Jak różne rodzaje błonnika wpływają na mikrobiom

Naukowcy badający szereg źródeł błonnika pokazują, które cząsteczki błonnika są korzystne dla grupy bakterii jelitowych w modelu mysim.

Jakie źródła błonnika są najlepsze dla mikrobiomu?

Aby uzyskać więcej popartych badaniami informacji na temat mikrobiomu i jego wpływu na zdrowie, odwiedź nasze dedykowane centrum.

Diety zachodnie są zazwyczaj bogate w tłuszcze nasycone i cukier, a ubogie w błonnik. Ale jest wiele dowodów na to, że nasz sposób odżywiania nie zgadza się z naszym mikrobiomem jelitowym.

Nasi pasażerowie mikrobiologiczni są kluczowi dla naszego zdrowia. Pomagają nam trawić pokarm, są niezbędne dla układu odpornościowego i mogą być powiązane z jeszcze szerszym wachlarzem aspektów zdrowotnych, takich jak zdrowie psychiczne i kardiometaboliczne.

Wcześniej w tym roku, Wiadomości medyczne dzisiaj przedstawił na podstawie metaanalizy zleconej przez Światową Organizację Zdrowia, która wykazała, że ​​spożywanie od 25 do 29 gramów błonnika każdego dnia koreluje z mniejszą zapadalnością na cukrzycę typu 2, choroby serca, udar mózgu i raka okrężnicy.

Podczas gdy lekarze zalecają niektórym osobom przestrzeganie diety ubogiej w błonnik ze względu na szczególne schorzenia, takie jak zapalenie jelit, dla większości ludzi dieta bogata w błonnik ma kluczowe znaczenie dla zdrowia jelit.

Wytyczne żywieniowe dla Amerykanów zalecają dorosłym kobietom w wieku 31–50 lat spożywanie 25,2 gramów błonnika dziennie, a dorosłym mężczyznom w tym samym przedziale wiekowym 30,8 gramów błonnika dziennie.

Ale jakie źródła błonnika są najlepsze i na które cząsteczki błonnika reagują nasze mikroby jelitowe?

Zespół naukowców z Washington University School of Medicine w St. Louis w stanie Missouri wraz z międzynarodowymi współpracownikami postanowił odpowiedzieć na te pytania w perspektywie długoterminowej opracowania tego, co nazywają żywnością ukierunkowaną na mikrobiotę, w celu poprawy naszego zdrowia.

Nie wszystkie włókna są sobie równe

„Błonnik jest uważany za korzystny” - wyjaśnia starszy autor badania dr Jeffrey Gordon, profesor i dyrektor Edison Family Center for Genome Sciences & Systems Biology na Washington University School of Medicine.

„Ale błonnik to w rzeczywistości bardzo skomplikowana mieszanka wielu różnych składników. Co więcej, włókna pochodzące z różnych źródeł roślinnych, które są przetwarzane na różne sposoby podczas produkcji żywności, mają różne składniki ”- kontynuuje. „Niestety, brakuje nam szczegółowej wiedzy na temat tych różnic i ich biologicznego znaczenia”.

Aby sprawdzić, jak różne źródła błonnika wpływają na liczebność bakterii jelitowych, dr Gordon i jego współpracownicy zwrócili się ku myszom.

Zwierzęta w ich badaniach były hodowane w warunkach sterylnych, co oznacza, że ​​nie posiadały one własnych mikrobiomów jelitowych. Zamiast tego każdy z nich otrzymał koktajl 20 szczepów pospolitej bakterii jelitowej Bacteroides, które zespół wyizolował z ludzkiego jelita.

Każda mysz następnie przez 4 tygodnie jadła określoną dietę, składającą się z podstawowej diety z dodatkiem błonnika.

Podstawowa dieta zawierała duże ilości tłuszczów nasyconych oraz niewielkie ilości owoców i warzyw. Zespół wykorzystał to jako model zachodniej diety, która jest zazwyczaj bogata w tłuszcze i uboga w błonnik.Do każdej podstawowej diety dodali różne rodzaje błonnika.

Zespół przetestował 34 różne źródła błonnika pokarmowego, w tym białko grochu, skórkę cytrusową, pektynę cytrusową, skórkę pomidora, błonnik pomarańczowy, błonnik jabłkowy, błonnik z łusek owsianych, kakao, nasiona chia i otręby ryżowe. W sumie dało to 144 różne kombinacje diet.

Następnie przeanalizowali reakcję 20 różnych szczepów bakterii na obecność różnych źródeł błonnika.

W sumie 21 kombinacji miało znaczący wpływ, umożliwiając naukowcom identyfikację „odrębnych zdolności zbierania składników odżywczych” szczepów, jak wyjaśniają w swoim artykule.

Konkretnie, B. thetaiotaomicron obfitość wzrosła w obecności pektyny cytrusowej i błonnika grochu, natomiast B. ovatus poziomy wzrosły w obecności beta-glukanu jęczmienia i otrębów jęczmiennych. Inne włókna, które spowodowały wzrost liczby członków Bacteroides szczepami badanymi były inulina o dużej masie cząsteczkowej, oporna maltodekstryna i babka płesznik.

Idąc głębiej, zespół zidentyfikował, które bioaktywne węglowodany zawarte w preparatach błonnika stanowią preferowane źródła pożywienia dla różnych szczepów.

Pierwszy autor, Michael L. Patnode, badacz ze stopniem doktora pracujący z dr Gordonem, wyjaśnia: „Nasze eksperymenty wykazały, że we włóknie grochu aktywne składniki molekularne obejmowały rodzaj polisacharydu zwanego arabinanem, podczas gdy w pektynie cytrusowej odzyskanej ze skórki pomarańczy inny typ polisacharydu, zwanego homogalakturonianem, był odpowiedzialny za ekspansję bakterii ”.

Zespół przyjrzał się również, jak niektóre pliki Bacteroides szczepy w badaniu oddziaływały ze sobą, gdy były prezentowane z różnymi źródłami włókien. Odkryli, że hierarchiczne relacje między szczepami są specyficzne dla każdego włókna.

„Zdrowa ludzka mikroflora jelitowa charakteryzuje się dużą różnorodnością poziomów szczepów” - wyjaśnia zespół w artykule. „Ustalenie, które szczepy reprezentujące dany gatunek wybrać jako głównego kandydata na probiotyczny środek lub do włączenia do preparatów synbiotycznych (prebiotycznych i probiotycznych) jest głównym wyzwaniem dla tych, którzy chcą opracować leki nowej generacji ukierunkowane na mikrobiotę”.

„Złamanie kodu tego, jakich składników diety pożądają pożyteczne drobnoustroje, jest kluczem do projektowania żywności poprawiającej zdrowie”.

Dr Jeffrey Gordon