אם תאכל חטיף – קציצה, נניח, או מרשמלו – איך זה ישפיע על סוכר הדם שלך? זו שאלה מסובכת להפליא: התגובה הגליקמית של הגוף למזונות שונים משתנה על פי גנטיקה אינדיבידואלית, מיקרוביומות, תנודות הורמונליות ועוד. בגלל זה, מתן ייעוץ תזונתי מותאם אישית – שיכולים לעזור בניהול סוכרת, השמנת יתר ומחלות לב וכלי דם, בין תנאים אחרים – דורש בדיקה יקרה ופולשנית, מה שמקשה על הטיפול יעיל בקנה מידה.
בעיתון ב כתב העת למדע וטכנולוגיה של סוכרתחוקרים במכון הטכנולוגי של סטיבנס מציעים גישה חדשה: מודל שפרוס נתונים המסוגל לחזות במדויק תגובות גליקמיות אינדיבידואליות ללא צורך בתיכות דם, דגימות צואה או בדיקות לא נעימות אחרות. המפתח לגישה שלהם? מעקב אחר מה שאנשים אוכלים בפועל.
זה אולי נשמע ברור מאליו, אבל עד כה רוב המחקר התמקד במקרון תזונה, כמו גרם של פחמימות, במקום המזונות הספציפיים שאנשים אוכלים. הראינו שעל ידי ניתוח סוגי מזון ניתן לחזות תחזיות מדויקות ביותר עם הרבה פחות נתונים. "
ד"ר סמנתה קליינברג, יו"ר פרבר פרופסור למדעי המחשב
הצוות של ד"ר קליינברג חקר שני מערכי נתונים הכוללים גם יומני מזון מפורטים וגם נתוני צג גלוקוז רציפים עבור כמעט 500 אנשים עם סוכרת (שניהם סוגים 1 ו -2) שממוקמים בארצות הברית ובסין. בעזרת מאגרי מזון קיימים ו- ChatGPT, הם סיווגו כל ארוחה על פי תוכן מקרו -תזונה וגם מינפו את מבנה המזונות (כך שבשרים דומים זה לזה יותר מאשר לגבינות), מה שמאפשר להם להבדיל בין מזונות שווה תזונה.
על ידי אימון אלגוריתם המשתמש בנתונים תזונתיים וגם בתכונות המזון, בתוספת כמה פרטים דמוגרפיים, הצוות הצליח לחזות את התגובה הגליקמית של כל אחד מהאנשים לכל מזון עם כמעט אותן רמות דיוק שנמצאו במחקרים קודמים שכללו נתוני מיקרוביומה מפורטים ומידע קשה אחר.
"אנחנו עדיין לא יודעים מַדוּעַ הכללת תכונות המזון עושה את ההבדל כה גדול, "אומר ד"ר קליינברג. יתכן שמידע מזון הוא פרוקסי עבור מיקרו -תזונה המניעים תגובות גליקמיות, או שהתכונות הפיזיות של מזונות מסוימים מביאים לאנשים לאכול או לעכל אותם בצורה שונה." עם זאת, ברור שכשמדובר בסוכר בדם, יש יותר בעבודה מאשר סתם מקרונטנטים, "ד"ר.
על ידי התמקדות בסוגי מזון, הצוות הצליח לחקור וריאציות אינדיבידואליות בתגובות הגליקמיות. "מכיוון שאנשים אוכלים את אותן ארוחות שוב ושוב, הנתונים נותנים לנו נראות לאופן בו תגובות אינדיבידואליות למזונות ספציפיים משתנות לאורך זמן", מסביר ד"ר קליינברג. הצוות מצא כי הכללת נתונים על מחזורי הווסת במודל שלהם היוותה חלק ניכר מהשונות התוך-נושאת, מה שמרמז שרמות הורמונים משתנות יכולות למלא תפקיד חשוב בתיווך התגובות הגליקמיות האישיות.
המודל של הצוות גם מנבא במדויק את התגובה הגליקמית הן לאוכלוסיות בארה"ב והן לאוכלוסיות סיניות – ממצא חשוב, מכיוון שמודלים מבוססי מיקרוביומה נאבקו לעתים קרובות לספק תוצאות מדויקות בהקשרים תרבותיים שונים. "איננו זקוקים לנתונים על אוכלוסייה אזורית ספציפית כדי להיות מסוגלים לחזות שם", מסביר ד"ר קליינברג.
המודל החדש הוא גם חזק מספיק כדי לחזות את התגובות הגליקמיות של האדם המבוססות על נתונים דמוגרפיים, ללא הכשרה בהתאמה אישית על יומני מזון או נתונים מותאמים אישית אחרים. כתוצאה מכך, קלינאים יכולים להשתמש במודל כדי להציע ייעוץ תזונתי במהלך פגישה ראשונית עם מטופל, ללא צורך בכריתת מזון עמלנית או בדיקות פולשניות. "אנו יכולים להציע המלצות טובות יותר אם יש לנו יותר נתונים, אך אנו יכולים להשיג תוצאות טובות מאוד ללא מידע מותאם אישית כלל", מסביר ד"ר קליינברג. "זה אומר שאנחנו יכולים לתת לחולים עצות שימושיות מייד – ובתקווה שזה יניע אותם להמשיך."
בשלב הבא, הצוות מתכנן לשכלל את המודל שלהם באמצעות מערכי נתונים גדולים יותר, ולחקור אם הוספת נתוני מיקרוביומה מגדילה את דיוק המודל שלהם. "זו השאלה הגדולה, מכיוון שאם מידע אוכל בלבד נותן לנו את כל מה שאנחנו צריכים, יתכן שאין צורך לאסוף דגימות צואה או לבצע בדיקות אחרות", אומר ד"ר קליינברג. "זה יכול להפוך את התזונה המותאמת אישית לזולה יותר ונגישה לכולם."
