Когда в 2003 году исследователи расшифровали геном человека, возникло впечатление, что разгадка причин заболеваний — это дело ближайшего будущего. Однако вскоре стало понятно: гены объясняют лишь около 10% риска. Остальные 90% составляют факторы окружающей среды, включая то, что мы употребляем в пищу.
Во всем мире неправильное питание связывают примерно с каждой пятой смертью у взрослых старше 25 лет. При этом, несмотря на десятилетия рекомендаций употреблять «меньше жира, соли и сахара», уровень ожирения и других болезней, связанных с питанием, только увеличивается. Похоже, наши представления о пище все же чрезмерно упрощены.
Традиционно питание рассматривается через призму калорий и нескольких десятков «основных» веществ: макронутриентов — это белки, жиры, углеводы, и микронутриентов (витамины, минералы) — всего порядка 150 известных соединений. Однако современные ученые подходят к этому вопросу по-новому: уже установлено, что с пищей человек получает более 26 000 различных химических веществ, и подавляющее большинство из них почти не изучено.
Астрономы сталкивались с аналогичной ситуацией ранее. Они знают, что темная материя составляет значительную часть Вселенной: ее нельзя увидеть, но ее гравитация явно влияет на галактики. Получается, что в питании присутствует своя «темная материя» — тысячи молекул в наших продуктах, о действии которых мы почти ничего не знаем. Исследования часто находят связь между определенными продуктами и заболеваниями или, наоборот, защитным эффектом, но пока не могут точно определить, какие именно вещества за это отвечают.
Справиться с этой задачей пытается новое направление — фудомика. Оно объединяет геномику (роль генов), протеомику (белки), метаболомику (малые молекулы обмена) и нутригеномику (влияние пищи на работу генов). Такой подход демонстрирует: воздействие еды на здоровье выходит далеко за привычные рамки подсчета калорий и оценки наличия витаминов в пище.
Яркий пример — средиземноморская диета, обогащенная овощами, фруктами, цельными злаками, орехами, бобовыми, оливковым маслом и рыбой. Известно, что она снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний, но дело не только в «полезных жирах». Существенную роль играют скрытые химические взаимодействия. Так, в кишечнике из компонентов красного мяса и яиц микробы создают вещество TMAO, которое увеличивает риск атеросклероза. Повышенные уровни ТМАО увеличивают риск сердечно-сосудистых заболеваний. Однако чеснок — важный элемент средиземноморской диеты — содержит вещества, препятствующие образованию ТМАО. Это пример того, как питание может изменить баланс между здоровьем и болезнью.
Кишечные бактерии играют ключевую роль в пищеварении на молекулярном уровне. Молекулы пищи, попадая в толстую кишку, перерабатываются микробами в новые соединения, которые оказывают влияние на воспалительные процессы, функционирование иммунной системы и обмен веществ. Например, эллаговая кислота — составляющая орехов и некоторых фруктов — превращается микробиотой в уролитины — соединения, которые помогают поддерживать в порядке митохондрии, «энергетические станции» наших клеток.
Пища может активировать или деактивировать гены через эпигенетические механизмы. Исторический пример — голодная зима в Нидерландах во время Второй мировой войны. Дети, рожденные от матерей, переживших этот голод, чаще в зрелом возрасте страдали от сердечно-сосудистых заболеваний, диабета 2-го типа и шизофрении. Десятилетия спустя у них обнаруживали изменения в активности генов, связанных с тем, что и сколько ели их матери во время беременности.