Научная статья на тему 'Здоровое питание XXI века: функциональные продукты питания и нутригеномика'

Здоровое питание XXI века: функциональные продукты питания и нутригеномика Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
1896
354
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ / РАСТИТЕЛЬНЫЕ МЕТАБОЛИТЫ / ЭТНОГЕНОМИКА / НУТРИГЕНОМИКА / ПРЕДИКАТИВНАЯ МЕДИЦИНА / ЛАКТАЗА / АМИЛАЗА / БЕТУЛИН / ДИГИДРОКВЕРЦЕТИН / SOIL ENZYMES / ACTIVITY / RESEARCH METHODS / ECOLOGICAL RELATIONSHIPS / HUMUS-ENZYME COMPLEXES / PROBLEMS

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Кунакова Р.В., Зайнуллин Р.А., Хуснутдинова Э.К., Ялаев Б.И.

В статье рассмотрена и обобщена история развития интеграции вузовской и академической науки Республики Башкортостан, деятельность ученых Академии наук Республики Башкортостан по использованию растительных метаболитов в производстве функциональных продуктов питания с учетом особенностей этногеномики жителей РБ; описаны результаты научно-исследовательских проектов по изучению различных аспектов питания и возможной профилактики распространенных заболеваний за счет применения персонифицированной или предикативной (предупредительной) медицины, исследований по использованию пряно-ароматического и лекарственного растительного сырья в производстве функциональных продуктов питания, приведены примеры внедрения результатов научной деятельности кафедры специальной химической технологии в практику ОАО «Башспирт». На основе все возрастающей актуальности исследований в области нутригеномики и нутригенетики, в статье изложены актуальность и выводы о перспективах развития пищевой отрасли с учетом генетических особенностей различных этносов Республики Башкортостан. В данном контексте рассмотрено наиболее распространенное неинфекционное заболевание сахарный диабет, охарактеризованы данные статистики и описаны основные методы его лечения, обобщены литературные данные генетической предрасположенности к сахарному диабету 2-го типа, отмечена актуальность продолжения исследований генетического полиморфизма, характерного для Волго-Уральского региона в целом. Основной целью научного проекта «Инновационные технологии в пищевой промышленности: ингибирование ферментов при создании функциональных продуктов питания», выполненного в 2014 г. кафедрой специальной химической технологии Уфимского государственного нефтяного технического университета и лабораторией молекулярной генетики человека Института биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН в рамках государственной научно-технической программы РБ «Химические технологии, процессы и материалы для промышленности, медицины и сельского хозяйства Республики Башкортостан», стало изучение кинетики ингибирования фермента бетулином и дигидрокверцетином, которые предложены в качестве сахароснижающих добавок для профилактики сахарного диабета.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Кунакова Р.В., Зайнуллин Р.А., Хуснутдинова Э.К., Ялаев Б.И.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Functional food and nutrigenomics as the basis of healthy food of the 21st century

The article considers and summarizes the history of integration development between universities and academic institutions in the Republic of Bashkortostan, scientists' efforts focused on the use of plant metabolites in the production of functional food with consideration for ethnogenomic characteristics of Bashkortostan residents, as well as the results of joint research projects to study various aspects of nutrition and possible prevention of common diseases through the application of personalized or predictive (preventive) medicine. It discusses the research results concerning the use of aromatic and medicinal plant raw materials in the production of functional food and gives examples on introducing the results of scientific activities of the Department of Special Chemical Technology into practice at JSC "Bashspirt". Based on the increasing topicality of research studies in the area of nutrigenomics and nutrigenetics, the article describes the relevance and conclusions on the future development of food industry, taking into account the genetic characteristics of different ethnic groups living in the Republic of Bashkortostan. In the context of this problem, the article also considers the most common non-communicable disease diabetes, analyzes statistical data, describes main treatments, summarizes literature data of genetic predisposition to type 2 diabetes mellitus and emphasizes the importance of further research on genetic polymorphism characteristic of the Volga-Ural region as a whole. The collaborative research project between the Department of Special Chemical Technology of the Ufa State Petroleum Technological University and the Laboratory of Human Molecular Genetics of the Institute of Biochemistry and Genetics, Ufa Scientific Centre RAS, under the state scientific and technical programme of the Academy of Sciences of the Republic of Bashkortostan dealt with studying the kinetics of enzyme inhibition by betulin and taxifolin proposed as antihyperglycemic supplements to prevent diabetes mellitus.

Текст научной работы на тему «Здоровое питание XXI века: функциональные продукты питания и нутригеномика»

УДК 577.151+613.2.03

ЗДОРОВОЕ ПИТАНИЕ XXI ВЕКА: ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ И НУТРИГЕНОМИКА

© Р.В. Кунакова,

доктор химических наук, академик АН РБ, вице-президент АН РБ, заведующая кафедрой, Уфимский государственный нефтяной технический университет, ул. Космонавтов, 1,

450062, г. Уфа, Российская Федерация, эл. почта: kunakova@anrb.ru

© Р.А. Зайнуллин,

доктор химических наук, профессор кафедры, Уфимский государственный нефтяной технический университет, ул. Космонавтов, 1,

450062, г. Уфа, Российская Федерация, эл. почта: 5599032@mail.ru

© Э.К. Хуснутдинова,

доктор биологических наук, академик АН РБ, заведующая лабораторией, Институт биохимии и генетики, Уфимский научный центр РАН, проспект Октября, 71, 450054, г. Уфа, Российская Федерация, эл. почта: elzakh@mail.ru

© Б.И. Ялаев,

магистрант кафедры,

Башкирский государственный университет,

ул. Заки Валиди, 32,

450076, г. Уфа, Российская Федерация,

эл. почта: bulat.yalaev.osmurn@gmail.com

В статье рассмотрена и обобщена история развития интеграции вузовской и академической науки Республики Башкортостан, деятельность ученых Академии наук Республики Башкортостан по использованию растительных метаболитов в производстве функциональных продуктов питания с учетом особенностей этногеномики жителей РБ; описаны результаты научно-исследовательских проектов по изучению различных аспектов питания и возможной профилактики распространенных заболеваний за счет применения персонифицированной или предикативной (предупредительной) медицины, исследований по использованию пряно-ароматического и лекарственного растительного сырья в производстве функциональных продуктов питания, приведены примеры внедрения результатов научной деятельности кафедры специальной химической технологии в практику ОАО «Башспирт».

На основе все возрастающей актуальности исследований в области нутригеномики и нутригенетики, в статье изложены актуальность и выводы о перспективах развития пищевой отрасли с учетом генетических особенностей различных этносов Республики Башкортостан. В данном контексте рассмотрено наиболее распространенное неинфекционное заболевание - сахарный диабет, охарактеризованы данные статистики и описаны основные методы его лечения, обобщены литературные данные генетической предрасположенности к сахарному диабету 2-го типа, отмечена актуальность продолжения исследований генетического полиморфизма, характерного для Волго-Уральского региона в целом. Основной целью научного проекта «Инновационные технологии в пищевой промышленности: ингибирование ферментов при создании функциональных продуктов питания», выполненного в 2014 г кафедрой специальной химической технологии Уфимского государственного нефтяного технического университета и лабораторией молекулярной генетики человека Института биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН в рамках государственной научно-технической программы РБ «Химические технологии, процессы и материалы для промышленности, медицины и сельского хозяйства Республики Башкортостан», стало изучение кинетики ингибирования фермента бетулином и дигидрокверцетином, которые предложены в качестве са-хароснижающих добавок для профилактики сахарного диабета.

Ключевые слова: функциональное питание, растительные метаболиты, этногеномика, нутригеномика, предикативная медицина, лактаза, амилаза, бетулин, дигидрокверцетин

© R.V. Kunakova1, R.A. Zaynullin2, E.K. Khusnutdinova3, B.I. Yalaev4

FUNCTIONAL FOOD AND NUTRIGENOMICS AS THE BASIS OF HEALTHY FOOD OF THE 21ST CENTURY

The article considers and summarizes the history of integration development between universities and academic institutions in the Republic of Bashkortostan, scientists' efforts focused on the use of plant metabolites in the production of functional food with consideration for ethnogenomic characteristics of Bashkortostan residents, as well as the results of joint research projects to study various aspects of nutrition and possible prevention of common diseases through the application of personalized or predictive (preventive) medicine. It discusses the research results concerning the use of aromatic and medicinal plant raw materials in the production of functional food and gives examples on introducing the results of scientific activities of the Department of Special Chemical Technology into practice at JSC "Bashspirt".

BECTHMK AKAAEMMM HAYK PB /

/ 2016, tom 21. № 3 (83) llllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllB

12Ufa State Petroleum Technological University, ulitsa Kosmonavtov, 1, 450078, Ufa, Russian Federation, e-mail: 5599032@mail.ru

institute of Biochemistry and Genetics, 71, prospekt Oktyabrya, 450054, Ufa, Russian Federation, e-mail: elzakh@mail.ru

"Bashkir State University,

32, ulitsa Zaki Validi,

450076, Ufa, Russian Federation,

e-mail: bulat.yalaev.osmurn@gmail.com

Based on the increasing topicality of research studies in the area of nutrigenomics and nutrigenetics, the article describes the relevance and conclusions on the future development of food industry, taking into account the genetic characteristics of different ethnic groups living in the Republic of Bashkortostan. In the context of this problem, the article also considers the most common non-communicable disease - diabetes, analyzes statistical data, describes main treatments, summarizes literature data of genetic predisposition to type 2 diabetes mellitus and emphasizes the importance of further research on genetic polymorphism characteristic of the Volga-Ural region as a whole. The collaborative research project between the Department of Special Chemical Technology of the Ufa State Petroleum Technological University and the Laboratory of Human Molecular Genetics of the Institute of Biochemistry and Genetics, Ufa Scientific Centre RAS, under the state scientific and technical programme of the Academy of Sciences of the Republic of Bashkortostan dealt with studying the kinetics of enzyme inhibition by betulin and taxifolin proposed as antihyperglycemic supplements to prevent diabetes mellitus.

Key words: soil enzymes, activity, research methods, ecological relationships, humus-enzyme complexes, problems

Академик Г.А. Толстиков в своей книге «Лекарства из растительных веществ» пишет: «Исследование химии органических веществ, образующихся в растениях в процессе их жизнедеятельности — так называемых растительных метаболитов — начиная с XIX века относят к числу очень важных областей химической науки. Практическое применение растительных метаболитов составляет предмет промышленных технологий, без которых немыслима жизнь человека... Интерес человека к низкомолекулярным метаболитам растений вызван поиском продуктов питания, лекарств для врачевания болезней, а также средств, повышающих, как сейчас принято говорить, качество жизни.» [1]. Понимание важности практического применения научных разработок в области химии растительного сырья, позволило в свое время Г.А. Толстикову рекомендовать своим ученикам и последователям (Р.В. Ку-наковой, Р.А. Зайнуллину, Х.К. Гаделевой, И.Г. Савельевой, И.Т. Фархиевой и др.) перейти на работу в вуз, где готовились кадры для различных отраслей народного хозяйства, связанных с переработкой природных материалов и сырья.

Фундаментальная академическая под-

готовка, крепкие научные связи с институтами Уфимского научного центра РАН и Академией наук Республики Башкортостан, кооперация и интеграция вузовской и академической науки, позволили к началу 2000 г. коллективу ученых создать в Уфимском государственном университете экономики и сервиса (УГУЭС, ныне УГНТУ) на кафедре специальной химической технологии, возглавляемой академиком АН РБ, вице-президентом АН РБ Р.В. Кунаковой, центр по проведению научных исследований применения растительных метаболитов в производстве функциональных продуктов питания, способных не только обеспечить потребности в важнейших микронутриентах человека, но и существенно повысить качество жизни.

На современном этапе развития общественного сознания понимания роли и значения здорового образа жизни питание можно рассматривать как компонент оздоровительной системы, придавая пищевым продуктам (-питанию) некоторые защитные лечебно-профилактические свойства. Одним из приоритетных направлений в коррекции питания является широкое внедрение биологически активных добавок к пище,

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/ 2016, том 21, № 3 (83) IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

но несомненного внимания заслуживают и продукты на основе лекарственного растительного сырья.

Одной из важных проблем в разработке функциональных продуктов питания является выбор и оптимальная дозировка растительного сырья. При обоснованно установленной дозе компонентов можно рассчитывать не только на высокие орга-нолептические свойства готового продукта, но и на его профилактические качества определенной направленности.

Учеными кафедры были проведены исследования по выявлению терапевтических эффектов у продуктов, произведенных с применением пряно-ароматического и лекарственного растительного сырья. Установлено, что тестируемые водные настои композиций определенных видов лекар-

ственного растительного сырья оказывают ощутимое гепатопротекторное действие. Конечно, настои трав в рекомендуемых концентрациях растительных компонентов не могут рассматриваться как лечебные препараты, сопоставимые по силе своего воздействия на организм с гепатопротектором «CarsП» и ему подобными лекарственными препаратами, но они обладают выраженной тенденцией к нормализации функциональных характеристик печени.

Результаты этих исследований были использованы на предприятиях ОАО «Баш-спирт»: выработаны практические рекомендации по оптимизации рецептур производимых алкогольных бальзамов. Всесторонние исследования по функциональному влиянию различных компонентов пряно-ароматического и лекарственного

Рис. 1. На представлении образцов функциональных напитков Президенту Республики Башкортостан Р.З. Хамитову. 4 мая 2011 г

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ /

/ 2016, том 21, № 3 (83) 11111111111111111111111111111111111111111ННППННШ

растительного сырья позволили создать инновационные технологии обогащения повседневных продуктов питания пищевыми волокнами, микро- и макроэлементами, витаминами. Опытные образцы функциональных бальзамов неоднократно демонстрировались на различных выставках, проводимых в республике. Так, на выставке, приуроченной к Общему собранию АН РБ (4 мая 2011 г.), были представлены образцы функциональных бальзамов, разработанных на кафедре специальной химической технологии (см. рис. 1).

Опубликованы научные статьи в отраслевых научно-производственных и академических журналах [2—7], подготовлены и изданы монографии и учебные пособия [8-10] (см. рис. 2).

Достижения современной биохимии, клеточной биологии, геномики и других областей науки существенно расширили представления о биологической роли отдельных макро- и микронутриентов и целого ряда минорных биологически активных компонентов пищи.

В последние годы ученые многих стран активно обсуждают концепцию персонифицированной или предикативной, т.е. (предупредительной) медицины с инновационным методом профилактики, диагностики и лечения на основе знания индивидуальных генетических и функциональных особенностей человека. Раннее выявление рисков возникновения того или иного заболевания позволяет обеспечить оптимальную профессиональную помощь, в частности нутритив-ную поддержку. Декларируется и развивается так называемая «4П»-медицина: предиктив-ная (предсказательная), профилактическая (превентивная), персонализированная, пар-тисипативная (при участии пациента). На первый план в решении проблем медицины выходит приоритет сохранения здоровья у здоровых граждан и мотивирование на разработку специальных методов ранней диагностики и профилактики. В силу объективных причин не каждый человек способен вести здоровый образ жизни в сочетании с питанием, основанным на индивидуально подобранной программе, поэтому все

ПЛОДОВО-ЯГОДНОЕ И РАСТИТЕЛЬНОЕ СЫРЬЕ

в производстве напитков

функциональные продукты питания

производства

БАЛЬЗАМОВ И СИРОПОВ

П Ассарпяшфтг т р^щтг^т

Дам юшшм я гмрйян

И^Рд □ЕаГ.,—

| □ «ц,М«|ЮМ« Ннк=~ о Стчв п—рю

ягшхвет ПР ФСССИЯ

Рис. 2. Монографии и учебные пособия, подготовленные научными сотрудниками кафедры специальной химической технологии УГУЭС

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/ 2016, том 21, № 3 (83) 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

большую актуальность получают исследования, направленные на разработку продуктов и лекарственных препаратов, способных эффективно лечить либо позволяющих эффективно осуществлять профилактику распространенных неинфекционных заболеваний [11].

По данным ряда исследователей (Батурин А.К., Тутельян В.А.), нутриенты и биологически активные компоненты пищи прямо или опосредованно регулируют функциональную активность генов, влияя на геном, транскриптом, протеом и метабо-лом. На стыке диетологии и генетики возникла новая научная дисциплина-нутри-геномика, изучающая взаимосвязь питания человека с характеристиками его генома с целью установления влияния пищи на экспрессию генов и в итоге на здоровье человека [12; 13; 14].

Таким образом, генетические маркеры могут быть использованы для диагностики и прогноза алиментарно-зависимых заболеваний, в частности ожирения, а также в качестве предиктора для разработки персонифицированной диетотерапии и прогноза ее эффективности.

В отношении пользы для здоровья функциональных и специализированных пищевых продуктов еще в 1999 г. Международный институт наук о жизни (International Life Sciences Institute) предложил шесть основных категорий, классифицирующих целевые функции организма, подвергаемые коррекции с помощью таких продуктов. К ним относят: влияние на рост, развитие и дифференциацию организма; метаболизм основных веществ; защита от окислительного стресса; деятельность сердечно-сосудистой системы; воздействие на физиологию и функции желудочно-кишечного тракта;

поведение и психологические функции.

Большинство распространенных заболеваний, в т.ч. сахарный диабет, астма, аллергия, болезни обмена (углеводного, липидного, белкового и др.), являются многофакторными. При этом особенности генетической предрасположенности к отдельным заболеваниям сильно варьируют у различных популяций, различающихся по принадлежности к определенной этнической группе, полу, возрасту и др. Образ жизни, питание, экология и генетический профиль индивидуума — это ключевые факторы, влияющие на персональный уровень риска заболеваемости. В связи с этим в мире происходит широкомасштабный процесс введения специализированных молекуляр-но-генетических лабораторий. Они устанавливают молекулярно-генетический фон местного населения, составляют базы данных региона, разрабатывают методы ранней диагностики и профилактики распространенных наследственных заболеваний.

В 1994 г. в Уфе под руководством доктора биологических наук Э.К. Хуснутдино-вой основана лаборатория молекулярной генетики человека, со временем были открыты еще 2 лаборатории—экологической генетики человека и биохимической генетики человека; образован Отдел геномики Института биохимии и генетики УНЦ РАН. На этой базе научные сотрудники стали изучать ряд наследственных и наследственно предрасположенных заболеваний с учетом этнической принадлежности, в т.ч. наиболее распространенные метаболические заболевания: муковисцидоз, фенилкетонурия, сахарный диабет и др. Для них были определены спектр и частота мутаций, выявлены ассоциированные с мутациями аллели и га-плотипы сцепленных с генами полиморф-

*Предиктор (от англ. predictor «предсказатель») - прогностический параметр; средство прогнозирования.

...............ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ /

/ 2016, том 21, № 3 (83) IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIННННННВШ

ных ДНК-локусов. В результате на основе комплексной обработки различных данных ученые составили карты распределения полиморфных вариантов среди различных этнических групп в Волго-Уральском регионе, что позволило предложить их в качестве маркеров ранней диагностики.

Вовлеченность ученых различных областей науки в исследование проблем питания способствовало реализации совместных научных проектов в рамках ГНТП РБ [13; 14]. Первым совместным проектом, выполненным в 2013 г. кафедрой специальной химической технологии УГУЭС и лабораторией молекулярной генетики человека Института биохимии и генетики УНЦ РАН по теме «Генетические основы разработки функциональных продуктов питания для оздоровления населения Республики Башкортостан» в рамках ГНТП РБ «Химические технологии, процессы и материалы для промышленности, медицины и сельского хозяйства Республики Башкортостан», стало изучение распространенности среди населения республики аномалии в усвоении лактозы — молочного сахара. Это генетически обусловленный дефект, затрудняющий употребление в пищу молочных продуктов и, как следствие, вызывающий дефицит в организме витамина D и сопутствующие осложнения [15].

Проведенный учеными сравнительный анализ распределения частоты генотипа, определяющего ферментную недостаточность лактазы показал, что у русских из Волго-Уральского региона она сопоставима с таковой у белорусов, украинцев, французов, мордвы, удмуртов и коми и составляет около 38%. У башкир частота аллеля, ассоциированного с лактазной недостаточностью, составляет около 76% и близка к частоте этого аллеля у казахов, бурятов, горных марийцев и ниже, чем у народов

Юго-Восточной Азии. В популяции татар распространенность ферментной недостаточности лактазы находится в пределах промежуточных значений между популяциями Европы и Азии и составляет примерно 55%, соответствуя географическому положению и соотношению европейских и азиатских компонентов в своем генофонде.

Анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного локуса — 13910С>Т гена LCT выявил значительную неоднородность исследованных популяций Волго-Уральского региона России как на уровне этносов, так и на уровне субпопуляций одного этноса (башкиры) [15].

Большинство населения Республики Башкортостан традиционно считают молочные продукты наиболее богатым источником витамина D. Ввиду вероятного наличия у значительной части детей и взрослых недостаточности фермента лактазы очевидна необходимость разработки и производства функциональных продуктов питания, обогащенных витамином D и не содержащим лактозу.

Таким образом, были созданы предпосылки для разработки функциональных продуктов питания на основе генетических особенностей отдельного индивида или отдельного этноса, проживающего в определенной местности в условиях многофакторного воздействия окружающей среды и образа питания.

Сахарный диабет (СД) — это гетерогенная группа метаболических заболеваний, при которых у больных развивается хроническая гипергликемия — повышенное содержание глюкозы в крови вследствие нарушения секреции инсулина р-клетками поджелудочной железы (СД 1 го типа) либо развития инсулинорезистентности (в некоторых случаях в комплексе с инсулиновой недостаточностью) организма (СД 2 го типа).

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/ 2016, том 21, № 3 (83) IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

Известно, что СД-2 составляет 85-90% всех случаев СД. По данным Всемирной организации здравоохранения, к 2014 г. заболеваемость составила 9% взрослого населения от 18 лет, а по прогнозам к 2030 г. сахарный диабет станет седьмой по значимости причиной смерти. За последние 30 лет отмечена тенденция к росту заболеваемости СД в развитых странах, особенно среди населения старше 40 лет. По данным Международной диабетической организации, в 2013 г. число больных диабетом достигло 382 млн человек по всему миру или 8,3% среди взрослого населения; 80% из них проживают в странах с низким или средним уровнем дохода [16].

Первые два метода включают широкий диапазон методик лечения СД с применением различных синтетических лекарственных препаратов, для которых характерны нежелательные побочные эффекты. В то же время лечение СД 2-го типа с помощью специфических ингибиторов а-амилазы или а-глюкозидазы позволяет снижать уровень глюкозы в крови без значительных осложнений для организма. По этой причине ин-гибирование а-амилазы и а-глюкозидазы, играющих ключевую роль в усвоении крахмала и гликогена в кровь, рассматривается как одна из перспективных стратегий лечения гипергликемии.

К настоящему времени известно, что генетические факторы вносят существенный вклад в развитие СД-2. Это было выявлено в исследованиях близнецов и многодетных семей во второй пол. XX в. По данным разных авторов, если один из родителей имеет СД-2, то риск развития такого заболевания у ребенка составляет 35-39%, если оба родителя — 60-70%. На генетическую составляющую указывают исследования гибридных популяций, у которых частота СД-2 достигает 50% (испано-язычные американцы, американские индейцы Пима)

или менее 1% (определенные африканские популяции и племена Аймара или Мапуче в Южной Америке) [17].

Самые ранние исследования по выявлению генов-кандидатов, ответственных за развитие заболевания, связаны с редкими формами СД-неонатальный и митохондриальный СД, MODY. Такими генами оказались PPARG2 (фактор транскрипции), КСШ11 (одна из двух субъединиц АТФ-зависимого калиевого канала), ADIPOQ (адинопектин, влияет на чувствительность тканей к инсулину), TCF7L2 (ядерный рецептор р-катенина, активатора Wnt-сигнального пути, играющий важную роль в эмбриогенезе, делении и дифференцировке клеток, в т.ч. на р-клеток поджелудочной железы) и многие др. [17].

В настоящее время установлено лишь небольшое число генов, продукты которых вовлечены в молекулярные механизмы дисфункции р-клеток. Среди них CDKAL1 (кодирующий сериновую/треониновую протеазу, которая предположительно играет роль ингибитора активности киназы (CDK5), участвующей в дегрануляции гранул инсулина), а также CDKN2A/СDKN2B, кодирующие ингибиторы тирозиновых киназ [17].

В таблице 1 приведены некоторые гены и их полиморфные варианты, ассоциированные с СД-2 по разным этиологическим формам проявления.

Значительный вклад в понимание генетической основы СД-2 был сделан лишь в последние несколько лет. Данные различных исследований все больше раскрывают ключевую роль белков, участвующих в метаболизме глюкозы и процессах нормальной физиологии и патофизиологии. Было определено более 100 генов, коррелирующих с риском развития СД-2, и значительное число из этих генов влияют на секрецию инсулина, и в то же время не выяснены окончательно все молекулярные механизмы этих процессов.

Таким образом, сахарный диабет,

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/21

2016, том 21, № 3 (83)

Таблица 1 - Гены и их полиморфные варианты, ассоциированные с СД-2 по разным этиологическим формам проявления

Ген Хромосома Полиморфный маркер

Гены, ассоциированные с дисфункцией р-клеток

TCF7L2 Щ25.3 ^7903146

КС^1 11р15.5 rs2237892

11р15.4 rs231362

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

rs2237897

CDKN2A/B 9р21 ^10811661

IGF2BP2 3q28 rs4402960

THADA 2р21 rs7578597

ННЕХ 10q24 rs1111875

Гены, ассоциированные с инсулинорезистентностью

ADIPOQ 3q27 rs1501299

IRS1 2q36.3 ^2943641

FTO 16q12.2 rs8050136

PRAG 3р25 rs18012824

требует более глубокого исследования и поиска новых методов лечения. Научные достижения коллективов ученых под руководством академиков АН РБ Р.В. Кулаковой и Э.К. Хуснутдиновой позволили приступить к совместным исследованиям ингибирования ключевого фермента в расщеплении полисахаридов а амилазы и во многом определяющим уровень сахара в крови больных диабетом 2-го типа. СД-2 диагностируется примерно у 90% всех больных. К одним из самых распространенных способов лечения СД 2 го типа можно отнести регуляцию чувствительности тканей к инсулину, усиление активности инсулина в определенных тканях (мишенях) и ингибирование ферментов, расщепляющих углеводы для снижения уровня глюкозы в крови [18].

В ходе совместных исследований было обнаружено, что флавоноид растительного происхождения дигидрокверцетин и тритер-пеновый спирт лупанового ряда бетулин об-

ладают ингибирующим а-амилазу эффектом, и это позволяет расширить сферу их функционального применения в качестве сахаросни-жающей пищевой добавки при профилактике и лечении сахарного диабета 2-го типа [19].

В эпоху стремительного развития инновационных отраслей науки становится очевидным, что кооперация и масштабные совместные исследования на стыке фундаментальной медицины, молекулярной биологии и технологий производства пищевой продукции и фармакологии могут стать поворотным моментом в истории развития всего здравоохранения в целом. На стыке наук рождаются открытия, которые переворачивают представления о природе явлений в различных областях жизни людей. Именно они позволяют изобретать и разрабатывать комплексные и многостороннее эффективные технологии, открывающие новые страницы в развитии науки о человеке и его здоровье.

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/ 2016, том 21, № 3 (83) 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

Л И Т Е РАТУ РА

1. Толстикова Т.Г., Толстиков А.Г., Толстиков ГА. Лекарства из растительных веществ. Новосибирск: Академ. изд-во «Гео». 2010. 216 с.

2. Исследования рецептур алкогольных бальзамов / Р.А. Зайнуллин, М.Н. Школьникова, Р.В. Кунакова, И.Р. Фахретдинов // Производство спирта и ликероводочных изделий. 2010. № 1. С.20-22.

3. Зайнуллин Р.А., Школьникова М.Н. Определение потенциально опасных факторов при производстве бальзамов // Ликероводочное производство и виноделие. 2010. № 9. 2010. С. 9-11.

4. Разработка рецептур функциональных сиропов на основе растительного сырья для профилактики остроты зрения / Р.А. Зайнуллин, М.Н. Школьникова, Л.А. Маюрникова, Ю.Г. Гурьянов, И.Р. Фахретдинов // Пиво и напитки. 2010. № 5. С.56-59.

5. Алкогольные бальзамы. Анализ и прогнозирование их свойств / Р.А. Зайнуллин,

B.А. Поляков, И.Р. Фахретдинов, Р.В. Кунакова, М.Н. Школьникова, Н.Ж. Басченко // Производство спирта и ликероводочных изделий. 2010. № 3.

C. 6-9.

6. Влияние условий культивирования чайного гриба (Combucha) на его функциональные свойства в пищевых профилактических напитках / Р.В. Кунакова, Х.К. Гаделева, О.А. Данилова, А.А. Никитина // Изв.вузов. Пищевая технология. 2010. № 4. С. 29-31.

7. Исследование влияния растительных экстрактов на микробиологическую стойкость безалкогольных напитков / Х.К. Гаделева, Р.А. Зайнуллин,

A.А. Никитина, О.А. Данилова, Р.В. Кунакова // Пиво и напитки. 2010. № 6. С. 28-30.

8. Плодово-ягодное и растительное сырье в производстве напитков / Р.А. Зайнуллин,

B.А. Поляков, И.И. Бурачевский, Р.В. Кунакова, Л.М. Абрамова, И.М. Абрамова, И.Е. Анищенко. М.: ДеЛи плюс. 2011. 523 с.

9. Функциональные продукты питания / Р.А. Зайнуллин, Р.В. Кунакова, Х.К. Гаделева, М.Н. Школьникова, Е.В. Аверьянова. М.: Кнорус, 2014. 303 с.

10. Производство бальзамов и сиропов / Е.Ю. Егорова, Р.А. Зайнуллин, М.Н. Школьникова, М.В. Гернет, Р.В. Кунакова. СПб.: Профессия, 2011. 408 с.

11. Сафоничева О.Г., Мартынчик С.А. Задачи развития научной платформы медицинской науки «профилактическая среда»: технологические решения // Успехи современного естествознания. 2015. № 3. С. 102-106.

12. Ванюшин Б.Ф. Эпигенетика сегодня и завтра // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. Т. 7. № 4/2. С. 805-831.

13. Животовский Л.А., Хуснутдинова Э.К. Этногеномика: генетическая история человечества, записанная в аутосомных ДНК-маркерах // Молекулярный полиморфизм человека: структурное и функциональное индивидуальное разнообразие биомакромолекул: монография. Т. II / под ред. С.Д. Варфоломеева. М.: РУДН, 2007. 830 с.

14. Ассоциация генотипа CC по полиморфизму LCT-13910C/T в регуляторном участке гена лактазы с возрастным снижением минеральной плотности кости / С.А. Боринская, А.В. Сафонова, А.Н. Петрин, С.Д. Арутюнов, Р.И. Хусаинова, Э.К. Хуснутдинова, Д.В. Ребриков, Н.К. Янковский, А.И. Козлов, А.В. Рубанович//Медицинская генетика. 2012. Т. 10. С. 17-23.

15. Генетические предпосылки здорового питания / Р.А. Зайнуллин, Р.В. Кунакова, Э.К. Хуснутдинова, Р.И. Хусаинова // Вестн. Акад. наук Респ. Башкортостан. 2014. Т. 19. № 1. С. 5-11.

16. Информационный бюллетень Всемирной организации здравоохранения. № 355 Отчет от января 2015 г. URL: http://www.who.int/mediacentre/ factsheets/fs355/ru (дата обращения: 31.05.2016).

17. Бондарь И. А., Шабельникова О. Ю. Генетические основы сахарного диабета 2 типа // Сахарный диабет. 2013. № 4. С. 11-15.

18. Inhibitory activity of a-amylase and a-glucosidase by plant extracts from the Brazilian cerrado / P.M. Souza, P.M. Sales, L.A. Simeoni, E.C. Silva, D. Silveira, P.O. Magalhaes. Planta Medica, 2012, vol. 78 (4), pp. 393-399.

19. Effect of betulin-containing extract from birch tree bark on a-amylase activity in vitro and on weight gain of broiler chickens in vivo / A. Ilyina, R. Arredondo-Valdés, S. Farkhutdinov, E.P. Segura-Ceniceros, J.L. Martínez-Hernández, R. Zaynullin, R. Kunakova. Plant Foods Human Nutrition, 2014, vol. 69 (1), pp. 65-70; doi: 10.1007/s11130-014-0404-2.

REFERENCES

1. Tolstikova T.G., Tolstikov A.G., Tolstikov G.A. Lekarstva iz rastitelnykh veshchestv [Plantt-based medications]. Novosibirsk, Geo, 2010. 216 p. (In Russian).

2. Issledovaniya retseptur alkogolnykh balzamov [Research on formulations of alcoholic balms] / R.A. Zaynullin, M.N. Shkolnikova, R.V. Kunakova, I.R. Fakhretdinov. Proizvodstvo spirta i likerovodochnykh izdeliy-Production of Alcohol and Alcoholic Beverages, 2010, no. 1, pp. 20-22 (In Russian).

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ /

/ 2016, том 21, № 3 (83) llllllllllllllllllllllllllllllllllllllll...............

3. Zaynullin R.A., Shkolnikova M.N. Opredelenie potentsialno opasnykh faktorov pri proizvodstve balzamov [Identification of potential hazards in the production of balms] Likerovodochnoe proizvodstvo i vinodelie - Alcoholic Beverage Production and Winemaking, 2010, no. 9, 2010, pp. 9-11 (In Russian).

4. Razrabotka retseptur funktsionalnykh siropov na osnove rastitelnogo syrya dlya profilaktiki ostroty zreniya [Development of formulations of functional syrups based on vegetative raw materials for maintenance of visual acuity] / R.A. Zaynullin, M.N. Shkolnikova, L.A. Mayurnikova, Yu.G. Guryanov, I.R. Fakhretdinov. Pivo i napitki - Beer and Beverqges, 2010, no. 5, pp. 56-59 (In Russian).

5. Alkogolnye balzamy. Analiz i prognozirovanie ikh svoystv [Alcoholic balms. Analysis and prediction of their properties] / R.A. Zaynullin, V.A. Polyakov, I.R. Fakhretdinov, R.V. Kunakova, M.N. Shkolnikova, N.Zh. Baschenko. Proizvodstvo spirta i likerovodochnykh izdeliy - Production of Alcohol and Alcoholic Beverages, 2010, no. 3, pp. 6-9 (In Russian).

6. Vliyanie usloviy kultivirovaniya chaynogo griba (Sombucha) na ego funktsionalnye svoystva v pishchevykh profilakticheskikh napitkakh [Influence of cultivation conditions of tea fungus (Combucha) on its functional properties in beverages for preventive nutrition] / R.V. Kunakova, Kh.K. Gadeleva, R.A. Zaynullin, O.A. Danilova, A.A. Nikitina. Izvestiya vuzov. Pishchevaya tekhnologiya - Bulletin of Higher Educational Institutions. Food Technology, 2010, no. 4, pp. 29-31 (In Russian).

7. Issledovanie vliyaniya rastitelnykh ekstraktov na mikrobiologicheskuyu stoykost bezalkogolnykh napitkov [Influence of plant extracts on microbial resistance of non-alcoholic beverages] / Kh.K. Gadeleva, R.A. Zaynullin, A.A. Nikitina, O.A. Danilova, R.V. Kunakova. Pivo i napitki - Beer and Beverages, 2010, no. 6, pp. 28-30 (In Russian).

8. Plodovo-yagodnoe i rastitelnoe syrye v proizvodstve napitkov [Fruit-berry and vegetative raw materials in beverage manufacturing] / R.A. Zaynullin, V.A. Polyakov, I.I. Burachevskiy, R.V. Kunakova, L.M. Abramova, I.M. Abramova, I.E. Anishchenko. Moscow, DeLi plyus, 2011. 523 p. (In Russian).

9. Funktsionalnye produkty pitaniya [Functional food] / R.A. Zaynullin, R.V. Kunakova, Kh.K. Gadeleva, M.N. Shkolnikova, E.V. Averyanova. Moscow, Knorus, 2014. 303 p. (In Russian).

10. Proizvodstvo balzamov i siropov [Production of balms and syrups] / E.Yu. Egorova, R.A. Zaynullin, M.N. Shkolnikova, M.V. Gernet, R.V. Kunakova. St. Petersburg: Professiya, 2011. 408 p. (In Russian).

11. Safonicheva O.G., Martynchik S.A. Zadachi razvitiya nauchnoy platformy meditsinskoy nauki "profilakticheskaya sreda": tehnologicheskie resheniya [Objectives in developing scientific platform for environmental preventive medicine: Technological solutions]. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya - Advances in Modern Natural Science, 2015,

no. 3. pp. 102-106 (In Russian).

12. Vanyushin B.F. Epigenetika segodnya i zavtra [Epigenetics today and tomorrow]. Vavilovskiy zhurnal genetiki i selektsii - Vavilov Journal of Genetics and Plant Breeding, 2013, vol. 7, no. 4/2, pp. 805-831 (In Russian).

13. Zhivotovskiy L.A., Khusnutdinova E.K. Etnogenomika: geneticheskaya istoriya chelovechestva, zapisannaya v autosomnykh DNK-markerakh [Ethnogenomics: Genetic history of mankind recorded in autosomal DNA markers]. Molekulyarnyy polimorfizm cheloveka: strukturnoe i funktsionalnoe individualnoe raznoobrazie biomakromolekul [Human molecular polymorphism: Structural and functional individual variety of biomacromolecules]. Monograph. Vol. 2. S.D. Varfolomeev (ed.). Moscow, RUDN, 2007. 830 p. (In Russian).

14. Associatsiya genotipa CC po polimorfizmu LCT-13910 C/T v regulyatornom uchastke gena laktazy s vozrastnym snizheniem mineralnoy plotnosti kosti [Association of the CC genotype of LCT-13910 C/T polymorphism in the regulatory segment of the lactase gene with age-related decrease in bone mineral density] / S.A. Borinskaya, A.V. Safonova, A.N. Petrin, S.D. Arutyunov, R.I. Khusainova, E.K. Khusnutdinova, D.V. Rebrikov, N.K. Yankovskiy, A.I. Kozlov, A.V. Rubanovich. Medicinskaya genetika - Medical Genetics, 2012, no. 10, pp.17-23 (In Russian).

15. Geneticheskie predposylki zdorovogo pitaniya [Genetic background of healthy food] / R.A. Zaynullin, R.V. Kunakova, E.K. Khusnutdinova, R.I. Khusainova. Vestnik Akademii nauk RB - Bulletin of the Academy of Sciences of the Republic of Bashkortostan, 2014, vol. 19, no. 1, pp. 5-11 (In Russian).

16. Informationnyy byulleten Vsemirnoy organizatsii zdravookhraneniya. No. 355. Otchet ot yanvarya 2015 g. [Information bulletin of the World Health Organization. Report January 2015]. Available at: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/ fs355/ru (accessed May 31, 2016). (In Russian).

17. Bondar I.A., Shabelnikova O.Yu. Geneticheskie osnovy sakharnogo diabeta 2 tipa [Genetic basis of type 2 diabetes mellitus]. Sakharnyy diabet - Diabetes mellitus, 2013, no. 4, pp. 11-15 (In Russian).

18. Inhibitory activity of a-amylase and -glucosidase by plant extracts from the Brazilian cerrado / P.M. Souza, P.M. Sales, L.A. Simeoni, E.C. Silva, D. Silveira, P.O. Magalhaes. Planta Medica, 2012, vol. 78 (4), pp. 393-399.

19. Effect of betulin-containing extract from birch tree bark on a-amylase activity in vitro and on weight gain of broiler chickens in vivo / A. Ilyina, R. Arredondo-Valdés, S. Farkhutdinov, E.P. Segura-Ceniceros, J.L. Martínez-Hernández, R. Zaynullin, R. Kunakova. Plant Foods Human Nutrition, 2014, vol. 69 (1), pp. 65-70; doi: 10.1007/s11130-014-0404-2.

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/2016. том 21, № 3 (83) lllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.