AI-põhiselt kohandatud toitumine on soolestiku tervise parandamisel paljutõotav

AI-põhiselt kohandatud toitumine on soolestiku tervise parandamisel paljutõotav

Kuuenädalane pilootuuring näitab, et tehisintellekti jõul kohandatud dieedid võivad parandada soolestiku mikrobioomi mitmekesisust ja vähendada toitumisega seotud terviseriske, kuigi vaja on rohkem uuringuid.

Tehisintellektil (AI) põhinevad isikupärastatud toitumisprogrammid võivad positiivselt mõjutada inimeste soolestiku mikrobioomi. Siiski on vaja täiendavaid uuringuid, et määrata kindlaks mikrobioomikujulise soolestiku taktika kasutamine isikupärastatud toitumise jaoks.

PraeguneToitainedUuring uurib tehisintellektiga juhitud isikupärastatud toitumisprogrammide mõju tervete inimeste soolestiku mikrobioomile.

Isikupärastatud toitumise eelised tervisele

Tervislik toitumine ja elustiil on üliolulised mittenakkushaiguste, nagu diabeet, vähk, rasvumine ja südame-veresoonkonna haigused, riski vähendamisel. Vaatamata nendele juhistele kasvab toitumisega seotud haiguste esinemissagedus jätkuvalt, mis peegeldab olulist varieeruvust iga inimese toidule reageerimises. Seetõttu on jätkuvalt tungiv vajadus uute isikupärastatud strateegiate järele alternatiivina ebatõhusale "üks dieet sobib kõigile" lähenemisviisile.

Viimastel aastatel on teadlased hakanud üha enam huvi tundma isikupärastatud toitumiskavade potentsiaali vastu, et leevendada selliseid terviseseisundeid nagu kardiometaboolsed haigused ja edendada tervislikku vananemist.

AI tehnoloogia toitumises

Toiduteadlased ja toitumiseksperdid on hiljuti rakendanud tehisintellekti tehnoloogiaid, et edendada säästvat, keskkonnasõbralikku ja isikupärastatud toitumist. Näiteks on AI-põhised vestlusbotid välja töötatud selleks, et luua optimaalseid toitumiskavasid kehakaalu langetamiseks ja diabeedi raviks, samas kui hiljuti loodi tõenditel põhinev AI virtuaalne dietoloog, et vastata vähihaigete toitumisega seotud küsimustele.

Isikupärastatud toitumise jaoks võivad tugevad masinõppemudelid toetada digitaalseid tervisesüsteeme, kantavaid andureid ja mobiilirakendusi, mida nüüd jälgitakse, et hinnata inimese vajadustele ja omadustele kohandatud toitumissoovituste tõhusust.

Siiski näib, et kaasaegsed isikupärastatud toitumisprogrammid alahindavad bioloogiliste tegurite tähtsust, mis mõjutavad inimese toidule reageerimise varieeruvust seoses nende tervisega.

Uuringu kohta

Käesolevas uuringus osalenud teadlased hindasid kuuenädalase tehisintellektil põhineva personaliseeritud toitumisprogrammi sekkumise mõju tervete inimeste soolestiku mikrobiota koostisele. Samuti hinnati dieedist tingitud muutusi makrotoitainete tasemes, antropomeetrilistes ja biokeemilistes tunnustes ning muid soolestiku mikroobide modifikatsioone.

Katseuuring viidi läbi kahekümne üheksa terve osalejaga, kes värvati Kreeka teadus- ja tehnoloogiakeskusest (CERTH). Protein Project juhendas valitud kandidaate kasutama digitaalset nutitelefoni terviserakendust, mis annab juhiseid tervisliku, toitainerikka ja aktiivse elustiili säilitamiseks.

Mobiilirakendus Protein esitas uudse tehisintellektiga isikupärastatud toitumisspetsialisti põhjal igapäevaseid ja iganädalasi söögisoovitusi. See tehisintellektil põhinev rakendus võtab arvesse kasutaja toitumiseelistusi, tervislikku seisundit ja füüsilisi omadusi, et soovitada isikupärastatud sobivaid toitumiskavasid.

Algtasemel (valkueelsed) seadsid toitumis- ja uuringus osalejad toitumise ja kehalise aktiivsuse (PA) eesmärgid, mida on võimalik saavutada aktiivse elustiili ja indiviidi spetsiifiliste vajaduste rahuldamiseks loodud Vahemere dieedi järgimisega. AI nõustaja genereeris automaatselt isikupärastatud toitumis- ja PA-kavad ning edastas need osalejatele nutitelefonide rakenduse Protein kaudu.

Pärast seda perioodi (valgujärgselt) hindas dieediarst osalejate edusamme järelvisiidil.

Uuringu tulemused

Uuritava kohordi keskmine vanus oli 35 aastat, kõik elasid üle vaesuspiiri. Enamik uuringus osalejaid olid abielus ja mittesuitsetajad. 29 inimesest 20 ületasid soovitatavat päevast energiatarbimist.

16S ribosomaalse ribonukleiinhappe (rRNA) V3-V4 piirkondade genoomne sekveneerimine viidi läbi 58 prooviga, mis koguti 29 isikult. Kokku tuvastati kolm sugukonda, 19 klassi, 44 seltsi, 82 perekonda ja 231 perekonda.

KindlaltJaBakteroidotaolid domineerivad soolestiku mikrobioomid, mis tuvastati algtasemel ja kuuenädalasel kontrollvisiidil. Mõlemal ajahetkelPrevotella, BacteroidesJaFaCalibacteriumtuvastati sageli. Siiski täheldati valgujärgsel ajapunktil suuremat soolestiku mikrobiota mitmekesisust ja arvukust võrreldes valgueelse algtasemega.

Rhodospirillalesolid kõige ülesreguleeritud amplikonjärjestuse variandid (ASV), mis olid järjestatud olulisuse järgi, millele järgnesidEubacterium Coprostanoligenes rühmJaRuminokokkPerekonnad. Täheldatud taksonoomiliste muutuste funktsionaalset potentsiaali hinnati metagenoomiliste analüüside abil, mis tuvastasid 12 nominaalse tähtsusega rada, millest enamik oli seotud mikroobsete metaboolsete protsesside ja puriinide lagunemisega.

Valgujärgset ajahetke seostati süsivesikute, valkude ja koguenergia tarbimise olulise vähenemisega. Sekkumise lõpus täheldati ka alkoholi/jookide, maiustuste ja kiirtoidu tarbimise keskmist vähenemist 39%, 33% ja 14%. Nimelt ei muutunud Vahemere dieedi järgimine ajahetkede vahel.

Antropomeetrilistes mõõtmistes olulisi muutusi ei täheldatud, välja arvatud keskmise vööümbermõõdu väike, kuid oluline vähenemine. PA tasemed olid uuringu kohordis pidevalt varieeruvad nii enne kui ka pärast valku.

Magusatarbimise muutused olid positiivses korrelatsioonis kehakaalu, rasva, vööümbermõõdu ja hemoglobiini mõõtmisega. Tugev positiivne seos rasva tarbimise ja täiskõhutunde vahelOscillospiraceaetäheldati.

Tugev positiivne seos uurea jaLachnospiraceae olitäheldatudkusjuuresnegatiivne korrelatsioon kolesteroolitaseme jaOscillibakterteatati.

Järeldused

AI-ga toetatud isikupärastatud toitumisalased sekkumised võivad edendada üldist tervist, hõlbustades soolestiku mikrobiomi tervislikku levikut. Käesolevas uuringus vähendasid need muutused soolestiku mikroobide ökosüsteemis kõhukinnisust, puhitus ja põletikulise soole sündroomi sümptomeid, toetades samal ajal immuunfunktsiooni.

Nende tulemuste kinnitamiseks ja tervikliku hinnangu andmiseks personaliseeritud toitumisviiside mõju kohta tehisintellektil põhinevatele toitainetele on vaja pikemate jälgimisperioodide ja suuremate valimitega tulevasi uuringuid.

Allikad: