Ви те, що їсте: Збільшення споживання фруктів та овочів у межах суб’єкта сприяє корисним змінам кольору шкіри

Росс Д. Уайтхед

1 Школа психології, Лабораторія сприйняття, Університет Сент-Ендрюс, Сент-Ендрюс, Файф, Шотландія,

Даніель Ре

1 Школа психології, Лабораторія сприйняття, Університет Сент-Ендрюс, Сент-Ендрюс, Файф, Шотландія,

Денгке Сяо

1 Школа психології, Лабораторія сприйняття, Університет Сент-Ендрюс, Сент-Ендрюс, Файф, Шотландія,

Гозде Озакінці

2 Школа медицини, Університет Сент-Ендрюса, Сент-Ендрюс, Файф, Шотландія,

Девід І. Перретт

1 Школа психології, Лабораторія сприйняття, Університет Сент-Ендрюс, Сент-Ендрюс, Файф, Шотландія,

Задумав та спроектував експерименти: RDW DR DX DIP. Виконував експерименти: RDW DR. Проаналізовано дані: RDW DR DIP. Внесені реагенти/матеріали/інструменти аналізу: DX. Написав папір: RDW DR GO DIP.

Анотація

Передумови

Недавнє дослідження поперечного перерізу виявило, що споживання фруктів та овочів та прийом каротиноїдів пов’язано із кольором шкіри (жовтизною) людини. Це забарвлення на основі каротиноїдів сприятливо сприяє появі здоров'я у людей і вважається сексуально вибраною ознакою стану інших видів.

Методологія та основні висновки

Тут ми досліджуємо вплив споживання фруктів та овочів на колір шкіри поздовжньо, щоб визначити величину та тривалість зміни дієти, необхідної для відчутного зміни кольору шкіри. Дієту та колір шкіри реєстрували на початковому етапі та через три та шість тижнів у групі з 35 осіб, які не мали косметики, засобів для самозасмаги та/або нещодавно інтенсивного впливу УФ. Шість тижнів зміни споживання фруктів та овочів суттєво корелювали зі змінами почервоніння та жовтизни шкіри протягом цього періоду, а відбивна здатність шкіри, пов’язана з дієтою, була суттєво пов’язана зі спектральним поглинанням каротиноїдів, а не меланіну. Ми також використовували психофізичні методи для дослідження мінімальних змін кольору, необхідних для надання відчутно більш здорового та привабливого забарвлення шкіри. Помірні дієтичні зміни необхідні для поліпшення видимого здоров'я (2,91 порції на день) та привабливості (3,30 порції).

Висновки

Збільшення споживання фруктів та овочів надає помітний та відчутний сприятливий вплив на вигляд шкіри Кавказу протягом шести тижнів. Цей ефект потенційно може бути використаний як мотиваційний інструмент під час дієтичного втручання.

Вступ

Каротиноїди - це жовто-червоні органічні пігменти, які містять багато фруктів та овочів і надають їм колір. Ці фітохімікати є ефективними гасителями синглетного кисню [1], що дозволяє їм захищати тканини від окисного стресу, що виникає, коли баланс окислювачів до антиоксидантів in vivo на користь перших. Такі умови можуть спричинити пошкодження клітинних білків, ліпідів та ДНК [1] і, отже, можуть сприяти різноманітним віковим дегенеративним процесам [2], серцево-судинним захворюванням [3], діабету та пов'язаним з ними ускладненням [4], [5] та можливо деякі види раку [6].

На додаток до ендогенних окислювачів, що утворюються в рамках нормальних метаболічних [7] та імунологічних процесів [8], шкіра піддається безпосередньому дії ряду окислювачів навколишнього середовища, таких як УФ-випромінювання, оксиди азоту, сигаретний дим та озон [9]. Як антиоксиданти, каротиноїди важливі для здоров'я шкіри, виконуючи захисну роль завдяки своїй відносно високій концентрації у всіх шарах цього органу [10] - [13]. Ілюструючи свою важливість у цій якості, каротиноїди зменшують чутливість до ультрафіолету (УФ), збільшуючи мінімальний рівень впливу УФ, необхідний для індукції еритеми [12], [14], [15]. Каротиноїди витрачаються у своїй антиоксидантній ролі [16], що потенційно може призвести до загального дефіциту організму, який, якщо його не відновити за допомогою дієти, він може спричинити умови, пов'язані з підвищеним окислювальним стресом [2] - [6]. Крім того, каротиноїди беруть участь в активності імунних клітин [17], [18], збільшуючи експресію на поверхні клітин сигнальних молекул класу МНС класу II [19], [20] - отже, дефіцит каротиноїдів може також призвести до пригнічення імунітету.

Накопичення каротиноїдів призводить до того, що ці жиророзчинні пігменти надають кольору шкірі людини, зокрема, сприяючи нормальній жовтизні шкіри [12], [21]. Каротиноїди можуть накопичуватися в шкірі за допомогою двох механізмів, один з яких включає відкладення та засвоєння каротиноїдів у ліпофільному роговому шарі через сальну та еккринну активність [11], [22]. Другий процес, який може мати більший вплив на короткочасні коливання рівня каротиноїдів у шкірі, включає дифузію каротиноїдів із насиченої капілярної мережі шкіри в дерму та епідерміс [22].

Індивідуальні відмінності в харчуванні каротиноїдів, які виникають головним чином при споживанні фруктів та овочів, пов'язані з різницею жовтизни шкіри між суб'єктами [23], зокрема з віссю b * CIE 1976 L * a * b * простір суперника (де L * являє собою легкість, а позитивні значення a * і b * представляють ступінь почервоніння та жовтизни відповідно). Дослідження з використанням спектроскопії Рамана [22], [24] вказують на те, що концентрація каротиноїдів у шкірі також піддається короткочасним коливанням у осіб. Ця варіація пов’язана зі зміною дієти, добавкою каротиноїдів та іншими важливими факторами способу життя, такими як вживання тютюну, вживання алкоголю та інфекційні захворювання, які, як відомо, впливають на рівень окислювачів та антиоксидантів [8], [25] - [28].

Це дослідження має важливе значення для здоров’я людини. Дорослі у Великобританії та США переважно споживають менше 400 г фруктів та овочів на день [41], [42]. За оцінками, таке неадекватне споживання спричиняє 2,6 мільйона передчасних смертей на рік у всьому світі [43]. Розглянута тут література свідчить про потенційну корисність у формуванні нових стратегій дієтичного втручання. Вживання фруктів та овочів впливає на рівень каротиноїдів у шкірі [13], [22]; це може призвести до зміни кольору шкіри способом, який, як відомо, сприяє появі здоров'я [23]. Звідси випливає, що зміна дієти може бути мотивована тим, що ілюструє людям ці сприятливі ефекти на зовнішній вигляд. Незважаючи на якісні докази того, що дієта може впливати на рівень каротиноїдів у шкірі [22], невідомо, чи є дієтичні зміни достатніми для надання видимих змін кольору шкіри у суб’єкта; кількісний рівень зміни дієти та часові шкали, необхідні для досягнення зміни кольору шкіри, також залишаються неясними.

Тут ми розглядаємо ці проблеми за допомогою спектрофотометрії відбиття для вимірювання кольору шкіри (CIE L * a * b *) та спектральної відбивальної здатності у три моменти часу протягом шести тижнів. Дієта самостійно повідомлялася на кожному сеансі за допомогою опитувальника частоти їжі, щоб оцінити щоденне споживання фруктів та овочів. Ми припускаємо, що зміни у споживанні фруктів та овочів будуть позитивно корелювати зі змінами жовтизни шкіри протягом цього шеститижневого дослідження, і що пов'язані з дієтою зміни відбивної здатності шкіри протягом цього періоду будуть паралельними спектрам поглинання загальних каротиноїдів.

Ми також представляємо психофізичне дослідження, метою якого є оцінка рівня зміни дієти, пов’язаного із помітно здоровішим або привабливішим забарвленням шкіри. Для визначення кольорових порогів ми застосували двоалтернативну конструкцію сходів з примусовим вибором. Учасникам було запропоновано вибрати більш здоровий або привабливий із двох послідовно представлених стимулів для обличчя, які відрізнялись кольором відповідно до емпірично отриманої осі кольору фруктів та овочів. Відповідно до попередніх досліджень [23], [44], ми передбачаємо, що учасники вирішать збільшити забарвлення, пов’язане з каротиноїдною пігментацією.

Експеримент 1

Методи

Заява про етику

Всі процедури отримали етичне схвалення від Комітету з питань етики викладання та досліджень Університету Сент-Ендрюса, а попередня письмова згода була отримана від усіх учасників. Всім особам грошова компенсація за їхню участь становила 5 фунтів стерлінгів на годину.

Учасники

Шістдесят три студенти магістрантів Університету Сент-Ендрюса брали участь у трьох сесіях у період з березня по червень 2010 року. Двадцять п’ять учасників повідомляли про недавні сонячні ванни та/або використання засобів для самозасмаги, соляріїв та/або макіяжу для обличчя (наприклад, рум'яна/основи) на будь-якій сесії були виключені з аналізу даних. Троє додаткових учасників із початковою загальною легкістю шкіри (див. Процедуру) поза двома стандартними відхиленнями від середнього значення також були виключені, в результаті останнього аналізу залишилось 35 учасників (21 жінка, 14 чоловіків, середній вік = 20,74, віковий діапазон: 18–25, 34 (97,1%) кавказьких, 1 (2,9%) східноазіатських). Ці учасники повідомляли про споживання в середньому 3,41 (SE ± 0,32, хв = 0,94, макс = 7,80) порцій фруктів та овочів на день протягом трьох сеансів. Загальна світлість, почервоніння та жовтизна шкіри, як правило, розподілялись у цій пробі (тести Колмогорова-Смірнова, всі p≥134).

Процедура

Учасники відвідали початковий сеанс вимірювання і повернулись на два наступних сеанси приблизно через три та шість тижнів (1-й інтервал середніх днів (± SE) = 20,8 ± 0,81; 2-й інтервал = 20,01 ± 0,63), в якому всі вимірювання та питання були повторені. Учасники заповнили опитувальник частоти їжі [45], щоб встановити щоденне споживання фруктів та овочів. Анкета містила 63 позиції, 10 з яких стосувались фруктів та овочів, за винятком картоплі. На кожному занятті учасників запитували: "Як часто ви в даний час їсте кожен із наступних продуктів харчування та напоїв?" (2 і більше разів на день, один раз на день, 3–5 разів на тиждень, 1–2 рази на тиждень, 1–3 рази на місяць, рідко/ніколи). Щоденне споживання цих продуктів було оцінено та підсумовано для досягнення оцінки денного споживання фруктів та овочів. Учасники змогли доповнити анкету до чотирьох додатково споживаних предметів. Фрукти або овочі серед цих доданих предметів були включені в загальну добу.

Колір шкіри та відбивна здатність реєстрували за допомогою спектрофотометра Konica Minolta CM-2600d. Для всіх вимірювань використовували отвір діаметром 8 мм. Значення тристимулу CIE L * a * b * [46] (де L * являє собою легкість, а позитивні значення a * і b * - ступінь почервоніння та жовтизни відповідно) та спектральне відбивання на довжинах хвиль від 400 до 540 нм з інтервалом 10 нм були записані (обидва за винятком дзеркальної рефлексії) для кожного учасника у семи місцях тіла (ліва щока, права щока, лоб, воларне передпліччя, зовнішній біцепс, плечове та долоневе висхідні ділянки). Було обережно, щоб отвір було легко притиснуто до шкіри, щоб мінімізувати бланшування під тиском. Калібрування точки білого проводили перед кожним сеансом запису відповідно до білого еталонного фрагмента.

Результати

Середні початкові значення кольору шкіри та шеститижневі зміни представлені в таблиці 1. Щоб дослідити вплив дієти на колір шкіри, ми вивчили вплив змін споживання фруктів та овочів у пацієнтів із використанням лінійної регресії із зміною кольору шкіри протягом кожного тритижневого інтервалу або всього шеститижневого дослідження як залежного змінної та зміна споживання фруктів та овочів за ці періоди як незалежна змінна.

Таблиця 1

Середнє початкове значення (± SE)	Мінімум	Максимум	Середнє значення Δ (± SE)	Мінімум Δ	Максимум Δ
Загальний L *	66,95 ± 0,31	62,83	69,64	-0,07 ± 0,18	−3.08	1,92
Загалом a *	9,24 ± 0,24	5.97	12.51	+0,20 ± 0,12	-1,29	2.04
Загалом b *	14,50 ± 0,25	10,68	17.52	+0,51 ± 0,13	-1,16	2.65
Обличчя L *	65,94 ± 0,39	59.41	69,53	−0,40 ± 0,23	−3,45	1.93
Обличчя *	11,48 ± 0,33	7.42	16.98	+0,30 ± 0,21	−2.09	2.39
Обличчя b *	14,66 ± 0,28	11.09	18.02	+0,74 ± 0,17	-1,43	2,54

Кореляція Спірмена була використана для дослідження зв'язку між зміною дієти та зміною відбивної здатності шкіри на довжинах хвиль від 400 нм до 540 нм. Потім ми дослідили, використовуючи подальші кореляції Спірмена, чи сила цього зв’язку дотримується спектрів поглинання звичайних каротиноїдів [47] або меланіну [48], що також впливає на жовтизну шкіри [49].

Протягом шеститижневого періоду дослідження зниження легкості шкіри, усереднене по всіх семи вимірюваних регіонах, було суттєво пов'язане зі збільшенням споживання фруктів та овочів (b = -0,333, SEb = 0,163, p = .049, r 2 = .11; Рисунок 1 ). Почервоніння шкіри (b = 0,224, SEb = 0,108, p = .045, r 2 = .12; Малюнок 2) та жовтизна (b = 0,251, SEb = 0,116, p = .038, r 2 = .12; Рисунок 3) зміни були суттєво пов'язані зі збільшенням споживання фруктів та овочів. У середньому за трьома вимірами обличчя ні світлість шкіри (b = -0,299, SEb = 0,212, p = .169, r 2 = .06), ні почервоніння (b = 0,151, SEb = 0,200, p = .456, r 2 = .02) зміни були суттєво пов’язані зі зміною споживання фруктів та овочів. Збільшення споживання фруктів та овочів за шість тижнів було незначно пов’язане зі збільшенням жовтизни шкіри обличчя (b = 0,312, SEb = 0,154, p = .051, r 2 = .11; рис. 4). Вивчення змін за тритижневі періоди між першими двома або останніми двома сеансами учасників не виявило значущої залежності між зміною споживання фруктів та овочів та зміною кольору шкіри (всі p≥229).