Dieta spersonalizowana

Autorzy: Adam Dziki, Michał Fiedorowicz

 

Ludzie tak bardzo różnią się między sobą sposobem reagowania na różne produkty żywnościowe, że nie może być mowy o stosowaniu wobec nich jednej, uniwersalnej diety – do takich wniosków doszli na podstawie badań naukowcy z izraelskiego Instytutu Nauki
Weizmanna: dr Eran Segal i dr Eran Elinav, autorzy książki „Spersonalizowana dieta”.

Nieraz przez to przechodziliście: ktoś znajomy próbuje nowej diety, np. redukuje cukier, zaczyna jeść same warzywa i owoce lub odżywia się tłusto i chudnie! Czuje się znakomicie! Wy próbujecie tej diety i NIC. Albo jest jeszcze gorzej. Dlaczego tak się
dzieje? Ponieważ różni ludzie różnie reagują na TE SAME produkty. Naukowcy z izraelskiego Instytutu Nauki Weizmanna: dr Eran Segal i dr Eran Elinav, autorzy książki „Spersonalizowana dieta” na podstawie kilkuletnich badań doszli do wniosku, że ludzie
tak bardzo różnią się między sobą sposobem reagowania na różne produkty żywnościowe, że nie może być mowy o stosowaniu wobec nich jednej, uniwersalnej diety

Makaron czy awokado?

Ich badania i książka miały swój początek w eksperymentach dr Erana Segala, który biega w maratonach. „Zacząłem zastanawiać czy zmiana tego, co jem, może oddziaływać na lepszą gospodarkę energetyczną w trakcie długich biegów albo poprawić moją prędkość?”
pisze w „Spersonalizowanej diecie”. Dużym szokiem było dla dr Segala odkrycie, że porady dietetyczne, których przestrzegał często nie mają właściwie żadnych naukowych podstaw. Jedną z takich kwestii było tzw. ładowanie węglowodanami, bo węglowodany
to energia. „Przed treningiem jadłem trzy lub cztery talerze makaronu wieczorem w przeddzień biegu, a potem kilka daktyli lub batonów energetycznych rano, przed samym bieganiem. Praktycznie za każdym razem 15-30 minut po treningu byłem niesamowicie
głodny, ale tłumaczyłem to sobie tym, że przecież właśnie spaliłem wszystko, co zjadłem, więc już mam miejsce na więcej. Dlatego jadłem wtedy posiłki jeszcze bogatsze w węglowodany, tkwiąc w przekonaniu, że odpowiadam na potrzeby swojego organizmu”
wyjaśnia badacz. To jednak nie działało. Postanowił p r ze p r o w a d z i ć test i zastąpił węglowodany białkiem i tłuszczem: pewnego wieczoru zamiast makaronu zjadł sałatkę z tahini, awokado i orzechami, a rano wyruszył na swój trzydziestokilometrowy
trening bez zjedzenia. Był kompletnie zaskoczony: podczas biegania czuł się tak samo pełen energii, a po skończonym treningu nie był głodny! Segal postanowił trzymać się diety niskowęglowodanowej. „Udało mi się zgubić zbędne kilogramy, ale przede
wszystkim moje wyniki regularnie się polepszały: w 2013 r. przebiegłem maraton w Paryżu z wynikiem 2:58!” relacjonuje.

Segal zauważył jednak, że wielu znajomych, którzy twardo trzymają się diety opartej na węglowodanach także poprawiają swoje wyniki. „Może to mnie udało znaleźć się optymalną dietę Erana Segala, co nie oznacza, że odkryłem dietę uniwersalną?” zastawiał
się (…) Postanowił „znaleźć sposób, który pozwoliłby na zmierzenie indywidualnych reakcji na spożywane produkty i który obejmowałby indywidualne uwarunkowania genetyczne, indywidualny mikrobiom, parametry kliniczne, takie jak badania krwi, masa,
wiek, a także czynniki określające styl życia, czyli poziom aktywności fizycznej, stresu i rytm snu. Czy taki eksperyment był w ogóle możliwy do przeprowadzenia? Jestem z wykształcenia biologiem obliczeniowym, dlatego najsensowniejsze wydało mi się
podejście do tego problemu z wykorzystaniem uczenia maszynowego i algorytmów, czyli użycie technik, w których duże ilości danych wrzuca się do komputera, a on następnie wyszukuje w nich schematy i powtarzające się zasady” wyjaśnia Segal. Wespół z
innym pracownikiem Instytutu Weizmanna dr Eranem Elinavem, lekarzem, który badał jak nasze interakcje z mikrobami wewnątrz organizmu wpływają na zdrowie stworzył The Personalized Nutrition Project.

7 tysięcy śniadań

W pierwszym etapie The Personalized Nutrition Project naukowcy zrekrutowali ponad 1000 ochotników (od 18 do 70 lat), u których stwierdzono brak cukrzycy typu 2. Około połowa uczestników miała nadwagę, a 25 procent było otyłych, co w miarę dobrze ilustrowało
ogólny obraz populacji w krajach rozwiniętych. Badacze zebrali szereg informacji dotyczących sposobu odżywiania, życia i historii chorób każdego uczestnika, dokonali pomiarów ciała, takich jak wzrost, masa, przeprowadzili też zestaw badań krwi i pobrali
próbkę kału, aby móc zbadać u każdego uczestnika jego mikrobiom. Następnie każdy z badanych przez tydzień nosił podłączony na stałe pod skórą glukometr, który co pięć minut mierzył ich poziom glukozy we krwi. Przy pomocy specjalnej aplikacji badani
prowadzili też dziennik, w którym zapisywali co jedzą, a noszona na nadgarstku opaska mierzyła ich aktywność fizyczną. „Na większość posiłków uczestnicy jedli to, co zazwyczaj, ale jeden z nich (śniadanie) był taki sam dla wszystkich: każdego dnia
rotacyjnie dawaliśmy im więc sam chleb, chleb z masłem, fruktozę w proszku zmieszaną z wodą albo glukozę w proszku zmieszaną z wodą. Pozwoliło nam precyzyjnie porównać reakcje organizmu na to samo jedzenie w ramach badanej grupy” tłumaczą autorzy
„Spersonalizowanej diety”. W trakcie badania zebrali łącznie dane dotyczące prawie 7 tys. śniadań oraz 50 różnych posiłków na każdego uczestnika, co dało razem 50 tys. posiłków na 1000 osób. Wyniki badań opublikowane w prestiżowym magazynie naukowym
„Cell” wywołały wielką dyskusję w mediach – o wynikach napisały o nim m.in. „Time”, „New York Times”, „Independent”, czy „Science” i „Nature”.

A rezultaty? Po pierwsze badacze odkryli, że ludzie RÓŻNIE reagują na TE SAME produkty, a ich poziom cukru we krwi po ich spożyciu nie był jednakowy. Do tej pory uznawano, że indeks glikemiczny – miara stosowana do klasyfikacji produktów żywnościowych
ze względu na ich wpływ na wzrost poziomu cukru we krwi – to wartość uniwersalna, taka sama, w przypadku każdego z nas. Tymczasem okazuje się, że indeks glikemiczny jest wskaźnikiem bardzo indywidualnym. Przykłady? „Dla każdego produktu spożywczego,
który w ujęciu uśrednionym powodował wysoką glikemię poposiłkową (np. pita), były osoby, u których była ona niska. I odwrotnie: dla każdego, który miał z założenia powodować niską glikemię po posiłku (np. ryż), były osoby, u których powodował on skok
cukru” wyliczają badacze. Uczestnik 445 miał skoki cukru po spożyciu bananów, a 644 reagował wzrostem cukru we krwi, po zjedzeniu ciastek. Inna uczestniczka reagowała dobrze na takie zestawy jak jogurt z granolą, ale też lody z colą, a wzrost poziomu
cukru we krwi następował u niej po zjedzeniu winogron lub kanapki z kurczakiem na pełnoziarnistym (!) chlebie. U kolejnej z badanych: otyłej kobiety w średnim wieku, która cierpiała na stan przedcukrzycowy problemem okazał się być pomidory, uważane
za warzywa o niskim indeksie glikemicznym. U tej badanej ich zjedzenie wywoływało gwałtowny skok poziomu cukru we krwi „U tej osoby spersonalizowana dieta nie zawierałaby pomidorów, ale mogłaby zawierać inne składniki, które dla wielu z nas wcale
nie wydawałyby się zdrowe, choć byłyby zdrowe dla niej” – komentował dr Eran Elinav.

Tajemnica tkwi w mikrobiomie

Tajemnica tkwi w mikrobiomie Odpowiedź na pytanie DLACZEGO tak jest, kryła się w jelitach, a konkretnie mikrobiomie – setkach gatunków bakterii zamieszkujących nasz przewód pokarmowy. Miliony tych bakterii nie tylko pomagają trawić spożywane przez nas
jedzenie, przyczyniają się do produkcji witamin z grupy B, niektórych ważnych aminokwasów, a także neuroprzekaźników, w tym serotoniny. Coraz więcej wyników sugeruje, że jelita to nasz drugi mózg, a mikroby wpływają na to, czy mamy depresję, a nawet
na niektóre cechy charakteru.

W jednym z eksperymentów w ramach projektu The Personalized Nutrition Project, 20 uczestników eksperymentu podzielonych na dwie grupy spożywało przez tydzień różne gatunki pieczywa: jedna grupa chleb biały, druga chleb pełnoziarnisty. Po dwutygodniowej
przerwie nastąpiła zamiana i grupy żywiły się przez tydzień innym rodzajem chleba. W tym czasie sprawdzano ich poziom glukozy we krwi. Okazało się, że wbrew początkowym założeniem u połowy badanych poziom cukru wzrastał bardziej po chlebie pełnoziarnistym
niż po białym. Po analizie mikrobiomu naukowcy doszli do wniosku, że za wzrost poziomu cukru we krwi odpowiada obecność konkretnych bakterii w jelitach. „Zaobserwowaliśmy wiele ciekawych tendencji związanych z konkretnymi bakteriami. Na przykład:
wyższy poziom bakterii Parabacteroides distasonis był powiązany z wyższą glikemią, podczas gdy wyższy poziom bakterii Bacteroides dorei – z niższą. W przypadku niektórych szczepów bakterii już wcześniej odkryto korelację ze słabą kontrolą poziomu
cukru we krwi, jak również z zagrożeniem otyłością, insulinoopornością i uszkodzeniem profilu lipidowego (takim jak wysoki cholesterol). Te powiązania generalnie były widoczne również w naszym badaniu. Na przykład Eubacterium rectale, bakteria, która
może fermentować węglowodany i błonnik w celu produkcji pożytecznych dla organizmu metabolitów, wykazywała zazwyczaj powiązanie z niską glikemią poposiłkową. Natomiast bakterie powiązane z otyłością, Parabacteroides distasonis i Bacteroides thetaiotaomicron,
wykazywały generalnie korelację z wyższą glikemią poposiłkową” wyliczają autorzy książki „Spersonalizowana dieta”.

Algorytmem w cukrzycę

Na tym badaniu projekt się nie zakończył; na bazie zebranych wyników badacze opracowali algorytm, który precyzyjnie, w oparciu o 137 czynników: m.in. mikrobiom i testy krwi danej osoby, określa reakcję poszczególnych osób na poszczególne produkty, nawet
zanim dana osoba ich spróbuje. Algorytm okazał się zdumiewająco skuteczny: gdy przetestowano go na kolejnych 100 uczestnikach badania – porównanie zakładanego wzrostu poziomu cukru we krwi na konkretne produkty z faktycznym wzrostem, mierzonym gleukometrem
dało współczynnik korelacji na poziomie 0,68. „Nasz algorytm był w stanie przewidzieć wynik glikemii poposiłkowej znacznie dokładniej niż metoda liczenia węglowodanów” piszą autorzy książki: ta ostatnia metoda dała współczynnik korelacji na poziomie
0.38.

Czy ten algorytm mógłby pomóc ułożyć spersonalizowaną dietę, która unormowałaby u każdego chętnego poziom glukozy we krwi? – zastanawiali się badacze. Aby to sprawdzić zrekrutowali 26 nowych uczestników, w większości osoby ze stanem przedcukrzycowym (jest
to stan, który można odwrócić za pomocą odpowiedniej diety). Poprosili algorytm o ułożenie dwóch diet dla każdej z tych osób. „Jedna, którą nazwaliśmy „złą dietą”, zawierała posiłki podnoszące poziom glukozy we krwi, druga – „dobra dieta” – miała
za zadanie ten poziom obniżać. Uczestnicy dostali za zadanie trzymać się każdej z tych diet przez tydzień. Oba warianty diety miały jeden punkt wspólny – wszystkie śniadania, lunche, kolacje i przekąski miały taką samą wartość kaloryczną. Każdy z
uczestników dostał swoją spersonalizowaną dietę opartą na algorytmie. Co ciekawe, czasem te same produkty u jednej osoby były częścią złej diety, a u drugiej – tej dobrej” piszą badacze. Np. u jednego z uczestników na liście produktów w „dobrej” diecie
były lody i pita, a na złej muesli, sushi, czekolada i kawa (u innych mogło być na odwrót).

Rezultaty były zaskakujące: w tygodniu „złej diety” u uczestników obserwowano wysokie skoki cukru po jedzeniu, w tygodniu z dobrą dietą, glikemia poposiłkowa pozostała całkowicie normalna – przez cały tydzień nie pojawił się nawet jeden skok cukru. „Jesteśmy
przekonani, że gdyby ten uczestnik jadł zgodnie z dobrą dla siebie dietą (czyli w jego przypadku tą z lodami) przez kilka tygodni dłużej, miałby szansę cofnąć swój stan przedcukrzycowy” piszą autorzy „Spersonalizowanej diety”.

Badacze kontynuują swój projekt, zachęcając równocześnie, by samemu spróbować sprawdzić, co w naszym przypadku działa, a co nie (do badania wystarczy zwykły glukometr, którym będziemy badać sobie poziom cukru we krwi w ciągu dnia). „Jeśli jakaś dieta
u ciebie nie działała, mogła być po prostu dietą nie dla ciebie. Twoje (porażki) odchudzania z przeszłości mogły wcale nie być twoją winą – mogło być tak, że dieta nie działała tylko dlatego, że nie była dopasowana do twoich indywidualnych parametrów”
przekonują.

DLA GŁODNYCH WIEDZY: Eran Segal, Eran Elinav, Spersonalizowana dieta, Grupa Wydawnicza Relacja, 2018