Bigdata a jedlo Personalizovaná strava pomáha zdravému životnému spektru vedy
Strava: Čo by som mal jesť Siri?
Bola to pôsobivá a do tej doby neobvyklá štúdia, ktorú v roku 2015 zverejnili dvaja izraelskí vedci Eran Segal a Eran Elinav. Za týždeň zhromaždili údaje od približne 800 ľudí o ich hladinách cukru v krvi, cvičeniach a spánkových návykoch, výške a hmotnosti a o mikrobiálnej komunite v črevách. Účastníci si tiež museli do denníkov o jedle dôsledne zapisovať, čo počas tohto času jedli. Keďže hodnoty cukru v krvi sa merali každých päť minút pomocou senzora pod kožou, mali iba vedci z Weizmanovho vedeckého ústavu viac ako 1,5 milióna hodnôt glukózy. Tie sa teraz porovnali s denníkmi o jedle.
Úžasný výsledok: ľudia reagovali úplne inak na konzumáciu sacharidov z cukru alebo z bieleho a kváskového chleba. U niektorých bola zvýšená hladina cukru v krvi, zatiaľ čo iní nemali žiadny účinok. Veľmi odlišné boli aj reakcie na príjem tukov alebo solí. Hladina cukru je dôležitá, pretože veľké zvýšenie krvi po jedle je samo osebe rizikovým faktorom pre cukrovku, obezitu, srdcové choroby a ďalšie metabolické poruchy.
A mikrobióm, teda nespočetné množstvo baktérií, ktoré pokojne kolonizujú naše črevá, sa menili v závislosti od konzumácie potravy. Všeobecne sa rozmanitá mikrobiálna komunita považuje za zdraviu prospešnú. Markantné však boli aj rozdiely v pôsobení jednotlivých jedál na črevné prostredie. Algoritmus, ktorý spracoval aj ďalšie zhromaždené údaje, pomohol izraelským vedcom vytvoriť menu prispôsobené na mieru každému subjektu. V menšej štúdii potom vedci testovali svoje výsledky podávaním 100 testovaných osôb jedálnym lístkom podľa osobitných odporúčaní. Úroveň cukru v krvi skutočne klesla a mikrobióm sa diverzifikoval.
»Každý reaguje na určité jedlá odlišne. Jeden nemôže odporučiť jedinú stravu pre všetkých «(Eric Topol)
Izraelská štúdia tak potvrdila to, čo sa už dlho podozrievalo. „Každý reaguje na určité potraviny odlišne,“ hovorí Eric Topol, kardiológ a riaditeľ Výskumného prekladateľského ústavu Scripps. „A je preto zrejmé, že nemôžeme odporučiť jedinú stravu pre všetkých.“ Ale to je to, čo doteraz robili profesionálne združenia. Pre každého to znamená: Ovocie, zelenina, strukoviny, celozrnné výrobky, orechy, ryby a malé množstvo mlieka, vajec a mäsa sa považujú za zdravé, zatiaľ čo príliš veľa živočíšnych potravín, biela múka a cukor sa považujú za nezdravé. Takáto strava by mala poskytovať nielen všetky potrebné živiny, ale mala by ovplyvňovať aj choroby, ako sú srdcové choroby, mŕtvica, cukrovka a rakovina.
Existuje ale čoraz viac výskumných projektov, ako aj začínajúcich podnikateľov, ktorí sa snažia navrhnúť personalizované ponuky na základe vyhodnotenia veľkého množstva údajov pomocou takzvanej umelej inteligencie. A to aj vďaka technickému pokroku: Wearables, teda prenosné počítače, ako sú glukózové senzory, bez akejkoľvek námahy zhromažďujú množstvo údajov, hmotnostné spektrometre skenujú tisíce genómov alebo rozpoznávajú ďalšie látky vo vzorke za niekoľko hodín. Medzitým sa pracuje na inteligentných toaletách, ktoré odosielajú údaje zo stolice alebo moču priamo do mobilného telefónu, aby uľahčili výber jedla. Predovšetkým sa sľubuje, že zhodí kilá a zlepší športový výkon.
Programy nájdu vzory v dátach
Ako údaje neprichádzajú do úvahy iba glukóza a zloženie mikrobiómu. Génové varianty, metabolické produkty (metabolity) alebo parametre, ako je pulz, krvný tlak a hladiny lipidov v krvi, je možné kombinovať aj v programoch s cieľom identifikovať možné vzorce alebo zákonitosti medzi jednotlivými potravinami a zdravím. „Samotné programy sú dobre vyvinuté a do veľkej miery sú založené na práci zameranej na hlboké vzdelávanie,“ hovorí Karsten Suhre, bioinformatička z Weill Cornell Medical College v Katare. „Úzkym hrdlom už nie sú programy, ale údaje, ktoré sa dodávajú.“
Meranie glukózy považuje za klinicky významné. Pochybuje však o výpovednej hodnote testov na mikróby: „Vzorky stolice v žiadnom prípade neodrážajú všetko, čo sa deje v čreve,“ hovorí Suhre. „A odchýlka mikrobiómu v závislosti od stravy je taká veľká, že pri jednej alebo dvoch vzorkách stolice sa dá povedať len veľmi málo.“ Navyše, mnoho metód dokáže urobiť iba hrubé tvrdenia o prítomných bakteriálnych rodinách. „Jeden z dvoch kmeňov E. coli môže byť toxický a druhý užitočný,“ tvrdí bioinformatik.
Eric Topol je však presvedčený o koncepcii izraelskej štúdie. Podrobil sa takejto analýze. Dnes si môže ktokoľvek objednať príslušné testy od uvedenia do prevádzky »DayTwo«. Spotrebitelia ich môžu získať priamo z internetu. Ostatné testy na trhu vyvodzujú závery z genetickej výbavy. Existujú genetické testy ako »DNANudge«. Zákazník pomocou vatového tampónu pošle spoločnosti vzorku slín a tým informácie o svojom genetickom zložení a priamo na smartfóne dostane nákupné zoznamy prispôsobené jeho vlastnému genetickému profilu. Niekto, kto má napríklad vysoký krvný tlak, sa odporúča používať výrobky s nízkym obsahom soli. Vedci z Imperial College London v súčasnosti testujú schopnosť systému minimalizovať rizikové faktory.
Pri nadváhe hrá úlohu genetická výbava
Základom pre genetické testovanie je takzvaná nutrigenomika. Toto skúma, ako strava a gény spoločne ovplyvňujú zdravie. Pretože: Genóm dvoch ľudí je identický na 99,9 percent; Za často drastické rozdiely v náchylnosti na choroby, ako je obezita alebo cukrovka, zodpovedajú takzvané „jednonukleotidové polymorfizmy“ (SNP). Gény FTO a MC4R hrajú úlohu napríklad pri obezite.
Okrem toho existuje horúčkovité hľadanie výživných látok, ktoré blokujú negatívne účinky týchto variantov. Napríklad zo štúdie Predimed vieme, že stredomorská strava tlmí škodlivý účinok génového variantu TCF7L2 na riziko srdcových chorôb. Znalosť jednotlivých génov má však malý význam. Prehľadová štúdia z roku 2015 odhalila, že gény použité v konvenčných genetických analýzach nesúvisia s určitými potravinami alebo metabolickými chorobami. Gény vykazujú vplyv, ktorý je však často veľmi okrajový. Eufória vo vedeckých kruhoch preto opadla.
Prístupy, ktoré spoločne študujú gény a metabolity, sa zdajú byť sľubnejšími, pretože to uľahčuje kvantifikáciu rizika, ktoré predstavuje genetický podpis. Metabolity sú látky, ktoré sa tvoria pri rozklade potravy alebo liekov - napríklad protóny, kyseliny, bielkoviny alebo najrôznejšie molekuly cukru vrátane glukózy. Závisia teda od genómu, ale môžu vytvárať rôzne vzory v závislosti od aktivity génov. V štúdii z roku 2014 Suhre odfiltroval niektoré gény, ktoré majú formatívny účinok na metabolizmus cukrov a tukov. „Teraz máme bod, v ktorom tieto testy začnú fungovať,“ hovorí Suhre. Takéto prepracované genetické analýzy v súčasnosti vyvíja laboratórium Kathiresan, oddelenie od Harvardovej univerzity.
Spoločnosť Nestlé zhromažďuje údaje
Potravinársky gigant Nestlé v súčasnosti zhromažďuje množstvo údajov. V Japonsku 100 000 používateľov „Nestlé Wellness Ambassador“ skupine nepretržite posiela fotografie svojich jedál. Špeciálne programy teraz môžu pomocou týchto fotografií určiť výživový obsah jedla. K dispozícii je tiež súprava nástrojov, ktorá obsahuje testy krvi a DNA. Používateľ potom prostredníctvom aplikácie dostane odporúčania pre zdravšie stravovanie. Okrem toho sa zákazníkom predávajú tobolky podobné tobolkám Nespresso s vitaminizovanými čajmi, ale aj smoothies a iné obohatené občerstvenie. Odborníci na výživu sú v tejto súvislosti skeptickí, pretože nie je jasné, či doplnky výživy skutočne pomáhajú proti rozšíreným častým ochoreniam.
Všeobecne sú dlhodobé účinky personalizovanej výživy nejasné. „To je úplne nepreskúmané,“ sťažuje sa José Ordovás, odborník na výživu na Tuftsovej univerzite. Otázka teda znie: ak sa budete držať týchto odporúčaní a tým udržujete svoj krvný obraz alebo mikrobióm v želanom stave, skutočne vám to z dlhodobého hľadiska pomôže zostať zdravý? Nízka hladina glukózy v krvi chráni pred cukrovkou alebo srdcovými chorobami?
»Personalizovaná výživa sa zameriava na jednotlivca. Ale ak prostredie zostane choré kvôli niekoľkým zeleným plochám a mnohým reštauráciám rýchleho občerstvenia, tieto opatrenia len ťažko pomôžu “(Angeline Chatelan)
Odpovedať na to by si vyžadovalo drahé dlhodobé štúdie. Bežné ochorenia sú navyše multifaktoriálne. »Personalizovaná výživa sa zameriava na jednotlivca«, hovorí Angeline Chatelan, epidemiologička na Université de Lausanne. „Ak však prostredie zostane nepríjemné s niekoľkými zelenými plochami a mnohými reštauráciami rýchleho občerstvenia, tieto opatrenia len ťažko pomôžu.“
Otázne tiež je, či sa tipy vôbec budú realizovať. V štúdii s viac ako 1 600 účastníkmi zo siedmich rôznych európskych krajín výskumný tím „Food4Me“ ukázal, že ľudia môžu prostredníctvom individuálneho poradenstva dlhodobo jesť lepšie. Museli by to však potvrdiť ďalšie štúdie. Americký kardiológ Topol zatiaľ nevie, ako postupovať pri tipoch na stravu, pretože odporúčajú veľa vecí, ktoré mu vôbec nechutia, napríklad bratwurst a naopak, zakážte mu veľa vecí, ktoré má rád, napríklad tekvicu.