пищевые продукты и продовольственное сырье
advertisement
Современная нутрициология в решении проблем рофилактической и клинической медицины Тутельян В.А. НИИ питания Российской академии медицинских наук Нутрициология Законы и принципы Нарушение Реализация Алиментарно-зависимые заболевания Первичная профилактика заболеваний Пищевые инфекции и интоксикации, имунодепрессии и др Популяционное здоровье 1-ый ЗАКОН НАУКИ О ПИТАНИИ 2-ой ЗАКОН НАУКИ О ПИТАНИИ Неорганическая химия Органическая химия Мультидисциплинарность интеграция Нутрициология Организация здравоохранения Социальная гигиена Терапия Инфекционные болезни Аналитическая химия Гигиена окружающей среды Эпидемиология Математика Экология Кардиология Статистика Радиационная гигиена Педиатрия Информатика Экономика Биотехнология Антропология Психология Токсикология Патофизиология Патанатомия Вирусология Фармакология Гастроэнтерология Биология Физиология Биохимия Биофизика Биоорганическая химия Цитология Микробиология Геронтология Молекулярная биология Гериатрия Генетика Онкология Ботаника Медицина труда Эндокринология Геномика Протеомика Неонатология Метаболомика Страховая медицина Биоинформатика Космическая биология и медицина Иммунология Нутрициология Фундаментальные проблемы •Определение эссенциальности и физиологических потребностей в энергии, пищевых и биологически активных веществах •Расшифровка механизмов участия пищевых и биологически активных веществ в регуляции метаболизма •Определение потенциальных факторов риска пищи Прикладные проблемы •Определение химического состава пищевых продуктов •Определение уровней потребление пищевых продуктов и веществ (эпидемиология питания) •Оценка новых источников пищи •«Конструирование» пищи •Обеспечение безопасности пищи Здоровый образ жизни «Здоровая» социально-экономическая среда «Здоровая» рабочая среда «Здоровая» психо-эмоциональная среда «Здоровая» окружающая среда 40-70% Здоровое питание (безопасность + структура) Физическая активность «Здоровый» режим труда и отдыха Отсутствие вредных привычек Здоровый образ жизни ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ З Д О Р О В Ь Е АДАПТАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ НУТРИЦИОЛОГИЯ Пища Структура питания Биологические и химические контаминанты Пищевой статус Геном Транскриптом Протеом Метаболом Острые и хронические пищевые инфекции и интоксикации; иммунодепрессия; канцерогенез Обеспечение безопасности пищи ПРОФИЛАКТИКА Алиментарно-зависимые заболевания Соблюдение принципов здорового питания ЛЕЧЕНИЕ ( ДИЕТОЛОГИЯ ) норма норма норма потенциал Уровень здоровья определяется величиной адаптационного потенциала Адаптационный потенциал Система антиоксидантной защиты •АОА плазмы крови •Глутатионпероксидаза •Глутатионредуктаза •Каталаза •ПОЛ микросом ex vivo •Содержание МДА •Ксантиноксидаза Система ферментов метаболизма ксенобиотиков •CYP1A1 •CYP1A2 •CYP2B1 Иммунная система Цитокины •ИЛ-2 •ИЛ-4 •γ-ИФН Регуляция апоптоза •Арилсульфатаза •β-Глюкуронидаза •β-Галактозидаза •Катепсин В (неседиментиру-емая активность) •Глутатионтрансфераза •Хинонредуктаза •UDP-глюкуронозилтрансфераза •Эпоксидгидролаза Защита клетки от окислительного и химического стресса Формирование иммунологического защитного барьера Сохранение гомеостаза Выживаемость клетки? Флавоноиды (кверцитин, кемферол, мирицитин, рутин и др.) Адекватный уровень – 30 мг Верхний допустимый уровень – 100 мг Традиционные источники пищевых веществ и БАВ (пищевые продукты и продовольственное сырье) Яблоко, абрикос, цитрусовые, виноград, лук, томаты и др. Альтернативные источники пищевых веществ и БАВ, идентичных натуральным Гинго двулопостный, ясень обыкновенный, боярышник, пустырник, горец птичий, клевер и др. ФЛАВОНОИДЫ Антиоксидантная активность Регуляция экспрессии гена • Подавляют образование АФК • Защищают α-токоферол от окисления • Хелатируют ионы металлов переменной валентности (Fe, Cu) Защищают ЛПНП и ДНК от окислительного повреждения Снижение риска сердечнососудистых и онкологических заболеваний Флавоноиды в Пример: качестве сигнальной Фл молекулы (лиганда) регулируют экспрессию специфических Ah-Фл генов и могут влиять на многие процессы, + ARNT протекающие в клетках. Связывание с ARE/XRE Экспрессия генов CYP 1A1, 1A2, 1B1: UDP-глюкуронозилтрансферазы, глутатионтрансферазы, эпоксидгидролазы и хинонредуктазы Биотрансформация и детоксикация ксенобиотиков, лекарственных веществ, канцерогенов Метаболизм гормонов, витаминов, жирных кислот Индольные соединения (индол-3-карбинол) Адекватный уровень – 50 мг Верхний допустимый уровень – 300 мг Капуста белокачанная, цветная, Традиционные источники пищевых веществ и БАВ брокколи, брюссельская; репа, (пищевые продукты и кресс-салат, брюква, редька, продовольственное сырье) хрен, горчица ПИЩЕВЫЕ ИНДОЛЫ Подавление экспрессии Индол-Ah-рецептор CDK6 (циклин-зависимая киназа) Ингибирование ядерного фактора транскрипции NF kappa B Усиление экспрессии CYP1A1 Увеличение ингибиторов клеточного цикла p21WAF1, p27 Подавление экспрессии циклооксигеназы 2-гидроксиэстрон эстрадиол 16-гидроксиэстрон Остановка развития клеток в фазе G1 Уменьшение образования простагландинов (как проканцерогенные сигнальные факторы) Снижение риска эстрогензависимых опухолей Блокирование стадии инициации канцерогенеза Подавление стадии промоции и прогрессии канцерогенеза Экспериментальные подходы к оценке антиоксидантных эффектов биологически активных соединений IN VITRO EX VIVO IN VIVO Оценка антирадикального и антиоксидантного действия в: Модельной системе СРО люминола Модельной системе индуцированного ПОЛ микросом После введения крысам: Оценка АОЕ плазмы крови в тест-системе СРО люминола Оценка резистентности микросом, выделенных из печени крыс, к индуцированному ПОЛ В условиях окислительного стресса, вызванного токсинами Участие БАВ в регуляции активности ферментов метаболизма ксенобиотиков и антиоксидантной защиты флавоноиды индолы (и-3-к) стильбены стерины AhR изотиоцианаты куркумин фенольные кислоты индолы каротиноиды Nrf2 Keap1 Hsp 90 Hsp 90 Keap1 Hsp 90 Hsp 90 Ядро Nrf2 AhR Arnt AhR Arnt Nrf2 XRE mRNA CYP1A1, CYP1A2, CYP1B1, UDP-ГТ1А6, ГТ, ХР Maf АRE mRNA UDP-ГТ1А6, ГТ, ХР, ГО, ГР, ГП-2 Усиление защиты от химического и окислительного стресса Сохранение гомеостаза Возможная роль лизосом в реализации апоптоза Спирулина, каротиноиды, индол-3-карбинол TNF-R АФК Fas-R Лизосомотропные агенты Hsp70 Лизосома Каспаза 8 Bcl2 Прокаспаза 9 АФК Каспаза 9 Bax Катепсины B, D, L Цитохром с, AIF Bax Bid tBid Прокаспаза 3, 6, 7 Каспаза 3, 6, 7 Митохондрия Апоптоз Контр. И-3-К Проницаемость 100% 60% Катепсин В 100% 75% Апоптозные клетки 6,9±0,5 (100%) 4,1±0,3* (60%) - стабилизатор мембраны - дестабилизатор мембраны Bcl2 – антиапоптотический белок Bax, Bid - проапоптотические белки TNF-R, Fas-R – рецепторы апоптоза Влияние нутриентов на иммунный ответ Норма Патология Активация CD4+ Th1 клеток Активация CD4+ Th2 клеток Синтез цитокинов ИЛИЛ-2, ИФНИФН- Синтез цитокинов ИЛИЛ-4, ИЛИЛ-5, ИЛИЛ-13 Выработка секреторных IgA антител Выработка цитотропных антител IgE, IgG4 ? Формирование иммунологического защитного барьера Аллергические реакции 180 160 ИФН-γ ИЛ-2158 ИЛ-2 ИЛ-4 γ- ИФН ИЛ-4 135 140 125 120 120 120 110 100 100 93 102 96 80 60 40 1 1 2 3 2 3 4 1 4 1 2 2 1 1 2 2 3 3 4 4 Влияние спирулины (1), Se-спирулины (2), индол-3-карбинола (3) и феруловой кислоты (4) на продукцию цитокинов Экзогенные пептиды в синтезе регуляторных белков ЖКТ Пищевые белки переваривание всасывание Ala-Glu-Asp-Glu Lys-Glu Тканевые белки протеолиз биосинтез интерлейкины интерферон тропонины В.Х Хавинсон, 2005 Геном Транскриптом Нутриом Протеом Метаболом Оптимальное Оптимальное функционирование живой питание системы ФОРМУЛА ОПТИМАЛЬНОГО ПИТАНИЯ 2008 - НУТРИОМ МАКРОНУТРИЕНТЫ Суммарное потребление 1г/кг массы тела доля основных пищевых веществ в калорийности рациона Жиры <30% 15 10 Углеводы 5 Белки 1015% 30 20 60 50 10 40 30 20 добавленныей сахар простые сложные 0 10 0 животные растительные n6_ПНЖК ПНЖК n3_ПНЖК 40 МНЖК 0 НЖК 55-60% ит ам ит ин ам С, м ин В г ит В ам 1, м и В ит н В г ам 2, П ан м ин то В г не 6 , Н но в а иа ц м г я ин ки сл , мг от а, Б и Б от мг В е ит ин т ам а-к ,м ин ар кг о Е , м тин В ит г то , мг ам к ин . э к В в В ит 12 . ам , Ф ин ол мкг А , м ат, м к В г ре кг ит ам т.э к в В ин D . ит ам , м ин кг Ка К, м ль к ци г й Ф ос , м г ф ор , М аг м г ни й Ка , м ли г й Н ат , м г ри Х ло й, м ри г д Ж ы, ел м ез г о, м Ц ин г к, М мг е М ар дь, м га не г ц, м Ф то г р, Й мг од , С ел мкг ен ,м Х к М ром г ол , иб м к де г н, м кг В В Формула оптимального питания 2008 г - НУТРИОМ Мужчина 30-39 лет, III группа (средняя физическая активность энергетическая ценность 3150 ккал) Микронутриенты 10000 1000 100 10 1 LК но зи т, мг ар ни ти н, Q мг 10 (у би хи но Ли н) по ,м е М ва г ет я ил ки ме сл ти от он а, ин м г -с ул ьф он О ий ро ,м П т ов ар г ая аа ми ки но сл бе от нз а, ой м г на я ки сл от а, м г Хо ли н, мг Ко ба ль т, м кг Кр ем И ни нд й, ол мг -3 -к ар бо лы ,м кг Ф ла во но ид ы ,м И г зо ф ла О рг во ан ны ич ,м ес г ки е Ра ки сл ст ит от ы ел ,м ьн г ы е ст Гл ер ю ин ко ы за ,м м г ин су ль ф ат ,м г Ко эн зи м И Формула оптимального питания 2008 г - НУТРИОМ Мужчина 30-39 лет, III группа (средняя физическая активность энергетическая ценность 3150 ккал) микронутриенты и биологически активные вещества с установленным физиологическим действием 1000 100 10 1 Химические вещества пищи (сотни) Пищевые продукты и ∞ ∞ блюда ( - бесконечность) Профиль потребления энергии и пищевых веществ. Все население России, 2008 г. (n>15000) 100 80 60 40 потребность 20 флавоноиды *- женщины С -60 В2 В1 А Se Fe* Са ПВ сахароза холестерин n3ПНЖК n6ПНЖК ПНЖК НЖК жир -40 белок -20 ккал 0 СТРУКТУРА ПИРАМИДЫ ПИТАНИЯ У МУЖЧИН И ЖЕНЩИН 100% 80% 60% 40% 20% 0% Рекомендации ВОЗ Мужчины Женщины Здоровье России. Атлас, 2007 Витамин С мг/сут. 65,4 to 58,9 to 57,9 to 54 to 49,8 to Белок 14,2 to 13,8 to 13,5 to 13,1 to 12,8 to 37,8 37,8 37,4 34,1 33,4 (18) (11) (12) (21) (26) Кальций Жир 37,8 to 37,4 to 34,1 to 33,4 to 32,7 to 14,2 14,2 13,8 13,5 13,1 мг/сут. (18) (11) (22) (15) (22) 555 to 553 to 551 to 549,4 to 509,1 to 562,8 555 553 551 549,4 (28) (11) (6) (16) (27) Потребление основных пищевых веществ, витаминов и минеральных веществ по регионам Российской Федерации 65,4 65,4 58,9 57,9 54 (18) (12) (16) (15) (27) Распространенность ожирения среди взрослого населения в различных регионах России в 2005 году составляла от 18 до 25% ИМТ > 30 % 24,6 to 24 to 22,7 to 22,3 to 18,8 to 25 24,6 24 22,7 22,3 (29) (12) (6) (16) (25) Изменение потребностей человека Жизнь одного поколения ккал 3800 3300 2800 2300 1800 2005 1975 1950 годы потребность в микронутриентах потребность в энергии пищевая плотность рациона Рационы из традиционных продуктов не могут обеспечить потребность человека в микронутриентах ПОПУЛЯЦИЯ НАСЕЛЕНИЯ 100% 80% 60% Болезнь Предболезнь Маладаптация 20% 0 Здоровье Наиболее распространенные алиментарно-зависимые заболевания Атеросклероз Гипертоническая болезнь Гиперлипидемия Ожирение Сахарный диабет Остеопороз Подагра Некоторые злокачественных новообразования 2,5-6,4 ммоль/л Риск развития атеросклероза: высокий; диабета II типа: незначительный Витаминный статус Микроэлементный статус Индивидуальная оценка Энергетический обмен нутриметаболограмма Оценка функционального состояния Исследования активности популяций защитной микрофлоры ЖКТ Расширенные исследования микробиоценоза Определение факторов патогенности и токсических метаболитов Определение секреторных иммуноглобулинов в кишечном содержимом Определение лизоцима вслюне и копрофильтратах Диагностика пищевой гиперчувствительности немедленного типа Исследование структуры микробиоценоза толстого кищечника Выявление глютеновой энтеропатии Оценка барьерной функции ЖКТ Активность пищеварительных протеаз желудка и тонкой кишки Пищевой термогенез -30 PP C B6 B2 B1 K Fe Ca Пищ волокна Углеводы N_6 N_3 ПНЖК Нас жир Жир Белок животный Белок -20 Основной обмен -10 Селен -10 Цинк 0 Медь Железо жир раст жир жив яйцо молоко рыба мясо сахар фрукты Рекомендуемый уровень Калий и натрий Магний Кальций Витамины А. Е. К Ферритин Фолиевая кислота Аскорбиновая кислота в крови, моче Коферментные формы витаминов группы В Гормональные формы витамина D Гомоцистеин Каротиноиды Витамины группы В Глюкагон С-пептид Инсулин Фруктозамин Гликированный гемоглобин Глюкоза Индекс атерогенности Аполипопротеин В Аполипопротеин А1 Хол. ЛПНП Хол. ЛПВП Триглицериды Общий холестерин Трансферрин Преальбумин Креатинин в моче Креатинин в сыворотке 20 Оценка состояния здоровья Пищевой статус 50-100 нг/л 0,26-0,63 намоль/л <17 мкЕ/мл 2,1-2,8 ммоль/л 6,0-8,3% Мочевина в сыворотке Мочевина в моче овощи -25 3,9-5,8 ммоль/л 3-4 1,8-3,4 ммоль/л 0,93-1,81 г/л 1,8-3,4 ммоль/л 1,15-1,68 ммоль/л 0,5-1,7 ммоль/л 3,0-6,0 ммоль/л 0,1-0,4 г/л 2,15-3,80 г/л 5,3-17,7 ммоль/сут. 50-105 мкмоль/л 0,43-0,71 моль/сут. -40 Альбумин -30 Общий белок -20 64-83 г/л 10 35-50 г/л 0 хлебопродукты картофель «НУТРИТЕСТ-ИП» Практические аппликации «Норм» Система многоуровневой диагностики нарушений пищевого статуса и оценки риска развития алиментарно-зависимых заболеваний Института питания РАМН Профиль потребления пищевых веществ Профиль потребления 30 потребность пищевых продуктов 20 10 10 -40 норма Популяционный риск по РФ 1* 100 80 60 доход ½ ПМ 40 20 0 Оценка риска алиментарнозависимых заболеваний по профилю потребления основных пищевых продуктов. Россия -15 -20 -27 -30 -39 -40 -61 -60 -68 -76 -78 -80 -100 2* 100 80 60 доход 1 ПМ 20 40 40 20 16 0 -14 -20 10 -38 -40 -52 -57 -60 -80 -100 3* 0 100 80 60 доход 2 ПМ 82 -10 40 34 20 21 15 0 -20 -20 -20 -33 -44 -40 -60 -80 -100 4* -30 200 доход >5 ПМ 100 162 114 -40 91 61 71 41 0 ч ло ии ощ о пр ы кт ду ро е п ар вы а х ро с жи ты ук ы од т ук пр бо род п ры е ны ца яй ы, кт ду мо со мя ов ты ук фр ь ел оф ты рт ка дук ро оп еб хл -100 хлеб молоко картофель яйца овощи жиры жив фрукты жиры раст мясо рыба Питание и риск развития сердечно-сосудистых заболеваний. Рейтинг доказательств Снижение риска Нет эффекта Повышение риска Убедительный Физическая активности линоливая к-та Рыбий жир Овощи и фрукты Калий Средние дозы алкоголя Витамин Е как добавка в составе БАД Миристиновая и пальметиновая ЖК Транс ЖК, NaCl Избыточная масса тела и ожирение Высокий уровень потребления алкоголя Вероятный Линоленовая к-та Олеиновая к-та Продукты из цельных зерен Орехи Стеролы растений Фолиевая к-та Стеариновая к-та Пищевой холестерин Нефильтрованый кофе Возможный Флавоноиды Соевые продукты Лауриновая к-та Бетта-каротин в составе БАД Недостаточный Витамин Е Хром Магний Углеводы Железо Питание и риск развития диабета II типа. Рейтинг доказательств Снижение риска Повышение риска Убедительный Снижение массы тела при ожирении Физическая активности Избыточная масса тела и ожирение Абдоминальное ожирение Низкая физ. активность Вероятный Пищевые волокна Насыщенные ЖК Возможный n3 ПНЖК Продукты с низким гликемическим индексом Общее количество жира Транс ЖК Недостаточный Витамин Е Хром Магний Средние дозы алкоголя Питание и риск развития остеопороза. Рейтинг доказательств Снижение риска Убедительный Нет эффекта Физическая активности Кальций Витамин D Повышение риска Низкая масса тела Высокий уровень потребления алкоголя Вероятный Фтор Возможный Фрукты и овощи Средний уровень потребления алкоголя Соевые продукты Фосфор NaCL Низкий уровень потребления белка (у пожилых) Высокий уровень потребления белка ПИЩА XXI ВЕКА Традиционные (натуральные) продукты Генетически модифицированные натуральные продукты + Натуральные продукты модифицированного (заданного) химического состава БАД Биологически активные добавки (нутрицевтики) ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ Традиционные пищевые продукты, в т.ч. ГМО Пищевые продукты по специальным технологиям ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ С ЗАДАННЫМ ХИМИЧЕСКИМ СОСТАВОМ Диетические лечебные продукты Обогащённые пищевые продукты ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ Профилактические пищевые продукты Специализированные пищевые продукты, в т.ч. для питания спортсменов Роль диетических и функциональных пищевых продуктов в диетотерапии Восполнение дефицита нутриентов Повышение устойчивости организма к воздействию факторов внешней среды Индивидуализация питания Направленное изменение метаболизма веществ Иммунномодулирующее действие Лечебное питание Связывание и выведение продуктов обмена Профилактика хронических заболеваний Функциональные компоненты пищи Компонент Его источник Эффект Ликопин Помидоры и продукты из них Профилактика рака простаты Инулин Цельные злаки Нормализует работу ЖКТ Флавоноиды Шоколад, чай Сульфорафан Брокколи, и т.д Омега 3 жирные кислоты* Улучшают состояние сосудов Антиоксидант Лосось, тунец Уменьшение риска сердечнососудистых заболеваний Модифицированные спрэды Уменьшение риска сердечнососудистых заболеваний Изофлавоны* Соя Улучшают состояние костной ткани, особенно в менопаузе Белок Сои* Соя Снижение уровня холестерина Сложные эфиры стерина /Станолы* Баланс риска и пользы За и против экспозиции нитратов За и против потребления овощей риск NO3 Овощи польза риск metHb Оксид азота Аллергены Рак Иммунная защита Антинутриенты Загрязнители польза Макро и микронутриенты Вытеснение «не здоровой» пищи Взвешивание риска и пользы Овощи – 400 г польза нитраты риск Превышение экспозиции нитратов из овощей, к сожалению, может привести к нежелательным эффектам для здоровья Положительные эффекты потребления овощей превалируют СЛАГАЕМЫЕ ЗДОРОВОГО ПИТАНИЯ Ассортимент пищевых продуктов (рынок) Доступность пищевых продуктов (карман) Знания и умение построить здоровое питание (образование) Образовательные программы по вопросам здорового питания для населения http://www.rospotrebnadzor.ru/ КОНЦЕПЦИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОЛИТИКИ В ОБЛАСТИ ЗДОРОВОГО ПИТАНИЯ Федеральные и региональные программы Цели и задачи Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации, принятой Правительством Российской Федерации в 1998 году полностью соответствуют Первому Европейскому плану действий в области пищевых продуктов и питания Проект Основы государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2025 года Одобрен Государственной Думой и Советом Федерации, Представлен в Правительство Российской Федерации
