Как различные виды клетчатки влияют на микробиом

Ученые, изучающие множество источников клетчатки, показывают, какие молекулы клетчатки приносят пользу группе кишечных бактерий в мышиной модели.

Западные диеты обычно содержат много насыщенных жиров и сахара и мало клетчатки. Но есть много доказательств того, что наш способ питания не согласуется с нашим кишечным микробиомом.

Наши микробные пассажиры имеют решающее значение для нашего здоровья. Они помогают нам переваривать пищу, имеют важное значение для иммунной системы и могут быть связаны с еще более широким спектром аспектов здоровья, таких как психическое и кардиометаболическое здоровье.

Ранее в этом году «Medical News Today» сообщили о метаданных по заказу Всемирной организации здравоохранения. Анализ, который показал, что употребление от 25 до 29 г клетчатки в день коррелирует с более низкой заболеваемостью диабетом 2 типа, болезнями сердца, инсультом и раком толстой кишки.

В то время как врачи советуют некоторым людям придерживаться диеты с низким содержанием клетчатки из-за специфических заболеваний, таких как воспалительные заболевания кишечника, для большинства людей диета с высоким содержанием клетчатки является ключевым фактором для здоровья кишечника.

Диетические рекомендации для американцев рекомендуют потреблять 25 взрослым женщинам в возрасте 31-50 лет. 2 грамма клетчатки в день, а взрослые мужчины той же возрастной группы потребляют 30,8 грамма клетчатки в день.

Но какие источники клетчатки являются лучшими, и на какие молекулы в клетке реагируют наши кишечные микробы?

Команда исследователей из Медицинского факультета Вашингтонского университета в Сент-Луисе, штат Миссури, вместе с международными сотрудниками решили ответить на эти вопросы в долгосрочной перспективе о разработке того, что они называют продуктами, направленными на микробиоту, улучшить наше здоровье.

Как различные виды клетчатки влияют на микробиом

Не все волокна созданы равными

«Волокно считается полезным», – объясняет старший автор исследования доктор Джеффри Гордон, профессор и директор Семейного центра по геномным наукам и системной биологии Эдисона в Медицинской школе Вашингтонского университета.

«Но волокно на самом деле представляет собой очень сложную смесь многих различных компонентов. Более того, волокна из разных растительных источников, которые обрабатываются по-разному в процессе производства продуктов питания, имеют разные составляющие», – продолжает он. «К сожалению, нам не хватает детальных знаний об этих различиях и их биологическом значении».

Чтобы проверить, как различные источники волокна влияют на количество кишечных бактерий, доктор Гордон и его коллеги обратились к мышам.

Животных в их исследовании разводили в стерильных условиях, что означает, что у них не было своих собственных кишечных микробиомов. Вместо этого каждый из них получил коктейль из 20 штаммов обычной кишечной бактерии Bacteroides, которую команда выделила из кишечника человека.

Каждая мышь впоследствии ела определенную диету в течение 4 недель, состоит из базовой диеты с добавлением клетчатки.

Базовая диета содержала большое количество насыщенных жиров и небольшое количество фруктов и овощей. Команда использовала это в качестве модели западной диеты, в которой обычно много жиров и мало клетчатки. К каждой базовой диете они добавляли разные типы клетчатки.

Команда проверила 34 различных источника пищевых волокон, включая гороховый белок, цитрусовую кожуру, цитрусовый пектин, кожура томатов, апельсиновая клетчатка, яблочная клетчатка, клетчатка овсяной шелухи, какао, семена чиа и рисовые отруби. В общей сложности это привело к 144 различным диетическим комбинациям.

Затем они проанализировали, как 20 различных бактериальных штаммов реагировали на присутствие различных источников клетчатки.

В целом, 21 комбинация имела значительные эффекты, что позволило исследователям определить «отличные возможности сбора питательных веществ», как они объясняют в своей статье.

В частности, содержание B. thetaiotaomicron увеличилось в присутствии цитрусового пектина и волокна гороха, в то время как уровни B. ovatus повысились в присутствии ячменного бета-глюкана и ячменных отрубей. Другими волокнами, которые привели к увеличению числа представителей штаммов Bacteroides в исследовании, были высокомолекулярный инулин, устойчивый мальтодекстрин и псиллиум.

Углубившись вглубь, команда определила, какие биологически активные углеводы в волокнистых препаратах обеспечивают предпочтительные источники пищи для различных штаммов.

Первый автор Майкл Л. Патнод, исследователь, работающий с доктором Гордоном, объясняет: «Наши эксперименты показали, что в клетчатке гороха активные молекулярные составляющие включали полисахарид, называемый арабинаном, тогда как в цитрусовом пектине, выделенном из апельсиновой корки, другой тип полисахарида, называемый гомогалактуронаном, был ответственен за размножение бактерий”.

Команда также рассмотрела, как некоторые штаммы бактероидов в исследовании взаимодействовали друг с другом, когда представлены с различными источниками клетчатки. Они обнаружили, что иерархические отношения между штаммами были специфическими для каждого волокна.

«Здоровая кишечная микробиота человека обладает большим разнообразием уровней деформации», – объясняет команда в статье. «Определение того, какие штаммы, представляющие данный вид, выбрать в качестве ведущего кандидата-пробиотика или для включения в составы синбиотиков (пребиотик плюс пробиотик), является основной задачей для тех, кто стремится разработать микробиот-направленную терапию следующего поколения».

«Раскрытие кода о том, какие диетические ингредиенты полезны для микробов, является ключом к разработке продуктов, улучшающих здоровье».

– Доктор Джефри Гордон

Источник: https://www.medicalnewstoday.com/articles/326402.php