Вимірювання дієтичного впливу є складною проблемою, яку можна подолати завдяки метаболоміці

Гаел Фаве

1 Науково-дослідний центр з питань харчування людини, Інститут старіння та здоров'я, Університет Ньюкасла, Фрамлінгтон-Плейс, Ньюкасл-апон-Тайн, NE2 4HH Великобританія

М. Е. Бекманн

2 Інститут біологічних, екологічних та сільських наук Університету Аберіствіт, Аберіствіт, Кередігіон, SY23 3DA Великобританія

Дж. Х. Дрейпер

2 Інститут біологічних, екологічних та сільських наук, Університет Аберіствіт, Аберіствіт, Цередігіон, SY23 3DA Великобританія

J. C. Mathers

Анотація

Вступ

Дієта є важливим фактором впливу навколишнього середовища, і багато дієтичних факторів (поживні та неживні речовини) пов’язані із запобіганням захворюванню чи причинним зв’язком [5]. Таким чином, вимірювання звичного споживання їжі є важливою складовою багатьох досліджень, пов'язаних зі здоров'ям, які повинні бути одночасно точними та застосовними до дуже великої кількості осіб, які вільно проживають. Це робить вимірювання дієтичного впливу однією з найскладніших проблем у харчуванні.

Проблеми з вимірюванням дієтичного впливу

Неточне вимірювання впливу дієти може ускладнити або навіть неможливо виявити кореляцію між дієтичним впливом та ризиком захворювання. Хорошим прикладом є подальше дослідження маркерів впливу афлатоксину щодо раку печінки, проведене Цяном та співавторами. Відносний ризик (RR) раку від споживання афлатоксину для осіб з високим вживанням дієти становив лише 0,9 і не був значущим, коли вплив оцінювали за частотою споживання 45 продуктів, але RR становив 59,4 (і дуже значущий) при впливі вимірювали за допомогою біомаркерів у зразках сечі [46]. Обмеження точності та/або точності вимірювань споживання дієти можуть допомогти пояснити суперечливі результати щодо захисної дії мікроелементів, таких як антиоксидантні вітаміни, щодо ризику раку або серцево-судинних захворювань. Наприклад, зв’язок між ризиком раку молочної залози та каротиноїдами, дієтичними ретинолом, вітаміном С та токоферолами залишається невизначеним, про що свідчать суперечливі результати досліджень із використанням, навіть підтвердженого, FFQ [59].

Поява метаболоміки наближається

Їжа містить тисячі сполук, які при травленні та метаболізмі дають початок метаболітам, що містяться в рідинах, таких як кров та сеча. Теоретично, від оцінки метаболітів у цих рідинах слід мати можливість розрізнити, які продукти їли та в яких кількостях. Однак травлення, транспортування, зберігання, метаболізм та виведення харчових компонентів є складним і динамічним процесом, що призводить до безлічі різних метаболітів, присутніх у дуже широкому діапазоні концентрацій. До недавнього часу ця складність означала, що практично неможливо було розробити стратегію оцінки дієтичної експозиції, яка мала б технологічний доступ для вирішення гетерогенності метаболітів і мала достатню здатність справлятися з великою кількістю зразків. Завдяки розробкам як у галузі технологій, так і в галузі біоінформатики на підтримку підходів до метаболоміки, ця ситуація швидко змінюється [20].

Метаболоміка відноситься до всеосяжних та неселективних підходів до аналітичної хімії, що мають на меті надати загальний опис усіх метаболітів, присутніх у біорідині в певний час [7, 14, 23, 29, 55]. Вміст метаболітів у біорідинах можна оцінити за допомогою вібраційних спектрометричних платформ, включаючи ядерно-магнітний резонанс (ЯМР), інфрачервону спектроскопію (ІЧ) або перетворення Фур’є ІК (ФТ-ІР) або за допомогою капілярного електрофорезу, пов’язаного або з виявленням ультрафіолетового поглинання (СЕ-УФ), або до лазерно-індукованого виявлення флуоресценції (CE-LIF). Крім того, існує ряд підходів на основі мас-спектрометрії (МС), деякі з яких не мають хроматографії, наприклад проточна ін'єкційна електророзпилювальна іонізація MS (FIE-MS) та пряма інфузійна MS (DIMS) та інші у поєднанні з хроматографічним етапом для першої спроби відокремити метаболіти перед виявленням, таких як газова хроматографія (GC-MS), рідинна хроматографія (LC-MS) або рідинна хроматографія високого тиску (ВЕРХ-МС). Будь-який з цих хроматографічних етапів може супроводжуватися тандемним МС або ЯМР та МС [55]. Вибір найбільш підходящої технології, як правило, є компромісом між швидкістю, вибірковістю та чутливістю.