinal între persoanele respective au fost, de asemenea, izbitoare. Un algoritm, care a prelucrat și celelalte date colectate, i-a ajutat pe cercetătorii israelieni să creeze meniuri personalizate pentru fiecare subiect. Într-un studiu mai mic, cercetătorii și-au testat apoi rezultatele servind 100 de meniuri subiecți în conformitate cu recomandările speciale. Nivelurile de zahăr din sânge au scăzut de fapt, iar microbiomul s-a diversificat.
»Toată lumea reacționează diferit la anumite alimente. Nu se poate recomanda o singură dietă pentru toată lumea «(Eric Topol)
Studiul israelian a confirmat astfel ceea ce a fost suspectat de mult timp. „Toată lumea reacționează diferit la anumite alimente”, spune Eric Topol, cardiolog și director al Scripps Research Translational Institute. „Și, prin urmare, este clar că nu putem recomanda o singură dietă pentru toată lumea.” Dar asta au făcut până acum asociațiile profesionale. Pentru toată lumea înseamnă: Fructele, legumele, leguminoasele, cerealele integrale, nucile, peștele și cantitățile mici de lapte, ouă și carne sunt considerate sănătoase, în timp ce prea multe alimente pe bază de animale, făină albă și zahăr sunt considerate nesănătoase. O astfel de dietă nu trebuie doar să furnizeze toți nutrienții necesari, ci să influențeze și boli precum bolile de inimă, accidentul vascular cerebral, diabetul și cancerul.
Dar există tot mai multe proiecte de cercetare, precum și start-up-uri care încearcă să proiecteze meniuri personalizate prin evaluarea unor cantități mari de date cu așa-numita inteligență artificială. Acest lucru se datorează și progresului tehnic: dispozitivele portabile, adică computerele portabile, cum ar fi senzorii de glucoză, colectează multe date fără niciun efort, spectrometrele de masă scanează mii de genomi sau recunosc alte substanțe dintr-o probă în câteva ore. Între timp, se lucrează la toalete inteligente care trimit date de la scaun sau urină direct la telefonul mobil pentru a face mai ușoară alegerea alimentelor. Mai presus de toate, se promite că va pierde kilograme și va îmbunătăți performanța atletică.
Programele găsesc modele în date
Nu doar glucoza și compoziția microbiomului intră în discuție ca date. Variantele genetice, produsele metabolice (metaboliți) sau parametrii precum pulsul, tensiunea arterială și nivelul lipidelor din sânge pot fi, de asemenea, combinate în programe, pentru a identifica posibile modele sau regularități între alimentele individuale și sănătate. „Programele în sine sunt bine dezvoltate și se bazează în mare parte pe munca de învățare profundă”, spune Karsten Suhre, bioinformatician la Colegiul Medical Weill Cornell din Qatar. „Blocajul nu mai este programul, ci datele care sunt introduse”.
El consideră că măsurătorile de glucoză sunt relevante din punct de vedere clinic. Cu toate acestea, el se îndoiește de valoarea informativă a testelor microbiene: „Probele de scaun nu reflectă în niciun caz tot ce se întâmplă în intestin”, spune Suhre. „Și varianța microbiomului în funcție de dietă este atât de mare încât se poate spune foarte puțin cu una sau două probe de scaun.” În plus, multe metode pot face doar afirmații aproximative despre familiile de bacterii prezente. „Una dintre cele două tulpini de E. coli poate fi toxică, iar cealaltă utilă”, spune bioinformaticianul.
Cu toate acestea, Eric Topol este convins de proiectul studiului israelian. S-a supus unei astfel de analize. Astăzi oricine poate comanda testele corespunzătoare de la start-up »DayTwo«. Consumatorii le pot obține direct de pe Internet. Alte teste de pe piață își trag concluziile din structura genetică. Există teste genetice precum „DNANudge“. Clientul folosește un tampon de bumbac pentru a trimite o probă de salivă și astfel informații despre machiajul său genetic către companie și primește liste de cumpărături adaptate propriului profil genetic direct pe smartphone. Cineva care are tensiune arterială crescută, de exemplu, este recomandat să utilizeze produse cu conținut scăzut de sare. Cercetătorii de la Imperial College din Londra testează în prezent sistemul pentru capacitatea sa de a minimiza factorii de risc.
Compoziția genetică joacă un rol în supraponderalitatea
Așa-numita nutrigenomică este baza testelor genetice. Aceasta examinează modul în care dieta și genele influențează împreună sănătatea. Deoarece: genomul a două persoane este identic cu 99,9%; Așa-numitele „polimorfisme cu nucleotide unice” (SNP) sunt responsabile pentru diferențele adesea drastice în sensibilitatea la boli precum obezitatea sau diabetul. De exemplu, genele FTO și MC4R joacă un rol în obezitate.
În plus, există o căutare febrilă a nutrienților care blochează efectele negative ale acestor variante. De exemplu, știm din studiul Predimed că o dietă mediteraneană amortizează efectul nociv pe care îl are varianta genică TCF7L2 asupra riscului de boli de inimă. Cu toate acestea, cunoașterea genelor individuale are puțin sens. Un studiu de ansamblu din 2015 a arătat că genele utilizate în analizele genetice convenționale nu sunt legate de anumite alimente sau boli metabolice. Genele prezintă o influență, dar aceasta este adesea foarte marginală. Prin urmare, euforia din cercurile științifice a scăzut.
Abordările care studiază împreună genele și metaboliții par a fi mai promițătoare, deoarece acest lucru face mai ușoară cuantificarea riscului reprezentat de semnătura genetică. Metaboliții sunt substanțe care se formează în timpul descompunerii alimentelor sau medicamentelor - cum ar fi protoni, acizi, proteine sau o mare varietate de molecule de zahăr, inclusiv glucoza. Deci, ele sunt dependente de genom, dar pot forma modele diferite în funcție de activitatea genei. Într-un studiu din 2014, Suhre a filtrat unele gene care au un efect formativ asupra metabolismului zahărului și grăsimilor. „Avem acum un moment în care aceste teste încep să funcționeze”, spune Suhre. Astfel de analize genetice rafinate sunt în prezent dezvoltate de Kathiresan Lab, un spin-off de la Universitatea Harvard.
Nestlé colectează date
Gigantul alimentar Nestlé colectează în prezent o mulțime de date. În Japonia, 100.000 de utilizatori ai „Nestlé Wellness Ambassador” trimit continuu fotografii cu mesele lor grupului. Programele speciale pot folosi acum aceste fotografii pentru a determina conținutul nutrițional al alimentelor. Există, de asemenea, o trusă de instrumente care include teste de sânge și ADN. Utilizatorul primește apoi recomandări pentru o dietă mai sănătoasă prin intermediul aplicației. În plus, capsulele, asemănătoare capsulelor Nespresso, cu ceaiuri vitaminizate sunt vândute clienților, dar și smoothie-uri și alte gustări fortificate. Nutriționiștii sunt sceptici cu privire la acest lucru, deoarece nu este clar dacă suplimentele alimentare ajută cu adevărat împotriva bolilor comune rampante.
În general, efectele pe termen lung ale nutriției personalizate nu sunt clare. „Acest lucru este complet neexplorat”, se plânge José Ordovás, nutrigeneticist la Universitatea Tufts. Deci, întrebarea este: dacă respectați aceste recomandări și vă mențineți astfel numărul de sânge sau microbiomul într-o stare dorită, vă ajută cu adevărat să vă mențineți sănătos pe termen lung? De fapt, nivelurile scăzute ale glicemiei protejează împotriva diabetului sau a bolilor de inimă?
»Nutriția personalizată se concentrează asupra individului. Dar dacă mediul rămâne bolnav din cauza câtorva spații verzi și a multor restaurante fast-food, aceste măsuri nu ajută cu greu "(Angeline Chatelan)
Ar fi nevoie de studii costisitoare pe termen lung pentru a răspunde la asta. În plus, afecțiunile comune sunt multifactoriale. "Nutriția personalizată se concentrează asupra individului", spune Angeline Chatelan, epidemiolog la Universitatea de Lausanne. „Dar dacă mediul rămâne bolnav cu câteva spații verzi și numeroase restaurante fast-food, aceste măsuri nu ajută cu greu”.
De asemenea, este îndoielnic dacă sfaturile vor fi implementate deloc. Într-un studiu cu mai mult de 1.600 de participanți din șapte țări europene diferite, echipa de cercetare „Food4Me” a arătat că oamenii pot mânca mai bine pe termen lung prin sfaturi individuale. Cu toate acestea, studii suplimentare ar trebui să confirme acest lucru. Cardiologul american Topol nu știe încă cum să procedeze cu sfaturile de dietă, deoarece recomandă multe lucruri care nu îi plac deloc, de exemplu bratwurst și invers, interzic multe lucruri pe care îi place să mănânce, cum ar fi dovleacul.