Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 14
1.1. Невитаминные каротиноиды: химическая структура, биологическая активность, биомаркеры каротиноидного статуса .14
1.2. Пищевые источники и биодоступность невитаминных каротиноидов, особенности гигиенического нормирования .17
1.3. Физиологические эффекты, роль в развитии возрастных дегенеративных процессов в макулярной области 24
1.4. Способы компенсации недостаточного поступления невитаминных каротиноидов 34
Глава 2. Материалы и методы исследования 39
2.1. Общая характеристика и объем исследований 39
2.2. Метод 24-часового воспроизведения 41
2.3. Метод оценки частоты потребления продуктов 44
2.4. Оптическая когерентная томография .45
2.5. Статистическая обработка результатов 46
Глава 3. Гигиеническая оценка алиметарного поступления ликопина .47
3.1. Уровни поступления и источники ликопина у мужчин и женщин 47
3.2. Уровни поступления и источники ликопина в разновозрастных группах сравнения 51
3.3. Уровни поступления и источники ликопина в зависимости от сезона 55
3.4. Уровни поступления и источники ликопина в группах с избыточной массой тела и ожирением 61
Глава 4. Гигиеническая оценка алиметарного поступления лютеина и зеаксантина .67
4.1. Уровни поступления и источники лютеина и зеаксантина у мужчин и женщин 67
4.2. Уровни поступления и источники лютеина и зеаксантина в разновозрастных группах сравнения 70
4.3. Уровни поступления и источники лютеина и зеаксантина в зависимости от сезона 75
4.4. Уровни поступления и источники лютеина и зеаксантина в группах с избыточной массой тела и ожирением 81
4.5. Изучение взаимосвязи показателей оптической плотности макулярной области сетчатки и уровней поступления лютеина и зеаксантина 85
Глава 5. Сравнительная оценка уровней алиментарного поступления невитаминных каротиноидов при использовании различных методов изучения фактического питания 95
5.1. Сравнительная оценка результатов изучения поступления ликопина при использовании различных методов воспроизведения питания .95
5.2. Сравнительная оценка результатов изучения поступления лютеина и зеаксантина при использовании различных методов воспроизведения питания 98
Глава 6. Обсуждение результатов 101
Выводы 108
Список литературы 110
Приложения 133
- Пищевые источники и биодоступность невитаминных каротиноидов, особенности гигиенического нормирования
- Уровни поступления и источники ликопина у мужчин и женщин
- Уровни поступления и источники лютеина и зеаксантина в разновозрастных группах сравнения
- Сравнительная оценка результатов изучения поступления лютеина и зеаксантина при использовании различных методов воспроизведения питания
Пищевые источники и биодоступность невитаминных каротиноидов, особенности гигиенического нормирования
Так как невитаминные каротиноиды не синтезируются в организме, то основными источниками их поступления являются пищевые продукты. По данным Департамента сельского хозяйства США приоритетными пищевыми источниками ликопина являются красные томаты и разнообразные томат содержащие продукты. При этом, самые высокие концентрации ликопина отмечены в томатной пасте (28,76 мг/100 г), томатном пюре (21,75 мг/100 г) и томатных соусах с разными добавками (12,06 – 18,94 мг/100 г). Также богаты ликопином томатный сок (9,04 мг/100 г) и комбинированные овощные соки с добавлением томатного (7,12 мг/100 г). Среди томатов более высокие показатели содержания ликопина отмечаются у измельченных консервированных томатов (5,12 мг/100 г) и приготовленных (жареных, запеченных) томатов (3,04 мг/100 г) по сравнению со свежими спелыми томатами (2,57 мг/100 г). За счет томатного соуса или добавления томат-содержащих продуктов такие блюда фастфуда, как пицца, лазанья, паста, различные сэндвичи также являются источниками ликопина. Концентрация ликопина в данном случае определяется количеством добавленного томатного соуса. Кроме этого, существуют дополнительные пищевые источники ликопина: гуава (5,20 мг/100 г), арбуз (4,53 мг/100 г), папайя (1,83 мг/100 г), розовые и красные грейпфруты (1,42 мг). Красный сладкий перец, хурму и прочие фрукты и овощи не следует считать существенными источниками ликопина, т.к. содержание этого каротиноида в них менее 1 мг/100 г [168]. Так как наибольшие уровни содержания ликопина отмечены в томат-содержащих продуктах и томатах, то концентрация ликопина в плазме не является биомаркером общего уровня поступления фруктов и овощей, а указывает только на поступление с рационом томат-содержащих продуктов и томатов (свежих и приготовленных) [55].
Ликопин был обнаружен в плодах тропических растений, распространенных в долине реки Амазонки – пальма бурити (Mauritia vinifera), американский или антильский абрикос (Mammea americana), персиковая пальма (Bactris gasipaes), физалис (Physalis angulata), и пальма тукума (Astrocaryum aculeatum) [148]. В базе данных Департамента сельского хозяйства США представлены значения суммарного содержания лютеина и зеаксантина в пищевых продуктах. Наибольшие показатели отмечены для паприки (18,94 мг/100 г); шпината в приготовленном, замороженном и свежем виде (12,20 – 15,69 мг/100 г); красного или кайенского перца (13,16 мг/100 г); листьев различных растений – сладкого картофеля (14,72 мг/100 г), одуванчика (13,61 мг/100 г), репы (12,83 мг/100 г), мангольда (11,02 мг/100 г), листовой капусты (10,90 мг/100 г), горчицы (10,4 мг/100 г), цикория (10,3 мг/100 г), капусты кале (6,26 мг/100 г). Среди зелени высокими показателями содержания лютеина и зеаксантина характеризуются базилик (5,65 мг/100 г) и петрушка (5,56 мг/100 г). Кроме того, среди продуктов, богатых лютеином и зеаксантином, выделяют фисташки (2,90 мг/100 г), зеленый горошек (2,40-2,59 мг/100 г), листовой салат (2,31 мг/100 г), сквош (1,88 – 2,31 мг/100 г), брюссельская капуста (1,54 – 1,59 мг/100 г), брокколи в приготовленном и свежем виде (1,01 – 1,50 мг/100 г), тыква (1,01 – 1,50 мг/100 г), кукуруза (0,95 – 1,05 мг/100 г) и разнообразные специи – майоран, орегано, тимьян, шалфей (1,90 мг/100 г). Среди источников животного происхождения следует отметить желтки яиц (0,54 – 1,10 мг/100 г). Указанные выше основные источники ликопина – томаты – не могут быть считаться значимым источниками лютеина и зеаксантина, т.к. содержание этих каротиноидов в свежих томатах не превышает 0,12 мг/100 г [168]. Особое внимание в качестве источника лютеина и зеаксантина заслуживает шпинат. Содержание указанных каротиноидов в листьях шпината настолько высоко, что ежедневное потребление 50-ти грамм этого продукта полностью обеспечивает достижение рекомендуемого суточного уровня. Шпинат неприхотлив в выращивании и кроме невитаминных каротиноидов содержит компоненты, оказывающие разнообразные терапевтические эффекты [145]. При этом, следует отметить, что большинство зеленых листовых овощей (шпинат, капуста кале, листовой салат, петрушка и пр.) содержат только лютеин, в то время как в желтках яиц присутствуют и лютеин, и зеаксантин [62]. Высокий уровень содержания зеаксантина также характерен для оранжевого перца, апельсинов (в том числе апельсинового сока), медовой дыни, манго, персиков и хурмы [165].
Исследование, проведенное в Индии, позволило выявить дополнительные источники лютеина и зеаксантина, которые различались в северных и южных районах. Для южных районов в качестве возможных источников ксантофиллов были предложены черный виноград (Vitis vinifera) и гуава (Psidium guajava). В северных районах отмечалось большее разнообразие источников, среди которых наиболее богатыми по содержанию лютеина и зеаксантина были листья мяты (Mintha sativa), китайская горькая тыква (Momordica charantia), зеленый перец чили (Capsicum annuum), листья кориандра (Coriandrum sativum), кокциния индийская (Coccini indica). При этом, указанные источники доступны для населения, независимо от социального статуса и уровня доходов [172]. С помощью жидкостной хроматографии были подтверждены высокие уровни содержания лютеина в азиатских зеленых листовых овощах, распространенных на территории Австралии: кориандр (Coriandrum sativum) 5,92±1,54 мг/100 г, китайский шпинат (Chinese spinach) 5,46±1,21 мг/100 г, водяной шпинат (Ipomea aquatica) 4,14±0,21 мг/100 г, китайская листовая капуста бок-чой (Brassica parachinensis) 4,10±1,20 мг/100 г, китайская брокколи (Brassica oleracea) 3,92±0,19 мг/100 г, китайская горчица (Brassica juncea var. rugose) 1,93±0,07 мг/100 г [45]. Следует отметить, что присутствующий в макуле стереоизомер зеаксантина – мезо-зеаксантин не определяется в перечисленных источниках. Ряд исследований подтверждают, что он был обнаружен в определенных видах рыбы, креветках и морских черепахах, а также в яйцах калифорнийских и мексиканских кур, получающих кормовые добавки с мезо-зеаксантином [126]. На примере детского и подросткового населения в США доказано, что включение в рацион яиц существенно увеличивает поступление лютеина и зеаксантина [135]. Установлено, что присутствие зеленых листовых овощей в рационе позволяет достичь рекомендуемый суточный уровень потребления лютеина, а присутствие в рационе фруктов и овощей различной окраски обеспечивает поступление рекомендуемого соотношения всех ксантофиллов [158].
В Польше среднее суточное потребление ликопина и лютеина на 1 человека составляет 7,0 мг и 2,7 мг, соответственно. При этом, лица с высоким уровнем образования потребляли значительно больше источников каротиноидов по сравнению с лицами с низким уровнем образования, а у лиц с избыточной массой тела и ожирением отмечалось более высокие уровни поступления ликопина. Указанные уровни были достигнуты благодаря включению в рацион красных томатов (обработанных – 50% и свежих – 30%) – для ликопина, и овощей источников ксантофиллов (свежих – 55%) – для лютеина [70]. При этом, исследование, проведенное на юге Польши, показало, что только 35,5% поляков включают фрукты в ежедневный рацион, у 4% респондентов отмечено еженедельное потребление фруктов, а уровень потребления и частота включения в рацион овощей была значительно ниже по сравнению с фруктами [53]. В Австралии было проведено популяционное когортное исследование, результаты которого показали, что суточный уровень потребления ликопина среди австралийцев составил 3,74 мг за счет широкого включения в рацион томатов и соуса «Болоньез», суммарный суточный уровень поступления лютеина и зеаксантина – 0,91 мг был обусловлен присутствием в рационе брокколи, зеленого горошка и апельсинов [113]. Исследование, проведенное в университете Панамы, показало, что суточное поступление лютеина составляет 1,51 мг у мужчин и 1,39 мг у женщин, зеаксантина – 0,55 мг у мужчин и 0,82 мг у женщин. Основными источниками невитаминных каротиноидов были томаты, кукурузные лепешки и желтки яиц [19]. По данным исследований, проведенных в шести европейских странах (Австрия, Бельгия, Германия, Греция, Италия, Польша), наибольшее количество фруктов (более одной порции в сутки) отмечено в рационе жителей Италии (78%), Германии (67%) и Бельгии (66%). Аналогичные результаты получены в отношении овощей: у 85% жителей Бельгии и 80% жителей Италии в ежедневном рационе присутствует более одной порции овощей. Высокие уровни ликопина в плазме крови итальянцев и бельгийцев, зафиксированные в весенний и осенний периоды, коррелируют с высокими уровнями потребления фруктов и овощей [162]. Пицца и паста являются основными источниками ликопина (4,11 – 8,38 мг/сут) для малообеспеченных жителей юго-восточных штатов США. Рацион с потреблением пиццы и пасты с частотой более двух раз в неделю характеризовался высокой калорийностью, избыточным поступлением насыщенных жирных кислот, транс-изомеров жирных кислот, натрия и недостатком нутриентов-антиоксидантов (за исключением ликопина) [183].
По данным опроса, проведенного в пяти европейских странах (Великобритания, Ирландия, Испания, Франция, Нидерланды) существуют различия в уровнях поступления невитаминных каротиноидов и в их пищевых источниках. Так, например, самые высокие уровни ежедневного поступления лютеина и зеаксантина зафиксированы в Испании (3,25 мг) и Франции (2,50 мг) за счет потребления листового салата и шпината; в Нидерландах среднесуточный уровень поступления лютеина и зеаксантина (2,01 мг) был достигнут благодаря потреблению шпината и брокколи. Самые низкие уровни поступления лютеина и зеаксантина – 1,59 мг и 1,56 мг отмечались в Великобритании и Ирландии, соответственно. В этих случаях источниками были брокколи и зеленый горошек. Кроме того, в Великобритании за счет включения в ежедневный рацион свежих и консервированных томатов и пиццы суточный уровень поступления ликопина составил 5,01 мг, в Нидерландах – 4,86 мг, во Франции – 4,75 мг, в Ирландии – 4,43 мг. В данных странах среди источников ликопина также присутствовали томатные супы (Ирландия, Нидерланды).
Уровни поступления и источники ликопина у мужчин и женщин
Для оценки факторов, оказывающих влияние на уровни поступления ликопина и разнообразие его пищевых источников были сформированы группы сравнения по гендерному признаку – группа П1 (132 студента женского пола, средний возраст 20,37±2,37 года) и группа П2 (40 студентов мужского пола, средний возраст 20,78±2,09 года). Чтобы исключить дополнительное влияние сезонного фактора отбор участников исследования был проведен из числа респондентов, опрошенных в весенний период.
Анализ результатов поступления ликопина среди мужчин и женщин выявил достоверные различия в группе с достаточным уровнем потребления – у большего числа респондентов мужского пола уровень поступления ликопина соответствовал рекомендуемому (рис. 2).
На втором месте по количеству респондентов независимо от пола была группа с отсутствием источников ликопина в рационе (более 30% среди женщин и более 20% среди мужчин). В большинстве групп с высоким и низким уровнями поступления ликопина число респондентов находилось в пределах 10% и не имело достоверных различий по гендерному признаку. При оценке приоритетных пищевых источников ликопина у лиц женского пола отмечено большее их разнообразие в группах с низким уровнем потребления за счет томат-содержащих продуктов (овощные консервы с томатным соком, рыбные консервы с томатным соусом, томатный сок, супы с томатной пастой). Кроме этого у женщин в группах с достаточным и высоким уровнями потребления чаще других источников присутствовали свежие красные томаты. В аналогичных группах среди мужчин приоритетными источниками ликопина в большинстве случаев были томат-содержащие продукты фастфуда (в основном пицца). Дополнительные источники ликопина (розовые и красные грейпфруты, грейпфрутовый сок, хурма) встречались в обеих группах (П1 и П2) в единичных случаях, преимущественно у лиц с достаточным и высоким уровнями поступления ликопина (табл.4).
Групповое распределение всех источников ликопина не отличалось у мужчин и женщин. В группах с высоким уровнем поступления отмечены практическим все источники, указанные в анкете, в группах с низким уровнем поступления среди источников в основном присутствовали кетчуп, свежие красные томаты, томат-содержащие продукты фастфуда (Приложение 6).
При анализе влияния гендерного фактора на уровни поступления и пищевые источники ликопина достоверно была установлена большая доля лиц мужского пола в группе с достаточным уровнем поступления ликопина. Кроме того, для участников группы П1 основными источниками ликопина являлись свежие красные томаты, в то время как для участников группы П2 – томат-содержащие продукты фастфуда.
Оценка частоты включения томат-содержащих источников ликопина в еженедельный рацион показала, что у большинства опрошенных, независимо от пола основными источниками ликопина были свежие красные томаты. При этом отмечено, что томат-содержащие продукты (кетчуп, пицца, чизбургер, гамбургер, сэндвичи с томат-продуктами) в группе П2 присутствовали в еженедельном рационе чаще чем в группе П1 (рис.3). Частота включения в еженедельный рацион остальных томат-содержащих источников (томатный сок, соленые красные томаты, рыбные консервы с томатным соусом, овощные консервы с томатным соком) в обеих группах не превышала 6%.
Анализ дополнительных источников ликопина показал, что в группе П1 в еженедельном рационе чаще присутствовали розовые и красные грейпфруты. В отношении частоты включения в еженедельный рацион сока из розовых и красных грейпфрутов влияние гендерного фактора не установлено. Арбуз и хурма были отмечены в единичных случаях с учетом их сезонности.
Установлено влияние гендерного фактора на уровни поступления лютеина и зеаксантина: в группе с высоким уровнем поступления (75,0-99,9% от рекомендуемого) отсутствовали респонденты мужского пола. Основные источники ксантофиллов не отличались в группах П1 и П2. Достоверные различия были установлены в отношении частоты включения в еженедельный рацион брокколи (группа П1); апельсинового сока, яиц, листового салата, зеленого лука, кетчупа (группа П2).
Основными источниками ликопина в обеих группах являлись свежие красные томаты. При этом в группе П2 в рационе чаще присутствовали томат розовые и красные содержащие продукты фастфуда, а в группе П1 грейпфруты.
Уровни поступления и источники лютеина и зеаксантина в разновозрастных группах сравнения
По данным метода 24-часового воспроизведения установлено, что в группе с достаточным уровнем поступления ксантофиллов показатели студентов 1 курса (В1) существенно превышали аналогичные показатели студентов 5 курса (В2). При этом в группе с низким (менее половины от рекомендуемого) уровнем поступления лютеина и зеаксантина, наоборот, показатели группы В2 были выше показателей группы В1 (рис.15).
Общее число участников исследования с поступлением лютеина и зеаксантина на уровне не ниже половины от рекомендуемого не превышало 20%. Самая многочисленная группа (около половины всех опрошенных) характеризовалась очень низким уровнем поступления ксантофиллов (менее 24,9% от рекомендуемого).
Приоритетными источниками ксантофиллов в обеих возрастных группах с достаточными уровнями потребления были зеленые листовые овощи (листовой салат, шпинат), брокколи и кабачки. В группах с низкими уровнями потребления – продукты, содержащие незначительные концентрации лютеина и зеаксантина (менее 1 мг на 100 г продукта), – яйца, свежие красные томаты, томат-содержащие продукты фастфуда, морковь и апельсиновый сок, но в единичных случаях – продукты, богатые ксантофиллами – петрушка, зеленый горошек, тыква. Основные источники в группе В2 отличались разнообразием за счет кукурузы, зеленого лука, попкорна и киви, в группе В1 – за счет хурмы, фисташек и базилика (табл.13).
Таким образом, среди студентов 1 курса у большего числа респондентов уровни поступления лютеина и зеаксантина соответствовали рекомендуемому, а среди студентов 5 курса выше была доля студентов с низким (менее 24,9% от рекомендуемого уровня) уровнем поступления ксантофиллов. Влияние возрастного фактора на приоритетные пищевые источники лютеина и зеаксантина не выявлено.
Оценка всех источников ксантофиллов в возрастных группах показала большее разнообразие у студентов младших курсов (группа потребления 1). В группах с низкими уровнями поступления (4 и 5) среди источников в основном присутствовали продукты с низким содержанием лютеина и зеаксантина (яйца, свежие красные томаты, апельсиновый сок, зеленый лук). Овощи с высоким содержанием ксантофиллов (шпинат, петрушка, брокколи, брюссельская капуста, тыква) отмечены в единичных случаях (Приложение 11).
Анализ частоты включения в еженедельный рацион основных источников лютеина и зеаксантина показал, что у большинства студентов в еженедельном рационе присутствуют свежие красные томаты и яйца. При этом было установлено, что у респондентов группы В2 в еженедельный рацион чаще включены яйца, а у студентов группы В1 – базилик и сельдерей. В отношении остальных источников ксантофиллов, присутствующих в еженедельном рационе менее чем у половины участников исследования, достоверные различия не выявлены (рис.16).
Низкие уровни поступления (менее 24,9% от рекомендуемого уровня) лютеина и зеаксантина, установленные при использовании метода 24-часового воспроизведения, обусловлены тем, что продукты с высокими содержанием ксантофиллов присутствовали в еженедельном рационе менее чем у 10% опрошенных. Большинство респондентов не включали их в рацион (табл. 14).
Таким образом, выявлено влияние возрастного фактора на уровень поступления лютеина и зеаксантина. В группе В1 указанный показатель был достоверно выше. При этом приоритетные источники не отличались. Различия в показателях частоты включения источников ксантофиллов в рацион были отмечены в отношении яиц (группа В2), сельдерея и базилика (группа В1).
Сравнительная оценка результатов изучения поступления лютеина и зеаксантина при использовании различных методов воспроизведения питания
Анализ уровней поступления лютеина и зеаксантина выявил достоверные различия (p 0,05) в группе с достаточным уровнем поступления (100% и более от рекомендуемого) и в группах с низкими уровнями поступления (менее 24,9% от рекомендуемого и с отсутствием источников ксантофиллов). У большинства опрошенных (более 50%) уровни поступления лютеина и зеаксантина оценивались как недостаточные (менее 24,9%) . Менее 10% студентов включали в рацион пищевые источники ксантофиллов в достаточном количестве (рис. 34).
Приоритетными пищевыми источниками лютеина и зеаксантина в группах с достаточным и высоким уровнями поступления были зеленые листовые овощи (шпинат, листовой салат), брокколи и кабачки. В единичных случаях наибольший вклад в поступление ксантофиллов вносили тыква, зеленый горошек, хурма и кукуруза. У большинства респондентов (группы с низким уровнем поступления) основными источниками лютеина и зеаксантина были яйца и свежие красные томаты. В отдельных случаях поступление ксантофиллов в указанных группах было обусловлено дополнительным потреблением продуктов фастфуда, апельсинового сока, петрушки, зеленого лука, фисташек и пр. В случае частотного метода было отмечено большее разнообразие пищевых источников, особенно в группах с низким уровнем поступления (менее 50% от рекомендуемого) (табл.24).
Анализ рациона студентов частотным методом подтверждает данные, полученные методом 24-часового воспроизведения. Недостаточные уровни поступления ксантофиллов обусловлены эпизодическим потреблением (или отсутствием в рационе) большинством респондентов продуктов с высоким содержанием лютеина и зеаксантина: тыква (72,13% – отсутствие в рационе, 22,95% – эпизодическое потребление), шпинат (68,85%/21,31%), базилик (67,21%/15,57%), ежевика (64,75%/33,61%), голубика (64,75%/29,51%), брюссельская капуста (63,93%/28,69%), сельдерей (62,30%/18,85%), фисташки (48,36%/37,70), брокколи (46,72%/27,87%), хурма (45,90%/50,82%).
При сравнении результатов, полученных в данном исследовании, было установлено, что уровни поступления ксантофиллов находились в одинаковых группах потребления у 65 (53,28%) респондентов, в смежных группах (1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-6) у 37-ми (30,33%) студентов, в отдаленных группах (1-3, 1-4, 2-4, 2-5, 3-5, 3-6, 4-6) у 16-ти (13,11%) и в противоположных группах (1-5, 1-6, 2-6) у 4-х (3,28%) участников исследования. Анализ источников лютеина и зеаксантина в случае совпадения групп потребления показал, что у 21-го респондента (из 65-ти) приоритетные источники также совпадали (в основном среди указанных источников были отмечены яйца, листовой салат и свежие томаты). В остальных случаях приоритетные источники ксантофиллов отличались, несмотря на одинаковые уровни поступления.
Таким образом, для комплексной оценки фактического питания возможно параллельное применение указанных методов. Для оценки уровней поступления невитаминных каротиноидов и определения приоритетных пищевых источников рекомендовано применение метода 24-часового воспроизведения. Для определения частоты включения в рацион пищевых источников невитаминных каротиноидов целесообразно применение частотного метода.