Резюме

Заден план

Лошите хранителни навици са определени като един от рисковите фактори за рак в различни епидемиологични проучвания. Консумацията на здравословна и балансирана диета е от решаващо значение за намаляване на риска от рак. Хранителният план за профилактика на рака трябва да се състои от всички точни количества макронутриенти и микроелементи. Въпреки че хранителните навици могат да бъдат променени, достъпността на здравословните храни е основна грижа, тъй като цената на здравословните храни е по-скъпа от нездравословните аналози.

помощта

Методи

Следователно, използвайки линейно програмиране, това проучване има за цел да разработи здравословно и балансирано меню с минимални разходи в съответствие с индивидуалните нужди, които в замяна биха могли да помогнат за предотвратяване на рак. Проучване в напречно сечение, включващо 100 възрастни от местен университет в Куала Лумпур, беше проведено на 3 фази. Първата фаза е събирането на данни за субектите, което включва тяхната социална демография, антропометрия и изземване на диетата. Втората фаза беше създаването на модел на балансирана диета с минимални разходи. Третата и последна фаза беше финализирането на менюто за превенция на рака. Оптимални и балансирани менюта бяха създадени въз основа на съответните насоки на WCRF/AICR (Световен фонд за изследване на рака/Американски институт за изследване на рака) 2007, MDG (Малайзийски диетични насоки) 2010 и RNI (Препоръчителен прием на хранителни вещества) 2017, с минимални разходи.

Резултати

Въз основа на припомнянето на диетата, повечето от пациентите не са постигнали препоръчителния прием на микроелементи за фибри, калций, калий, желязо, В12, фолиева киселина, витамин А, витамин Е, витамин К и бета-каротин. Докато приемът на захар (51 ± 19,8 g), (13% ± 2%) и натрий (2585 ± 544 g) беше повече от препоръчания. От модела за оптимизация бяха създадени три менюта, които отговаряха на диетичните насоки за профилактика на рака от WCRF/AICR 2007, MDG 2010 и RNI 2017, с минимални разходи от RM7.8, RM9.2 и RM9.7 на ден.

Заключение

Линейното програмиране може да се използва за превод на хранителни изисквания въз основа на избрани диетични насоки, за да се постигне здравословно, добре балансирано меню за профилактика на рака с минимални разходи. Освен това моделите могат да помогнат за оформяне на решението за избор на потребителска храна за предотвратяване на рак, особено за тези в групата с ниски доходи, където високите разходи за здравословна храна са основният възпиращ фактор за здравословното хранене.

Заден план

Балансираната диета може да бъде категоризирана с концепцията за разнообразие и простота, която е свързана с възприемането на здравословното хранене [1]. Здравословните диети се получават чрез приемане на храни, които съдържат препоръчителна доза макронутриенти и микроелементи [2]. Диетичните насоки могат да бъдат адаптирани за насърчаване на здравето и предотвратяване на свързани с диетата хронични заболявания, включително сърдечно-съдови заболявания, диабет тип 2, някои видове рак и затлъстяване [3]. По време на записаната история се препоръчва разумен избор на храна и напитки и обичайно поведение за защита срещу рак, както и други заболявания, и за подобряване на благосъстоянието. В Малайзия ракът е един от основните здравословни проблеми [4]. Това е безспорно една от най-важните незаразни болести в Малайзия и допринесе за 13,56% от всички смъртни случаи, настъпили в Министерството на здравните болници през 2015 г. [5]. Хранене и свързани фактори като физическа активност, затлъстяване, за които се смята, че допринасят решаващо за появата на рак [6].

Социално-икономическият статус на населението играе критична роля в моделите на хранене и избора на храни. Няколко проучвания показват, че енергийно гъстите храни са храни, които обикновено се избират от ниската социално-икономическа класа поради по-ниската им цена [7], тъй като финансовите ресурси са ограничени [8,9,10,11]. Храните с по-ниска хранителна стойност и диети с по-ниско качество обикновено струват по-малко на калория и обикновено се избират от групи с по-нисък социално-икономически статус. Редица храни, богати на хранителни вещества, се предлагаха на ниска цена, но не винаги бяха вкусни или културно приемливи за потребителя с ниски доходи [12]. Освен това високата цена на здравословните храни е един от основните възпиращи фактори за здравословно хранене сред групата с по-ниски доходи [13,14,15]. Насърчаването към здравословна, балансирана, достъпна и вкусна диета сред групата с ниски доходи може да подобри цялостното им здравословно състояние и в крайна сметка да намали разпространението на хронични заболявания в Малайзия, включително рак.

Линейното програмиране може да се използва за формулиране на менюта с минимални разходи, като същевременно се увери, че отговаря на всички критерии за всички макронутриенти и микроелементи, определени от диетичните насоки [16]. Използва се в техниките за решаване на диетични проблеми, като се създава модел, който съдържа всички оптимални храни, разходи и качество на диетата. Използвайки линейно програмиране, по-голямата част от популациите могат да се възползват от оптимална диета при минимални разходи, което им позволява да имат адекватно ежедневно хранене в рамките на финансовия си потенциал.

Линейното програмиране е приложено в тихоокеанския северозапад на САЩ, което е единственото изследване, което представя приложение на инструментите за математическа оптимизация на диетичните насоки за профилактика на рака. Бяха създадени шест специфични хранителни планове, които отговаряха както на ключовите препоръки за диети за 2007 г. за превенция на рака, издадени от WCRF/AICR 2007, така и на DRI, определени от Медицинския институт [17].

Понастоящем в Малайзия не е направено проучване за създаване на балансирана, оптимална диета за профилактика на рака, използваща линейно програмиране с минимални разходи. Следователно, това проучване има за цел да създаде балансирана, вкусна и достъпна диета, която помага да се предотврати ракът на възможно най-ниската цена, за да стане достъпна и постижима за хора с ниски доходи.

Методи

Това проучване е одобрено от Националната комисия по етика на медицинските изследвания на Малайзия (UKMREC) (NN-2017-128). Сто здрави възрастни на възраст 19 и повече мъже и жени от местния университет в Куала Лумпур, служители и студенти, бяха избрани на случаен принцип за участие в това проучване. Диетичният прием и социално-демографските данни бяха събрани между септември – октомври 2017 г.

Събиране на данни

На изследваните лица беше раздаден набор от въпросници, за да се оцени техният социално-демографски профил. Получена е основна информация като възраст, пол, семейно положение и ниво на образование, начин на живот на участниците като навици на тютюнопушене, история на тегло и ръст. Индексът на телесна маса (ИТМ) се изчислява чрез използване на тегло и височина и се класифицира въз основа на класификацията на ИТМ на СЗО в поднормено тегло, нормално, наднормено тегло и затлъстяване при възрастни [18]. Схема на хранене както за мъжки, така и за женски персонал, както и за студенти от местен университет в Куала Лумпур, бяха записани и оценени чрез тридневни архиви на храната, където субектите трябваше да документират приема на храна за два дни в делничния ден и един през уикенда. Въз основа на информацията за историята на диетата на субекта се изготвя списък с храни и цената за всеки хранителен продукт е получена от Министерството на вътрешната търговия, кооперацията и консуматорството (KPDNKK). Цените на храната бяха определени по отношение на цената на порция.

Статистически анализ

Диетичният прием първоначално се анализира с помощта на софтуера Nutritionist Pro ™ версия 4.0.0 и се сравнява с Препоръчителния прием на хранителни вещества (RNI) 2017 за Малайзия [19]. Данните бяха необходими, за да се изчисли енергийният им прием и да се оцени начинът на хранене, за да се планира диета, която подчертава техните предпочитания. След това се анализират както социално-демографски данни, така и данни за изземване на хранителни продукти, използвайки версия на програмата за статистически продукти и услуги (SPSS) версия 23.0. Описателен анализ, който включва средното, процентното и стандартното отклонение, беше използван за намиране на средната стойност със нейното стандартно отклонение. Всички хранителни продукти в подготвения списък с храни бяха анализирани с помощта на софтуера Nutritionist Pro ™ и проучване на пазара, за да се определи съдържанието на хранителни вещества, т.е. енергия, макронутриенти и повечето микроелементи. И накрая, Excel Solver е използван за създаване на модела на линейно програмиране.

Преди да стартирате програмата, подробностите за всеки макронутриент и микроелемент на хранителни продукти, цена на порция, бяха попълнени в Microsoft Excel. Следващата стъпка беше създаването на ограничения в модела, като горната граница (UL) и долната граница (LB) за енергия, макронутриенти и микроелементи. По-късно Excel Solver беше използван за определяне на оптималния размер на порцията храни, който отговаря на всички препоръки за диети и хранителни вещества от WCRF/AICR 2007 [20], MDG 2010 [21] и RNI 2017 [19] с възможно най-ниските разходи. От предложената порция храни, по-късно беше планирано ежедневно балансирано меню. Моделът за оптимизация ще бъде повторен няколко пъти, за да се получат още две предложени вкусни менюта с възможно най-ниски разходи.

Разработване на модел на линейно програмиране

Планирани бяха диетични модели за профилактика на рака с най-ниска цена. Формулировката за линейно програмиране е както следва:

Размерът на порцията на хранителния продукт j се представя като хj; аij обозначава количеството хранително вещество i в една порция хранителен продукт j; ° Сj беше цената на порция хранителен продукт j; бi обозначава най-голямото или най-малкото приемливо количество хранително вещество i. Ограниченията в модела за това проучване са WCRF/AICR 2007 [20], MDG 2010 [21] и RNI 2017 [19]. Ограниченията за вкус също бяха включени, за да се гарантира, че предложените менюта са подходящи за общия модел на хранене на субектите.

В това проучване цената на хранителните продукти (z) е целевата функция, която искаме да сведем до минимум. Енергийните нужди на субектите са изчислени преди стартирането на програмата за линейно програмиране. Идеалната енергия на субекта беше изчислена с помощта на формулата на St-jeor на Mifflin [22]. Минималната и максималната стойност на макронутриентите и микроелементите бяха определени въз основа на WCRF/AICR 2007 [20], MDG 2010 [21] и RNI 2017 [19]. Изборът на хранителни продукти от диетичното изземване на субектите и избягването на повтарянето или големите порции на определени храни също бяха обмислени, за да се осигури вкусността на менюто.

Резултати

Социално-демографски данни

Общо 100 субекта от служители и студенти от участвали в това проучване, като жените съставляват мнозинството (65%), а останалите 35% са мъже. Средната възраст на жените е 24 ± 5,5 години, като повече от 50% от жените са на възраст между 19 и 29 години. Докато средната възраст за мъжете е била 25 ± 6 години, където повече от 59% са били между 19 и 29 години. Повече от две трети (79%) са самотни, а останалите (21%) са женени. Въз основа на резултатите всички предмети са завършили поне средно образование, докато 20% са завършили бакалавърска или по-висока степен.

Антропометрични измервания

Антропометрични измервания са взети от субектите. След получаване на теглото и височината на субектите се изчислява индекс на телесна маса (ИТМ) за всеки субект. По-голямата част от изследваната популация (48%) са имали нормални ИТМ между 18,5 kg/m 2 и 24,9 kg/m 2, които са почти сходни с разпространението на нормалното телесно тегло при здрави възрастни малайзийци от 45,6% (National Health Morbidity Survey 2015) [23]. От друга страна, 33% от пациентите имат ИТМ между 25 kg/m 2 и 29,9 kg/m 2, като по този начин принадлежат към класификацията за наднормено тегло. Разпространението на наднорменото тегло при здрави възрастни мъже в Малайзия е 30%, което е почти подобно на субектите (National Health Morbidity Survey 2015) [23]. Останалите 19% са класифицирани като затлъстели.

Диетичен прием

Средният прием на всички макронутриенти от пациентите е изпълнен, както е показано в таблица 1. По същия начин, според MANS 2008, пропорциите на калории, получени от макронутриенти, са в рамките на препоръките за здравословна диета, докато приемът на микроелементи като желязо, калций и витамин A е около 50% от RNI, особено при жените [24].

Средният прием на червено и преработено месо е по-малко от 300 g на седмица, като отговаря на препоръките на WCRF/AICRF 2007. Приемът на преработена храна и сол обаче е по-висок от препоръчаното количество. По същия начин MANS 2014 [25] показа, че консумацията на „преработени храни“, добавени със сол и подправки, се е увеличила и е сред първите десет най-консумирани храни от възрастни в Малайзия. Консумацията на червено месо е свързана с образуването на N-нитрозо съединения. Това увеличава нивото на азотни остатъци в дебелото черво и е свързано с образуването на ДНК адукти в клетките на дебелото черво. Високият прием на червено месо може да доведе до по-голяма абсорбция на хем желязо, по-голям оксидативен стрес и потенциал за увреждане на ДНК. Освен това червеното месо е с високо съдържание на животински мазнини и е енергийно гъста храна. Всички тези фактори допринасят за разглеждането на червеното и преработеното месо като причина за колоректален рак [27].

Разработване на модел и меню за профилактика на рака с минимални разходи

Разглеждайки трите модела LP, както е показано в таблица 2, желязото, калият и калцият достигнаха само долната граница на ограниченията. Други хранителни вещества като въглехидрати (СНО), мазнини, витамин А и фибри обаче достигнаха горната граница на максимално допустимата стойност на ограниченията.

Избраният списък с храни се състои главно от плодове и зеленчуци с най-висока порция, тъй като сложната смес от фитохимикали, присъстващи в цели зеленчуци и плодове, може да има адитивни и синергични ефекти, отговорни за противоракови дейности [6]. Освен това тези хранителни продукти са с ниска енергийна плътност и с високо съдържание на фибри, което ще осигури достатъчно влакна, за да отговори на препоръките на 25 g влакна от WCRF/AICR и да отговори на новата препоръка на RNI 2017 за калий.

От предложения списък с храни на моделите се разбира, че всеки модел се състои от поне две порции пълнозърнести и непреработени зърнени храни като кафяв ориз, овес, леща и пълнозърнест хляб, като по този начин се гарантира високо съдържание на фибри и хранителни вещества. Списъкът с храни за всеки модел също така осигурява най-малко две порции плодове и повече от девет порции зеленчуци, въпреки че това доведе до незначителни вариации на съществуващите диети. В резултат на това се разработва оптимално меню за превенция на рак, базирано на модел, създаден с помощта на метод на линейно програмиране, където отговаря на изискванията на ограниченията, базирани на диетичните насоки на WCRF/AICR 2007, MDG 2010 и RNI 2017.

Таблица 3 показва трите менюта, произведени според сурови хранителни продукти с възможно най-ниски разходи въз основа на WCRF/AICR, MDG, RNI и ограниченията за вкус чрез използване на LP. Производството на всяко меню е различно от друго, тъй като следва списъка с хранителни съставки, избрани според моделите LP. За всеки модел всеки списък на съставките, включени в модела, ще има малка разлика чрез премахване на хранителни продукти, които са били избрани в предишните менюта, или поставяне на ограничения върху една и съща храна от модел към следващия модел, така че количествата да са различни или не избран от следващия модел. Поради това се очаква цената да се увеличи от меню 1 на меню 3, тъй като моделите имат по-строги изисквания и в предишния модел са избрани най-евтините хранително плътни храни. Разработването на тези менюта имаше различни енергийни нива в рамките на долната и горната граница, зададени за kcal (1600-2000 kcal). Модел 1 е 1802 kcal с най-ниска цена RM 7,8 (USD 1,97), модел 2 е 1680 с RM9,2 (USD 2,35) и модел 3 е 1889 Kcal с най-висока цена RM 9,7 (USD 2,48).

Дискусия

Диетите, които придават по-голямо значение на тези растителни храни, които са с високо съдържание на хранителни вещества, с високо съдържание на диетични фибри и с ниска енергийна плътност, (зеленчуци и плодове, които не съдържат скорбяла) вероятно предпазват от някои видове рак като: устата, фаринкса, хранопровода, колоректалната система на стомаха, бял дроб, панкреас и простата [20]. Тези храни са с високо съдържание на антиоксиданти (каротеноиди, бета-каротин, ликопен и алиум) като розови сладки картофи, папая, домати, лук, чесън, манго, моркови и фибри, които са с ниска енергийна плътност и така насърчават здравословното тегло.

В допълнение можем да забележим, че в менюто се набляга и на приема на кръстоцветни зеленчуци, като броколи, горчица, зеле и карфиол, които са свързани с намаляването на риска от няколко вида рак [30]. Традиционната хранителна темпе, която е богата на фитоестрогени, също е включена в менюто, както се вижда в меню 3, тъй като е установено, че показва множество различни противоракови ефекти, включително инхибиране на пролиферацията [31]. Разработването на диета за превенция на рака изисква малко модификация от съществуващата диета, главно чрез увеличаване на сервирането на зеленчуци и плодове.

Препоръчителното меню използва само парче сол при подправянето на ястията и това води до полученото меню с ниско съдържание на натрий под 2000 mg. Проучванията показват, че солта и консервираните със сол храни вероятно са причина за рак на стомаха [32]. Другите алтернативи са използването на естествен ароматизатор за заместване на солта са куркума, лук, чесън, чили и горчица, които съдържат по-ниско съдържание на натрий.

Менюто също така ограничава употребата на добавена захар и приема на сладки напитки, с изключение на захарта, която естествено се съдържа в плодовете и зеленчуците. Вместо това се предлагат здравословни високо антиоксидантни напитки като моркови и портокалов сок. Освен това е очевидно, че диетичните модели не включват никакво преработено месо, бързо хранене или сладки напитки; където постните протеини бяха единственият източник на протеини.

Разглеждайки съдържанието на мазнини в трите модела, можем да видим, че той набляга на по-малко наситените мазнини и транс-мазнините чрез намаляване на консумацията на мазнини, което се постига главно чрез подходящи методи на готвене. Въз основа на менюто, което е създадено, почти всички модели използват минимум 3 супени лъжици масло. Следователно менюто е снабдено с много начини за готвене, като пара, печене или скара. В проучване, проведено от Asmaa et al. [33], използването на здравословни методи за готвене като приготвяне на пара може да намали съдържанието на мазнини в храната.

Въпреки това, имаше малко ограничения в това проучване. Субектите в това проучване може да не са представителни, тъй като не са били взети на случаен принцип извадки от общото население на Малайзия, а са били ограничени само до местния университетски персонал и студенти. По-голям брой субекти бяха от различен икономически и социален произход и поради това в модела трябва да бъдат включени повече списъци с хранителни продукти, за да се увеличи разнообразието от избор на храни в бъдещи проучвания.

Заключение

Като цяло използването на линейно програмиране е много ефективен инструмент за създаване на балансирана диета и може лесно да тълкува хранителните препоръки в хранителен модел, който се основава на цените на местния пазар. Той формулира настоящите насоки за профилактика на рака чрез създаване на балансирана и оптимална диета за профилактика на рака с минимални разходи с по-конкретни подробности и точност. Освен това, тъй като това изследване се фокусира върху специфичните хранителни вещества, необходими на минимални разходи, произведените менюта са идеални за хора, които искат да поддържат здравословни хранителни навици, но изпитват финансови затруднения.