Παρακολούθηση χρήσης συμπληρωμάτων διατροφής

Τα συμπληρώματα διατροφής ορίζονται και ως φυσικά προϊόντα υγείας (NHPs), αλλά και αλλιώς σε διάφορες χώρες.

Για παράδειγμα, ένα προϊόν που θεωρείται συμπλήρωμα διατροφής και ρυθμίζεται ως τρόφιμο στις ΗΠΑ, σε άλλη χώρα μπορεί να θεωρηθεί το ίδιο συμπλήρωμα διατροφής είτε ως θεραπευτικό αγαθό (συμπληρωματικό φάρμακο) ή συνταγογραφούμενο φάρμακο ή ενδεχομένως ακόμη και ως ελεγχόμενη ουσία.

Μέχρι σχετικά πρόσφατα, υπήρχε περιορισμένη επιστημονική έρευνα σχετικά με τα συμπληρώματα διατροφής και τόσο λίγα ήταν γνωστά για αυτά [1].

Ωστόσο, ο επιπολασμός της χρήσης συμπληρωμάτων έχει αυξηθεί κατακόρυφα τα τελευταία 20 χρόνια [2], και έχουν καταστεί θέμα ενδιαφέροντος για τους καταναλωτές [3,4].

Ταυτόχρονα, η εφαρμογή επιστημονικών μεθόδων τελευταίας τεχνολογίας για τη διερεύνηση θεμάτων που αφορούν συμπληρώματα διατροφής έχει προχωρήσει ραγδαία.

Αυτά απεικονίζουν την πρόοδο στην κατανόησή μας για την επιστήμη των συμπληρωμάτων, καθώς ισχύει για διάφορα θρεπτικά συστατικά, συμπεριλαμβανομένων της βιταμίνης D, του σιδήρου, των ωμέγα-3 λιπαρών οξέων και του ιωδίου.

Η πρόοδος όσον αφορά τα βότανα και άλλα μη θρεπτικά συστατικά (π.χ. γλυκοζαμίνη, μεθυλοϋλοφονυλμεθάνιο (MSM), συνένζυμο Q10) ήταν πιο δύσκολη [5].

Οι Προκλήσεις είναι πολλές αλλά και οι Επιστημονικές Προοπτικές είναι μεγάλες, ιδιαίτερα σε θέματα που αφορούν τις ανθρώπινες απαιτήσεις

Είναι γνωστό για πάνω από 100 χρόνια ότι υπάρχουν ενδογενή σφάλματα μεταβολισμού των θρεπτικών ουσιών που μπορούν να αποκατασταθούν με την παροχή της έλλειψης θρεπτικών ουσιών που έχει καταστεί υπό όρους απαραίτητη.

Οι ανακαλύψεις των γενετικών πολυμορφισμών και η έλευση φθηνών γενετικών εξετάσεων που είναι ευρέως διαθέσιμες στους καταναλωτές έχουν διατροφικές επιπτώσεις (βλέπε παρακάτω Λειτουργική Γονιδιωματική) [6].

Έχουν οδηγήσει στην άνοδο της εξατομικευμένης ή «διατροφής ακριβείας» [7] και στον πολλαπλασιασμό των «εξατομικευμένων» σχεδίων διατροφής και των συμπληρωμάτων διατροφής «ακρίβειας» που πιθανά να προσαρμόζονται στο γενετικό προφίλ ενός ατόμου. Ο βαθμός στον οποίο τέτοια συμπληρώματα είναι αποτελεσματικά στη μείωση της χρόνιας εκφυλιστικής νόσου μένει να προσδιοριστεί.

Ένα άλλο σημαντικό σημείο είναι η ποιότητα, η ασφάλεια και η αποτελεσματικότητα των χρησιμοποιούμενων συμπληρωμάτων και είναι σημαντικό να αποδεικνύονται.

Η καθαρότητα είναι ένα ειδικό πρόβλημα [8]. Η παραγωγή των συμπληρωμάτων με την διαδικασία GMP είναι ζωτικής σημασίας σε συνδυασμό με την χώρα προέλευσης τόσο της πρώτης ύλης όσο και του τελικού διαθέσιμου συμπληρώματος.  

Η παρακολούθηση της χρήσης συμπληρωμάτων είναι ιδιαίτερα σημαντική. Οι διατροφικοί δείκτες είναι γνωστό ότι είναι ανακριβείς και δεν υπάρχουν εκτιμήσεις της συνήθους πρόσληψης για πολλά θρεπτικά συστατικά [9, 10].

Οι βιοχημικοί δείκτες είναι συχνά ανεπαρκείς και δεν συνδέονται πάντα με όποια δυσμενή αποτελέσματα για την υγεία, υπογραμμίζοντας την ανάγκη να δοθεί μεγαλύτερη προσοχή στην ανάπτυξη συμφωνημένων δεικτών ανεπάρκειας και υπέρβασης [11], με πρόσφατες εργασίες σχετικά με τους βασικούς βιοδείκτες θρεπτικών ουσιών να είναι πλέον διαθέσιμες, διευκολύνοντας την παρακολούθηση ομάδων υψηλού κινδύνου, όπως οι έγκυες γυναίκες για φυλλικό οξύ [12, 13, 14].

Η Λειτουργική Γονιδιωματική είναι το απαραίτητο εργαλείο για την παρακολούθηση της χρήσης συμπληρωμάτων διατροφής.

Η Λειτουργική Γονιδιωματική μελετά τον τρόπο με τον οποίο το γονιδίωμα, τα αντίγραφα (γονίδια), οι πρωτεΐνες και οι μεταβολίτες συνεργάζονται για την παραγωγή ενός συγκεκριμένου φαινοτύπου [15-20].

Επικεντρώνεται στις δυναμικές πτυχές όπως η μεταγραφή των γονιδίων, η μετάφραση, η ρύθμιση της έκφρασης γονιδίων και οι αλληλεπιδράσεις πρωτεΐνης-πρωτεΐνης, σε αντίθεση με τις στατικές πτυχές των γονιδιωματικών πληροφοριών όπως η ακολουθία ή οι δομές DNA.

Η Λειτουργική Γονιδιωματική επίσης προσπαθεί να ποσοτικοποιήσει τις διαφορές στις βιολογικές διεργασίες και έτσι να βελτιώσει την κατανόησή μας για τις λειτουργίες και τις αλληλεπιδράσεις γονιδίων, των πρωτεϊνών και των μεταβολιτών τους, που τελικά διαμορφώνουν τον εκάστοτε φαινότυπο (παθολογικό, παθοφυσιολογικό ή φυσιολογικό).

Μέρος της Λειτουργικής Γονιδιωματικής αποτελεί η Βιοχημική Γενετική – Μεταβολομική [21-25].

Στη Βιοχημική Γενετική – Μεταβολομική, οι μεταβολίτες είναι στενά συνδεδεμένοι με τους φαινοτύπους των ζωντανών οργανισμών και παρέχουν πληροφορίες για τις βιοχημικές δραστηριότητες αντανακλώντας τα υποστρώματα και τα προϊόντα του κυτταρικού μεταβολισμού. Αξίζει εδώ να επισημάνουμε πως ο μεταβολισμός είναι γνωστός και ως ο μοριακός φαινότυπος των ζωντανών οργανισμών.

Η μεταβολομική μελετώντας και ποσοτικοποιώντας τους μεταβολίτες που υπάρχουν στα βιολογικά υγρά, προσφέρει μια άμεση εικόνα του συστήματος, παρέχοντας χρήσιμες πληροφορίες για την κατανόηση των διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα στον οργανισμό που αναλύεται.

Οι πληροφορίες που μπορούν να εξαχθούν σε μια μεταβολομική ανάλυση είναι [21-25]:

• Βιταμίνες της σειράς Β
• Κυτταρικά αντιοξειδωτικά και αντιοξειδωτικούς μηχανισμούς
• Ιχνοστοιχεία και Συνένζυμα
• Ποιότητα γαστρεντερικής λειτουργικότητας (Μεταβολίτες της μικροβιακής εντερικής χλωρίδας)
• Κύκλο του κιτρικού οξέος (μιτοχονδριακή λειτουργία και παραγωγή κυτταρικής ενέργειας)
• Μεταβολισμό των νευροδιαβιβαστών
• Μεταβολισμό λιπιδίων, πρωτεϊνών και υδατανθράκων
• Δείκτες οξειδωτικού στρες

Για την διερεύνηση της Χρήση Συμπληρωμάτων Διατροφής χρησιμοποιούνται:

1. Η Βιοχημική Γενετική – Βασικό Πάνελ Μεταβολιτών (Μεταβολομική)
   2.Εξειδικευμένο Πάνελ Μεταβολιτών Μεταβολικού Συνδρόμου
   3. Εξειδικευμένο Πάνελ Μονονουκλεοτιδικών Πολυμορφισμών (SNP’s) 126 γονιδίων που σχετίζονται με διάφορους παραμέτρους του μεταβολισμού (υπερχοληστερολαιμία, υπερτριγλυκεριδαιμία, αυξημένο σάκχαρο νηστείας, αντίσταση στην ινσουλίνη κ.α.
   4. Εξειδικευμένο Πάνελ Μονονουκλεοτιδικών Πολυμορφισμών (SNP’s) τωνγονιδίων του Κυτοχρώματος P450 (CYP-SNP’s) που σχετίζονται διάφορους παραμέτρους του μεταβολισμού.

1. White A. Growth-inhibition produced in rats by the oral administration of sodium benzoate: Effects of various dietary supplements. Yale J. Biol. Med. 1941;13:759–768.
2. Kantor E.D., Rehm C.D., Du M., White E., Giovannucci E.L. Trends in dietary supplement use among US adults from 1999–2012. JAMA Intern. Med. 2016;316:1464–1474. doi: 10.1001/jama.2016.14403.
3. Marik P.E., Flemmer M. Do dietary supplements have beneficial health effects in industrialized nations: What is the evidence? JPEN J. Parenter. Enter. Nutr. 2012;36:159–168. doi: 10.1177/0148607111416485.
4. Manson J.E., Brannon P.M., Rosen C.J., Taylor C.L. Vitamin D deficiency—Is there really a pandemic? N. Engl. J. Med. 2016;375:1817–1820. doi: 10.1056/NEJMp1608005.
5. Balentine D.A., Dwyer J.T., Erdman J.W., Jr., Ferruzzi M.G., Gaine P.C., Harnly J.M., Kwik-Uribe C.L. Recommendations on reporting requirements for flavonoids in research. Am. J. Clin. Nutr. 2015;101:1113–1125. doi: 10.3945/ajcn.113.071274.
6. Gorman U., Mathers J.C., Grimaldi K.A., Ahlgren J., Nordstrom K. Do we know enough? A scientific and ethical analysis of the basis for genetic-based personalized nutrition. Genes Nutr. 2013;8:373–381. doi: 10.1007/s12263-013-0338-6.
7. De Toro-Martin J., Arsenault B.J., Despres J.P., Vohl M.C. Precision nutrition: A review of personalized nutritional approaches for the prevention and management of metabolic syndrome. Nutrients. 2017;9:913. doi: 10.3390/nu9080913.
8. Gagnier J.J., Boon H., Rochon P., Moher D., Barnes J., Bombardier C., Group C. Reporting randomized, controlled trials of herbal interventions: An elaborated CONSORT statement. Ann. Intern. Med. 2006;144:364–367. doi: 10.7326/0003-4819-144-5-200603070-00013.
9. Blumberg J.B., Frei B.B., Fulgoni V.L., Weaver C.M., Zeisel S.H. Impact of frequency of multi-vitamin/multi-mineral supplement intake on nutritional adequacy and nutrient deficiencies in U.S. adults. Nutrients. 2017;9:849. doi: 10.3390/nu9080849.
10. Raghavan R., Ashour F.S., Bailey R. A review of cutoffs for nutritional biomarkers. Adv. Nutr. 2016;7:112–120. doi: 10.3945/an.115.009951.
11. Centers for Disease Control and Prevention National Center for Environmental Health Division of Laboratory Sciences . Second National Report on Biochemical Indicators of Diet and Nutrition in the U.S. Population. Centers for Disease Control and Prevention; Atlanta, GA, USA: 2012.
12. Bailey L.B., Stover P.J., McNulty H., Fenech M.F., Gregory J.F., 3rd, Mills J.L., Pfeiffer C.M., Fazili Z., Zhang M., Ueland P.M., et al. Biomarkers of nutrition for development-folate review. J. Nutr. 2015;145:1636s–1680s. doi: 10.3945/jn.114.206599.
13. Branum A.M., Bailey R., Singer B.J. Dietary supplement use and folate status during pregnancy in the United States. J. Nutr. 2013;143:486–492. doi: 10.3945/jn.112.169987.
14. Johanna T. Dwyer, Paul M. Coates, and Michael J. Smith, Dietary Supplements: Regulatory Challenges and Research Resources, Nutrients. 2018 Jan; 10(1): 41. doi: 10.3390/nu10010041.
15. Συγκριτική Γονιδιωματική – UTH e-Class, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwi97efLxKDuAhV7wAIHHQS7BbAQFjAAegQIAhAC&url=https%3A%2F%2Feclass.uth.gr%2Fmodules%2Fdocument%2Ffile.php%2FDIB_U_191%2FComparative_Genomics.pdf&usg=AOvVaw0Haz5nVWbR7tzrhnicjTE0
16. An Introduction to Functional Genomics and Systems Biology, Evelien M. Bunnik and Karine G. Le Roch, ADVANCES IN WOUND CARE, VOLUME 2, NUMBER 9, DOI: 10.1089/wound.2012.0379.
17. Functional genetics, Giovanna Marchetti, Mirko Pinotti, Barbara Lunghi, Caterina Casari, Francesco Bernardi, Mini Review, Thrombosis Research 129 (2012) 336–340, doi:10.1016/j.thromres.2011.10.028.
18. Studying human and nonhuman primate evolutionary biology with powerful in vitro and in vivo functional genomics tools, Kathleen E. Grogan and George H. Perry, Evolutionary Anthropology. 2020;1–16, DOI: 10.1002/evan.21825.
19. Functional Genomics, Shalini Kaushik, Sandeep Kaushik and Deepak Sharma, Encyclopedia of Bioinformatics and Computational Biology 2018, doi:10.1016/B978-0-12-809633-8.20222-7.
20. EMBL-EBI, https://www.ebi.ac.uk/training.
21. Markus M. Rinschen, Julijana Ivanisevic, Martin Giera, and Gary Siuzdak, Identification of bioactive metabolites using activity metabolomics, Nat Rev Mol Cell Biol. 2019 Jun; 20(6): 353–367. doi: 10.1038/s41580-019-0108-4.
22. Caroline H. Johnson, Julijana Ivanisevic, and Gary Siuzdak, Metabolomics: beyond biomarkers and towards mechanisms, Nat Rev Mol Cell Biol. 2016 Jul; 17(7): 451–459. doi: 10.1038/nrm.2016.25.
23. David P Marciano, Michael P Snyder, Personalized Metabolomics, Methods Mol Biol. 2019;1978:447-456. doi: 10.1007/978-1-4939-9236-2_27.
24. Qi Jin, Alicen Black, Stefanos N Kales, Dhiraj Vattem, Miguel Ruiz-Canela, Mercedes Sotos-Prieto, Metabolomics and Microbiomes as Potential Tools to Evaluate the Effects of the Mediterranean Diet, Nutrients. 2019 Jan 21;11(1):207. doi: 10.3390/nu11010207.
25. Harvard Health Magazine, May – June 2011.