Персонифицированный подход к оценке биомаркеров питания на примере рабочих горнорудного предприятия

Введение. Использование современных омик-технологий и традиционных методов исследования в персонифицированной нутрициологии позволяет дать интегральную оценку питания и здоровья работающих на промышленных предприятиях для формирования индивидуальных диетологических рекомендаций.

Цель исследования — разработать персонифицированный подход к оценке биомаркеров питания на примере рабочих горнорудного предприятия.

Материалы и методы. В исследование были включены результаты медицинского осмотра и анкетирования 40 рабочих предприятия по добыче полезных ископаемых Свердловской области, проведена оценка индивидуального пищевого фенотипа и его клинических проявлений. В моче данных работников исследованы уровни 60 органических кислот методом газовой хроматомасс-спектрометрии (ООО «Хромолаб»), оценён полиморфизм 42 генов (ООО «Базис Генотех»).

Результаты. Питание всех обследованных работников предприятия характеризует европейскую модель с использованием большого количества ультраобработанных, высококалорийных продуктов с низкой плотностью витаминов и минеральных веществ. Наличие отклонений в содержании органических кислот в моче свидетельствует об изменении метаболических путей, связанных с обменом углеводов, аминокислот, коэнзима Q10, витаминов группы В, липоевой кислоты. По результатам генетического исследования у более 60% рабочих выявлены высокие генетические риски переедания, нарушения углеводного обмена, повышения уровня триглицеридов, липопротеидов низкой плотности (ЛПНП), артериального давления, нарушения обмена витаминов D и A, непереносимости лактозы, снижения детоксикации. По показателям индекса массы тела (ИМТ), объёма талии, уровню общего холестерина, триглицеридов более трети обследованных имеют метаболический синдром.

Ограничения исследования. Небольшая выборка и частотный метод анкетирования по питанию снижает точность полученных результатов.

Заключение. Выявленные маркеры несбалансированного питания, а также исследуемые генетические и метаболические (диетологические) профили работающих могут свидетельствовать о высоких рисках истощения энергетических ресурсов организма, влиять на процессы детоксикации, функциональные возможности, повышать индивидуальные риски развития метаболического синдрома, что диктует необходимость разработки персонифицированных диетологических рекомендаций и коррекции корпоративного питания.

Этика. На исследование получено разрешение локального этического комитета ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора № 5 от 27.12.2021 г. Все обследованные дали добровольное информированное согласие.

Участие авторов:
Мажаева Т.В. — концепция и дизайн исследования;
Дубенко С.Э. — сбор, анализ и интерпретация данных, написание текста;
Чернова Ю.С. — сбор, анализ и интерпретация данных, написание текста;
Сутункова М.П. — редактирование, внесение принципиальных изменений, утверждение окончательной версии статьи;
Гурвич В.Б. — редактирование, внесение принципиальных изменений, утверждение окончательной версии статьи.

Благодарности. Авторы выражают благодарность специалистам ООО «Базис Генотех» (BGG), Филиал КДЛ г. Екатеринбурга ООО «КДЛ ДОМОДЕДОВО-ТЕСТ», ООО «Хромолаб» (Chromolab), врачам ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора за помощь в проведении исследования.

Финансирование. Исследование проведено при финансовой поддержке изучаемого предприятия.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления: 24.12.2024 / Дата принятия к печати: 06.01.2025 / Дата публикации: 07.02.2025

1. Witzany G. Chapter 2: Key levels of biocommunication. In: Gordon R., Seckbach J., eds. Biocommunication: Sign-Mediated Interactions between Cells and Organisms. London: World Scientific Publishing Europe Ltd.; 2017: XXVIII-XXXI. (Accessed: October 4, 2024). https://clck.ru/3FeaiP

2. Rangayyan R.M., Krishnan S. Biomedical signal analysis. 3rd ed. Wiley-IEEE Press; 2024.

3. Hou L., Zhang X., Wang D., Baccarelli A. Environmental chemical exposures and human epigenetics. Int. J. Epidemiol. 2012; 41(1): 79-105. https://doi.org/10.1093/ije/dyr154

4. Furst A. Can nutrition affect chemical toxicity? Int. J. Toxicol. 2002; 21(5): 419-24. https://doi.org/10.1080/10915810290096649

5. Mathers J.C., Strathdee G., Relton C.L. Induction of epigenetic alterations by dietary and other environmental factors. Adv. Genet. 2010; 71: 3-39. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-380864-6.00001-8

6. Karabegović I., Portilla-Fernandez E., Li Y., et al. Epigenome-wide association meta-analysis of DNA methylation with coffee and tea consumption. Nat. Commun. 2021; 12(1): 2830. https://doi.org/10.1038/s41467-021-22752-6

7. Bush C.L., Blumberg J.B., El-Sohemy A., Minich D.M., Ordovás J.M., Reed D.G. et al. Toward the definition of personalized nutrition: A proposal by the American Nutrition Association. J. Am. Coll. Nutr. 2020; 39(1): 5-15. https://doi.org/10.1080/07315724.2019.1685332

8. Могиленкова Л.А., Рембовский В.Р. Роль генетического полиморфизма и различия в детоксикации химических веществ в организме человека. Гигиена и санитария. 2016; 95(3): 255-262. https://elibrary.ru/vtnper

9. ung T.T., McCullough M.L., Newby P.K., Manson J.E., Meigs J.B., Rifai N., et al. Diet-quality scores and plasma concentrations of markers of inflammation and endothelial dysfunction. Am. J. Clin. Nutr. 2005; 82(1): 163-73. https://doi.org/10.1093/ajcn.82.1.163

10. Batat W. Eating for pleasure: An introduction of the healthy food experience pyramid. Qual. Mark. Res. 2019; 22(4): 530-43. https://doi.org/10.1108/QMR-09-2019-190

11. Драпкина О.М. и др. Российское общество профилактики неинфекционных заболеваний (РОПНИЗ). Алиментарно-зависимые факторы риска хронических неинфекционных заболеваний и привычки питания: диетологическая коррекция в рамках профилактического консультирования. Методические рекомендации. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2021; 20(5): 273-334. https://doi.org/10.15829/1728-8800-2021-2952

12. Кобелькова И.В., Коростелева М.М., Никитюк Д.Б., Крикун Е.Н. Частота потребления специализированных пищевых продуктов студентами спортивного вуза и нарушение принципов их введения в рацион питания. Спортивная медицина: наука и практика. 2023; 13(2): 84-92. https://doi.org/10.47529/2223-2524.2023.2.10

13. Xia J., Wishart D.S. Web-based inference of biological patterns, functions and pathways from metabolomic data using MetaboAnalyst. Nat. Protoc. 2011; 6(6): 743-60. https://doi.org/10.1038/nprot.2011.319

14. da Rosa M.S., da Rosa-Junior N.T., Parmeggiani B., Glänzel N.M., de Moura Alvorcem L., Ribeiro R.T., et al. 3-hydroxy-3-methylglutaric acid impairs redox and energy homeostasis, mitochondrial dynamics, and endoplasmic reticulum-mitochondria crosstalk in rat brain. Neurotox. Res. 2020; 37(2): 314-25. https://doi.org/10.1007/s12640-019-00122-x

15. Hargreaves I., Heaton R.A., Mantle D. Disorders of human coenzyme Q10 metabolism: An overview. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21(18): 6695. https://doi.org/10.3390/ijms21186695

16. Золотарева Р.А. Гистидин: общие аспекты метаболизма. Лучшая научно-исследовательская работа. 2016. 2016: 240-243.

17. Гричух Н.Д. и др. Система здорового питания. Теория и методика физической культуры, спорта и туризма: межвузовский сборник научно-методических работ. Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Санкт-Петербург, 2022: 28-31. https://elibrary.ru/wruaou

18. Маматов А.У. и др. Несбалансированное питание и его роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний. The Scientific Heritage. 2021; 65(2): 55-64.

19. Abiri B., Valizadeh M., Nasreddine L., Hosseinpanah F. Dietary determinants of healthy/unhealthy metabolic phenotype in individuals with normal weight or overweight/obesity: A systematic review. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2023; 63(22): 5856-73. https://doi.org/10.1080/10408398.2021.2025036

20. Данилина К.С., Стеблецова Н.И., Поселюгина О.Б. Артериальная гипертония, осложнённая хронической болезнью почек (обзор литературы). Верхневолжский медицинский журнал. 2020; 19(3): 9-15. https://clck.ru/3FecRh

21. Курилова О.В. и др. Шкалы для оценки генетического риска развития сахарного диабета 2-го типа. Профилактическая медицина. 2021; 24(12): 115-22. https://doi.org/10.17116/profmed202124121115

22. Boonma T., Navasumrit P., Parnlob V., Waraprasit S., Ruchirawat M. SAM and folic acid prevent arsenic-induced oxidative and nitrative DNA damage in human lymphoblast cells by modulating expression of inflammatory and DNA repair genes. Chem. Biol. Interact. 2022; 361: 109965. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2022.109965

23. Dominguez-Salas P., Moore S.E., Cole D., da Costa K.A., Cox S.E., Dyer R.A., et al. DNA methylation potential: Dietary intake and blood concentrations of one-carbon metabolites and cofactors in rural African women. Am. J. Clin. Nutr. 2013; 97(6): 1217-27. https://doi.org/10.3945/ajcn.112.048462

24. Gibney M.J., Walsh M.C. The future direction of personalised nutrition: My diet, my phenotype, my genes. Proc. Nutr. Soc. 2013; 72(2): 219-25. https://doi.org/10.1017/S0029665112003436

25. O’Donovan C.B., Walsh M.C., Nugent A.P., McNulty B., Walton J., Flynn A., et al. Use of metabotyping for the delivery of personalised nutrition. Mol. Nutr. Food Res. 2015; 59(3): 377-85. https://doi.org/10.1002/mnfr.201400591