Nedostatek základních živin, často nazývaný „skrytý hlad", je stále velkým problémem v mnoha zemích světa. Zvláště nedostatek vitamínu A způsobuje vážné zdravotní potíže včetně slepoty a může vést až k úmrtí, zejména u podvyživených dětí. Světová zdravotnická organizace odhaduje, že každý rok zemře až 670 000 dětí v důsledku nedostatku vitamínu A.

Dosavadní snahy o řešení tohoto problému, jako je přidávání vitamínů do potravin nebo používání doplňků stravy, jsou často příliš nákladné a pro mnoho komunit nedostupné.

(O problematice skryté podvýživy jsme psali nedávno)

Tým vědců vedený Manuelem Rodriguezem-Concepciónem z Ústavu molekulární a buněčné biologie rostlin ve španělské Valencii se rozhodl tento problém řešit inovativním způsobem. Jejich cílem bylo vytvořit metodu, která by umožnila obohatit běžnou listovou zeleninu o beta-karoten, látku, z níž si lidské tělo dokáže vyrobit vitamín A.

Zelené listy s beta-karotenem

Vědci se zaměřili na zvýšení obsahu beta-karotenu v listech rostlin. To se může zdát jako jednoduchý úkol, ale ve skutečnosti jde o velmi složitý proces. Listy rostlin totiž obsahují přesně vyladěnou směs barviv, včetně chlorofylu a karotenoidů, které jsou nezbytné pro fotosyntézu. Jakákoli změna v tomto jemném systému by mohla narušit schopnost rostliny růst a přežít.

„Biofortifikace zelených listů karotenoidy, jako je beta-karoten, byla dosud velmi obtížná," vysvětluje Rodriguez-Concepción. „Museli jsme najít způsob, jak zvýšit obsah beta-karotenu, aniž bychom narušili rovnováhu ostatních důležitých látek v listech."

Vědci přišli se dvěma inovativními strategiemi, které nazvali strategie C a strategie P.

Přídavný provoz nebo celá továrna?

První strategie spočívá v tom, že se beta-karoten vyrábí mimo chloroplasty, speciální organely v buňkách rostlin, kde normálně probíhá fotosyntéza. Tím se vědci vyhnuli narušení citlivé rovnováhy uvnitř chloroplastů.

Je to, jako by vedle hlavní továrny postavili novou výrobní linku. Původní výroba běží dál beze změny, zatímco nová linka produkuje dodatečné množství beta-karotenu.

Druhá strategie je ještě odvážnější. Vědci geneticky upravili rostliny tak, aby se jejich chloroplasty přeměnily na chromoplasty – organely, které se normálně vyskytují v plodech a květech a jsou schopné hromadit velké množství karotenoidů.

S použitím přirovnání k továrně, se v tomto případě jedná o přeměnu hlavního provozu na výrobu zelené barvy a na produkci barvy oranžové. Chromoplasty jsou jako sklady, které dokáží uložit mnohem více beta-karotenu než běžné chloroplasty.

Kombinace strategií přináší úspěch

Když vědci použili obě strategie současně, dosáhli pozoruhodných výsledků. V listech modelové rostliny Nicotiana benthamiana (příbuzné tabáku) se jim podařilo zvýšit obsah beta-karotenu pětinásobně.

Ale tím jejich úspěch nekončil. Vědci zjistili, že vystavení rostlin intenzivnějšímu světlu vede k dalšímu zvýšení produkce beta-karotenu. „Bylo to, jako bychom našim novým továrnám dodali více energie," vysvětluje Rodriguez-Concepción. „S intenzivnějším světlem se tvorba beta-karotenu ještě zvýšila."

Kombinace obou strategií spolu s ošetřením intenzivnějším světlem vedla k třicetinásobnému zvýšení dostupného beta-karotenu v listech ve srovnání s neupravenými rostlinami.

Od laboratoře k talíři

Vědci nezůstali jen u laboratorních pokusů. Své metody úspěšně aplikovali i na salát, jednu z nejoblíbenějších listových zelenin.

„Když jsme naše metody použili na salát odrůdy Římský, dosáhli jsme podobně impozantních výsledků," říká Rodriguez-Concepción. „Navíc jsme zjistili, že se zvýšil i obsah laktukaxanthinu, unikátního karotenoidu, který se nachází pouze v salátu a má antidiabetické a antioxidační účinky."

Důležitým aspektem této metody je, že nejen zvyšuje obsah beta-karotenu, ale také zlepšuje jeho biologickou dostupnost. To znamená, že lidské tělo dokáže tento beta-karoten lépe vstřebat a využít.

„Nestačí jen zvýšit obsah živin v potravinách," vysvětluje Rodriguez-Concepción. „Musíme zajistit, aby je naše tělo dokázalo efektivně využít. A to se nám podařilo."

Budoucnost biofortifikace

Tato nová metoda biofortifikace – obohacování potravin o důležité živiny přímo při pěstování – představuje významný pokrok v boji proti podvýživě. Mohla by nabídnout dostupné řešení pro komunity, které nemají přístup k drahým potravinovým doplňkům nebo fortifikovaným potravinám.

Výzkumníci nyní pracují na dalším vylepšení této metody a její aplikaci na další druhy zeleniny. Zároveň zkoumají možnosti, jak tuto technologii učinit dostupnou pro farmáře v rozvojových zemích, kde je problém nedostatku vitamínu A nejpalčivější.

„Naše práce ukazuje, že je možné významně zvýšit nutriční hodnotu běžných potravin," uzavírá Rodriguez-Concepción. „Doufáme, že tato metoda pomůže zlepšit zdraví milionů lidí po celém světě."

Bude potřeba překonat mnoho překážek, včetně regulačních omezení týkajících se geneticky modifikovaných organismů. Přesto tento výzkum představuje významný krok vpřed v boji proti skrytému hladu a otevírá nové možnosti pro zlepšení výživy lidí po celém světě.