Гени харчування, навколишнього середовища та здоров’я людини; Повний текст харчування
Поліпшення здоров'я людей, які споживають занадто багато або занадто мало калорій або неадекватний рівень мікро- та макроелементів, залишається головною проблемою для сучасного світу. Прогнозується, що забезпечення свіжих та здорових харчових продуктів у стійкий спосіб для майбутніх поколінь ускладниться, оскільки населення Землі розростається та старіє, хронічні захворювання зростають через ожиріння, а місцеве та глобальне середовище змінюється прискореними темпами. Дослідження харчування повинні відігравати важливу роль у наданні рекомендацій, що базуються на фактичних даних, політикам, сільськогосподарському співтовариству та широкій громадськості для вирішення викликів, які очікуються в найближчі десятиліття.
Спільнота дослідників дієтології зробила значний внесок у фактичне усунення дефіциту поживних речовин, який спричиняє, наприклад, авітаміноз, рахіт, пелагру та цингу. Успіх цих втручань сприяв переконанню, що окремі або кілька мікроелементів можуть полегшити або усунути зростання та когнітивні порушення або запобігти розвитку інших хронічних захворювань, таких як ожиріння та діабет. Крім того, у багатьох дослідженнях харчування надто мало учасників, вони вимірювали та аналізували обмежений набір молекулярних показників та фенотипових кінцевих точок, не мали генетичного аналізу та були географічно специфічними з недостатнім аналізом факторів навколишнього середовища, які можуть впливати на фізіологію. Як правило, дослідження проводились незалежно від інших втручань з різними конструкціями або кінцевими точками, що перешкоджає отриманню знань для поліпшення або підтримання здоров'я у різних генетичних чи культурних популяціях, а також для споживачів та пацієнтів як окремих людей. Станьте свідками епідемії діабету, ожиріння та інших захворювань, пов’язаних із способом життя, тоді як майже 1 мільярду людей не вистачає якісного харчування для досягнення повного фізичного та когнітивного розвитку.
Тематична колекція системного харчування висвітлює огляди, приклади досліджень системного харчування та розширення системного аналізу від вимірювань в організмі до всього ланцюга поживних речовин від ґрунту до вилки (http://tinyurl.com/onosror).
Дослідження системного харчування за своєю суттю визнають, що навколишнє середовище впливає на біологічну систему. Вимірювання змінних показників навколишнього середовища, як правило, обмежувалося дієтою, а іноді відбирали інші змінні способу життя, такі як активність. На якість поживних речовин значний вплив мають ґрунти та клімат, де вирощують їжу та як і де її транспортують та зберігають. Доступність їжі та ціна також по-різному впливають на споживання поживних речовин у соціально-економічному спектрі. Крім того, система виробництва продуктів харчування є глобальною, і кожен із цих факторів окремо та інтерактивно впливає на наше місцеве харчове середовище. Зростаюче усвідомлення того, що зміна клімату та приріст населення вже кидає виклик нашій здатності виробляти достатньо поживної їжі зараз і протягом наступних десятиліть, виявило необхідність пов’язувати основні дослідження харчування з мережею системи продовольчого забезпечення (Kaput et al. 2015).
Концептуальні та методологічні основи системного харчування розглянуті щодо потреб у мікроелементах для різних генетичних фонів (Монтейро та ін., 2015). Обмежена можливість перекладу даних на рівні популяції для окремих людей підкреслює важливість експериментальних конструкцій, зосереджених на n-of-1 як доповнення до типових експериментальних конструкцій для випадку/контролю. Різні реакції на мікро- та макроелементи виникають внаслідок взаємодії окремих генетичних складів, що зазнають різного впливу навколишнього середовища - люди можуть, і зазвичай роблять, по-різному реагувати на одне і те ж харчове втручання.
Системне мислення та підходи повинні застосовуватися до континууму здоров'я до хвороб. Чжао та ін. описати застосування інтеграції оміків до досліджень діабету 2 типу (Zhao et al. 2015). Хімічні речовини в дієті змінюють транскриптомічний, протеомічний, метаболомічний, епігенетичний та мікробний профілі, як це було показано в дослідженнях на людях та тваринах. Ключовою проблемою системних підходів є інтеграція даних для отримання результативних результатів як для здорових, так і для хворих людей.
Біологічні процеси динамічні, і тому основні мережі змінюються залежно від введення в систему. Дероус та ін. застосував мережеве моделювання як потужну платформу для інтеграції та видобування даних та знань для всебічної характеристики адаптації жирової тканини білого миша до дієти з високим вмістом жиру, що охоплює від глобальних аспектів до механістичних деталей (Derous et al. 2015). Була побудована і функціонально проаналізована тришарова модель мережі взаємодії, що включає збагачені біологічні процеси, пов'язана з транскрипційними регуляторами всередині мережі, і мережа була пов'язана зі змінами фізіологічних параметрів. Отримана база знань дала нові механістичні уявлення про контроль апетиту, патологію, спричинену високим вмістом жиру, та підказки до стратегії втручання для ефективної боротьби з надлишком харчових жирів.