Zvyšování obsahu vápníku v karotce a jiných druzích zeleniny

Díky výzkumu ve výzkumném centru Agentury pro zemědělský výzkum (Agricultural Research Service – ARS) amerického ministerstva zemědělství Children´s Nutrition Research Center (CNRC) v Houstonu v Texasu, vedenému profesorem pediatrie Kendalem Hirschi, je karotka modifikována tak, aby obsahovala více vápníku – a tento výzkum může potenciálně být využit k tomu, aby přidával vápník jiným plodinám.

Současný doporučený denní příjem vápníku pro dospělé od 19 do 50 let je cca 1000 mg a jeden z nejbohatších zdrojů vápníku je mléko. Ale nedostatečný příjem vápníku v potravě je celosvětovým předmětem obav, zvláště v oblastech, které nemají přístup k mléčným produktům nebo kde jsou velké segmenty populace intolerantní k laktóze nebo konzumují vegetariánskou stravu.

Globální problém

Výživová doporučení po celém světě kladou stále více důraz na hodnotu dostatečného příjmu potravin na rostlinném základě. Ale hlavní potenciální problém s posunem k výživě na rostlinném základě je, že přitom by se mohla dále omezovat spotřeba základních živin, jako například vápník.

Nedostatečný příjem vápníku může vést k osteoporóze, jedné z nejrozšířenějších nutričních poruch na světě.Je to stav, který snižuje minerální hustotu kostí a vede ke křehkosti kostí v pozdějším věku. Lékaři obvykle předepisují doplňky vápníku a cvičení, ale lepší příjem a absorpce vápníku z potravin by také mělo značný pozitivní globální dopad na tuto chorobu.

Špatné stravování a návyky zabraňují mnoha lidem ve Spojených státech a jinde v dosažení a udržování optimálního zdraví kostí. Aby pomohl v boji proti tomuto problému, Hirschi modifikoval karotku tak, že jí poskytl gen z modelové rostliny huseníčku rolního (Arabidopsis thaliana), který kóduje transportér vápníku.

Profesor pediatrie z CNRC Steve Abrams se účastnil následujících výživových studií prováděných u lidí. Biologové rostlin z CNRC pomáhali v modifikování potravin, jiných než karotka, tak, aby měly zvýšený obsah vápníku.

Centrum CNRC je řízeno Baylor College of Medicine ve spolupráci s nemocnicí Texas Children´s Hospital a ARS a poskytuje unikátní prostředí pro výzkum. Zde vědci mohou vytvořit geneticky modifikované rostliny a pak vést důkladné výživové studie s myšmi a lidskými dobrovolníky, všechno ve stejné budově – podniku druhu potřebného pro tento typ práce.

Ale může tělo vápník využít?

Ačkoliv karotka již obsahuje určité množství vápníku, je zcela minimální. To znamená, že nikdo by nemohl snít tolik normální karotky, aby dodržel doporučené denní množství vápníku.

Cílem tohoto výzkumu bylo přimět karotku, aby vyjádřila zvýšenou úroveň genu sCAX1, který umožňuje transport vápníku přes membrány rostlinných buněk. Konečným cílem je učinit nejen karotku, ale také jiné druhy zeleniny lepšími zdroji vápníku. Dále, znalosti získané z tohoto základního výzkumu pomáhají vědcům pochopit molekulární faktory, které ovlivňují biologickou dostupnost rostlinných živin.

Aby se určila biologická dostupnost vápníku v modifikované karotce, jedlo 30 dobrovolníků – 15 žen a 15 mužů různého etnického původu a ve věku 20 let jednotlivé jídlo obsahující buď normální nebo modifikovanou karotku. Oba typy karotky bylo označeny stabilním izotopem vápníku. Studie využívající stabilní izotopy jsou mimořádně bezpečné a tato studie umožnila výzkumníkům rychle měřit absorpci vápníku.

Po jednom dni byly pro měření vylučování vápníku sbírány vzorky moči. Po dvou týdnech se dobrovolníci vrátili k pojídání dalšího jídla z karotky a přešli z normální na modifikovanou karotku nebo naopak, aby mohlo být provedeno srovnání. Výzkumníci zjistili, že příjem vápníku u dobrovolníků, kteří konzumovali modifikovanou karotku, se zvýšil o 41 % ve srovnání s těmi, kteří konzumovali karotku normální.

My vždy zkoumáme způsoby, jak zvyšovat obsah živin v potravinách, říká Hirschi, který pracuje na tomto druhu výzkumu již 7 let. Toto je poprvé, kdy je geneticky obohacená potravina testována v klinických výživových pokusech s lidmi pro posílenou výživu, a výsledky byly pozitivní: Zjistili jsme, že jsme opravdu vytvořili zdravější karotku. Samozřejmě, je to prototyp toho, co chceme vyvinout v budoucnosti, ale tato počáteční práce je povzbuzující.

Jak může vápník ještě působit

Tato zjištění, publikovaná v lednovém vydání roku 2008 časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences ukazují, že je možné zvýšit množství biologicky dostupného vápníku v běžných potravinách, jako například v karotce. Když jsou aplikována na odrůdu ovoce a zeleniny, strategie zvyšování obsahu vápníku těchto potravin, kterou děti rády jedí, mohlo by to vést k vyšší konzumaci vápníku pouze z rostlinných potravin.

Navíc k nutričním výhodám by modifikování rostlinných genů pro zvyšování obsahu vápníku mohlo také zlepšovat produktivitu rostlin a prodlužovat uchovatelnost produktů. To proto, že vápník je již dlouho využíván k boji proti mnoha posklizňových problémům. Například, jablka jsou smáčena v roztoku sloučenin vápníku, aby se udržela jejich pevnost během dopravy a prodloužila jejich uchovatelnost.