Як різні види клітковини впливають на мікробіом

Вчені, що вивчають безліч джерел клітковини, показують, які молекули клітковини приносять користь групі кишкових бактерій на моделі миші.

Які джерела клітковини найкращі для мікробіому?

Щоб отримати додаткову інформацію про мікробіом та як він впливає на ваше здоров’я, відвідайте наш спеціальний центр.

Західні дієти, як правило, містять насичені жири та цукор, а також клітковину. Але існує безліч доказів того, що наш спосіб харчування не узгоджується з нашим мікробіомом кишечника.

Наші пасажири-мікроби мають вирішальне значення для нашого здоров’я. Вони допомагають нам перетравлювати їжу, є важливими для імунної системи та можуть бути пов’язані з ще більшим спектром аспектів здоров’я, таких як психічне та кардіометаболічне здоров’я.

На початку цього року, Медичні новини сьогодні повідомив про замовлений Всесвітньою організацією охорони здоров'я мета-аналіз, який показав, що вживання від 25 до 29 грамів клітковини щодня корелює з меншою частотою діабету 2 типу, серцевих захворювань, інсульту та раку товстої кишки.

Хоча лікарі радять деяким людям дотримуватися дієти з низьким вмістом клітковини через специфічні стани здоров’я, такі як запальний розлад кишечника, для більшості людей дієта з високим вмістом клітковини є ключовою для здоров’я кишечника.

Дієтичні рекомендації для американців рекомендують дорослим жінкам у віці 31–50 років споживати 25,2 грама клітковини на день, а дорослим чоловікам тієї ж вікової категорії - 30,8 грама клітковини на день.

Але які джерела клітковини найкращі, і на які молекули клітковини реагують наші мікроби в кишечнику?

Група дослідників з Медичної школи Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, штат Міссурі, разом із міжнародними співробітниками вирішили відповісти на ці запитання, розраховуючи на довгострокову перспективу розробки продуктів, спрямованих на мікробіоти, для покращення нашого здоров'я.

Не все волокно є рівним

"Клітковина вважається корисною", - пояснює старший автор дослідження д-р Джеффрі Гордон, професор і директор Сімейного центру Едісона з наук про геном і системну біологію в Медичній школі Вашингтонського університету.

«Але клітковина насправді є дуже складною сумішшю багатьох різних компонентів. Більше того, волокна з різних рослинних джерел, які по-різному переробляються під час виробництва харчових продуктів, мають різні складові », - продовжує він. "На жаль, нам бракує детальних знань про ці відмінності та їх біологічне значення".

Щоб перевірити, як різні джерела клітковини впливають на велику кількість кишкових бактерій, доктор Гордон та його колеги звернулися до мишей.

Тварини, яких досліджували, були виведені в стерильних умовах, а це означає, що вони не мали власних мікробіомів кишечника. Натомість кожен із них отримав коктейль із 20 штамів загальної кишкової бактерії Бактероїди, яку команда виділила з людської кишки.

Згодом кожна миша їла специфічну дієту протягом 4 тижнів, складену з базової дієти з додаванням клітковини.

Основна дієта містила велику кількість насичених жирів та низьку кількість фруктів та овочів. Команда використала це як модель західної дієти, яка, як правило, містить багато жирів і мало клітковини.До кожної базової дієти вони додавали різні типи клітковини.

Команда протестувала 34 різних джерела харчових волокон, включаючи гороховий білок, цитрусову шкірку, цитрусовий пектин, томатну шкірку, апельсинову клітковину, яблучну клітковину, клітковину вівсяної оболонки, какао, насіння чіа та рисові висівки. Загалом це призвело до 144 різних поєднань дієт.

Потім вони проаналізували, як 20 різних штамів бактерій реагували на присутність різних джерел клітковини.

Загалом 21 комбінація мала значний ефект, що дозволило дослідникам виявити «різні можливості збору поживних речовин», як вони пояснюють у своїй роботі.

Зокрема, B. thetaiotaomicron достаток збільшився в присутності цитрусового пектину та волокна гороху, при цьому B. ovatus рівень підвищився у присутності бета-глюкану ячменю та висівок ячменю. Інші волокна, що призвели до збільшення кількості членів Бактероїди штамами у дослідженні були високомолекулярний інулін, стійкий мальтодекстрин та псиліум.

Поглибившись глибше, команда виявила, які біоактивні вуглеводи у клітковинних препаратах забезпечують переважні джерела їжі для різних штамів.

Перший автор Майкл Л. Патнод, докторський дослідник, який працює з доктором Гордоном, пояснює: «Наші експерименти показали, що в волокнах гороху активні молекулярні компоненти включали тип полісахариду, який називається арабінан, тоді як у цитрусовому пектин, виділений з апельсинових кірок, інший тип полісахариду, який називається гомогалактуронан, відповідав за розширення бактерій ".

Команда також подивилася, як деякі з Бактероїди штами у дослідженні взаємодіяли між собою, коли їх подавали з різними джерелами клітковини. Вони виявили, що ієрархічні взаємозв'язки між штамами є специфічними для кожного волокна.

"Здорова мікробіота кишечника людини має велику різноманітність рівнів штаму", - пояснює команда у статті. "Визначення штамів, що представляють даний вид, для вибору пробіотичного агента-кандидата або для включення до складу синбіотиків (пребіотиків та пробіотиків) є центральним завданням для тих, хто прагне розробити терапію, спрямовану на мікробіоти наступного покоління".

"Розбір коду того, які дієтичні інгредієнти жадають корисних мікробів, є ключовим фактором у розробці продуктів, що зміцнюють здоров’я".

Доктор Джеффрі Гордон