Леченията за сърдечно-съдови заболявания, рак, диабет и затлъстяване убягват на учените в продължение на десетилетия, но изследванията в областта на хранителната геномика показват, че спирането на прогресията на тези заболявания може да бъде толкова просто, колкото диетичната интервенция.
Преди хиляди години гръцкият лекар Хипократ стигна до заключението, че доброто здраве е неразривно свързано с видовете храни, които хората консумират: „Нека храната да бъде вашето лекарство, а лекарството да бъде вашата храна.“ И все пак в един съвременен свят, който възнаграждава иновациите, насърчава здравето и осигурява достъп до различни кухни, храната, която се превръща в най-разпространената по света, не прави много за подобряване и поддържане на човешкото здраве. Диетите с високо съдържание на наситени мазнини и добавени захари, ниско съдържание на фибри, високо съдържание на рафинирани зърнени храни и животински продукти и ниско съдържание на растителни храни все повече се консумират от човечеството. Такива лоши хранителни навици допринасят за много неинфекциозни хронични заболявания - по-специално сърдечно-съдови заболявания, някои видове рак, затлъстяване и диабет тип 2. В резултат на това неинфекциозните хронични заболявания са водещите причини за смърт в света. Шестдесет и три процента от смъртните случаи, настъпили по целия свят през 2008 г., се дължат на неинфекциозни хронични заболявания - повечето от които са предотвратими (WHO, 2011).
Културите, които са устояли на примамката на нездравословни диетични навици, обаче рядко изпитват симптомите на неинфекциозни заболявания. Такива общества ядат диети, богати на зеленчуци, плодове и пълнозърнести храни и имат ниска или никаква честота на заболявания и увреждания. Несъмнено най-питателните храни на планетата са растителните храни, а изследователските изследвания отдавна показват обратна връзка между високата консумация на растителна храна и хроничните заболявания. Но последните открития в хранителната геномия разкриват спецификата на причините, поради които подобни диети са ефективни при предотвратяване на болестите. Растителните храни съдържат стотици биоактивни съединения - витамини, антиоксиданти и други фитохимикали - които, когато се консумират, катализират различни промени в тялото. По-конкретно, биоактивните съединения в растителните храни взаимодействат с клетките, ензимите, хормоните и ДНК, като играят роля в контрола на генната експресия и клетъчните промени, които водят до хронично заболяване. По същество генетичният състав на хората не е статичен; тя е динамична и хранителните вещества от храни могат да повлияят генната експресия в положителна посока.
Миналите научни изследвания намекват за това, като подчертават ефектите на различни растителни съединения върху специфични заболявания. Например, някои проучвания стигат до извода, че ликопенът, съединение, присъстващо в доматите, изглежда намалява риска от рак на простатата, белите дробове и пикочния мехур, докато други проучвания стигат до извода, че храни, богати на антоцианини, като боровинки и ягоди, значително намаляват смъртността от сърдечно-съдови заболявания (Wallace, 2011). Но защо взаимодействието между биоактивните съединения в растителните храни и гените, вградени в човешките клетки, е толкова изгодно и какво правят?
Кислородните радикали подчертават ДНК
Много хронични заболявания са поне частично приписани на хронично възпаление и увреждане, причинено от кислородни радикали, известни също като реактивни кислородни видове. Страничен продукт от естествения метаболитен процес на организма, реактивните кислородни видове са малки, нестабилни молекули, които могат да причинят вредни промени на сложни клетъчни молекули като протеини и ДНК, градивните елементи на клетките. В кислородните радикали липсва електрон, така че те атакуват здрави клетки до отклоняващи електрони, инициирайки верижна реакция, която уврежда клетките. Факторите на околната среда като цигарен дим, алкохол, ултравиолетови лъчи от слънцето и лоша диета също причиняват образуването на реактивни кислородни видове в човешкото тяло.
Кислородните радикали не са всички лоши; някои кислородни радикали са от съществено значение за подпомагане на клетките да генерират енергия и да се борят с инфекциите. Въпреки това, когато реактивните кислородни видове са прекомерни, те причиняват оксидативен стрес. Тялото има серия от ензимни механизми за предотвратяване на оксидативен стрес и наличието на антиоксиданти е неразделна част от това. Антиоксидантите предотвратяват или намаляват оксидативния стрес, като неутрализират кислородните радикали. Това включва или осигуряване на допълнителни електронни радикали от кислород, като по този начин ги стабилизира, или разтваряне на молекулите изцяло. Само по себе си човешкото тяло не произвежда достатъчно антиоксиданти за борба с оксидативния стрес, причинен от ежедневна атака на вътрешни и външни фактори, поради което консумирането на диета, богата на източници на антиоксиданти, като растителна храна, е толкова важно.
Независимо дали е причинен от метаболитния процес, факторите на околната среда или диетичните дефицити, оксидативният стрес неизбежно предизвиква по-нататъшното производство на кислородни радикали в организма, което според изследванията причинява увреждане на ДНК (Wu и Cederbaum, 2003; Franco et al., 2008; Donkena et al. ., 2010). Нараняванията на ДНК могат да варират от разрушаването на веригите на ДНК до хромозомните пренареждания до най-вече анормалната експресия и потискане на гените и атипичния клетъчен растеж. По-специално, хроничният оксидативен стрес има неблагоприятен ефект върху механизма, отговорен за включването или изключването на гени: ДНК метилирането. Въпреки че широкомащабното обсъждане на метилирането на ДНК е извън обхвата на тази статия, важно е да се отбележи, че през последните години ДНК метилирането - което играе важна роля в генната транскрипция - се очертава като важен биомаркер за рак. Хиперметилирането допринася за заглушаването на тумор-потискащите гени, а хипометилирането е свързано с неконтролирана експресия на растежа на тумора (Das and Singal, 2004; Franco et al., 2008; Donkena et al., 2010).
Нововъзникващите изследвания показват, че някои биоактивни съединения в храните могат да възпрепятстват развитието на рак, като влияят на метилирането на ДНК. Съединения като епигалокатехин 3-галат (EGCG) в зелен чай, генистеин от соя и изотиоцианати в зелени зеленчуци намаляват ДНК хиперметилирането, като по този начин увеличават експресията на тумор-потискащи гени (Fang et al., 2007; Choi and Friso, 2010) . Тъй като аберативното метилиране на ДНК също е свързано със затлъстяването (Wang et al., 2010) и по този начин може да бъде фактор, допринасящ за диабет тип 2 и други свързани със затлъстяването разстройства, хранителните съединения, доказани като ефективни в контрола на метилирането на ДНК при рак, също могат имат положителен ефект върху смекчаването на свързаните със затлъстяването заболявания.
Проблемният ген, който учените са идентифицирали като значим за сърдечно-съдовите заболявания, е свързан и с друго хронично заболяване. Генетичните варианти на хромозома 9p21 са свързани с няколко вида рак, включително рак на гърдата, пикочния мехур и панкреаса (Cunnington et al., 2010). Нито едно проучване обаче не е документирало конкретно връзка между диета, богата на растителна храна, и по-нисък риск от рак при носители на хромозома 9p21. Повече от вероятно това е така, защото повечето видове рак (приблизително 95%) се дължат на начина на живот и факторите на околната среда, като пушене на цигари, консумация на алкохол, физическо бездействие и излагане на слънце, както и диетични фактори. Следователно епидемиологичните проучвания са противоречиви по отношение на съществуването на обратна връзка между растителната диета и честотата на рака. Това, което предишни изследвания са установили, е, че плодовете и зеленчуците без скорбяла могат да предложат защитна полза срещу определени форми на рак (Hung et al., 2004; Boffetta et al., 2010; Willet, 2010).
Изследванията дали фитохимикалите в растителните храни притежават антиканцерогенни свойства са по-убедителни: значителни доказателства сочат, че съединения като алицин, антоцианини, цинамалдехид, индоли, изотиоцианати, лигнин, лутеин, ликопен и ресвератрол притежават противовъзпалително, противотуморогенно и анти-пролиферативни свойства, които помагат за предотвратяване на рак (Neto, 2007; Duessel et al., 2008; Aluyen et al., 2012; SMCI, 2012). Освен това се появи нова обосновка, която служи за увеличаване на значението на растителните храни и техните фитохимикали в битката срещу рака: Някои растителни храни могат да възпрепятстват разпространението на раковите клетки, като елиминират източника на хранителните им запаси: кръвоносните съдове.
Използване на храна за гладуване на рак и затлъстяване
Кръвоносните съдове транспортират кислород, глюкоза и други основни хранителни вещества до клетките, които съставляват всички органи в тялото. Без правилно функциониращи кръвоносни съдове, които да доставят кислород и други необходими вещества на клетките, органите и тъканите, функционират неправилно и в крайна сметка се провалят. Като цяло количеството на кръвоносните съдове в тялото остава статично от раждането до зряла възраст, с изключение на няколко обстоятелства като менструация, бременност и нараняване. При нормални условия тялото има сложна система от ензими, хормони, протеини и гени, които регулират растежа на кръвоносните съдове. „Някои гени помагат на кръвоносните съдове да растат; други гени помагат за извайване на кръвоносни съдове, за да се режат кръвоносните съдове, които не са необходими. А някои гени действат като пазители, предотвратявайки прекомерен растеж на кръвоносните съдове “, казва Уилям Ли, президент и медицински директор на фондация„ Ангиогенеза “в Кеймбридж, Масачузетс. По-специално, всички форми на рак разчитат на производството на нови кръвоносни съдове - процес, известен като ангиогенеза.
Ракът започва като спящ микроскопичен клъстер от клетки (т.е. тумор) с ограничен потенциал за неблагоприятни резултати. Появява се при всеки по всяко време, клетъчният клъстер може да расте, да мутира и да стане вреден, само ако придобие набор от кръвоносни съдове, за да достави нужните хранителни вещества, за да се поддържа. „Без ангиогенеза тези микроскопични ракови заболявания идват и си отиват като пъпки“, обяснява Ли. Предотвратяването на растежа на нови кръвоносни съдове до ранен стадий на тумори по същество би спряло рака, преди да има шанс да започне. „През миналия век медицинското изследователско заведение се фокусира почти изцяло върху подхода„ сребърен куршум “и той търси единствения фактор, който може да излекува болестта. Въпреки че търсенето на лекарство е важно, ние похарчихме милиарди долари за опити да намерим лечение на рак и все още не постигнахме целта. Фокусирането върху ранната намеса и превенцията е новият, най-добрият начин за борба с рака. Превенцията винаги е по-добра от лечението “, твърди Ли.
Анормалната ангиогенеза също играе ключова роля при други хронични заболявания: Недостатъчната ангиогенеза може да доведе до коронарна артериална болест и инсулт, докато прекомерната ангиогенеза допринася за рак и затлъстяване. Така че същата концепция за борба с рака - инхибиране на ангиогенезата - може също да бъде ключът към борбата със затлъстяването и свързаните с него разстройства. Подобно на предракови туморни клетки, мастните клетки са силно зависими от кръвоносните съдове, за да процъфтяват. Растежът на нови кръвоносни съдове, доставящи кислород и хранителни вещества, насърчава разширяването на мастните клетки. Според Ли, „колкото повече има ангиогенеза, толкова по-голяма маса мазнини могат да растат. Изследванията показват, че инхибирането на ангиогенезата при затлъстели мишки намалява тяхната маса до нормално тегло. Антиангиогенезната терапия при затлъстели мишки не ги кара да стават ултра-кльощави, само с нормални размери. "
Може ли дългогодишният съвет за ограничаване на апетита за отслабване и излишните мазнини да бъде заменен с концепцията за гладуващи мастни клетки? Отговорът остава да се види, но междувременно храните, считани за антиангиогенни, също са с ниско съдържание на калории, така че резултатът е същият. Контролът на ангиогенезата е неразделна част от регулирането на здравословни баланси, които не само могат да предотвратят затлъстяването и наднорменото тегло, но и вероятно диабет тип 2 - състояние, причинено свързано с наднорменото тегло. „Всичко, което може да помогне на тялото да се върне към нормалните си зададени точки, ще играе важна роля за спиране на епидемията от диабет тип 2. Антиангиогенните храни, които спомагат за възстановяването на нормален баланс в организма, със сигурност биха могли да бъдат полезни в това отношение. Все още провеждаме изследвания в тази област, така че останете на линия “, казва Ли.
Следователно решението на рака, затлъстяването и други хронични заболявания, преследвано от десетилетия в изследователски лаборатории по целия свят, може да е в пътеката за производство. Важно е да се отбележи, че вероятно има синергично взаимодействие между идентифицирани фитохимикали и други неидентифицирани растителни съединения, които предотвратяват девиантния растеж на кръвоносните съдове към туморните клетки, както и защитават клетките и ДНК. Освен това, консумирането на растителни храни като цяло, за разлика от изолираните растителни съединения в добавки, елиминира вероятността от токсичност или загуба на биоактивност/потентност, която може да възникне при извличане на фитохимикали от растенията, на които те са присъщи (Bjelakovic et al., 2007, 2008; Briançon, 2011).
Рецептата за здраве
По този начин изглежда, че много от най-добрите хронични заболявания, засягащи хората днес, не са неизбежната последица от лошите гени или стареенето, а по-скоро от нездравословния избор - ключов сред тях е лошата или неадекватна диета. „Нашите гени са съдбата, с която сме се справили от нашите предци, но нашата среда влияе върху това, което тези гени всъщност правят“, казва Ли, подчертавайки, че навиците, изборът на храна и удобствата на съвременния начин на живот „бомбардират тялото с влияния не е проектиран да се справя. И в това отношение науката все още подкрепя мъдростта да се яде диета, която е предимно от растителна храна. "
Въпреки че науката за храните е постигнала много напредък в осигуряването на достъп до обилна, безопасна храна, Ли прави разумно наблюдение: „Като лекар и изследовател, моята перспектива е, че най-добрият път напред от хранителната индустрия е да разработи солидни научни доказателства.“ Като използва фармацевтичната индустрия като пример, той обосновава: „Човек не може да си представи лекарство и да започне да го продава на потребителите. Има дисциплиниран процес за иновации на продукти, като се използва основан на доказателства подход. Наградата за това е потвърждаване на истинската стойност на продукта. Опитвам се да преодолея [пропастта между науките за живота и науката за храните], като помагам за обединяването на знанията от света на науките за живота в света на храните. Моята визия е подходът към науките за живота, [който] е работил за създаването на блокбъстъри за лечение на болести, може да създаде блокбъстър храни, които могат да поддържат вашето здраве. “
Със знанието, че биоактивните фитохимикали в зеленчуците и плодовете влияят върху изразяването на най-положителните черти на човешките гени и спомагат за контролирането на клетъчните промени, които водят до хронично заболяване, решението какво да ядете за закуска, обяд и вечеря става ясно: „ Нека храната бъде вашето лекарство, а лекарството - вашата храна.
Тони Тарвър е старши писател/редактор на хранителни технологии
([имейл защитен]).
Препратки
Aluyen, J. K., Ton, Q. N., Tran, T., et al. 2012. Ресвератрол: потенциал като противораково средство. J. Диета. Доп. 9 (1): 45–56.
Белакович, Г., Николова, Д., Глууд, Л. Л. и др. 2008. Антиоксидантни добавки за превенция на смъртността при здрави участници и пациенти с различни заболявания (преглед). Системна база данни на Cochrane. Rev. Issue 2. Чл. № CD007176. doi: 10.1002/14651858.CD007176.
Белакович, Г., Николова, Д., Глууд, Л. Л. и др. 2007. Смъртност при рандомизирани проучвания на антиоксидантни добавки за първична и вторична профилактика. J. Am. Med. Доц. 297 (8): 842–857.
Boffetta, P., Couto, E., Wichmann, J., et al. 2010. Прием на плодове и зеленчуци и общ риск от рак в европейското проспективно разследване на рака (EPIC). J. Natl. Рак Инст. 102 (8): 529–537.
Briançon, S., Boini, S., Bertrais, S., et al. 2011. Дългосрочните антиоксидантни добавки не оказват влияние върху качеството на живот, свързано със здравето: рандомизираното, двойно-сляпо, плацебо контролирано, първична профилактика SU.VI. MAX изпитание. Международна J. Епидемиол. 40 (6): 1605–1616.
Choi, S.-W. и Friso, S. 2010. Епигенетика: нов мост между храненето и здравето. Adv. Nutr. 1: 8–16.
Cunnington, M.S., Koref, M.S., Mayosi, B.M., et al. 2010. Хромозома 9p21 SNPs, свързани с множество фенотипи на заболяването, корелират с експресията на ANRIL. PLoS Genet. 6 (4): e1000899. doi: 10.1371/journal.pgen.1000899.
Дас, П.М. и Singal, R. 2004. Метилиране на ДНК и рак. J. Clin. Онкол. 22 (22): 4632–4642.
Do, R., Xie, C., Zhang, X., et al. 2011. Ефектът на варианти на хромозома 9p21 върху сърдечно-съдови заболявания може да бъде модифициран чрез хранителен прием: доказателства от случай/контрола и проспективно проучване. PLoS Med. 8 (10): e1001106. doi: 10.1371/списание. pmed.1001106.
Donkena, K.V., Young, C.Y.F. и Tindall, D.J. 2010. Оксидативен стрес и метилиране на ДНК при рак на простатата. Акушерство и гинекология Intl. Идентификатор на статия 302051. doi: 10.1155/2010/302051.
Duessel, S., Heuertz, R.M и Ezekiel, U.R. 2008. Инхибиране на растежа на човешките клетки от рак на дебелото черво от растителни съединения. Clin. Лаборатория. Sci. 21 (3): 151–157.
Fang, М., Chen, D. и Yang, C. S. 2007. Диетичните полифеноли могат да повлияят на метилирането на ДНК. J. Nutr. 137: 223S – 228S.
Franco, R., Schoneveld, O., Georgakilas, A.G. и Panayiotidis, M.I. 2008. Оксидативен стрес, метилиране на ДНК и канцерогенеза. Рак Lett. 266 (1): 6–11.
Hung, H.-C., Joshipura, K.J., Jiang, R., et al. 2004. Прием на плодове и зеленчуци и риск от големи хронични заболявания. J. Natl. Рак Инст. 96 (21): 1577–1584.
Li, W. W., Li, V. W., Hutnik, M. и Chiou, A.S. 2012. Туморната ангиогенеза като цел за диетична профилактика на рака. Вестник по онкология. Идентификатор на статия 879623. doi: 10.1155/2012/879623.
Нето, C.C. 2007. Червена боровинка и нейните фитохимикали: преглед на in vitro противоракови проучвания. J. Nutr. 137 (1): 1865–1935.
SMCI (Станфордски институт по рак на медицината). 2012. Хранене за намаляване на риска от рак. http://cancer.stanford.edu/information/nutritionAndCancer/reduceRisk. Достъп до 30 август 2012 г.
Уолъс, Т. 2011. Антоцианини при сърдечно-съдови заболявания. Adv. Nutr. 2: 1–7.
Wang, X., Zhu, H., Snieder, H., et al. 2010. Свързани със затлъстяването промени в метилирането в ДНК на левкоцитите в периферната кръв. BMC Medicine 8:87. doi: 10.1186/1741-7015-8-87.
СЗО (Световната здравна организация). 2011. Профили на страните по неинфекциозни болести 2011. WHO Press., Женева, Швейцария. http://whqlibdoc.who.int/publications/2011/9789241502283_eng.pdf. Достъп до 30 август 2012 г.
Willet, W. 2010. Плодове, зеленчуци и превенция на рака: смут в раздела за продукти. J. Natl. Рак Инст. 102 (8): 510–511.
Wu, D. и Cederbaum, A. 2003. Алкохол, оксидативен стрес и увреждане на свободните радикали. Алкохол Res. Здраве 27 (4): 277–284.