Barabási Albert-László már tavaly októberben a Portfolio-nak adott interjújában előrevetítette, hogy az egyik új kutatási területe annak vizsgálata, hogy a környezeti hatások hogyan befolyásolják az egészségünket. Azt is elárulta, hogy a laborban azon dolgoznak, hogy megpróbálják megérteni, hogy az élelmiszer, amit megeszünk és amelyekben 27 ezer különféle molekula lehetséges, hogyan kapcsolódnak be a sejthálóba molekula szintjén és hogyan befolyásolják ezen a kémiai mechanizmuson keresztül az egészségünket. „Ez a dolog részben arról szól, hogy mi tekinthető egészséges élelmiszernek és miért, mi lényegében ezzel foglalkozunk a kutatás során” – avatott be bennünket a professzor, aki a napokban megjelent Nature publikációjában útnak indította a széles nyilvánosság előtt is ezt a nagy hatású sorozatot.
Így kezdték el
Másik két szerzőtársával, Giulia Menichetti és Joseph Loscalzo kutatókkal közösen megírt cikkét azzal kezdi, hogy felhívja a figyelmet: csupán 150 táplálékösszetevő esetében ismerjük az étrendünk egészségre gyakorolt hatását. Az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériuma és más nemzeti adatbázisok ugyanis csak ennyi összetevőt vizsgálnak és katalogizálnak.
Fontos ennek a 150 összetevőnek az egészségtudományban betöltött szerepe, hiszen ezek segítségével ismerjük a kalória, a cukor, a zsír, a vitaminok és más táplálkozási összetevők szerepét a betegségek kialakulásában, azonban ezek csekély részét képezik annak a 27 ezer különálló, jól meghatározható biokémiai anyagnak.
Ezek jelen vannak az ételeinkben és ezáltal – többek ezek közül dokumentáltan – befolyásolják egészségi állapotunkat. Rendszerszintű vizsgálat keretében azonban még nem mérték, hogy az egyes élelmiszerekben megtalálható ilyen összetevők pontosan milyen hatást fejtenek ki. A gépi tanulásnak, a biokémiai anyagok nagy felbontású könyvtárának köszönhetően azonban étrendünk a teljes biokémiai spektrumon tanulmányozható, és ezzel új lehetőségek nyílnak annak megértésében, hogy valójában mit viszünk be a szervezetünkbe étkezés közben és ezek hogyan befolyásolják szervezetünk egészségét és a betegségeket.
A szerzők úgy vélik, hogy Jean Anthelme Brillat-Savarin „az vagy, amit megeszel” 1826-os nagy horderejű kijelentése ma is, a modern orvostudomány idején is megáll. Már csak az a kérdés, hogy tudjuk-e, mit eszünk.
Ha pedig a Barabási és kutatótársai által felvillantott számokat olvassuk, akkor biztosak lehetünk abban, hogy nem tudjuk. Példaként a fokhagymát hozzák fel. Az illetékes amerikai minisztérium 67 táplálékösszetevőt nevesít a fokhagyma esetében, azonban a fokhagyma-szegfűszeg 2306 kémiai komponenst tartalmaz, köztük olyan összetevőt, amely a kardiovaszkuláris betegségek esetén védőhatással rendelkezik. A legátfogóbb adatbázis az élelmiszerek összetevőire a FooDB nevű adatbázisban található, amely 26 625 különálló biokémiai anyag jelenlétét azonosította az élelmiszerekben és várhatóan ez a szám csak tovább fog növekedni a jövőben.
EZT A KIVÉTELES KÉMIAI SOKSZÍNŰSÉGET NEVEZIK A KUTATÓK A TÁPLÁLKOZÁS SÖTÉT ANYAGÁNAK, UGYANIS EZEKNEK A VEGYI ANYAGOKNAK A NAGY RÉSZE LÁTHATATLAN MIND AZ EPIDEMOLÓGIAI VIZSGÁLATOK, MIND PEDIG A NAGYKÖZÖNSÉG SZÁMÁRA.
Honnan származik ez a figyelemreméltó kémiai sokszínűség? – teszik fel a kérdést a szerzők. És itt példaként hozzák fel a növényeket, amelyeket evolúciós szempontból különösen gazdag kémiai összetétel jellemez. A növények védekezése időnként mechanikus, de túlnyomórészt kémiai, a szagok, ízek és megjelenésen keresztül. Ezek a kémiai védekezések kiterjedt másodlagos anyagcserét igényelnek, melynek során flavonoidok, terpenoidok és alkaloidok széles skálája jön létre. A szerzők szerint a másodlagos metabolitok száma meghaladhatja a 49 ezer vegyületet, ami azt jelzi, hogy a 26 ezerre becsült biokémiai anyag alulbecsli az élelmiszerek valódi összetettségét.
A szakértők arra mutatnak rá, hogy a növények a legtöbb esetben akár 2000 kémiai összetevőt is tartalmazhatnak és bár ezeknek az anyagoknak a jelenlétét nagyrészt azonosították az élelmiszerekben, az nem ismert, hogy milyen koncentrációban vannak jelen egy-egy adott ételben. Ennek felkutatása érdekében egy FoodMine nevű bányászprogramot dolgoztak ki, hogy az élelmiszerek biokémiai összetételére vonatkozó tudományos irodalmat feltérképezzék. Miután ezt a programot lefuttatták, azt találták, hogy kivételesen alapos információk találhatók meg az egyes élelmiszerek összetevőiről. A rengeteg irodalmi és tudományos forrásban talált adatok rendszerezéséhez szükség volt arra, hogy megjelenjenek a nagyteljesítményű eszközök.
Mit okoznak az élelmiszerek?
A szerzők szerint természetesen indokolt a már jól ismert táplálkozási összetevők (cukor, só, fehérje, zsír) alapos feltérképezése, mivel ezek mindegyike fontos szerepet játszik az egészségben és betegségben. Azonban arra is felhívják a figyelmet, hogy számtalan olyan dokumentált eset van, amikor az egészségügyi hatások összefüggésbe hozhatóak nem nyomon követhető anyagokkal.
Itt kitérnek arra a példára, amit Barabási Albert-László már a tavalyi interjújában megemlített:
„A vörös hús fogyasztása TMAO molekula termeléséhez vezet, akinek magas a vérében a TMAO molekula tartalma, az 40 százalékkal nagyobb valószínűséggel hal meg például szívbetegségben. Viszont ha fokhagymát eszünk a hús mellé, akkor a baktériumokban leblokkolja azokat a mechanizmusokat, amelyeken keresztül a TMAO molekula termelődik és bejut a vérünkbe”.
A kutatásban most úgy fogalmaznak, hogy legalább hat biokémiai összetevő befolyásolja a TMAO termelésünket: L-carnitine, choline, TMA, allicin és 3,3-dimethylbutan-1-ol (DMB). Ezek közül azonban ma hivatalosan csak az egyiket követi az amerikai étrend-adatbázis.
Maradva a fokhagymánál kiemelik: 37 táplálkozási összetevője kapcsolható össze bizonyos betegségek kialakulásával a toxikogenómiai vizsgálat alapján. Az is bizonyított ugyanakkor, hogy a fokhagyma B1-, B6-, C-vitamint, valamint ásványi anyagokat tartalmaz és ezek mind olyan tápanyagok, amelyek hiánya esetén nagyobb eséllyel betegszünk le.
Hangsúlyozzák: az élelmiszerek összetevőinek 99%-át nem követik nyomon a nemzeti adatbázisok, pedig ezeknek lényeges hatásuk lenne az egészségünkre.
A fel nem fedezett saját táplálkozási sötét anyag egészségre gyakorolt hatása emiatt nagyrészt ismeretlen.
Mindezek ismeretében a cél nem lehet más, mint az általunk fogyasztott élelmiszerek teljes kémiai összetételének szisztematikus feltérképezése. Ez minden bizonnyal költséges mutatvány, azonban a mára elérhetővé vált technológiák (big data, mesterséges intelligencia) ezt nagy mértékben felgyorsíthatják.
Meglátásuk szerint hasznos lenne egy étkezési vonalkód elkészítése minden emberre, amit a személyes preferenciák és fogyasztások határoznának meg. Ha a táplálkozási vonatkódot, az egyéni genetikai variációkat és az egészségi történetünket össze tudjuk kapcsolni digitálisan, egyetlen platformon, akkor nyomon lehet követni a táplálkozás szervezetre gyakorolt hatását.
Végső soron az sem kizárt ezzel az újfajta megközelítéssel, hogy az életmód megváltoztatásával az erős genetikai hajlamokkal rendelkező egyének csökkenthetik egyes (genetikai adottságok alapján valószínűsíthető) betegség kialakulásának esélyét.
Csiki Gergely
CHARON INSTITUTE 