个性化的营养:核磁共振在理解人体新陈代谢的作用
适合自己的饮食可以帮助改善健康结果对于糖尿病患者,高血压,和其他慢性疾病?教授Elaine福尔摩斯认为他们可以。用核磁共振(NMR)的帮助下,她可以获得molecule-level理解人们的食物代谢方式的差异。我们和她谈谈她的希望做“个性化营养”成为现实。
指导健康饮食多年来一直是一样的:“少盐、少糖、少脂肪,更多的纤维。伊莱恩教授说,“虽然它仍然是好的建议福尔摩斯默多克大学的健康期货研究所,越来越了解,有一个“放之四海而皆准”的方法并不适用于所有人,在某些情况下,健康状况可以通过一个更微妙的方法改进。
大局的饮食
这个更详细的方法理解饮食和健康是一个福尔摩斯教授和她的团队是强大的主张。“与许多研究人员,我们不做研究个体的食物——人们的饮食和新陈代谢比这更为复杂,”她说。这种复杂性的一个例子,她引用了伦敦帝国学院进行的一项研究中,[1],一群受试者收到同样的饮食控制条件下,但一些被发现比其他的尿液中排泄的卡路里要少得多,并在不同的人不同的代谢途径被激活。
而不是看个人或营养类的食物,她的团队研究饮食的影响作为一个整体,通过识别的各种化合物出现消化过程结束时,代谢表型。她说,这些化合物可分为三个主要取决于他们来自:从食物本身,从人类的细胞过程,或从肠道微生物转化的化学物质在饮食或从其他来源。“通过理解过程产生的化合物在所有三个类,我们可以获得详细的照片体内发生了什么——肠道微生物区系的影响现在被认为是特别重要的,”她说。
考虑到采样的微妙之处
最有用的体液为研究这些化合物,根据福尔摩斯教授,是尿液:“没有一个体液告诉你一切,但尿液是最有用的,因为它不是下举行血浆等严格的自我平衡的控制。废物也出席浓度高于等离子体是一个数量级,所以他们更容易探测。尿液也优于粪便样本,因为许多小肠道细菌产生的化学物质得到re-absorbed,随后在尿液排除体外。”
她的团队小心确保样品的质量是他们使用——“总体而言,我们更喜欢收集样本而不是使用生物银行,这些大多是构建遗传分析的目的,而不是代谢分析。此外,至少从历史上看,生物样品要么没有收集保存生化稳定性的最优条件下,或相关的饮食报告可疑的。但是有说,情况正在改善,我们目前合作在一些大规模的人口研究,因为他们是一个很好的方式获得更好的理解如何饮食和代谢不同人群全球。”
核磁共振在理解新陈代谢的作用
教授在biofluids精确定位和识别的化合物,福尔摩斯本能地转向NMR。“这是我的研究中心自1987年以来,当我第一次遇到的技术作为我的博士在肾毒素在啮齿动物模型。当时,我对它一无所知,所以我着迷看到多少信息你可以从单一的分析提取biofluid。”
教授之后,福尔摩斯已经价值无数NMR的特点:“在日常生活中,它只是我们的力量核磁共振仪器的效率使得他们这么好的工具,在再现性,易用性,和广泛的适用性。“这些特点很适合她的工作,她说:“核磁共振,我们得到一个快速的快照的一个示例,我们可以重复这个每隔几周,几个月,甚至几年,跟随一个人的新陈代谢和看到他们的反应到特定的饮食干预。”
她说,核磁共振提供的原子水平的数据给了它一个特定优势质谱(MS)——的一个流行工具分析代谢物:“举个例子,我们可以应用diffusion-weighted脉冲序列目标某些糖蛋白,让我们获得单个化合物生物标志物概要文件细节,而不是更广泛的化合物类。”(图1)。
改善健康的代谢表型出现
这个能力之间的联系的详细分子biofluid轮廓度、代谢途径、肠道微生物区系和饮食选择备份了最近雷竞技怎么下载的同行评议的论文在自然食物,福尔摩斯教授合著的。[2]在这项研究中,他们发现,NMR-acquired尿液中代谢物的概要文件可以与膳食营养的水平,因此准确预测健康和不健康饮食。
最令人兴奋的应用程序之一的“深”代谢表型出现,教授说福尔摩斯,是个性化的营养:“以同样的方式,目前临床医生对葡萄糖要求一个血液测试来测试,我们可以设想他们请求尿液测试一套饮食生物标志物。这将为他们提供信息的适当性饮食对患者的新陈代谢,因此如何适应他们的食物摄入量减少不良健康结果的风险。”
有很多方法这一概念可以应用,[3]她解释说:“这可能是非常有用的人需要减肥——例如,那些有心血管疾病,高血压,糖尿病前期。在这种情况下,生物标志物概要文件可以用来推荐益生菌或生命起源以前的干预,促进肠道菌群的目的,在收割效率低卡路里。“当然,这并不能解决疾病问题,但它可以导致量身定做的生活方式管理计划。这种NMR-based的简单性和速度测试,她说,就意味着患者可能会随着时间的推移,跟踪并相应地建议修改。帮助使这成为现实,福尔摩斯教授和他的同事们,伊莎贝尔加西亚法勒斯和加里·弗罗斯特,最近成立了一个分拆公司Melico,帮助实现核磁共振分析biofluids作为常规临床饮食建议的一部分。
将个性化营养付诸实践
与这些无数的可能性,福尔摩斯有很多教授让她忙。“我们有很多个性化的营养的概念的想法,甚至我们与别人合作的农业产业…和一个厨师!我们的想法是,使用核磁共振分析,我们可以确定最优的饮食对于一个给定的人,然后向他们提供准备去做的食物不仅味道好,但对其新陈代谢水平是一个很好的匹配。从本质上讲,通过考虑整个链从农场到诊所,它应该帮助人们以确保他们在最好的饮食——特别是在这种情况下,他们不能够自己准备饭菜。”
另一个应用程序集中在食品补充剂和所谓的“超级食品”。福尔摩斯教授说:“在西澳大利亚专家蜂蜜是非常受欢迎的。借助核磁共振数据库就像那些由力量,我们已经回答有关产品的真实性。但从饮食方面,我们现在可以走得更远,并开始调查来自不同来源的产品对健康的影响,或产品不同的质量。例如,如果一个特定的蜂蜜掺假了糖水,可以带来健康问题的人服用吗?”
微调的“健康饮食”的信息
福尔摩斯教授通过她的研究,仍然是惊讶于代谢过程的多样性:“个人饮食的研究旨在提高心血管风险[4],大多数参与者的反应与降低胆固醇和/或高血压。对于人的一个子集,饮食不涉及显著降低血压或血脂和这组与尿液中的化学物质资料的差异是由肠道细菌。”
然而,她指出,这种代谢的多样性并不意味着健康饮食方面的传统观点是错误的:“不管一个人的新陈代谢,如果有人在一个健康的饮食突然切换到暴食垃圾食品,那么他们会更糟。但是一旦你得到的细节我们做的一样,那么你可能会看到显著差异在回应新的饮食——例如,在高和低密度脂蛋白的水平,或胆固醇的数量。”[5]
理解这些差异是什么驱使她的研究。”调查的详细分子响应给定的饮食干预对于一个特定的人有可能会影响到健康。利用分子核磁共振提供的见解,我看到一个未来雷竞技怎么下载获得个性化的饮食建议移动领域的研究,成为常规临床实践的一部分。”
核磁共振在理解新陈代谢的作用
教授在biofluids精确定位和识别的化合物,福尔摩斯本能地转向NMR。“这是我的研究中心自1987年以来,当我第一次遇到的技术作为我的博士在肾毒素在啮齿动物模型。当时,我对它一无所知,所以我着迷看到多少信息你可以从单一的分析提取biofluid。”
教授之后,福尔摩斯已经价值无数NMR的特点:“在日常生活中,它只是我们的力量核磁共振仪器的效率使得他们这么好的工具,在再现性,易用性,和广泛的适用性。“这些特点很适合她的工作,她说:“核磁共振,我们得到一个快速的快照的一个示例,我们可以重复这个每隔几周,几个月,甚至几年,跟随一个人的新陈代谢和看到他们的反应到特定的饮食干预。”
她说,核磁共振提供的原子水平的数据给了它一个特定优势质谱(MS)——的一个流行工具分析代谢物:“举个例子,我们可以应用diffusion-weighted脉冲序列目标某些糖蛋白,让我们获得单个化合物生物标志物概要文件细节,而不是更广泛的化合物类。”(图1)。
改善健康的代谢表型出现
这个能力之间的联系的详细分子biofluid轮廓度、代谢途径、肠道微生物区系和饮食选择备份了最近雷竞技怎么下载的同行评议的论文在自然食物,福尔摩斯教授合著的。[2]在这项研究中,他们发现,NMR-acquired尿液中代谢物的概要文件可以与膳食营养的水平,因此准确预测健康和不健康饮食。
最令人兴奋的应用程序之一的“深”代谢表型出现,教授说福尔摩斯,是个性化的营养:“以同样的方式,目前临床医生对葡萄糖要求一个血液测试来测试,我们可以设想他们请求尿液测试一套饮食生物标志物。这将为他们提供信息的适当性饮食对患者的新陈代谢,因此如何适应他们的食物摄入量减少不良健康结果的风险。”
有很多方法这一概念可以应用,[3]她解释说:“这可能是非常有用的人需要减肥——例如,那些有心血管疾病,高血压,糖尿病前期。在这种情况下,生物标志物概要文件可以用来推荐益生菌或生命起源以前的干预,促进肠道菌群的目的,在收割效率低卡路里。“当然,这并不能解决疾病问题,但它可以导致量身定做的生活方式管理计划。这种NMR-based的简单性和速度测试,她说,就意味着患者可能会随着时间的推移,跟踪并相应地建议修改。帮助使这成为现实,福尔摩斯教授和他的同事们,伊莎贝尔加西亚法勒斯和加里·弗罗斯特,最近成立了一个分拆公司Melico,帮助实现核磁共振分析biofluids作为常规临床饮食建议的一部分。
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另一个应用程序集中在食品补充剂和所谓的“超级食品”。福尔摩斯教授说:“在西澳大利亚专家蜂蜜是非常受欢迎的。借助核磁共振数据库就像那些由力量,我们已经回答有关产品的真实性。但从饮食方面,我们现在可以走得更远,并开始调查来自不同来源的产品对健康的影响,或产品不同的质量。例如,如果一个特定的蜂蜜掺假了糖水,可以带来健康问题的人服用吗?”
微调的“健康饮食”的信息
福尔摩斯教授通过她的研究,仍然是惊讶于代谢过程的多样性:“个人饮食的研究旨在提高心血管风险[4],大多数参与者的反应与降低胆固醇和/或高血压。对于人的一个子集,饮食不涉及显著降低血压或血脂和这组与尿液中的化学物质资料的差异是由肠道细菌。”
然而,她指出,这种代谢的多样性并不意味着健康饮食方面的传统观点是错误的:“不管一个人的新陈代谢,如果有人在一个健康的饮食突然切换到暴食垃圾食品,那么他们会更糟。但是一旦你得到的细节我们做的一样,那么你可能会看到显著差异在回应新的饮食——例如,在高和低密度脂蛋白的水平,或胆固醇的数量。”[5]
理解这些差异是什么驱使她的研究。”调查的详细分子响应给定的饮食干预对于一个特定的人有可能会影响到健康。利用分子核磁共振提供的见解,我看到一个未来雷竞技怎么下载获得个性化的饮食建议移动领域的研究,成为常规临床实践的一部分。”
教授Elaine福尔摩斯默多克大学分子Phenomics教授,珀雷竞技怎么下载斯,西澳大利亚州。她也是中心主任计算和系统医学和化学生物学教授的手术和癌症的帝国理工学院,英国。她有超过20年的经验在metabonomic技术及其应用在代谢疾病的生物标记物的发现和开发个性化医疗和营养。
引用
[1]i加西亚佩雷斯et al .,客观评估饮食模式利用代谢表型出现:一个随机控制、交叉试验。柳叶刀糖尿病性骨质,2017;5 (3):184 - 195。
[2]J.M. Posma et al ., Nutriome-metabolome提供洞察膳食摄入和代谢的关系,自然食物,2020年,1:426 - 436。
[3]e . Holmes a . Wijeyesekera Taylor-Robinson和J.K.尼克尔森,时任代谢表型出现的承诺在胃肠病学和肝脏病学,自然评论胃肠病学和肝脏病学,2015年,12:458 - 471。
[4]r . l .厕所等特征的代谢反应与血压健康饮食和协会:应用最优大量营养素摄入量试验对心脏健康(OmniHeart),随机对照研究。是中国减轻。2018;107 (3):323 - 334。
[5]号福尔摩斯et al .,脂质、脂蛋白、代谢物和心肌梗死和中风的风险,美国心脏病学会杂志》,2018年,71:620 - 632。
对健康期货研究所
默多克大学健康期货研究所,珀斯,着重于明确的与健康有关的研究领域和追求那些与当地卫生保健提供者,社区组织和国际合作。研究所的核心是澳大利亚国家现象学中心,它使用将最新技术,包括核磁共振和质谱变换和优化疾病预防、诊断和个性化医疗。
有关更多信息,请访问www.murdoch.edu.au /研究/高频感应。
关于力量的公司
力量使科学家能够使突破性的发现和开发新的应用程序,提高人类生活的质量。力量的高性能科学仪器和高价值的分析和诊断的解决方案使科学家去探索生活和材料在分子,细胞,微观水平。雷竞技怎么下载雷竞技网页版与客户密切合作,力量是支持创新,提高生产力,在生命科学和客户成功分子的研究,在应用和制药应用程序中,在显微镜和nanoanalysis,工业应用,以及在细胞生物学、临床前成像、临床phenomics和蛋白质组学研究和临床微生物学。雷竞技怎么下载
有关更多信息,请访问:www.videcame.com。
力量核磁共振仪器仅供研究使用,不用于临床诊断程序。