葡萄糖

突发的危机 这一发现对公共卫生有很大影响。美国目前正处于因“代谢综合征”发病率激增而引起的危机之中。代谢综合征的症状包括长期高血糖、脂肪过多、高胆固醇和甘油三酯水平以及血压升高，而且它与心脏病、中风、骨质疏松症、某些类型的癌症和2型糖尿病等疾病有关。因此，公共卫生专家乐观地认为，精确的营养可以通过最大限度地减少不必要的血糖飙升，和其他与疾病相关的因素。 要知道，葡萄糖来自我们摄入的碳水化合物，它们在消化系统中被分解并释放到血液中。当人体代谢系统正常运作时，循环葡萄糖的数量由参与消化、饥饿和代谢的各种激素的释放来仔细控制。尽管为人体的正常过程提供动力是必不可少的，但血液中的葡萄糖过多、过长，已经与不健康的慢性炎症水平有关了。 除此之外，身体一次只能处理这么多葡萄糖。血液中太多的葡萄糖会启动一个自我重复的生化级联，吸收葡萄糖的肌肉和肝脏达到其极限，导致血液中的葡萄糖上升。 最终，过量的葡萄糖导致慢性炎症，并与自由漂浮的蛋白质和脂肪相互作用，导致“糖化”，这种化学反应会损害这些细胞，使血管壁变硬，导致高血压、糖尿病和中风。如果没有能力有效地将葡萄糖转化为我们需要的能量，我们就会变得昏昏欲睡、疲惫不堪以及暴饮暴食。从而吃得更多，动得更少，螺旋式下降的情况继续下去。 这个过程已经在数百万人身上上演了。据估计，43%的美国人已经患有糖尿病或糖尿病前期，这意味著他们的新陈代谢严重失调，无法再正常调节血液中的糖分水平。每三个美国人中就有两个人超重，使他们有可能患上这种疾病。在美国，肥胖症的医疗费用每年高达1.73亿美元。 “斯坦福大学遗传学主席、基因组学和个性化医学主任、耶鲁大学基因组学和蛋白质组学中心前主任斯奈德（Michael Snyder）说，血糖控制导致糖尿病，近年来糖尿病发病率急剧上升，甚至比新冠都要普遍。因此，控制好葡萄糖是个大的问题。 自魏茨曼论文发表以来出现的研究表明，葡萄糖控制只是许多领域中的一个，通过更好地了解影响个人对不同食物反应的因素，可以对其进行调节。其他研究表明，微生物组和其他因素可以影响我们吸收特定营养物质、代谢脂肪和其他一系列因素的能力。 在过去的十年里，研究人员已经确定了几十种特定的肠道细菌，研究和描述了它们的影响，并在顶级的同行评议科学杂志上发表了结果。他们还证明，这些细菌可以帮助在肠道中分解食物，并将其转化为营养物质、化学信使和其他有益的代谢物，而人体自己吸收的可能性要小得多。 除此之外，他们还发现了一些“坏的”微生物，它们会产生有害于新陈代谢健康的副产品。研究表明，其中一些会对基本代谢过程产生深远影响。例如，最近，埃默里大学的研究人员发现了一种由肠道细菌产生的“促进肥胖”的化学物质，称为”delta-valerobetaine“。研究人员发现，体重指数在30以上的肥胖者，其血液中delta-valerobetaine的水平比其他人高约40%。但也不用担心，一种经常在红肉等动物产品中发现的、可作为膳食补充剂的特定营养素，可能有助于抵消这种影响。 创业热潮 这项研究已经催生了几十个公司的创业热潮，其中包括埃利纳夫和他在《细胞》论文中的一些合作者共同创立的一家，名为的“DayTwo”公司。在过去的十年里，提供个性化营养测试和建议的公司的数量已经从不到20家增加到今天的近700家，根据谘询公司Qina的首席执行官和创始人亚伯拉罕斯（Mariette Abrahams）的说法，该行业的规模将达到80亿美元。 这些公司提供的测试的深度和相关性差别很大，它们提供的信息的有用性也是如此。一些公司依靠问卷调查，或通过睡眠和活动追踪器收集的数据。其他公司则收集和分析血液、尿液、头发和粪便样本，然后将结果输入专有的人工智慧演算法，以吐出饮食和生活方式的意见和建议。 由于“Zoe”公司的测试是基于它在的《自然医学》杂志上发表的研究报告中所引用的技术，它被该领域的科学家认为是更可信的一批。它为消费者提供了一对科学研究中使用的协议的淡化版本，这对研究被称为PREDICT和PREDICT 2，是与哈佛大学、斯坦福大学和一系列其他机构的学者合作完成的。这些研究于2019年和2020年发表在《自然医学》上，使用机器学习来分析从1000名双胞胎和无血缘关系的健康成年人身上收集的基因、微生物组和血液样本，因为他们吃了一系列相同的食物，之前实验里的松饼。它将有关睡眠、运动、压力和其他环境因素的数据考虑在内。然后它找出了这些因素中的每一个对个体差异的相对影响。 像之前的其他研究一样，这项研究被认为是迄今为止对食物的个性化反应进行的最全面的检查之一，它发现参与者对食物的反应方式存在很大差异。但最值得关注的是，这些差异中的绝大多数是由于可修改的非遗传因素造成的，如微生物组或生活方式。 斯佩克特告诉《新闻周刊》（Newsweek），在同一时间喂食同一种食物的人的血糖和脂肪水平有10到15倍的差异。但是只有不到30%的血糖峰值变化是由于你的基因造成的。对于脂肪来说，这个数字还不到5%。 斯奈德的公司“January AI”说，他公司的专有人工智慧已经开始训练为不同个体对各种不同食物的反应，这些反应高度预测这些个体对具有类似宏量营养素特征的其他种类食物的反应。因此，斯奈德说，在通过用血糖监测仪跟踪葡萄糖水平来收集一个人对四天膳食的反应方式的数据后，他的公司能够准确预测一个人对大多数其他食物的反应方式。 他说，如果我们知道某些食物会让你兴奋的话，就可以准确预测你将如何反应。我们有一个3200万的食物资料库。我不是说它是完美的，但它是相当好的。” 斯奈德指出，这可能是通过替代一些食物来实现，或者首先吃其他与个人代谢相互作用的食物，这些食物可能有助于抑制这些峰值，从而削弱可能导致巨大峰值的食物的影响。 但要注意的是，没有一个产品经过了赢得美国食品和药物管理局批准所需的严格测试，这意味著该机构已经确定该产品的好处超过了已知和潜在的风险。 斯佩克特的“Zoe”、埃利纳夫的“DayTwo”和斯奈德的“January AI”都是基于同行评议的研究，由新兴的个性化营养领域的公认领导者制作。从好的方面看，他们的服务提供了关于特定食物如何影响血糖的有趣见解。?斯奈德说，尽管大多数美国糖尿病患者已经对连续血糖监测仪了如指掌，但非糖尿病患者对其的使用只是在过去五年中才出现。 微生物组分析背后的科学是有希望的。“Zoe”测试15种“好的”微生物和15种“坏的”的微生物后，推荐了一系列特定的食物来提高好的微生物，抑制坏的微生物。他们说，自己的研究发现，那些使用他们产品的人有更多的能量，不那么饥饿，睡眠更好，并且更容易保持健康的体重。 在一个300美元的测试项目之后，包括佩戴两周的血糖监测器和分析粪便，Zoe提供了访问该公司的可搜索食物资料库的机会，该资料库使用人工智慧演算法，根据客户的血糖和脂肪水平对松饼测试和其他测试的反应方式，为个别食物打分。但这不是一项免费测试，它每月需要额外支付30美元。 科学家们说，除了商业测试所提供的信息之外，还有大量关于哪些因素导致了个人代谢的差异的信息有待了解。对于科学家们已经有所了解的所有变数，如遗传学、微生物组、睡眠和运动模式，还有数量惊人的其他变数以科学家们刚刚开始了解的方式相互作用。这些包括年龄、更年期、食物的精确成分、以前的膳食、压力、进餐时间、总体纤维摄入量和隔夜禁食的影响。 另外，科学家们也只是开始了解微生物组的情况，还有许多肠道微生物，以及个人的免疫系统如何与微生物组和我们吃的食物产生相互作用还有待发现。 斯克里普斯研究转化研究所的主任和创始人托波尔（Eric Topol,）说，我们将采用在个人层面上的某些饮食建议，但还没有到那一步，因为它很复杂，有很多层的数据，还没有人破解这个案子。还没有人做过多模态人工智慧，以了解所有这些是如何互动的。 但越来越多的证据表明，每个人的免疫系统的独特特征，由过去接触的病原体形成，在代谢差异中起著作用。在最近的一项实验中，斯奈德和他的同事们发现，食用安利奶昔（一种包括蛋白质、维生素和矿物质的主要营养饮料）在一些人中引起了“抗炎反应”（这是好事），在另一些人中引起了“促炎反应”（这通常不是好事）。在最近的另一项研究中，斯奈德表明，一些类型的纤维降低了一些人的胆固醇，并帮助他们代谢葡萄糖，而在其他人中，这些同样的纤维引起了炎症，释放了一种特定的肝脏□，导致腹胀和胀气。结果表明，在某些情况下，一刀切的营养指南可能导致一些人采取对他们不利的饮食。 受斯奈德的启发，有实验者在各种不同的条件下吃了几品脱的“Ben and Jerry’s”冰淇淋，确实，吃某些高纤维食物似乎能减轻血糖峰值。不过他很快发现，即使自己的新陈代谢达到了完美，1000卡路里的冰淇淋仍然是一个很大的负担。