.
Голянищев М. А.
Харьковский государственный медицинский университет.
Здоровье человека на 50% зависит от его образа жизни, в свою очередь здоровый образ жизни в числе первых принципов включает медицински обоснованный рацион питания, так как 30-40% заболеваний прямо или опосредованно имеют в своей причине нерациональное питание. В современных науках о рациональном питании один из основных компонентов пищи – пищевой протеин – рассматривается с двух позиций: биологическая ценность и степень усвоения пищевого белка [1; 2], - такой подход оставляет без внимания взаимодействия организма человека и белка пищи, обусловленные II, III, IV структурой белка, а также ингредиентами продукта, сопутствующими белковую составляющую. Одновременно с этим, известен ряд фенотипических проявлений онтогенеза о причине которых нет убедительного мнения (аутоимунные процессы, старение, расстройства ВНД и др.). Совокупность приведенных в данной работе сведений литературы указывает на вероятность присутствия причинно-следственной связи между протеином пищи и указанными проявлениями фенотипа. С целью анализа применен более общий критерий оценки – биологическая полезность. Он подразумевает собой соответствие оцениваемого объекта принципу обеспечения, в процессе взаимодействия с другим объектом (живой природы), наилучших условия для реализации наследственной информации, то есть, полезен тот объект, который не приводит к ошибкам реализации наследственной информации – онтогенетическим ошибкам. Таким образом, более полный критерий оценки качества белка пищи может позволить объективнее формулировать медицински обоснованный рацион питания, благодаря этой работе, в той его части, которая обеспечивает поступление в организм протеина.
Целью данного аналитического обзора является описание возможности влияния протеина пищи на формирование фенотипа организма.
1. Влияние системы питания на формирование фенотипа организма.
2. Белок как субстрат обмена веществ и как продукт обмена веществ.
3. Эффекты влияния протеина на фенотип организма.
3.1. фенилкетонурия, пеллагра, квашиоркор;
3.2. формирование национального, профессионального фенотипа;
3.3. фенотип человека, употребляющего в пищу мясо.
1. Питание – процесс поступления, всасывания и усвоения в организме веществ, необходимых для покрытия его энергетических и пластических потребностей. Система питания (с.п.) – понятие более широкое: с.п. – совокупность продуктов, употребляемых в пищу, методы их кулинарной обработки, традиционные блюда, пищевые ограничения и предостережения, правила приема пищи. В свою очередь, фенотип организма – совокупность принципов данного индивида, сформировавшихся в процессе индивидуального развития (в процессе онтогенеза). Условия формирования фенотипа являются:
1. генотип организма – совокупность генного материала (наследственной информации – н.и.);
2. окружающая среда – совокупность физических, химических, биологических воздействий на живущий организм [3].
С.п. должна быть отнесена ко второй группе условий, формирующих фенотип организма человека – к факторам окружающей среды, так как с.п. изменяет фенотип «отталкиваясь» от имеющейся нормы реакции генного материала [3]. Видно, что при наличии const значений качеств н.и., результат взаимодействия «с.п. – фенотип» зависит от качеств с.п., так как н.и. представляет видовые границы нормы реакции, определяющие ряд вариаций реагирования н.и. на воздействие факторов окружающей среды. Среда определяет выбор человеком конкретной с.п. таким образом, чтобы признаки, формирующиеся под влиянием пищи, находились по отношению к ней (окружающей среде) в наибольшем соответствии. Иными словами, фенотип такого организма должен быть способен (в известных пределах) сохранять гомеостаз, иметь резервы для воздействия на окружающую среду, активно воздействовать на нее. Предпочитаемой, при выборе, становится та с.п., которая наилучшим образом подготавливает организм к воздействию с окружающей средой. «Средовая» целесообразность позволяет, посредством с.п., проявится в фенотипе таким факторам как климато-географический, профессиональный, национальный, религиозный [4]. Проявление климато-географического фактора, посредством с.п., в фенотипе можно проиллюстрировать нижеследующими примерами. Некоторые народности Севера потребляют преимущественно пищу, которую могут раздобыть на охоте, данный источник пищевых продуктов предоставляет ограниченный выбор – мясо животных северных широт, богатое холестерином; указанная особенность с.п. формирует такой фенотипический признак как гиперхолестеринемия, гиперлипидемия [5]. В известном смысле, противоположные качества присущи с.п. народов Абхазии. Для системы питания абхазцев характерно: высокое потребление кукурузы 2-3 раза в день, фасоли, молокопродуктов, низкий уровень потребления сахара, рыбы, сливочного и растительного масла, широкое и повсеместное использование острых приправ. Такой рацион хорошо «адаптирует» организм человека к условиям данной климатической зоны (высокая температура воздуха, значительные перепады температуры воздуха, высокая влажность): основной обмен на уровне нижней границы нормы, сохраняется оптимальный видовой состав кишечной микрофлоры, высокодифференцирована работа аппарата терморегуляции – все это представляет собой черты фенотипа жителя Абхазии индуцированные климато-географическим фактором, сформированные с.п. [5]. Следующий фактор – профессиональный, может быть проиллюстрирован с.п., а точнее, гигиеническими нормами питания, разработанными, в частности, и для лиц занятых особо тяжелым физическим трудом (V гр., КФ 2, 5). Каллораж их рациона больше, нежели у лиц I группы той же классификации, такое же отличие отмечается по содержанию в суточном рационе белков, жиров, углеводов, особенно строго соблюдаются адекватный потерям питьевой режим и витаминизация пищи [1]. В целом, с.п. работников V группы – с.п. «избытков», только благодаря этому качеству создается равновесие между потерями организма и ресурсами восстановления гомеостаза, работоспособности. В данном случае, с.п. формирует (под влиянием профессионального фактора) фенотип сталевара, лесоруба и др., которому присущи такие особенности как высокая мышечная сила, толерантность к физическим нагрузкам, высокий уровень обмена веществ.
2. Описанные взаимоотношения «фенотип организма – с.п.» реализуется посредством обмена веществ и энергии (Обмен в. и э.). Обмен в. и э. – совокупность превращения веществ и энергии, происходящих в живых организмах, и обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой [6]. Главным пластическим объектом обмена веществ является белок. Все процессы жизнедеятельности в организме человека обусловлены наличием белка в качестве субстрата реакции (белок – эссенциальный компонент пищи) – начальный этап обмена веществ (поставляющий органический азот α-аминокислот) и образованием белка в качестве продукта реакции (например – структурный белок) – финальный, всеподчиняющий этап обмена веществ. Потребность в белке выступает в роли мотива деятельности и является результатом этой деятельности – обеспечивается сохранение качеств собственного белка (структурного, ферментного, транспортного и т.п.) или белка родственного организма, что в общебиологическом значении представляет собой продление вида. Такая значимость белков для организма человека определяется уникальным многообразием и важностью выполняемых ими функций, в частности, структурной, ферментативной, защитной и множеством других [6, 7]. Таким образом, есть основание полагать, что именно белок пищи оказывает наиболее значимое влияние с.п. на фенотип организма. Указанный «белковый» компонент с.п. будет рассмотрен ниже.
3. Эффекты влияния протеина пищи на организм человека очень разнообразны. В начале приведем пример наиболее известных проявлений связи «фенотип организма – белок пищи».
3.1. Фенилкетонурия – тезаурисмоз, характеризующийся в ответ на поступление с протеином пищи аминокислоты (АМК) фенилаланина накоплением в тканях продуктов его обмена, обладающих токсическими свойствами (фенил–пировиноградная, фенил-молочная кислота и др.). На уровне организма такие нарушения обмена веществ проявляются отставанием в физическом развитии, прогрессирующими слабоумием (если вовремя не предпринята коррекция рациона), для больных также характерен такой симптом, как запах хищного зверя, запах мышей [8]. Пеллагра – заболевание, возникающее в результате недостаточного поступления в организм витамина РР или АМК триптофана. Следствием является развитие во всех органах и тканях дистрофических процессов, в последствии с исходом в атрофию. Фенотип на организменном уровне: дерматит, диарея, у детей старше 3 лет деменция, у взрослых развиваются психические расстройства [6, 7]. Квашиоркор, также является примером фенотипических влияний протеина пищи. Квашиоркор – тяжелая белковая недостаточность, проявляющаяся множественными трофическими нарушениями, у больных выявляют следующий фенотип: гиперпигментация кожи с последующей депигментацией, десквамация эпидермиса в местах наибольшего трения, дистрофия мышц, отеки, депигментация и выпрямления волос [6, 8].
3.2. Далее следует проиллюстрировать влияние протеина пищи на формирование фенотипа больших групп людей. Например для с.п. народов населяющих современную территорию Азербайджана, Абхазии, Казахстана характерно предпочтение в качестве источника белка кисло-молочных продуктов [5, 9]. Указанная группа продуктов представляет протеин отличающийся max высоким содержанием АМК тирозина и фенилаланина [1, 2]. Именно эти АМК, посредством центральных механизмов терморегуляции обуславливают способность организма быстро и надежно адаптироваться к изменениям температуры окружающей среды, что весьма важно для населения упомянутых регионов [5]. Характерной чертой с.п. народов Израиля является предпочтение белковых продуктов содержащих в избытке АМК лизин (карп, говядина, судак) [2, 10]. Прямая связь этой особенности алиментарного фактора с каким-либо фенотипическим проявлением не установлена, но известно, что при недостаточном поступлении лизина снижается темп роста молодого организма, у взрослых появляются головные боли, гиперчувствительность к шуму, снижается резистентность к инфекционным заболеваниям [7]. В свою очередь, к особенностям среднестатистического фенотипа израильтян можно отнести часто встречающееся наличие дефекта НАДФ+ зависимой L-ксилулозоредуктазы, ответственной за переход ксилулозы в ксилитол. Такой вид нарушения обмена веществ может привести к сахарному диабету [11]. Для народов Китая и Кореи характерно очень незначительное потребление молочных продуктов, но в традиционном рационе каждый прием пищи содержит блюда из риса или других круп [10]. Известна особенность белка круп – низкая биологическая ценность, белок риса, в частности, относительно животного белка содержит мало метионина, лизина, треонина, изолейцина, в тоже время относительно белка пшеницы – много валина, триптофана [1, 2]. Анализируя фенотип народов Китая, выявлена следующая особенность: у 50-52% лиц монглоидной рассы отмечается дефект митохондриальной альдегиддегидрогеназы (АльДГ), метаболизирующей ацетальдегид в уксусную кислоту; у 85-89% китайцев и японцев изофермент алкогольдегидрогеназа 2 (АДГ2), ответственная за метаболизм этанола в ацетальдегид и обратно, претерпевает мутации с образованием неустойчивой формы фермента [12]. Пример формирования с.п. фенотипа под влиянием профессионального фактора приводился выше (рацион лиц, занятых крайне тяжелым трудом, V гр.). В данном случае белковая составляющая может быть охарактеризована в первую очередь как избыточная (относительно среднестатистической). Относительно большое количество белка, высокой биологической ценности, обеспечивает нормальную величину азотистого баланса (соответственно возрасту), одновременно мясная пища обеспечивает восполнение потерь витаминов, липидов и других веществ. Такая особенность (количественная) обуславливает, в числе других причин, уровень энергетического обмена выше среднестатистических значений – это следствие специфического динамического действия белка пищи, та же особенность – повышение – отмечается по отношению к экскреции азота, уровню артериального давления, риску развития атеросклероза [13, 14]. Доступные исторические сведения о связи фенотипа организма человека и его профессиональной принадлежности не дают возможности описать физиологические особенности, сформированные впоследствии с.п., однако они интересны с позиции рассмотрения психоэмоциональной составляющей фенотипа, которая являлась базой для приемлемых профессиональных качеств. Ниже приведены некоторые из них. Мясной рацион фараонов Египта был ограничен говядиной и гусиным мясом, поставляющих полноценный белок; у народа лоанго наследнику престола с детства запрещалось использовать в качестве пищи мясо свиньи, в избытке содержащего триптофан; верховному вождю масаев разрешалось есть исключительно молоко, мед и жареную козью печень, белок которых как и в предыдущих примерах, обладает высокой биологической ценностью – все эти пищевые предписания служили «гарантом» качества выполняемой социальной функции (вождь, жрец и т.п.) [2, 15].