Дефицит питательных веществ является большой проблемой во всём мире.
Фото Global Look Press.
Примерно два миллиарда человек во всём мире сталкиваются с дефицитом питательных веществ в своём рационе (йод, железо, фолиевая кислота и другие). Согласно данным международной исследовательской группы, работавшей под руководством Аны Якленец (Ana Jaklenec) и Роберта Лангера (Robert Langer) из Массачусетского технологического института, это, в свою очередь, является одной из главным причин возникновения когнитивных и физических расстройств в развивающихся странах мира.
Проблема состоит ещё и в том, что не все питательные вещества так просто добавить к пище. Некоторые из них легко разрушаются в процессе приготовления (под воздействием тепла и света), другие добавляют готовому блюду неприятный привкус.
Но группа Якленец и Лангера придумала, как справиться с этой проблемой: при помощи крошечных биосовместимых полимерных частиц, которые можно добавлять прямо в пищу.
Изначально специалисты рассматривали в качестве возможных оболочек более 50 различных полимерных покрытий, которые не разрушаются в кипящей воде, но при этом растворяются в кислой среде желудка.
Позднее сузив список до десяти кандидатов и внимательно изучив каждого из них, они остановились на полимере с кодовым названием BMC (и непроизносимым химическим названием, указанным в научной статье).
Это вещество уже получило одобрение для использования в качестве защитного покрытия для пищевых добавок от Управления по контролю за продуктами и лекарствами в США. Таким образом, оно считается безопасным.
Специалисты "упаковали" в BMC 11 порошков, представляющих собой смеси из питательных веществ (до четырёх различных витаминов, макро- и микроэлементов, включая железо, цинк, фолиевую кислоту, витамины А и D).
Как было установлено в ходе лабораторных испытаний, все полученные частицы (диаметром до четверти миллиметра) выдержали воздействие тепла, ультрафиолета и кипящей воды, в которой они находились два часа.
Частицы также легко растворились при низком pH (так химики имитировали кислую среду желудочного сока).
Затем специалисты провели испытания на мышах. Выяснилось, что частицы разрушались в желудках животных, после чего их ценное содержимое всасывалось в кишечнике.
После этого были проведены клинические испытания.
Сначала учёные добавили в обычную пищевую соль инкапсулированный сульфат железа и приготовили с её помощью кукурузную кашу. (Последнюю часто употребляют в пищу в странах с низкими доходами населения.)
Однако итогом этих испытаний исследователи были разочарованы: оказалось, что люди, которые ели "обогащённую" кашу, получили в итоге меньше половины железа в сравнении с теми, кто питался подсоленной кашей и принимал обычные добавки, содержащие железо.
Скорее всего, предполагает Якленец, полимерное покрытие задерживало высвобождение железа, из-за чего добавка не всасывалась в верхних отделах кишечника.
Тогда специалисты изменили состав частиц, уменьшив количество BMC и в 30 раз увеличив содержание железа. Новый трёхнедельный эксперимент с участием 24 человек дал хорошие результаты. Испытуемые питались хлебом, приготовленным из обогащённой муки (содержал инкапсулированное железо). В итоге их организм получил почти такое же количество железа, что и организм людей, которые использовали обычные пищевые добавки, содержащие железо.
При этом, как установили исследователи, биодоступность "спрятанного" в капсулах железа была до 89% выше, чем у обычных пищевых добавок. Поясним, что под биодоступностью понимается количество лекарственного вещества, доходящее до места его действия в организме человека.
К слову, исследователи тоже попробовали "обогащённый" хлеб. Кроме того, продукт отведал сам Билл Гейтс, так как его фонд поддерживает данный проект ("Фонд Билла и Мелинды Гейтс").
Говоря о преимуществах своей разработки, специалисты отмечают, что частицы помогут эффективно защитить содержимое от влаги, тепла и других условий, а значит, человек точно получит необходимые ему питательные вещества в полном объёме. Всё это улучшит рацион питания многих людей. А это означает, что новые частицы могут спасти не одну человеческую жизнь, особенно в странах с низкими доходами.
Кроме того, разработчики BMC-капсул считают, что новые частицы окажутся полезными и в медицине, поскольку в них можно инкапсулировать некоторые лекарственные препараты.
Научная статья по итогам работы опубликована в издании Science Translational Medicine.
Ранее авторы "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали об исследованиях, которые показали, что кальций и витамин D, вопреки распространённому мнению, не защищают от переломов костей, а ещё об опасности, которую несёт дефицит фолиевой кислоты.
