Personalizovaná výživa řízená umělou inteligencí je slibná při zlepšování zdraví střev

Personalizovaná výživa řízená umělou inteligencí je slibná při zlepšování zdraví střev

Šestitýdenní pilotní studie ukazuje, že přizpůsobené diety poháněné umělou inteligencí mohou zlepšit diverzitu střevních mikrobiomů a snížit zdravotní rizika související se stravou, i když je zapotřebí více výzkumu.

Personalizované výživové programy založené na umělé inteligenci (AI) mají potenciál pozitivně ovlivnit střevní mikrobiom u lidí. Je však zapotřebí dalšího výzkumu, aby bylo možné určit použití taktiky střev ve tvaru mikrobiomu pro personalizovanou výživu.

AktuálníŽivinyStudie zkoumá účinky personalizovaných výživových programů s umělou inteligencí na střevní mikrobiom zdravých jedinců.

Zdravotní přínosy personalizované výživy

Zdravá strava a životní styl jsou zásadní pro snížení rizika nepřenosných nemocí, jako je cukrovka, rakovina, obezita a kardiovaskulární onemocnění. Navzdory těmto pokynům míra onemocnění souvisejících se stravou stále stoupá, což odráží významnou variabilitu v reakci každého člověka na jídlo. Proto přetrvává naléhavá potřeba nových personalizovaných strategií jako alternativy k neúčinnému přístupu „jedna dieta pro všechny“.

V posledních letech se výzkumníci stále více zajímají o potenciál personalizovaných výživových plánů pro zmírnění zdravotních stavů, jako jsou kardiometabolická onemocnění, a podporu zdravého stárnutí.

Technologie AI ve výživě

Potravinářští vědci a odborníci na výživu nedávno implementovali technologie umělé inteligence na podporu udržitelné, ekologické a personalizované stravy. Například chatboti řízení umělou inteligencí byli vyvinuti, aby vytvořili optimální dietní plány pro hubnutí a zvládání cukrovky, zatímco nedávno byl vytvořen virtuální dietní dieta založený na důkazech, aby odpovídal na otázky týkající se stravy pacientům s rakovinou.

Pro personalizovanou výživu mohou robustní modely strojového učení podporovat digitální zdravotní systémy, nositelné senzory a mobilní aplikace, které jsou nyní monitorovány za účelem posouzení účinnosti generovaných výživových doporučení přizpůsobených individuálním potřebám a charakteristikám.

Zdá se však, že moderní personalizované výživové programy podceňují význam biologických faktorů, které ovlivňují variabilitu reakcí jedince na jídlo ve vztahu k jeho zdraví.

O studiu

Výzkumníci v současné studii hodnotili účinky šestitýdenního intervence personalizovaného nutričního programu založeného na umělé inteligenci na složení střevní mikroflóry zdravých jedinců. Posuzovány byly také dietou podmíněné změny v hladinách makronutrientů, antropometrické a biochemické vlastnosti a další střevní mikrobiální modifikace.

Byla provedena pilotní studie s dvaceti devíti zdravými účastníky z Centra pro výzkum a technologie (CERTH) v Řecku. Projekt Protein dal vybraným kandidátům pokyn, aby používali digitální zdravotní aplikaci pro chytré telefony, která poskytuje pokyny pro udržení zdravého, nutričně zdravého a aktivního životního stylu.

Proteinová mobilní aplikace poskytla denní a týdenní doporučení jídla na základě nového odborníka na výživu personalizovaného umělou inteligencí. Tato aplikace založená na umělé inteligenci zohledňuje stravovací preference, zdravotní stav a fyzické vlastnosti uživatele a navrhuje přizpůsobené vhodné dietní plány.

Na začátku (pre-protein) si účastníci výživy a studie stanovili cíle v oblasti výživy a fyzické aktivity (PA), kterých by bylo možné dosáhnout prostřednictvím aktivního životního stylu a dodržování středomořské stravy navržené tak, aby vyhovovala specifickým potřebám jednotlivce. Personalizované plány výživy a PA byly automaticky vygenerovány poradcem AI a doručeny účastníkům prostřednictvím aplikace Protein na chytrých telefonech.

Po tomto období (post-protein) dietolog zhodnotil pokrok účastníků při následné návštěvě.

Výsledky studie

Průměrný věk sledované kohorty byl 35 let, z nichž všichni žili nad hranicí chudoby. Většina účastníků studie byli ženatí a nekuřáci. Z 29 lidí 20 překročilo doporučený denní energetický příjem.

Genomové sekvenování oblastí V3-V4 16S ribozomální ribonukleové kyseliny (rRNA) bylo provedeno na 58 vzorcích odebraných od 29 jedinců. Celkem byly identifikovány tři kmeny, 19 tříd, 44 řádů, 82 čeledí a 231 rodů.

PevněABacteroidotabyly dominantní střevní mikrobiomy identifikované na začátku a při šestitýdenní následné návštěvě. V obou okamžicích,Prevotella, BacteroidesAFaCalibacteriumbyly často identifikovány. Vyšší diverzita a hojnost střevní mikroflóry však byla pozorována v postproteinovém časovém bodě ve srovnání s výchozími hladinami před proteinem.

Rhodospirillalesbyly nejvíce upregulované amplikonové sekvenční varianty (ASV) seřazené podle významnosti, následovanéskupina Eubacterium CoprostanoligenesARuminococcusrody. Funkční potenciál pozorovaných taxonomických změn byl hodnocen pomocí metagenomických analýz, které identifikovaly 12 drah nominálního významu, z nichž většina byla spojena s mikrobiálními metabolickými procesy a degradací purinů.

Časový bod po proteinu byl spojen s významným snížením příjmu sacharidů, bílkovin a celkového energetického příjmu. Na konci intervence byl také pozorován průměrný pokles příjmu alkoholu/nápojů, sladkostí a rychlého občerstvení o 39 %, 33 % a 14 %. Pozoruhodné je, že dodržování středomořské stravy se mezi jednotlivými časovými body nezměnilo.

Nebyly pozorovány žádné významné změny v antropometrických měřeních, kromě malého, ale významného snížení středního obvodu pasu. Hladiny PA byly konzistentně variabilní jak před, tak po proteinu ve studijní kohortě.

Změny v příjmu sladkého pozitivně korelovaly s tělesnou hmotností, tukem, obvodem pasu a měřením hemoglobinu. Silná pozitivní souvislost mezi příjmem tuku a plnostíOscillospiraceaebylo pozorováno.

Silná pozitivní souvislost mezi močovinou aLachnospiraceae bylapozorovánozatímconegativní korelace mezi hladinami cholesterolu aOscillibacterbylo hlášeno.

Závěry

Personalizované nutriční intervence s pomocí AI mají potenciál podporovat celkové zdraví tím, že usnadňují zdravou proliferaci střevního mikrobiomu. V současné studii tyto změny ve střevním mikrobiálním ekosystému vedly ke snížení příznaků zácpy, nadýmání a zánětlivého střevního syndromu při současné podpoře imunitní funkce.

K ověření těchto výsledků a poskytnutí holistického posouzení dopadu personalizovaných výživových přístupů na živiny založené na AI jsou zapotřebí budoucí studie s delším obdobím sledování a větší velikostí vzorků.

Zdroje: