Книга направлена на систематизацию подходов, методов и экспериментальных данных, которые необходимо использовать для решения задач, возникающих в области цифровой нутрициологии.
Нутрициология — медицинская специальность, изучающая фундаментальные механизмы ассимиляции пищевых и биологически активных веществ в норме и патологии, состояние питания различных групп детского и взрослого населения, качество и безопасность пищевой продукции, включая новые источники пищи и продукцию, полученную с использованием современных био- и нанотехнологий, синтетической биологии, раннюю диагностику, лечение и профилактику алиментарно-зависимых состояний и заболеваний. Целью нутрициологии является повышение качества жизни детского и взрослого населения вследствие формирования оптимальной структуры питания. Совместно с методами математической демографии нутрициология позволяет определить рациональные объемы потребления пищевых продуктов в том или ином регионе, а также в стране в целом.
Задача фундаментальных дисциплин, формирующих науку о питании, состоит в том, чтобы понять роль основных макро- и микронутриентов, а также минорных биологически активных веществ в процессах жизнедеятельности и установить потребность в них как для различных групп населения, так и для отдельных индивидуумов.
Проблемы питания населения в последние десятилетия обращают на себя особое внимание не только представителей разнообразных областей медицины и биологии, но и международных и правительственных организаций. Это обусловлено пониманием негативных последствий для здоровья широкого распространения среди населения нарушений структуры питания, пищевого статуса, приводящих к постоянно увеличивающемуся числу алиментарно-зависимых заболеваний, таких как сердечно-сосудистые, онкологические, сахарный диабет, ожирение, подагра,
остеопороз и др.
В настоящее время получен и накоплен ряд важнейших фактов, по-новому освещающих роль пищевых и биологически активных компонентов в пище. В частности, доказана эссенциальность полиненасыщенных жирных кислот семейств ω-3 и ω-6, определены их оптимальные соотношения в питании здорового и больного человека, доказана полифункциональность и жизненная необходимость пищевых волокон, установлены негативные эффекты насыщенных жирных кислот, трансизомеров жирных кислот, а также добавленных простых углеводов. Расшифрованы физиологическая роль и молекулярные механизмы целого ряда микроэлементов, в частности цинка, селена, меди, марганца, хрома. Накоплены данные по целому ряду других микроэлементов, таких как бор, кремний, ванадий, германий, для которых еще не доказана эссенциальность, но выявлена важная, ключевая роль в целом ряде процессов метаболизма.
Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации (далее — нормы) — уровень суточного потребления пищевых веществ, достаточный для удовлетворения физиологических потребностей не менее чем 97,5% населения с учетом возраста, пола, физиологического состояния и физической активности [1].
Нормы базируются на основных положениях Концепции оптимального питания [2]:
- энергетическая ценность рациона питания человека должна соответствовать энерготратам организма;
- величины потребления основных пищевых веществ — белков, жиров и углеводов — должны находиться в пределах физиологически необходимых соотношений между ними. В рационе питания предусматриваются физиологически необходимые количества животных белков — источников незаменимых аминокислот, физиологические пропорции насыщенных, моно- и полиненасыщенных жирных кислот, сложных и простых углеводов, а также пищевых волокон, оптимальное количество витаминов и минеральных веществ;
- содержание макроэлементов и эссенциальных микроэлементов должно соответствовать физиологическим потребностям человека;
- содержание минорных биологически активных веществ в пище должно соответствовать их адекватным уровням потребления;
- потребление критически значимых пищевых веществ (пищевая соль, сахара, жиры, включая жиры с насыщенными жирными кислотами и трансизомерами жирных кислот) должно быть в пределах рекомендуемых уровней суммарного суточного их поступления с рационом питания.
Первые нормы физиологических потребностей в России были разработаны в 1951 г. для взрослого населения, в дальнейшем (в 1968, 1982, 1991, 2008 гг.) они уточнялись и совершенствовались.
Последний вариант норм физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации утвержден Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации в 2021 г. [2].
В настоящее время активно развиваются такие новые науки, как геномика, протеомика, метаболомика [4, 5], которые занимаются изучением влияния пищевых факторов на гены, информационные рибонуклеиновые кислоты, белки и метаболиты, находящиеся в нашем организме. Они используют новые геномные технологии.
Именно с их применением расшифрована роль целого ряда новых, ранее не учитываемых при оценке питания веществ (различные представители флавоноидов, индольные соединения, пептиды, селен, хром, марганец и др.).
Доказано участие ряда этих соединений в поддержании гомеостаза и регуляции метаболизма в организме человека. Расшифрована их роль, например, как сигнальных молекул, запускающих механизм экспрессии генов, отвечающих за синтез целого ряда жизненно важных ферментов, в первую очередь для защиты организма от неблагоприятных факторов окружающей среды. Это ферменты первой и второй фаз метаболизма ксенобиотиков, антиоксидантной защиты, регуляции апоптоза и др.
В последние годы в нутрициологию введено такое новое понятие, как нутриом [6] — совокупность необходимых алиментарных факторов для поддержания динамического равновесия между человеком как сформировавшимся в процессе эволюции биологическим видом и окружающей средой, направленная на обеспечение жизнедеятельности, сохранение и воспроизводство вида, поддержание адаптационного потенциала организма, системы антиоксидантной защиты, апоптоза, метаболизма, функции иммунной системы.