НУТРИЦІОЛОГІЯ

НУТРИЦІОЛОГІЯ (пізньолат. nutritio — харчування, пожива + logos — слово) — один із напрямків науки про харчування людини і тварин (див. Харчування). Н. — інтегративна наука, яка вивчає поживні речовини та інші компоненти, що містяться у продовольчій сировині та продуктах харчування, їх дію і взаємодію, роль у підтримці здоров’я або виникненні захворювань, процеси споживання продуктів харчування. Н. досліджує мотиви вибору їжі людиною і вплив цього вибору на її здоров’я. Стосовно людини основне завдання Н. — забезпечення раціонального харчування, здатного впливати на регуляцію обмінних процесів і нормалізувати функції окремих органів і систем (див. Раціональне харчування). Об’єктом Н. є джерела надходження поживних речовин та БАР: продовольча сировина для виробництва харчових продуктів з природним складом нутрієнтів, натуральні продукти із зміненим хімічним складом, нутрицевтики, еубіотики і парафармацевтики, необхідні для корекції стану та функцій організму здорової, хворої людини або людини у стані передхвороби.

Нутрієнти — складові частини натуральних харчових продуктів, які організм використовує для побудови, оновлення та нормального функціонування органів, тканин і клітин, а також як джерело енергії для виконання роботи і забезпечення життєдіяльності організму в період спокою. Серед них виділяють макро- і мікронутрієнти. Макронутрієнти, або основні харчові речовини, — білки, жири й вуглеводи, необхідні в десятках грамів, при асиміляції виділяють енергію для виконання всіх функцій організму. Менша їх кількість бере участь у процесах побудови клітин, тканин, для синтезу ферментів та інших фізіологічно активних сполук. Мікронутрієнти, або так звані мінорні фізіологічно активні речовини, необхідні організму в малих кількостях; вони беруть участь у засвоєнні енергії, регуляції функцій і здійсненні процесів росту й розвитку організму. До мікронутрієнтів належать окремі амінокислоти харчового походження, участь яких у регуляції функцій органів і систем доведена численними дослідженнями; есенціальні жирні кислоти (див. Вищі жирні кислоти), вітаміни та провітаміни, мінеральні речовини (див. Мікроелементи), харчові волокна (див. Харчові волокна), а також різні органічні сполуки, характерні для натуральної продовольчої сировини рослинного і тваринного походження. Доказовою медициною визнано, що основні продукти обміну речовин та їх найближчі попередники мають значний фізіологічний вплив на здоров’я людини. Дефіцит поживних речовин і біологічно активних компонентів у раціоні знижує резистентність організму до шкідливого впливу довкілля (мальадаптація, від грец. malus — поганий), спричиняє імунодефіцитні стани, порушує функції систем антиоксидантного захисту, підвищує ризик розвитку поширених захворювань та перехід їх у хронічну форму (хвороби цивілізації), знижує якість життя та ефективність лікувальних заходів. До хвороб цивілізації, які виникають, лікуються або гальмуються за допомогою зміни харчування, належать метаболічний синдром, повнота, ожиріння, серцево-судинні та стрес-зумовлені захворювання, новоутворення, катаракта, діабет, карієс, жовчно- та сечокам’яна хвороба, остеопороз, алергія, артрит, недокрів’я, безпліддя, алкоголізм, дисбіоз, функціональний запор тощо.

Нутрицевтики — ідентичні природним хімічні речовини тваринного, рослинного, синтетичного або біотехнологічного походження, одержані у промислових масштабах та призначені для вживання одночасно з їжею або введення у склад харчових продуктів, а також звичайні компоненти їжі (жирні олії з великим вмістом поліненасичених жирних кислот, інулін, харчові волокна, фітоестрогени тощо). Мета вживання нутрицевтиків — ліквідація дефіциту есенціальних харчових речовин, підвищення імунітету та резистентності організму, спрямована зміна метаболізму речовин, зв’язування та виведення ксенобіотиків і, як наслідок, профілактика хвороб цивілізації. Для нутрицевтиків існують вищі добові норми вживання: вміст вітамінів A, D, B₁, B₆, B₁₂, ніацину, фолієвої кислоти, пантотенової кислоти тощо.

Парафармацевтики (ПФ) — добавки до їжі, які застосовують з метою регуляції функціональної активності клітин, окремих органів і систем у фізіологічних межах, у т.ч. нервової системи та мікробіоценозу ШКТ; для одержання ефектів імуномодуляції та адаптації до змінених або екстремальних умов життя, покращання стану хворих онкологічного профілю. До складу ПФ входять: мінорні кількості органічних кислот (бурштинової, яблучної, гідроксилимонної та ін.), флавоноїди, кофеїн, біогенні аміни, олігопептиди (напр. пептиди, які забезпечують специфічні міжмолекулярні взаємодії з промоторними ділянками генів, присутні як фрагменти в складі таких поліпептидів, як інтерлейкіни, цитостатин, тиреоглобулін та ін.), лектини, олігосахариди; фенольні сполуки із специфічним біологічним впливом на різноманітні функції окремих метаболічних систем та організму в цілому (гідрохінон, арбутин, гідроксикоричні кислоти, оксикумарини та ін.); різні групи флавоноїдів (флавоноли та їх глікозиди — кемпферол, кверцетин, рутин та ін., флавони — лютеолін, апігенін тощо, флавонони — нарингенін, гесперидин та ін. дигідрофлаваноли, проантоціанідини, катехіни тощо), фізіологічні функції яких різноманітні та важливі для зниження ризику розвитку багатьох поширених захворювань (див. Кислоти гідроксикоричні, Кумарини, Флавоноїди, Рутин); індол-3-карбіноли, найважливішою функцією яких є регуляція активності ферментів першої та другої фаз метаболізму ксенобіотиків і протекторна роль щодо деяких форм онкологічної патології; інші БАР харчових рослин, тварин, одноклітинних мікроорганізмів: бета-ситостерини, ізофлавони, ізотіоціанати, хлорофіл, гіперицин (див. Звіробій), глюкозаміни, хітозан (див. Хітин), хондріотинсульфат, а також усі властиві рослинам вторинні метаболіти: глікозиди, терпеноїди, стероїди, алкалоїди тощо. Більшість із них була об’єктом дослідження лише у фармації і вважалася ЛП (вітаміни, адаптогени, імуностимулятори та ін.).

Біотиками називають хімічні речовини зовнішнього походження, які входять до біотичних структур і систем організму й не тільки беруть участь у фізіологічних процесах, але й нормалізують їх, підвищують опірність організму до дії шкідливих агентів і, як правило, виступають у ролі біологічних каталізаторів. До біотиків можуть бути віднесені мікроелементи, вітаміни, а в певних випадках і деякі макроелементи (напр. залізо, кальцій, сульфур). Еубіотики — живі або висушені бактеріальні культури кишкових симбіонтів, таких як біфідо- та лактобактерії, пивні та пекарські дріжджі, а також їх комбінація з рослинними компонентами. Розрізняють пробіотики, пребіотики та синбіотики. Пробіотики — засоби, що відновлюють мікробіоценози. За визначенням ВООЗ, це живі мікроорганізми, застосовані в адекватних кількостях для оздоровлення людини. На Всесвітньому гастроентерологічному конгресі (Монреаль, 2005) пробіотики визначено як препарати на основі кишкових коменсалів, здатних здійснювати біологічний вплив на організм хазяїна завдяки регуляторним та тригерним (пусковим) властивостям. Пробіотики вживають із метою підтримки і регулювання фізіологічної рівноваги нормальної мікрофлори кишечнику і усунення її дефіциту. Загальновизнана провідна роль анаеробних мікроорганізмів (біфідо- і лактобактерій, архебактерій, еукаріотичних організмів) у підтримці здоров’я людини. В експериментах на тваринах продемонстровано вплив мікробіоти ШКТ практично на всі фізіологічні, метаболічні, молекулярно-генетичні та поведінкові процеси, функції та реакції. Цьому питанню присвячена велика кількість наукової літератури. Пребіотики — вуглеводи, які не розщеплюються у верхніх відділах ШКТ, та інші продукти, що є джерелом харчування для нормальної мікрофлори кишечнику. До пребіотиків належать фруктозо- і галактозоолігосахариди, інулін, лактулоза, лак тіол, харчові волокна тощо. Пребіотики стимулюють відновлення симбіотичної мікрофлори травного тракту і займають певну нішу в терапії й профілактиці дисбіотичних порушень (див. Харчові волокна). Синбіотики та метабіотики — лікувально-профілактичні препарати, які містять пробіотики разом з пребіотиками або мікробними метаболітами, тобто пробіотичні мікроорганізми разом із субстратом для їх розмноження. Сучасними засобами, які використовуються для формування, збереження та корекції мікробіоти людини, є метаболіти симбіотичних мікроорганізмів, структурні компоненти клітин симбіотичних бактерій, мікроекологічна інженерія. Дозу еубіотиків визначає лікар залежно від характеру захворювання і виду терапії. Неадекватне їх застосування може викликати серйозні порушення стану людини. Для есенціальних поживних речовин, що не виробляються у самому організмі, установлюють мінімальну потребу так, щоб не виникали явища недостатності. Регламентується вміст фізіологічно активних речовин та БАР: для нутрієнтів (нутрицевтиків) він не повинен перевищувати рекомендовану добову потреб, а у складі ПФ — бути не більшим за терапевтичну дозу. Рослинна сировина або її компоненти, що входять до складу дієтичних продуктів, повинні мати дозвіл на застосування їх у харчовій промисловості або відповідати вимогам ДФУ, закордонних фармакопей, іншої нормативної документації. Основним методологічним принципом експериментального вивчення ПФ є оцінка радіопротекторної, імуномодулюючої, антиоксидантної, адаптогенної дії або здатність підвищувати резистентність до інфекцій (схема).

На фармацевтичному та продовольчому ринках реалізується 3 класифікаційні групи товарів, які підпадають під визначення нутрицевтиків або ПФ. Це ДД, СХП та функціональні харчові продукти (див. Дієтичні добавки), які містять подрібнену ЛРС, екстракти з неї або природні сполуки. Вказані продукти харчування, основою яких є ЛРС, рослинні екстракти або природні компоненти їжі, рекомендуються практично здоровим людям, особам у стані передхвороби, пацієнтам з послабленим імунітетом та хворим. Спеціальні та функціональні харчові продукти реалізуються переважно через торговельну мережу, а ПФ, тобто ДД, — через аптеки. Лікарями-дієтологами запропоновано загальні принципи використання цих продуктів. Принцип системності і функціональності. Усі регулюючі та лікувальні дії повинні мати комплексний характер, бо в організмі існує зв’язок між харчуванням та регуляцією тканинного катаболізму і роботою регулюючих систем, у першу чергу — ЦНС. Принцип етапності. На ранніх стадіях захворювання поєднане харчування та вживання ДД є головними факторами у запобіганні подальшому розвитку хвороби або зменшенню її проявів. Принцип адекватності. Необхідно обирати ДД з урахуванням характеру захворювання, особливостей перебігу, враховувати наявність ускладнень, чітко уявляти спектр терапевтичної дії кожного нутрицевтика у складі дієтичних продуктів харчування. Синдромальний принцип. Принцип оптимальних доз. Наведені принципи використовує й фітотерапія, але внаслідок промислового виробництва ДД порушується провідний принцип дієтичного харчування і фітотерапії — індивідуальний підхід до пацієнта (див. Фітотерапія). Тому усі продукти, наведені у схемі, повинен призначати лікар або фахівець з лікувального харчування. Про це свідчить і рівень регулюючого впливу компонентів їжі на організм: молекулярний — реплікація генів, синтез РНК, трансляція генетичної інформації; клітинний — синтез енергії і білка у мітохондріях та рибосомах, транспорт та метаболізм субстратів, проміжних та кінцевих продуктів на поверхні клітин та мембран; внутрішньоклітинний — процеси у цитоплазмі, де функціонує ядро, органоїди та включення; позаклітинний — здійснення безлічі метаболічних реакцій, інформаційних взаємодій та обміну у міжклітинному матриксі, де локалізовані капіляри, нервові закінчення, проходять транспортні міжклітинні шляхи; рівень окремих тканин, органів та організму у цілому. Напр., регуляція експресії генів може здійснюватися нутрієнтами з функціональною активністю (поліненасичені жирні кислоти, іони феруму та селену), різними рослинними компонентами й метаболітами компонентів їжі (стероїди, флавоноїди, ейкозаноїди, ретинол), субстанціями, що виникають у харчових продуктах під час виготовлення їжі, напр. гетероциклічні аміни; кінцевими продуктами метаболізму нутрієнтів симбіотичною мікрофлорою (леткі жирні кислоти), їх комплексами один з одним або з різними гормонами, напр. жирних кислот з гормоном щитоподібної залози. Між конкретними харчовими субстанціями та детермінантами, відповідальними за молекулярно-генетичні чи метаболічні зміни у клітинах, їх диференціацію й апоптоз, певні фізіологічні функції організму і, в кінцевому результаті, здоров’я людини, існує безліч взаємодій. Знання взаємодій, у т.ч. на молекулярному й генетичному рівнях, забезпечує наукову базу для обґрунтованих рекомендацій з використання відповідних харчових продуктів (нутрицевтиків та ПФ) з метою збереження фізичного й психічного здоров’я та зниження ризику захворювань.

Н. виникла на межі наук про харчування, фармакогнозії та фармакології, а її здобутками користуються гігієна харчування, броматологія й трофологія (див. Броматологія, Лікувальне харчування). Н. використовує, крім наведених, принципи дієтології (напр., вітаміни і мікроелементи застосовуються у терапії захворювань, пов’язаних із дефіцитом цих компонентів в організмі), залучає багато принципів і понять патофізіології, біохімії, біофізики, фармакології, що стосуються регуляції та оптимального функціонування систем і органів організму людини. Відомості щодо природних джерел нутрієнтів, складу ЛРС і деяких продуктів тваринного походження надає фармакогнозія (див. Фармакогнозія). Н. має декілька практичних напрямків. По-перше, Н. пов’язана з виробництвом, організацією постачання і споживання харчових продуктів, що є компетенцією гігієни харчування. По-друге, як частина медико-біологічної галузі знань, Н. вивчає компоненти їжі, процеси метаболізму та засвоєння поживних речовин, а також їхню дію на організм з метою складання рекомендацій для індивідуального або лікувального харчування. Цей напрямок одержав назву фармаконутриціологія. Її мета — з’ясування, обґрунтування, створення та застосування ДД до їжі з метою профілактики й підвищення ефективності лікування різних захворювань (див. Дієтичні добавки). Передумовами для розвитку цього напрямку стали успіхи Н. у визначенні будови та ролі окремих компонентів харчування; досягнення біотехнології, які дозволили одержувати в очищеному вигляді фізіологічно й фармакологічно активні компоненти практично з будь-якого біосубстрату; здобутки фармакогнозії, яка досліджує природні джерела мінорних компонентів рослинної сировини, успіхи інших фармацевтичних наук, які розкрили механізми дії й особливості біотрансформації багатьох природних БАС. Нутрігеноміка, один з напрямків Н., що з’ясовує здатність нутрицевтиків змінювати ефекти певних генів еукаріотичних та прокаріотичних клітин в умовах експерименту. За допомогою новітніх методів (микрочип-технологія, перенос генів, кількісна ампліфікація у реальному часі) встановлюється ступінь виразності ефектів в генах під впливом нутрієнтів, які виступають як сигнальні молекули, або у відповідь на стрес від довкілля.

Н. вирішує такі основні завдання: інтеграція з іншими науками про харчування; з’ясування ролі нутрієнтів та еубіотиків у запобіганні захворюванням; ліквідація дефіциту життєво важливих речовин за допомогою раціонального харчування; індивідуалізація харчування; задоволення потреб організму, які змінено хворобами; підвищення неспецифічної резистентності організму; детоксикація (знешкодження та виведення отруйних речовин); удосконалення методів дослідження і стандартизації нутрієнтів, нутрицевтиків та ПФ; токсикологічні, передклінічні та клінічні дослідження, скеровані на поглиблене визначення біохімічних та клітинних ефектів у біологічних системах та фізіологічний вплив ДД до їжі на життєвий цикл; виявлення позитивних та негативних аспектів їх застосування; вивчення харчової поведінки та зв’язок із психічним здоров’ям (апетит, відчуття насичення, когнітивні функції, настрій і життєстійкість; здатність справлятися зі стресом тощо).

Термін «Functional Food» вперше використали нутриціологи Японії у 80-х роках ХХ ст. Він охоплює широке коло харчових продуктів, у т.ч. низькокалорійних та безкалорійних, таких як есенціальні нутрієнти, продукти для контролю маси тіла, продукти, збагачені вітамінами і мікроелементами, енергетичні й спортивні напої, молочні та пробіотичні продукти тощо (див. Дієтичні добавки). Законодавче забезпечення належної якості виготовлення, зберігання, переробки та реалізації спеціальних продуктів харчування здійснює Закон України «Про безпечність та якість харчових продуктів».

 Барановский А.Ю. Болезни нарушенного питания. — СПб, 2007; Гігієна харчування з основами нутриціології / За ред. В.І. Ципріяна. — К., 1999; Голубев В.Н. Пищевые и биологически активные добавки. — М., 2003; Девис А. Нутрицевтика: Питание для жизни, здоровья и долголетия. — М., 2004; Дроговоз С.М. Фармакология на ладонях. — Х., 2007; Закон України «Про безпечність та якість харчових продуктів» // Відомості ВР. — 2005. — № 50; Мартинчук А.Н., Маев И.В., Янушевич О.О. Общая нутрициология. — М., 2005; Пищевая химия / Под ред. А.П. Нечаева. — М., 2004; Покорн Д. Полная энциклопедия лечебного питания / Пер. со словен. — М., 1998; Шендеров Б.А. Функциональное питание и его роль в профилактике метаболического синдрома. — М., 2008.