Польза средиземноморской диеты для здоровья и её метаболические эффекты — как она стала лучшей диетой мира?

Средиземноморская диета— общее название традиционных моделей питания жителей Средиземноморья.

Исторически во многих, хотя и не во всех, из 22 стран вокруг Средиземного моря основой питания мужчин и женщин были обилие и разнообразие овощей, минимально обработанные цельнозерновые злаки, бобовые, фундук и другие масличные семена. В отличие от Северной Америки и Европы, мясо, рыба, молоко, сыр и яйца были роскошью. Например, в 1950-х годах на юге Италии обычно ели совсем немного мяса раз или два в неделю, а молоко не использовали, кроме кофе и питания младенцев. Сахар и белый картофель потреблялись лишь в очень малых количествах, сливочное масло и сливки не использовали. Основным источником жира было оливковое масло первого холодного отжима. Регулярно употребляли фрукты, немного местного сыра и умеренное количество красного вина во время еды. Общие характеристики средиземноморской диеты представлены в таблице ниже.

Каковы пищевые характеристики традиционной средиземноморской диеты?

1. Минимально обработанные цельные злаки и бобовые как основные продукты
2. Большое разнообразие свежих овощей ежедневно
3. Свежие фрукты как ежедневный десерт; сладости на основе фундука, оливкового масла и мёда только по праздникам
4. Основные источники жира — оливковое масло первого холодного отжима, орехи и семена
5. Умеренное потребление рыбы
6. Небольшое количество молочных продуктов, особенно местного сыра и йогурта; кроме молока в кофе и для младенцев, сливочное масло и сливки совсем не использовались
7. Очень редкое потребление красного и переработанного мяса — раз или два в неделю
8. Вино в малом или умеренном количестве только во время еды

Проблема в том, что с 1950-х годов состав средиземноморской диеты существенно изменился: сегодня качество и количество еды, например в Италии, Греции и Испании, мало связаны с «традиционной средиземноморской диетой».

Ишемическая болезнь сердца и некоторые виды рака значительно участились в этих странах, где прежде встречались крайне редко. Другие особенности образа жизни — малоподвижность, избыток калорий, психологический стресс и загрязнение — могли способствовать росту этих и других хронических заболеваний в средиземноморских странах. Однако совокупность популяционных наблюдений, клинических исследований человека, животных и молекулярных исследований показывает важную роль питания в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения, диабета типа-2 и некоторых наиболее распространённых видов рака.

Цель статьи — кратко рассмотреть современные знания о влиянии средиземноморского питания на риск заболеваний и обсудить известные метаболические и молекулярные адаптации.

Каковы механизмы благоприятного действия средиземноморской диеты?

Точный механизм снижения риска сердечно-сосудистых заболеваний, некоторых видов рака и других метаболических состояний традиционной средиземноморской диетой неизвестен. Предполагается участие множества взаимосвязанных, перекрывающихся факторов.

Пять важнейших механизмов, которые могут опосредовать влияние традиционной средиземноморской диеты на здоровье, следующие.

1. Снижение липидов
2. Защита от окислительного стресса, воспаления и агрегации тромбоцитов
3. Модификация
4. Подавление путей распознавания питательных веществ ограничением определённых аминокислот
5. Подавление продукции метаболитов кишечной микробиотой, влияющих на метаболическое здоровье

Липидснижающее действие (сжигание жира)

Сердечно-сосудистые заболевания — ведущая причина смерти мужчин и женщин. Гиперхолестеринемия является ключевым фактором риска многих заболеваний. Способствующая атеросклерозу гиперхолестеринемия лежит в основе примерно % 90 случаев инфаркта миокарда, % 60 инсультов, большинства случаев хронической сердечной недостаточности, болезни периферических артерий и сосудистой деменции. У обезьян и новорождённых концентрация холестерина липопротеинов низкой плотности (LDL) обычно ниже 60 mg / dL; уровень выше 100 mg / dL распространён только у людей, потребляющих западную пищу, богатую животными насыщенными жирами. По оценкам, замена % 5 энергии насыщенных жиров полиненасыщенными, мононенасыщенными жирами или углеводами цельного зерна связана со снижением коронарного риска соответственно на % 25,% 15 и% 9. Напротив, замена насыщенных жиров углеводами рафинированных злаков связана с повышенным риском ишемической болезни сердца. Несколько рандомизированных контролируемых клинических исследований подтвердили: замена насыщенных жиров растительными полиненасыщенными, например подсолнечным и кукурузным маслами, снижает частоту сердечно-сосудистых заболеваний примерно на % 30, подобно статинам. Однако если плазменный холестерин сохраняется низким всю жизнь, польза может быть намного больше, предотвращая развитие атеросклеротических бляшек с самого начала. Действительно, люди, гетерозиготные по мутациям, инактивирующим одну копию гена PCSK9, имеют примерно на % 30 более низкий LDL-холестерин плазмы, как при лечении статинами. Наблюдалось снижение на % 90 инфарктов независимо от курения, гипертонии и диабета. Аналогично, обусловленное мутациями потери функции кишечного переносчика холестерина NPC1L1 пожизненное снижение плазменного LDL всего на % 11 вызывает выраженное снижение инфаркта миокарда (% 53). Эти данные показывают, что низкий плазменный LDL всю жизнь намного эффективнее предотвращает коронарную болезнь, чем позднее снижение LDL статинами. Кроме того, крайне низкая частота коронарной болезни в 1950-х годах на юге Италии, Крите, в Японии и Окинаве, вероятно, объяснялась пожизненно низким LDL в этих популяциях. При традиционной средиземноморской диете из-за очень малого потребления мяса, молока и масла насыщенных жиров мало, несмотря на высокое общее потребление жира. Основной жир поступает из оливкового масла первого отжима, разных орехов и зародышей цельного зерна. Фундук, миндаль, грецкие орехи, арахис и кедровые орехи — прекрасные источники омега-6 и омега-3 жирных кислот, способных снижать LDL и коронарный риск. Проспективные исследования связывают 5 порций орехов в неделю со снижением коронарных событий на % 40 — % 60. Низкий холестерин при средиземноморском питании могут объяснять дополнительные механизмы. Богатая цельными злаками, бобовыми и сухофруктами традиционная диета на каждые 1000 kcal в день обеспечивает минимум 14 g растительной клетчатки, более чем вдвое превышая ежедневное потребление во многих промышленно развитых странах. Рандомизированные исследования показывают существенное холестеринснижающее действие водорастворимой клетчатки, особенно концентрированной в фасоли и фруктах. Каждый грамм растворимой клетчатки снижает плазменный LDL примерно на 1.12 mg/L. Показано, что богатые клетчаткой продукты с низким гликемическим индексом уменьшают выработку инсулина, подавляют синтез холестерина и повышают уровень короткоцепочечных жирных кислот брожения клетчатки. Высокое потребление фитостеролов из орехов, семян, цельного зерна, овощей и фруктов также может снижать холестерин, конкурируя с его всасыванием в кишечнике. Наконец, прежде традиционная диета содержала крайне мало частично гидрогенизированных трансжирных кислот, важных для патогенеза коронарной болезни. Замена калорий моно- или полиненасыщенных жиров трансжирными кислотами повышает LDL, аполипопротеин B, триглицериды и липопротеин (a), снижая плазменный HDL и аполипопротеин A1. Собранные данные показывают сходное неблагоприятное влияние естественных трансжирных кислот молока и мяса жвачных на липиды крови.

Защита от окислительного стресса, воспаления и накопления тромбоцитов — тромбоза и проблем со свёртыванием

Традиционная средиземноморская диета с обилием овощей, цельного зерна, бобовых, фруктов, орехов, семян, оливкового масла первого отжима и умеренным красным вином содержит антиоксидантные витамины (β-каротин, витамин C, витамин E), природный фолат, фитохимические вещества, например флавоноиды, и минералы, например селен. Среднее общее потребление бета-каротина, провитамина A из каротиноидов, витамина E, общего a-токоферола, природного фолата, флавоноидов и селена составляет соответственно около 6,000 ug/день, 17 mg/день, 400 ug/день, 300 mg/день и 120 ug/день. Повышенный окислительный стресс участвует в патогенезе многих хронических состояний, включая сердечно-сосудистые болезни, рак и деменцию. Крупное исследование случай–контроль INTERHEART показывает пользу пищевых антиоксидантов против коронарной болезни. Их недостаток может повышать риск атеросклеротических бляшек через изменение окисления липопротеинов. В недавнем рандомизированном клиническом исследовании средиземноморская диета с добавлением масла первого отжима значительно снизила циркулирующий окисленный LDL и маркеры воспаления. Окислительное и воспалительное повреждения связаны и представляют важный ранний этап атеросклероза. Данные указывают, что многие питательные вещества разных продуктов этой диеты, а не лишь несколько отдельных, синергично и совместно уменьшают воспаление. Некоторые продукты и вещества независимо усиливают его. Например, трансжирные кислоты связаны с повышенными маркерами воспаления и риском диабета типа 2. Напротив, потребление омега-3 обратно связано с маркерами воспаления и триглицеридами. Противовоспалительное действие омега-3, вероятно, опосредуется связыванием с G-белок-связанным рецептором и подавлением инфламмасомы NLRP3. Фитохимические вещества цельного зерна и масла могут обеспечивать противовоспалительные и антиоксидантные эффекты. Алейроновый слой пшеничных отрубей содержит фитопротекторы с таким потенциалом: феруловую кислоту, алкилрезорцинолы, апигенин, лигнаны, фитиновую кислоту, обладающие противораковой активностью против рака толстой кишки и кожи в моделях грызунов. Цельное зерно также содержит полиамин спермидин, продлевающий хронологическую жизнь нематод, грызунов и клеток человека. Известно, что спермидин подавляет гистонацетилтрансферазы, повышая устойчивость к окислительному стрессу, усиливает аутофагию и значительно уменьшает субклиническое воспаление и некроз клеток при старении. Сто граммов масла первого отжима, около семи столовых ложек, содержит 25 mg a-токоферола, 1-2 mg каротиноидов, 20-500 mg олеуропеина и 98-185 mg фитостеролов — сильных антиоксидантов. Показано также, что 50 g свежевыжатого масла содержит олеокантал, до 9 mg, фитохимическое вещество с подобным ибупрофену подавлением COX. Дозы недостаточно для сильного самостоятельного противовоспалительного действия, но может хватать для защиты от агрегации тромбоцитов и коронарного тромбоза. Приём ибупрофена и аспирина связан со снижением риска рака, особенно толстой кишки, и, возможно, болезни Альцгеймера, в частности вследствие преимущественного уменьшения секреции амилоидогенного пептида Abeta42. Однако столовая ложка оливкового масла содержит около 120 kcal. При чрезмерном потреблении без соответствующей физической нагрузки мы набираем вес. Влияние избыточного веса и жира на животе на хроническое воспаление, окислительный стресс, чувствительность к инсулину и метаболическое здоровье превысит пользу полифенолов масла.

Влияние на рак

Показана высокая эффективность ограничения калорий без недостаточности питания, чрезмерной худобы, для профилактики рака у грызунов и обезьян. У людей оно существенно снижает ряд метаболических и гормональных факторов патогенеза распространённых видов рака и биологии старения. Хотя средиземноморская диета намеренно не требует подсчёта калорий, рандомизированные клинические исследования показывают похудение при исключении рафинированной и переработанной пищи. Устойчивый крахмал и олигосахариды позволяют микробиоте вырабатывать короткоцепочечные жирные кислоты. Предполагается, что они вызывают выработку кишечных гормонов, таких как глюкагон-пептид-1 (GLP-1) и пептид-YY (PYY), и насыщение через замедление опорожнения желудка. Участники, рандомизированные на средиземноморское питание, не только значительно худели: снижались глюкоза натощак, C-пептид, площадь под кривой инсулина, общий и свободный тестостерон. Инсулин, эстрогены, андрогены и IGF-1 — сильные клеточные митогены, стимулирующие возникновение и рост нескольких распространённых опухолей, включая рак молочной железы, толстой кишки, простаты, поджелудочной железы и эндометрия. Пока неясно, связаны эндокринные изменения с качеством питания, похудением или обоими. Вероятно, богатая клетчаткой и малоэнергетичная диета объясняет большую часть снижения жира и улучшения чувствительности к инсулину. Возможно, низкий гликемический индекс, высокое потребление мононенасыщенных (n-9) и полиненасыщенных омега-3(n-3) жирных кислот и меньшее количество аминокислот с разветвлённой цепью дополнительно уменьшают инсулинорезистентность и компенсаторную гиперинсулинемию. Высокое содержание клетчатки также увеличивает массу стула и выведение эстрогенов, снижая плазменные эстрон и эстрадиол. Богатая клетчаткой диета может прямо защищать от рака толстой кишки, второго по частоте в западных странах, ускоряя кишечный транзит, связывая и ограничивая всасывание канцерогенов. Наконец, некоторые типичные растительные продукты содержат богатый набор соединений с потенциальной противораковой пользой: ликопин (томаты), капсаицин (острый перец), сероорганические соединения (лук, чеснок), изотиоцианаты, индол-3-карбинол, сульфорафан (крестоцветные), полиацетилены (кабачок, морковь), монотерпены (апельсин, лимон), гинкгетин (каперсы), феруловая кислота и спермидин (цельное зерно).

Подавление путей распознавания питательных веществ вследствие ограничения аминокислот

Общее потребление белка в традиционной средиземноморской диете в среднем на % 20 ниже западного, например 90 против 70 g / день, а животного белка — на % 50-60 ниже, например 30 против 70 g / день. Основной белок поступает из бобовых и цельного зерна; среднее суточное содержание растительного белка около 40 граммов. Это важно: данные показывают, что умеренное ограничение белка продлевает жизнь многих модельных организмов, включая грызунов, независимо от калорий. Кроме того, изокалорийное ограничение белка или замена животного белка растительным значительно подавляет рост рака простаты и молочной железы в животных моделях человеческих ксенотрансплантатов через снижение уровня человеческого IGF-1 и сывороточной механической мишени рапамицина (mTOR) в опухолевых и нормальных тканях. Недавнее эпидемиологическое исследование показало у людей 50-65 лет с наибольшим потреблением белка рост общей смертности на % 75 и четырёхкратный рост смертности от рака. При растительном белке связи исчезали или ослабевали. Ряд эпидемиологических исследований также связывает высокое потребление белка с ожирением, сердечно-сосудистыми заболеваниями и диабетом типа 2. Например, риск диабета типа 2 при превышении 64 g / день на каждые 10 g белка возрастает на % 20-40. Соответственно, в клиническом исследовании добавление белка к низкокалорийной диете, обеспечившей женщинам с ожирением снижение веса на % 10, предотвращало улучшение инсулин-опосредованной утилизации глюкозы. С другой стороны, качество белка, вероятно, важнее количества для пользы средиземноморского питания. Из-за разных соотношений животного и растительного белка содержание некоторых незаменимых аминокислот в западной и средиземноморской диетах сильно различается. Потребление метионина при традиционной средиземноморской диете в среднем на %40 ниже. Это важно, поскольку ограничение метионина продлевает среднюю и максимальную жизнь многих модельных организмов и защищает от ряда хронических болезней, включая рак. У грызунов оно улучшает обмен глюкозы, защищает от ожирения и жировой болезни печени, уменьшает окислительный стресс. Кроме того, снижает концентрацию лептина.

Количество метионина в некоторых продуктах /на 100 граммов):

• Жареное мясо кавурма: 996
• Мясо дёнер: 920
• Куриные крылышки: 422
• Бастурма из Афьона: 898
• Чаг-кебаб: 884
• Сухое молоко: 872
• Творожный сыр чёкелек из Мерсина: 732
• Йогурт: 137
• Молоко: 86
• Нут: 80

В традиционной средиземноморской диете потребление не только метионина, но и других незаменимых аминокислот, таких как лейцин, изолейцин, валин и триптофан, на % 20 — 30 ниже, чем в западной диете, богатой мясом, яйцами и молоком. Циркулирующие аминокислоты с разветвлённой цепью повышены у инсулинорезистентных людей и грызунов. Высокое потребление лейцина, валина и изолейцина в трёх крупных проспективных когортах связано с повышенным на % 11-13 риском диабета типа 2. Недавнее исследование грызунов показывает, что избирательное снижение этих пищевых аминокислот существенно улучшает переносимость глюкозы, метаболический стресс β-клеток и состав тела. Активация путей mTOR старения и профилактики рака модулируется не только энергией, но и сочетанием незаменимых аминокислот; лейцин и изолейцин играют ключевую роль. Подавление MTOR диетой, генетически или фармакологически рапамицином продлевает жизнь многих модельных организмов.

Влияние средиземноморской диеты на кишечную микробиоту — полезные бактерии кишечника

Питание сильно влияет на биологию кишечного микробиома. Накопленные данные показывают глубокое влияние определённых веществ, особенно белков и нерастворимой клетчатки, на функцию, структуру и выделения микробиоты. Например, содержание холина и L- карнитина в традиционной средиземноморской диете более чем на % 50 ниже типичной западной, богатой красным мясом, яйцами и сыром. В недавних исследованиях связанный с пищевыми холином и L-карнитином кишечный триметиламин N-оксид (TMAO) повышал сердечно-сосудистый риск у людей и животных. Высокий TMAO вызывает сосудистое воспаление и прямое протромботическое действие, чрезмерно повышая чувствительность тромбоцитов к нескольким агонистам у грызунов и людей. Так он может участвовать в патогенезе ожирения и диабета типа 2. Другая важная особенность — очень высокая клетчатка: по сравнению с обычным западным рационом (30 против 14 g / день) в 2 раза больше нерастворимой клетчатки.

Высокое потребление пищевой клетчатки в исследованиях мышей и людей увеличивает Bacteroidetes, особенно Bacteroides Acidifecies, повышающие выработку короткоцепочечных жирных кислот — ацетата, бутирата и пропионата, — и уменьшает Firmicutes.

Данные показывают, что короткоцепочечные жирные кислоты, производимые микробиотой при потреблении клетчатки, могут подавлять развитие воспалительных, аутоиммунных и аллергических заболеваний. Некоторые их полезные эффекты, как предполагается, опосредуются особыми G-белок-связанными рецепторами энтероэндокринных и иммунных клеток. В недавнем рандомизированном клиническом исследовании люди с ожирением, питавшиеся по-средиземноморски 2 года, испытали перестройку микробиоты с ростом родов Bacteroides, Prevotella, Faecalibacterium, Ruminococcus и Parabacteroides. Эти бактерии известны способностью превращать углеводы в короткоцепочечные жирные кислоты. Недавно показано, что Bacteroides fragilis и F. Prausnitzii эффективно стимулируют выделение противовоспалительного интерлейкина-10 клетками CD4 + T. Другое исследование связало высокое потребление клетчатки овощей, фруктов и бобовых в средиземноморской диете с повышенными короткоцепочечными кислотами в стуле. Напротив, слабое соблюдение диеты связано с ростом L- Ruminoccus и Stretococcus и большей концентрацией TMAO в моче. Длительное соблюдение определённого питания, например средиземноморского с минимально обработанными растительными продуктами, может сильнее краткосрочной диеты влиять на состав и разнообразие таксонов кишечной микробиоты.

Действительно, длительное растительное питание с ограниченными калориями связано с более богатой и филогенетически разнообразной фекальной микробиотой. Напротив, многопоколенное воздействие западной диеты, бедной «доступными микробиоте углеводами», может нарушать созревание и работу иммунитета, вызывая исчезновение отдельных бактериальных линий и повышая риск метаболических, воспалительных, аллергических и аутоиммунных болезней. Это важно: накапливающиеся доказательства предполагают пользу для здоровья от перепрограммирования кишечной микробиоты длительным здоровым растительным питанием.

Заключение

Все эти данные убедительно показывают ключевую роль питания в укреплении здоровья и профилактике наиболее распространённых возрастных хронических болезней. Количество и качество пищи необходимы для метаболического и молекулярного здоровья. Ограничение калорий продлевает здоровую и общую жизнь только при достаточном поступлении всех необходимых макро- и микронутриентов. Традиционная средиземноморская диета, в отличие от типичных североевропейской и американской, полна витаминов, минералов, фитохимических веществ и минимально обработанных, богатых клетчаткой растений. Небольшое потребление мяса, рыбы, яиц и сыра даёт такие вещества, как витамин B12, отсутствующие в вегетарианском питании. В прошлом дополнительную энергию для высокой физической активности, около 70-80 рабочих часов в неделю, обеспечивали энергоёмкие продукты: масло первого отжима, вино и сухофрукты.

Последние исследования животных и людей начинают прояснять биологические механизмы пользы традиционной средиземноморской и других здоровых диет, например окинавской. Высокое потребление богатых клетчаткой низкоэнергетичных растений, особое ограничение серосодержащих и разветвлённых аминокислот, таких как валин, лейцин и изолейцин, и насыщенных жирных кислот, по-видимому, важно для здоровья и продления жизни.