Филип Хънтър

1 Филип Хънтър е журналист на свободна практика в Лондон, Великобритания.

Резюме

Все повече доказателства предполагат, че биоинженерните растения и здравословната диета може да са по-добри в храненето, отколкото коктейл от хапчета по време на закуска.

Микронутриентите са голям бизнес. През изминалия век учените са установили съставките на здравословната диета на човека, която трябва да включва много малки количества от около 10 микроелемента и 13 органични витамини. Рафинирането, опаковането и продажбата на тези хранителни „добавки“ породи огромна индустрия, основана на принципа, че малко повече от това, което е добро за вас, не може да бъде лошо. Този подход дори е успешен за подобряване на здравето на хората в региони, в които микроелементите са оскъдни в диетата. Доказателствата за ефикасността на хранителните добавки като цяло, дори и за облекчаване на последиците от бедността, са неуловими.

В същото време има нарастващи анекдотични доказателства - вече подкрепени от хранителни изследвания - че микроелементите функционират по-добре, когато се консумират като част от балансираната диета, а не като хапчета. Изключението е в специфични случаи на заболяване или дефицит, при които добавките с микроелементи могат да бъдат ефективни. И все пак дори тук става ясно, че увеличаването на съдържанието на микроелементи в хранителните култури за подобряване на цялостната диета предлага по-големи подобрения в качеството на живот и намаляване на смъртността. Следователно научният фокус се насочва към инженерството на хранителни растения, които съдържат микроелементи и съединения в правилните пропорции и химични форми.

. Следователно научният фокус се насочва към инженерството на хранителни растения, които съдържат микроелементи и съединения в правилните пропорции и химични форми

Тези, които изучават храненето, също започват да възприемат по-цялостен подход. „Мисля, че е важно да се разглеждат микроелементите като част от мрежа от биоактивни съставки в храната и организма“, коментира Ян Франк, ръководител на групата за бионаличност и биоактивност на микроелементите в Института по биологична химия и хранене към университета в Хохенхайм ( Щутгарт, Германия). Франк обаче призна, че това ще изисква нови научни инструменти и различен акцент в научните изследвания. „Научните експерименти са най-често проектирани по такъв начин, че само един параметър или най-много няколко параметъра да се променят в рамките на експериментална обстановка.“

Въпреки това има нарастващи емпирични доказателства, че няколко микроелемента действат в комбинация, а не изолирано. Според Sabeeha Merchant, ръководител на изследователска програма за метаболизма на следи от метали в Университета в Лос Анджелис, Калифорния, „ако някои елементи В присъстват в излишък, това може да има антагонистично въздействие върху усвояването на елемент А [. ] Един пример е молибденът, където излишните количества могат да доведат до намалена асимилация на мед. " Този вид дефицит се наблюдава при домашни и селскостопански животни, особено преживни животни (Спиърс, 2003), които зависят от единични източници на храна. Хората с разнообразна диета са по-малко склонни да страдат от този проблем, отбеляза Мърчант. Независимо от това, „ако вариацията се намали, както в случая на изолирани съобщества, тогава съществува потенциал за токсичност или дефицит в резултат на присъствието на елементи в растенията“, каза търговецът.

Способността на микроелементите да се противопоставят един на друг може да има важни последици за човешкото хранене. В продължение на няколко десетилетия различни заинтересовани страни съветват обществеността да „сключи застраховка“ срещу дефицит, като погълне повече от минималната препоръчителна доза ключови микроелементи. Освен това се предполага, че приемането на прекалено големи дози от някои микроелементи може да предпази от инфекция и болести. Награденият с Нобелова награда химик Линус Полинг може да бъде обвинен в това, че е започнал - или поне подхранва - тази идея с неговото настояване, че консумацията на големи количества витамин С му осигурява допълнителна защита срещу настинки и грип в края на живота си (Pauling, 1976). По-нататък той предположи, че такива високи дози могат също така да предпазят от рак и сърдечни заболявания, да увеличат продължителността на живота и да накарат хората да се чувстват по-добре, дори когато всъщност не са болни (Pauling, 1986). Сега тези възгледи са до голяма степен дискредитирани. Франк коментира, че „Като цяло има малко доказателства, които да предполагат, че приемът на микроелементи в концентрации над тези, постижими чрез балансирана диета, може да предложи допълнителни ползи за здравето.“

. предполага се, че приемането на прекалено големи дози от някои микроелементи може да предпази от инфекция и болести

Друг момент е, че някои микроелементи са токсични при нива само няколко пъти по-големи от минималната препоръчителна доза. Добър пример, според Елизабет Пилон-Смитс, ръководител на изследователска програма, фокусирана върху това как растенията метаболизират микроелементи и замърсители в Държавния университет в Колорадо, САЩ, е елементът селен. „За селена селенът и селенитът са най-токсичните форми“, каза тя. „За човек са необходими 50–70 микрограма селен на ден и не трябва да се приемат повече от 200 микрограма на ден, или това може да доведе до хронична токсичност, така че прозорецът е много тесен.“

Има едно изключение от общото правило, че здравословната диета осигурява достатъчни количества от основните микроелементи. Витамин D е уникален сред микроелементите, тъй като неговият предшественик се произвежда чрез фотосинтетичен процес, който се получава при излагане на кожата на слънчева светлина. Това обаче произвежда адекватен витамин D само когато слънчевата светлина е относително силна и диетата сама по себе си не е в състояние да компенсира дефицита през есенните и зимните месеци в голяма част от развития свят. Поради тази причина препоръчаният хранителен прием на витамин D беше повишен през ноември 2010 г. от 5 μg на 15 μg на ден от Института по медицина на Националните академии в САЩ. Въпреки това може да е трудно да се постигне това ниво без помощта на добавки.

неговите

„Последното национално проучване на храненето II (Nationale Verzehrsstudie II) в Германия установи, че повече от 88% от германците дори не са изпълнили препоръчителния дневен прием на витамин D от 5 μg“, отбеляза Франк. „Следователно изглежда съмнително дали потенциално по-високите изисквания могат да бъдат изпълнени от диетата - особено при липса на достатъчно излагане на слънчева светлина - и консумацията на обогатени с витамин D храни и/или хранителни добавки може да е необходима за поддържане на оптимално здраве.“

С течение на времето организмите и човешките популации могат да се адаптират към недостига на микроелементи, но това също има присъща опасност: хронична токсичност в резултат на консумацията на „нормални“ нива на микроелементи. В такива случаи нивата, които са безопасни за една група, са токсични за друга популация, както се наблюдава в случая с овцете Роналдуей, които живеят изцяло от водорасли, растящи по морския бряг на Оркнейските острови във Великобритания. Тези водорасли имат недостиг на мед и в резултат на това овцете са станали силно чувствителни към елемента. Ако бъдат преместени на конвенционални тревни пасища, където могат да консумират - за тях - излишък от мед, те страдат от оксидативен стрес (Haywood et al, 2005).

По-голямата картина е, че коктейлът от микроелементи, необходим на всички организми, е най-ефективен, когато се доставя чрез храни, съдържащи други съставки, които подпомагат усвояването и метаболизма. Както отбеляза Франк, почти общоизвестно е, че разтворимите в липиди витамини ще се усвояват ефективно само в присъствието на хранителни мазнини. „В контекста на нашето собствено изследване ние забелязахме, че погълнатите едновременно фитохимикали, като сусамови лигнани (присъстващи в сусамовите семена и нерафинираното сусамово масло) или алкилрезорцинолите (в пълнозърнестите зърнени култури, особено в ръжта) променят метаболизма и екскрецията на витамин Е“ ( Франк, 2005).

. необходимият на всички организми коктейл от микроелементи е най-ефективен, когато се доставя чрез храни, съдържащи други съставки, които подпомагат усвояването и метаболизма

Това води до друго измерение на системата, което е, че микроелементите взаимодействат не само помежду си, но и с клиничните лекарства. Това има последици за безопасността и ефикасността на последните, според Франк. „Например вещества като фитохимикали или микроелементи, които влияят на ензимите от фаза I, могат също да променят фармакокинетиката, активността и в крайна сметка безопасността на лекарствата“, каза той.

Франк и колегите му изучават потенциалното използване на куркумин за лечение и профилактика на дегенеративни заболявания, включително Алцхаймер и някои видове рак. Те са част от тригодишна изследователска мрежа, стартирала през август 2010 г., включваща пет академични и пет партньори в бранша и подкрепена с безвъзмездна помощ от 1,5 милиона евро от германското федерално министерство на образованието и научните изследвания. Куркуминът не е основен микроелемент; най-известен е като основната съставка на тумерика - подправка за къри и като оцветител. Съдържа обаче и мощни антиоксиданти, които могат да осигурят защита и да действат срещу няколко заболявания.

Изследванията на Франк се стремят да се справят с проблема, че куркуминът се абсорбира слабо и бързо се екскретира от повечето организми. „Изследваме нови комбинации от биоактивни съединения, както и различни формулировки и хранителни матрици (което означава пълноценни храни, съдържащи много микроелементи, както и големи количества хранителни вещества като протеини) за техния потенциал да подобрят усвояването и задържането на куркумин в организма“, Франк обясни. „По този начин се надяваме да идентифицираме нови начини за подобряване на биологичните дейности на куркумина, които в крайна сметка могат да доведат до развитието на функционални храни, съдържащи куркумин.“ Такива изследвания преодоляват разликата между храненето и фармакологията.

В непосредствено бъдеще най-големите ползи за здравето на много хора в развиващите се страни ще дойдат или от биологично обогатени храни, които съдържат нормални нива на микроелементи, или в някои случаи от хранителни добавки с едно хранене. Един от ранните пробиви дойде с изследвания, проведени от американския офталмолог и епидемиолог Алфред Сомър, който сега работи в Училището за обществено здраве на Джон Хопкинс в Блумбърг (Балтимор, САЩ, САЩ). През 70-те и 80-те години Сомнър установява, че даването на висока доза витамин А на деца с дефицит в нивата на витамин намалява смъртността с 34% (Sommer et al, 1986). Това изследване доведе до няколко програми в развиващите се страни за разпространение на витамин А.

Напоследък стана ясно, че още по-големи ползи ще произтичат от осигуряването на микроелементи чрез биоформирането на хранителни култури, които също осигуряват основни калории и протеини. Генерирането и разпространението на тези култури е дългосрочната цел на HarvestPlus. Тази програма е създадена през 2004 г. от Консултативната група по международни селскостопански изследвания (CGIAR) с финансиране от фондация "Бил Гейтс", наред с други източници, за провеждане на изследвания за биоукрепване на културите за развиващите се страни. Настоящият му фокус е върху три микроелемента, признати от Световната здравна организация (СЗО) за недостиг на много диети: желязо, цинк и витамин А.

. по-големи ползи ще доведат до осигуряването на микроелементи чрез биоформирането на хранителни култури, които също осигуряват основни калории и протеини

HarvestPlus работи върху комбинация от отглеждане на растения и генетика, за да развие култури, които поемат повече от тези микроелементи от почвата и правят повече от хранителните вещества бионалични в храната. В случай на цинк, тор се прилага, за да се увеличи усвояването от растението в райони, където нивата на цинк в почвата са ниски. Самият недостиг на цинк е широко разпространен, засягайки до известна степен около 25% от населението на света и причинявайки различни проблеми, свързани с нарушения синтез на протеини и ДНК, включително намалена устойчивост на инфекция и бавно зарастване на рани.

Въпреки че отне известно време, за да се установи, че усвояването на цинк се увеличава от консумацията на биоукрепени растения, HarvestPlus вече е убеден, че разполага с твърди доказателства от полеви опити (Rosado et al, 2009) и е готов да пусне обогатена с цинк пшеница и царевица в Индия през 2013г.

Една интересна констатация от изследването е, че бионаличността на цинка зависи от нивата на фитати в културите, соли на фитинова киселина, които растенията използват като основен източник на съхраняван фосфор. Фитатите свързват (хелатни) цинкови йони, което ги прави биологично недостъпни при високофитатна диета. Следователно HarvestPlus трябваше да вземе предвид нивата на фитат при определяне на целевите нива на цинк за своите биоукрепени култури.

Биофортификацията за витамин А се оказа по-ясна: първата реколта, конвенционално отглеждан сладък картоф с високо съдържание на витамин А и оранжев цвят от свързания с него бета-каротинов пигмент, беше пусната в производство в Уганда и Мозамбик през 2007 г. стартирането е последвано от проучване, показващо, че витамин А се абсорбира по-ефективно от реколтата, отколкото от добавка, съдържаща същото количество витамин А. Хората, които ядат сладки картофи, натрупват витамина до по-високи нива, докато консумацията на добавките всъщност води до леко намаляване на съхранените нива с течение на времето. Това предполага, че хората идват да разчитат изцяло на добавките, въпреки че не е дадено обяснение защо това трябва да бъде (Tanumihardjo et al, 2008).

Работата на HarvestPlus вече показва, че приемът на жизненоважни микроелементи може да се увеличи в развиващите се страни чрез използването на биоукрепени култури. Съществуват също много доказателства, че болестите, причинени от дефицити в дадено съединение, могат да бъдат преодолени с добавки, както в случая с витамин А. И все пак други проучвания показват, че основното въздействие на бедността се простира отвъд диетата и не може да бъде преодоляно чрез подобрено хранене сам. Такъв е опитът от Перу, където проучване на групата за изследване на туберкулозата към Imperial College (Лондон, Великобритания) оценява дали хранителните добавки с витамин А, витамин D и цинк намаляват риска от туберкулоза. Проучването набра 800 здрави хора в Перу, които бяха изложени на риск от заразяване с болестта, за рандомизирано, заслепено, плацебо контролирано проучване, което наближава приключването. Резултатите тепърва ще бъдат публикувани, но предварителните данни показват, че добавките не са успели да предпазят от туберкулоза, според Карлтън Еванс, научен сътрудник по кариера в клиничната тропическа медицина в Центъра за клинична тропическа медицина в Колежа и ръководител на ученето.

„Открихме много ясно, че основните определящи фактори за това кой от тези хора продължава да страда от туберкулоза са много дълбоко социално-икономически. Най-силният единичен фактор, предсказващ туберкулозата, е липсата на мобилен телефон. " Фактори като пренаселеност, отчаяние, лоша вентилация, стрес и другите негативни аспекти на бедността изглеждат поне толкова важни, колкото и храненето. Такива заключения може би не са твърде изненадващи. Същата група започна второ проучване през 2007 г., за да установи дали социално-икономическите интервенции могат да намалят честотата на туберкулозата. Тази работа, наречена Иновативни социално-икономически интервенции срещу туберкулозата (ISIAT), набра 2 078 души в 311 домакинства, в които има новодиагностицирани пациенти с туберкулоза. Изследователите проведоха посещения, проведоха работни срещи, създадоха партньорства със съществуващи организации и осигуриха икономическо облекчение на ниско ниво, например чрез предоставяне на малки кредитни линии. Изследването е на път да публикува предварителни констатации, показващи, че тези мерки могат да предотвратят туберкулозата по-ефективно от добавките с микроелементи.

По този начин, въпреки че Евънс се съгласява, че храненето е важно, той твърди, че бедността е сложна и че болестите не могат да бъдат излекувани или предотвратени само чрез разпространение на добавки. Той отново подчерта, че понякога даването на добавки е точно погрешното нещо. „Доказано е например, че даването на желязо на хора с малария може да ги накара да умрат, защото ако някой е много крехък, подсилването на имунната му система може да бъде фатално.“

. въпреки че Евънс се съгласява, че храненето е важно, той твърди, че бедността е сложна и че болестите не могат да бъдат излекувани или предотвратени само чрез разпространение на добавки

Историята на храненето е сложна, но се очертава нова, по-пълна картина. В региони, в които дефицитът на микроелементи е рядък, фокусът на здравните специалисти, специалистите по хранене и учените е върху производството и популяризирането на храни, съдържащи подходящи форми и пропорции на микроелементи. Въпреки че удобството от пускането на няколко хапчета със закуска се харесва на забързаните съвременни общества, това обикновено не е ефективен начин за допълване на диетата. В райони на бедност, където се появяват дефицити, културите, които съдържат балансирани пропорции на микроелементи, са ефективни - повече от хранителните добавки, - но подобреното хранене трябва да бъде допълнено от социално-икономически мерки, които да се справят с другите причини за заболяването. И накрая, възниква нова област на изследване: каква роля имат микроелементите за ефективността и безопасността на лекарствата? Доказателството за микроелемента, както се казва, ще бъде в храненето.