Современная нутрициология в решении проблем рофилактической и клинической медицины НИИ питания Российской академии медицинских наук Тутельян В.А.

Нутрициология Законы и принципы Алиментарно-зависимые заболевания Первичная профилактика заболеваний Пищевые инфекции и интоксикации, имунодепрессии и др НарушениеРеализация Популяционное здоровье

1-ый ЗАКОН НАУКИ О ПИТАНИИ

2-ой ЗАКОН НАУКИ О ПИТАНИИ

Нутрициология Неорганичес- кая химия Органическая химия Аналитичес- кая химия Математика Статистика Информатика Экономика Биология Физиология Биохимия Биофизика Биоорганическая химия Цитология Микробиология Молекулярная биология Генетика Ботаника Геномика Протеомика Метаболомика Биоинформатика Иммунология Организация здравоохранения Социальная гигиена Гигиена окружающей среды Экология Радиационная гигиена Биотехнология Антропология Психология Токсикология Патофизиология Патанатомия Вирусология Фармакология Терапия Инфекционные болезни Эпидемиология Гастроэнтерология Кардиология Педиатрия Геронтология Гериатрия Онкология Медицина труда Эндокринология Неонатология Страховая медицина Космическая биология и медицина Мультидисциплинарность интеграция

Нутрициология 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 Определение химического состава пищевых продуктов Определение уровней потребление пищевых продуктов и веществ (эпидемиология питания) Оценка новых источников пищи «Конструирование» пищи Обеспечение безопасности пищи Фундаментальные проблемыПрикладные проблемы

Здоровое питание (безопасность + структура) «Здоровая» окружающая среда Физическая активность Отсутствие вредных привычек «Здоровый» режим труда и отдыха «Здоровая» рабочая среда «Здоровая» психо-эмоциональная среда «Здоровая» социально-экономическая среда Здоровый образ жизни 40-70%

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ АДАПТАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ЗДОРОВЬЕЗДОРОВЬЕ Здоровый образ жизни

НУТРИЦИОЛОГИЯ Пища Структура питания Биологические и химические контаминанты Пищевой статус Геном Транскриптом Протеом Метаболом Острые и хронические пищевые инфекции и интоксикации; иммунодепрессия; канцерогенез Алиментарно-зависимые заболевания Обеспечение безопасности пищи Соблюдение принципов здорового питания ПРОФИЛАКТИКА ( ДИЕТОЛОГИЯ ) ЛЕЧЕНИЕ ( ДИЕТОЛОГИЯ )

потенциал норма Уровень здоровья определяется величиной адаптационного потенциала норма

Адаптационный потенциал Система антиоксидантной защиты Система ферментов метаболизма ксенобиотиков Иммунная система Регуляция апоптоза АОА плазмы крови Глутатионпероксидаза Глутатионредуктаза Каталаза ПОЛ микросом ex vivo Содержание МДА Ксантиноксидаза CYP1A1 CYP1A2 CYP2B1 Цитокины ИЛ-2 ИЛ-4 γ-ИФН Арилсульфатаза β-Глюкуронидаза β-Галактозидаза Катепсин В (неседиментиру-емая активность) Глутатионтрансфераза Хинонредуктаза UDP-глюкуронозилтрансфераза Эпоксидгидролаза Защита клетки от окислительного и химического стресса Формирование иммуноло- гического защитного барьера Выживаемость клетки? Сохранение гомеостаза

Флавоноиды (кверцитин, кемферол, мирицитин, рутин и др. ) Адекватный уровень – 30 мг Верхний допустимый уровень – 100 мг Яблоко, абрикос, цитрусовые, виноград, лук, томаты и др. Гинго двулопостный, ясень обыкновенный, боярышник, пустырник, горец птичий, клевер и др. Традиционные источники пищевых веществ и БАВ (пищевые продукты и продовольственное сырье) Альтернативные источники пищевых веществ и БАВ, идентичных натуральным

ФЛАВОНОИДЫ Антиоксидантнаяактивность 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 сердечно- сосудистых и онкологических заболеваний Флавоноиды в качестве сигнальной молекулы (лиганда) регулируют экспрессию специфических генов и могут влиять на многие процессы, 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 Ah-Фл + ARNT Фл Пример:

Индольные соединения (индол-3-карбинол) Адекватный уровень – 50 мг Верхний допустимый уровень – 300 мг Традиционные источники пищевых веществ и БАВ (пищевые продукты и продовольственное сырье) Капуста белокачанная, цветная, брокколи, брюссельская; репа, кресс-салат, брюква, редька, хрен, горчица

ПИЩЕВЫЕ ИНДОЛЫ Индол-Ah-рецептор Усиление экспрессии CYP1A1 Ингибирование ядерного фактора транскрипции NF kappa B Подавление экспрессии CDK6 (циклин-зависимая киназа) Увеличение ингибиторов клеточного цикла p21 WAF1, p27 Подавление экспрессии циклооксигеназы Остановка развития клеток в фазе G1 Уменьшение образования простагландинов (как проканцерогенные сигнальные факторы) эстрадиол 2-гидроксиэстрон 16-гидроксиэстрон 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 Оценка антирадикального и Оценка антирадикального и антиоксидантного действия в: антиоксидантного действия в: Модельной системе СРО люминола Модельной системе СРО люминола Модельной системе индуцированного Модельной системе индуцированного ПОЛ микросом ПОЛ микросом EX VIVO После введения крысам: После введения крысам: Оценка АОЕ плазмы крови в тест-системе Оценка АОЕ плазмы крови в тест-системе СРО люминола СРО люминола Оценка резистентности микросом, Оценка резистентности микросом, выделенных из печени крыс, к выделенных из печени крыс, к индуцированному ПОЛ индуцированному ПОЛ IN VIVO В условиях окислительного стресса, В условиях окислительного стресса, вызванного токсинами вызванного токсинами

Участие БАВ в регуляции активности ферментов метаболизма ксенобиотиков и антиоксидантной защиты флавоноиды индолы (и-3-к) стильбены стерины изотиоцианаты куркумин фенольные кислоты индолы каротиноиды

Fas-R Bcl2 Спирулина, каротиноиды, индол-3-карбинол Лизосомотропные агенты Цитохром с, AIF TNF-R Катепсины B, D, L Митохондрия BidtBid Bax АФК Каспаза 8 Прокаспаза 9 Каспаза 9 Прокаспаза 3, 6, 7 Каспаза 3, 6, 7 Апоптоз АФК Bax Hsp70 Лизосома Катепсины B, D, L Возможная роль лизосом в реализации апоптоза Контр.И-3-КПроницаемость100%60% Катепсин В 100%75% Апоптозные клетки 6,9 ± 0,5 (100%) 4,1±0,3 * (60%) - стабилизатор мембраны Bcl2 – антиапоптотический белок Bax, Bid - проапоптотические белки TNF-R, Fas-R – рецепторы апоптоза - дестабилизатор мембраны

Влияние спирулины (1), Se-спирулины (2), индол-3-карбинола (3) и феруловой кислоты (4) на продукцию цитокинов ИЛ-2 ИФН-γ ИЛ

Пищевые белки пептиды Lys-Glu Ala-Glu-Asp-Glu всасывание Тканевые белки переваривание протеолиз интерлейкины интерферон тропонины биосинтез ЖКТ Экзогенные пептиды в синтезе регуляторных белков

В.Х Хавинсон, 2005

Геном Транскриптом Протеом Метаболом Нутриом Оптимальное функционирование живой системы Оптимальное питание

ФОРМУЛА ОПТИМАЛЬНОГО ПИТАНИЯ НУТРИОМ МАКРОНУТРИЕНТЫ доля основных пищевых веществ в калорийности рациона Суммарное потребление 1г/кг массы тела Углеводы 55-60% Жиры

Формула оптимального питания 2008 г - НУТРИОМ Мужчина лет, III группа (средняя физическая активность энергетическая ценность 3150 ккал) Микронутриенты

Формула оптимального питания 2008 г - НУТРИОМ Мужчина лет, III группа (средняя физическая активность энергетическая ценность 3150 ккал) микронутриенты и биологически активные вещества с установленным физиологическим действием

Химические вещества пищи (сотни) Пищевые продукты и блюда ( - бесконечность)

Профиль потребления энергии и пищевых веществ. Все население России, 2008 г. (n>15000) потребность *- женщины

Здоровье России. Атлас, 2007 Потребление основных пищевых веществ, витаминов и минеральных веществ по регионам Российской Федерации

Распространенность ожирения среди взрослого населения в различных регионах России в 2005 году составляла от 18 до 25%

Рационы из традиционных продуктов не могут обеспечить потребность человека в микронутриентах Жизнь одного поколения Изменение потребностей человека

ПОПУЛЯЦИЯ НАСЕЛЕНИЯ 100% Болезнь Болезнь80% Предболезнь Предболезнь60% Маладаптация Маладаптация20% Здоровье Здоровье0

Наиболее распространенные алиментарно-зависимые заболевания Атеросклероз Атеросклероз Гипертоническая болезнь Гипертоническая болезнь Гиперлипидемия Гиперлипидемия Ожирение Ожирение Сахарный диабет Сахарный диабет Остеопороз Остеопороз Подагра Подагра Некоторые злокачественных новообразования Некоторые злокачественных новообразования

« НУТРИТЕСТ-ИП» Система многоуровневой диагностики нарушений пищевого статуса и оценки риска развития алиментарно-зависимых заболеваний Института питания РАМН Профиль потребления пищевых продуктов нутриметаболограмма Индивидуальная оценка Профиль потребления пищевых веществ хлебопродуктыкартофельовощифруктысахармясорыбамолокояйцожир живжир раст Рекомендуемый уровень потребность норма Белок Белок животный Жир Нас жир ПНЖК N_3 N_6 Углеводы Пищ волокна Ca Fe K B1 B2 B6 C PP Практические аппликации «Норм»

Оценка риска алиментарнозависимых заболеваний по профилю потребления основных пищевых продуктов. Россия Популяционный риск по РФ доход ½ ПМ доход 1 ПМ доход 2 ПМ доход >5 ПМ

Питание и риск развития сердечно-сосудистых заболеваний. Рейтинг доказательств Снижение риска Нет эффекта Повышение риска Убедитель- ный 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 Стеарино- вая к-та Пищевой холестерин Нефильтрованый кофе ВозможныйФлавоноиды Соевые продукты Лауриновая к-та Бетта-каротин в составе БАД Недостаточ- ный Витамин Е ХромМагнийУглеводыЖелезо

Питание и риск развития диабета II типа. Рейтинг доказательств Витамин Е ХромМагний Средние дозы алкоголя Недостаточ- ный Общее количество жира Транс ЖК n3 ПНЖК Продукты с низким гликемическим индексом Возможный Насыщенные ЖК Пищевые волокна Вероятный Избыточная масса тела и ожирение Абдоминальное ожирение Низкая физ. активность Снижение массы тела при ожирении Физическая активности Убедитель- ный Повышение риска Снижение риска

Питание и риск развития остеопороза. Рейтинг доказательств NaCL Низкий уровень потребления белка (у пожилых) Высокий уровень потребления белка Фосфор Фрукты и овощи Средний уровень потребления алкоголя Соевые продукты Возможный ФторВероятный Низкая масса тела Высокий уровень потребления алкоголя Физическая активности Кальций Витамин D Убедитель- ный Повышение риска Нет эффекта Снижение риска

ПИЩА XXI ВЕКА Традиционные (натуральные) продукты Натуральные продукты модифицированного (заданного) химического состава Генетически модифицированные натуральные продукты БАД Биологически активные добавки (нутрицевтики) +

ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ Традиционные пищевые продукты, в т.ч. ГМО Пищевые продукты по специальным технологиям Диетические лечебные продукты Обогащённые пищевые продукты ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ Профилактические пищевые продукты Специализированные пищевые продукты, в т.ч. для питания спортсменов ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ С ЗАДАННЫМ ХИМИЧЕСКИМ СОСТАВОМ

Роль диетических и функциональных пищевых продуктов в диетотерапии Восполнение дефицита нутриентов Повышение устойчивости организма к воздействию факторов внешней среды Иммунномодули- рующее действие Индивидуализация питания Направленное изменение метаболизма веществ Связывание и выведение продуктов обмена Лечебное питание 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 Улучшают состояние сосудов Сульфорафан Брокколи, и т.д Антиоксидант Омега 3 жирные кислоты* Лосось, тунец Уменьшение риска сердечно- сосудистых заболеваний Сложные эфиры стерина /Станолы* Модифицирован- ные спрэды Уменьшение риска сердечно- сосудистых заболеваний Изофлавоны*Соя Улучшают состояние костной ткани, особенно в менопаузе Белок Сои* Соя Снижение уровня холестерина

Баланс риска и пользы NO 3 metHb Рак Оксид азота Иммунная защита За и против экспозиции нитратов За и против потребления овощей Овощи Аллергены Антинутриенты Загрязнители Макро и микронутриенты Вытеснение «не здоровой» пищи рискпользарискпольза

Взвешивание риска и пользы Овощи – 400 г Превышение экспозиции нитратов из овощей, к сожалению, может привести к нежелательным эффектам для здоровья Положительные эффекты потребления овощей превалируют нитраты рискпольза

СЛАГАЕМЫЕ ЗДОРОВОГО ПИТАНИЯ Ассортимент пищевых продуктов (рынок) Ассортимент пищевых продуктов (рынок) Доступность пищевых продуктов (карман) Доступность пищевых продуктов (карман) Знания и умение построить здоровое питание (образование) Знания и умение построить здоровое питание (образование)

Образовательные программы по вопросам здорового питания для населения

Федеральные и региональные программы КОНЦЕПЦИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОЛИТИКИ В ОБЛАСТИ ЗДОРОВОГО ПИТАНИЯ

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