Оптимальное питание и постоянно меняющиеся типы диет

В течение прошлого века область питания быстро развивалась. Научные работники по вопросам питания и политики в развитых странах переместили фокус своих усилий на борьбу с заболеваниями явного дефицита питательных веществ на новую парадигму, направленную на преодоление условий потребления избыточного количества калорий, сидячего образа жизни и стресса. Достижения в области науки о питании, технологии и производства в значительной степени устраняют болезни вызываемые недостатком питательных веществ, одновременно сталкиваясь с растущими проблемами ожирения, неинфекционных заболеваний и старения. Исследования в области питания прошли необходимую эволюцию, начиная с редукционистского подхода, вызванного стремлением понять механизмы, ответственные за воздействие отдельных питательных веществ на клеточном и молекулярном уровне. В последние годы этот подход значительно расширился и стал более целостным с целью понимания роли питания в более широком контексте диетических моделей. В конечном счете, такой подход приведет к полному пониманию диетического ландшафта — сети взаимодействий между питательными, диетическими, социальными, поведенческими и экологическими факторами — и того, как они влияют на поддержание и укрепление здоровья.



От редукционизма к холизму: эволюция науки о питании

По сравнению с классическими естественными науками (химией, физикой и математикой) наука о питании является относительно новой дисциплиной. В начале двадцатого века проблемы общественного здравоохранения, связанные с питанием, в основном были сосредоточены на инфекционных заболеваниях и болезни вызываемых недостатком питательных веществ, которые в то время были основными детерминантами короткой продолжительности жизни. Для решения этих проблем научная направленность того времени была посвящена витаминам и необходимым минералам для борьбы с последствиями недоедания.

За это время ученые сочли, что отдельные питательные вещества могут вылечить или обратить вспять определенные заболевания. Эта концепция была воспринята в научных и медицинских сообществах, потому что она была проста и основана на трех принципах:

1.    Простая причинно-следственная связь существует между конкретным питательным веществом и конкретным эффектом или болезнью.
2.   Симптомы специфического дефицита питательных веществ могут быть физиологически объяснены с точки зрения роли соответствующего питательного вещества.
3.    Предоставление питательных веществ в рационе может предотвратить и во многих случаях обратить вспять болезнь дефицита.

Эта парадигма подходит для решения тогдашних проблем, связанных с явным дефицитом питательных веществ. Однако в течение ХХ века ситуация быстро изменилась, особенно в развивающихся странах. Проблемы в области общественного здравоохранения и питания, укоренившиеся в дефиците, перешли к проблемам, возникающим в результате избытка. К середине-концу ХХ века основные проблемы общественного здравоохранения перешли от инфекционных заболеваний и недоедания как основной причины смертности к хроническим заболеваниям, связанным с образом жизни. Эти современные проблемы обусловлены сочетанием плохого питания, снижением физической активности, стремительным старением населения, быстрым ростом численности населения, изменением климата и проблемами продовольственной безопасности. Модель редукционистских исследований оказалась недостаточно подходящей для решения этих проблем.



В ответ на растущие проблемы неинфекционных болезней государственные и частные инвестиции в науку и исследования резко возросли и достигли важных и полезных этапов.

Достижения в понимании роли диеты и питания в этиологии хронических заболеваний.
Достижения в области клеточной и молекулярной биологии и биохимии, позволяющие лучше понимать макро- и микроэлементный метаболизм и механизмы действия.
Достижения в выявлении питательных веществ, связанных с хроническими заболеваниями; например, кальция, фолата, витамина D, жирных кислот омега-3 и пищевых волокон.
Достижения в обнаружении, изучении и использовании других биологически активных веществ, обнаруженных в пищевых продуктах, таких как изофлавоны, каротиноиды, антоцианы и катехины.
Достижения в понимании влияния микробиома на иммунитет, ожирение и когнитивную функцию.
Достижения в различных  технологиях: геномика, транскриптомика, протеомика и метаболомика, наряду с эпигенетикой.   

Однако, несмотря на эти достижения, с точки зрения общественного здравоохранения, упор на здоровое питание и образ жизни не имел ожидаемого воздействия. Неравномерная диета и плохой образ жизни стали основными жертвами ранней смерти, совпадающей с глобальной эпидемией ожирения и распространением сопутствующих заболеваний, таких как диабет типа II. Несбалансированность питания, когда адекватность питательных веществ ухудшается, в то время как избыток энергии (калорий) продолжает расти, способствовала парадоксу ожирения в сочетании с недоеданием. Населения полнеет, но при этом  недоедает.

В 1980-х и 1990-х годах наука о питании вступила в эпоху, в ходе которой «волшебная пуля» была найдена с использованием редукционистского подхода. Это называется «жадным редукционизмом»:

    ... в своем стремлении к выгодной сделке, в их рвении объяснить слишком много слишком быстро, ученые и философы ... недооценили все сложности, пытаясь пропустить целые слои или уровни теории в спешке, чтобы прикрепить все надежно и аккуратно к основанию...

Питательные вещества наряду с лекарственными средствами были включены в рандомизированные контролируемые исследования, наиболее заметными были исследования, в которых витамин Е или бета-каротин были даны пожизненным курильщикам и работникам с асбестом, с непродуманной гипотезой о том, что эти питательные вещества могут обратить вспять десятилетия курения или вред асбеста. Стремясь открыть «волшебную пулю», ученые неправильно изучили питательные вещества в лекарственном контексте. В отличие от лекарств, питательные вещества не функционируют изолированно и оказывают благотворное влияние на множественные ткани и системы органов; узкий акцент на единичной или «первичной» оценке результатов не является практическим и не соответствует контексту правильного  питания.

Ученые, придерживающиеся редукционистского подхода в отношении отдельных макро - и микроэлементов, также потратили бесчисленное количество ресурсов, удовлетворяющих потребности в «хороших» и «плохих» питательных веществах. Хорошие включают такие вещества, как антиоксиданты, клетчатка, белок и пробиотики, тогда как плохие это насыщенный жир, рафинированные углеводы, транс-жир, соль и сахар. При изучении воздействия питательных веществ в изоляции были достигнуты преждевременные выводы, что привело к неизбежному «переворачиванию» того, являются ли конкретные питательные вещества полезными или вредными. Это, в свою очередь, привело к огромной растерянности и разочарованию потребителей. Проблема такого редукционистского подхода заключается в том, что при акцентировании конкретных питательных веществ не учитывается, что пищевые компоненты взаимодействуют сложными способами, чтобы порождать возникающие свойства диет, которые не поддаются объяснению на уровне отдельных химических элементов.

В течение этого периода перспективы исследований в области питания изменились от редукционистского подхода, ориентированного на конкретные питательные вещества, до сложной системной научной области. Согласно определению науки о питании для XXI века из Гиссенской декларации, важного международного семинара, организованного Международным союзом наук о питании и Всемирным форумом политики в области здравоохранения: "Наука о питании определяется как исследование продовольственных систем, продуктов питания и напитков, а также их питательных веществ и других составляющих и их взаимодействия между всеми соответствующими биологическими, социальными и экологическими системами".



Исследования в области питания теперь описываются как сфера действия, объединяющая различные дисциплины, в том числе биологию, физиологию, социологию, экономику, политику и окружающую среду. Исследователи теперь призывают к рассмотрению экологической устойчивости при решении вопросов питания, имеющих значение для общественного здравоохранения. Для понимания этих динамичных и тесно взаимосвязанных связей и взаимодействий в настоящее время пропагандируется системный подход, который включает трансдисциплинарные модели обеспечения продовольственной безопасности и безопасности питания. Такой подход направлен на снижение сложности путем выявления ключевых взаимодействий, влияющих на результаты, представляющие интерес. Другими словами, системный подход может помочь выявить общие причинно-следственные факторы, лежащие в основе других, казалось бы, противоположных проблем недоедания и ожирения (население недоедает, но при этом перекормлено), которые происходят с большей регулярностью во всем мире.

К счастью, признание необходимости междисциплинарного подхода к исследованиям в области питания направилось в Федеральную программу исследований в Соединенных Штатах. Национальная карта исследований в области питания, опубликованная Межведомственным комитетом по исследованиям в области питания человека , включает в себя весьма актуальные исследовательские вопросы, направленные на такие области, как поведенческие, образные, социальные, культурные, экономические, профессиональные и экологические факторы, влияющие на выбор продуктов питания. В докладе подчеркивается важность экологической устойчивости и социальных наук, поскольку она относится к поддержанию здорового питания. 

Признание необходимости междисциплинарного подхода к исследованиям в области питания, к счастью, попала в федеральную программу исследований в США. Национальная карта исследований в области питания, опубликованная Межведомственным комитетом по вопросам питания человека, включает в себя весьма актуальные исследовательские вопросы, ориентированные на такие области, как поведение, образ жизни, социальные, культурные, экономические, профессиональные и экологические факторы, влияющие на выбор продуктов питания. В докладе подчеркивается важность экологической устойчивости и социальной науки в том, что касается сохранения моделей здорового питания.   

Технология теперь позволяет использовать небольшие данные на индивидуальном уровне, чтобы управлять персонализацией диет. Карманные переносные устройства помогают потребителям понять их собственное состояние здоровья и питания и сделать выбор. Биомаркеры состояния питания заменяют оценку потребления в качестве основы для выявления диетических пробелов. Рекомендации по здоровым диетам дополняют друг друга, а в некоторых случаях заменяют их на конкретные продукты и питательные вещества. Эти достижения являются частью эволюции от привязки преимуществ для здоровья к конкретным питательным веществам в конкретных дозах для понимания более широкого диетического ландшафта, который влияет на здоровье, включая продовольственную политику, выбор продуктов питания, культуру, окружающую среду, диетические модели, социальные и психологические факторы, дома, на работе и в школе.

Несмотря на ряд проблем и неудач, наука о питании значительно развилась со временем (и будет продолжать развиваться). Научная направленность питания сократилась с помощью редукционистского подхода, а затем (в настоящее время) стала более целостной. В настоящее время признано, что изучение питания включает в себя не только биологию питательных веществ, но и интеграцию других научных дисциплин, включая социальные, политические и экологические науки. Рекомендации и политика в области питания должны продолжать развиваться параллельно с достижениями науки и техники для решения современных проблем общественного здравоохранения.