Ученые: «Питательная темная материя» — 99% химических соединений в еде остаются загадкой

Когда ученые расшифровали геном человека в 2003 году, многие ожидали, что это раскроет секреты болезней. Однако генетика объяснила лишь около 10% рисков. Остальные 90% приходятся на окружающую среду, и питание играет огромную роль.

Во всем мире плохое питание связано примерно с каждым пятым случаем смерти среди взрослых в возрасте 25 лет и старше. В Европе на него приходится почти половина всех смертей от сердечно-сосудистых заболеваний.

Несмотря на десятилетия советов сокращать потребление жиров, соли или сахара, ожирение и болезни, связанные с питанием, продолжают расти. Очевидно, что в нашем понимании еды чего-то не хватает.

Долгие годы питание рассматривалось в довольно простых терминах: еда как топливо, а питательные вещества как строительные блоки организма. Белки, углеводы, жиры и витамины — всего около 150 известных химических соединений — доминировали в этой картине. Но теперь ученые подсчитали, что наш рацион на самом деле содержит более 26 000 соединений, большинство из которых остаются неизведанными.

Некоторые эксперты называют эти неизвестные молекулы «питательной темной материей». Это напоминание о том, что, подобно тому, как космос наполнен скрытыми силами, наша диета полна скрытой химии.

Область «фудомики» (foodomics) как раз и стремится это исправить. Она объединяет геномику, протеомику, метаболомику и нутригеномику. Эти подходы начинают показывать, как диета взаимодействует с организмом способами, выходящими далеко за рамки калорий и витаминов.

Например, известно, что средиземноморская диета снижает риск сердечных заболеваний. Одна из причин кроется в молекуле ТМАО (триметиламин-N-оксид), которая вырабатывается, когда кишечные бактерии перерабатывают соединения из красного мяса и яиц. Высокий уровень ТМАО увеличивает риск болезней сердца. Но чеснок, например, содержит вещества, блокирующие его выработку.

Кишечные бактерии также играют важную роль. Когда соединения попадают в толстую кишку, микробы превращают их в новые химические вещества, которые могут влиять на воспаление, иммунитет и метаболизм. Например, эллаговая кислота, содержащаяся во многих фруктах и орехах, преобразуется кишечными бактериями в уролитины — природные соединения, помогающие поддерживать здоровье митохондрий.

Проекты, такие как Foodome Project, сейчас пытаются каталогизировать эту скрытую химическую вселенную. Уже перечислено более 130 000 молекул, связывающих пищевые соединения с человеческими белками, кишечными микробами и болезнетворными процессами. Цель — создать атлас взаимодействия диеты с организмом и определить, какие молекулы действительно важны для здоровья.

Ученые надеются, что понимание «питательной темной материи» поможет ответить на вопросы, которые долгое время ставили науку о питании в тупик: почему одни диеты работают для одних людей, но не для других; почему еда иногда предотвращает, а иногда способствует развитию болезней; и какие пищевые молекулы можно использовать для создания новых лекарств или продуктов.