Микробиом человека чем кормить
Микробиомная диета. Какая пища является «хорошей» для микробиома?
Кормите своих бактерий правильно!
Микробиомная диета:
Благодаря последним исследованиям известно, что мы не единственные, кто питается съеденной нами пищей. На самом деле первыми, кто получает ее себе на стол, являются микроорганизмы, обитающие в нашем пищеварительном тракте.
Эти маленькие бактерии взаимодействуют с каждым органом и системой, включая мозг, иммунную и гормональную системы, влияют на проявление генов, во многом определяя наше здоровье, внешний вид и даже пищевые предпочтения.
Бактерии решают все
Микробиом – сообщество из триллионов бактерий, обитающих в нашем желудочно-кишечном тракте. Он весит порядка 1,4 кг – почти столько же, сколько и мозг. Бактерий очень много – по численности они обходят живые клетки человека в соотношении 9 к 1.
Микробиома человека.
Создатель микробиомной диеты доктор Рафаэль Келман в шутку говорит:
люди – всего лишь «бактерии в костюмах».
Бактериальных генов больше, чем человеческих, в 150 (!) раз. Часто влияние генов бактерий на нашу повседневную жизнь оказывается даже более значимым, чем в случае с «родным» геномом.
Когда микробиом сбалансирован, у нас есть очень сильный союзник. Благодаря «довольным» микробам тело остается здоровым, пищеварение – хорошим, мышление – ясным. Если же баланс нарушен, последствия не заставят себя ждать – спутниками вашей жизни станут или могут стать «туман» в голове, депрессия, тревожность, проблемы с кожей и бессонница, ожирение, диабет, рак…
Популяция сверхважного для организма микробиома меняется очень быстро – в течение всего одного дня! Вместе с составом меняются и гены. Можно проснуться в понедельник с одним набором микробиомных генов, а во вторник – уже с другим.
На популяцию микробиома влияет множество факторов: окружение, упражнения, сон, стресс. Но самый важный – питание. «То, как вы питаетесь, определяет, какие микробы внутри вас живут «счастливо», а какие – вымирают и исчезают».
Эксперимент
В 2011 году ученые из Гарварда и Университета Дюка провели крайне любопытное исследование. Добровольцам предложили две кардинально отличающиеся друг от друга диеты. Участники из первой группы питались пищей с высоким содержанием белка: беконом, яйцами, свиными ребрышками, грудинкой, салями, сыром и шкварками. Во второй группе ели очень много клетчатки – фрукты, овощи, злаки и бобы. Бактериальный анализ выделений показал большое – и практически мгновенное – влияние рациона на кишечные бактерии в обеих группах.
В организме началась выработка тех типов бактерий, которые помогли бы переваривать те виды пищи, которые люди только что съели. Всего за 24 часа «мясоеды» получили повышенную дозу бактерий, устойчивых к желчным кислотам (продукту, возникающему в процессе переваривания мяса). То есть микробиом среагировал соответствующим образом. У «вегетарианцев» из второй группы таких бактерий было куда меньше – так как в них не было надобности.
Такая «гибкость» микробиома объясняет, почему наше тело столь быстро адаптируется почти к любой пище. Природа дала человеку великолепный механизм выживания, который помогает ему привыкнуть к самым разным рационам питания.
Пребиотики – выбор микробиома
И все же для жизнедеятельности и процветания «хороших» бактерий подходит далеко не вся еда, потребляемая нами. Они питаются особыми растительными волокнами, называемыми пребиотиками.
Пребиотики – это неперевариваемые человеческим организмом компоненты растительной пищи, которые избирательно стимулируют рост и повышают активность определенных видов микроорганизмов (в основном лактобацилл и бифидобактерий), благотворно влияющих на здоровье. Пребиотические волокна не расщепляются в верхних отделах желудочно-кишечного тракта, а доходят до кишечника в неизменном виде, где ферментируются микроорганизмами с образованием короткоцепочечных жирных кислот (КЖК), которые выполняют массу функций в поддержании здоровья: от поддержания pH кишечника до сдерживания роста раковых клеток.
Пребиотики содержатся только в определенных продуктах растительного происхождения. Больше всего их в луке, чесноке, корне цикория, аспарагусе, артишоках, зеленых бананах, пшеничных отрубях, бобовых, ягодах. Образуемые из них КЖК способствуют снижению уровней холестерина в крови, рисков сердечно-сосудистых и опухолевых заболеваний. Согласно исследованиям, переход на диету с большим содержанием пребиотиков способствует увеличению доли полезных бактерий.
Употребление же преимущественно животной пищи увеличивает присутствие устойчивых к действию желчи микроорганизмов, которые способствуют развитию хронических воспалительных заболеваний кишечника и раку печени. Одновременно с этим уменьшается доля полезных бактерий.
Значительная доля насыщенных жиров существенно снижает бактериальное разнообразие, что является критерием здорового микробиома. Не получая свое любимое лакомство в виде пребиотиков, бактерии не могут синтезировать необходимое количество КЖК, что приводит к хроническим воспалительным процессам в организме.
Основываясь на результатах, ученые пришли к выводу, что употребление преимущественно животных продуктов отражается на микробном профиле, что может приводить к воспалительным процессам и метаболическим нарушениям, таким как ожирение, резистентность к инсулину и сердечно-сосудистые заболевания.
Таким образом, рацион питания с низким содержанием растительных волокон способствует росту патогенной бактериальной флоры и увеличивает риск повышения проницаемости кишечника, риск митохондриальных нарушений, а также нарушений со стороны иммунной системы и развития воспалительного процесса.
Типичная еда западного мира – рафинированная мука, сахар, вредные жиры, добавки, консерванты и искусственные красители – также должна исчезнуть из рациона.
Микробиомные продукты
Какая еще пища является «хорошей» для микробиома? Составленный под микробиом рацион довольно разнообразен. Обилие свежих, натуральных овощей, фруктов, бобовых и цельнозерновых продуктов – то, что приведет микробиом в неописуемый восторг. Спаржа, морковь, чеснок, топинамбур, батат, лук, лук-порей, редис, помидоры – должны быть на столе как можно чаще.
Очень хорошая добавка к рациону – ферментированная пища (корейская капуста кимчхи, наши родные квашеная капуста, соленья, кефир). Это натуральные пробиотики, стимулирующие рост дружелюбных бактерий. Можно принимать и пробиотики в их «аптечной» вариации – капсулы, порошки и т.п.
Микробиомная теория объясняет хорошее самочувствие людей при самых разных рационах питания. К примеру, можно быть вегетарианцем, который в огромных количествах поглощает злаковые и бобовые, и ощущать себя «на все 100». Или питаться качественной, свежей едой с умеренными порциями куриного мяса и рыбы, небольшими «вкраплениями» говядины или баранины – и тоже чувствовать себя очень хорошо. Детали неважны. Самое главное – поддерживать маленьких приятелей внутри себя.
Это необходимо как для профилактики, так и лечения уже имеющихся проблем со здоровьем – болезней желудочно-кишечного тракта, ожирения, аутоиммунности, пищевой чувствительности, гормональных нарушений, лишнего веса, инфекций, депрессии, аутизма и многих других.
Вкусные и полезные рецепты
Котлеты из чечевицы
Продукты:
2 стакана чечевицы, 1-2 луковицы, 3 ст. л. растительного масла, соль, перец, приправы по вкусу.
Способ приготовления:
Чечевицу промыть и замочить минимум на 10 часов, чтобы ее объем увеличился в 2 раза. Откинуть на дуршлаг, пропустить через мясорубку вместе с луком, обжаренным на растительном масле с добавлением специй до золотистого цвета. Добавить соль, перец, приправы. Хорошенько вымесить чечевичный фарш. Домашние сухари измельчить в блендере, добавить к ним куркуму. Обвалять в этой панировке слепленные из фарша котлеты, обжарить по 5 минут с каждой стороны на растительном масле, немного потомить под крышкой.
Греческий табуле из цельного зерна
Продукты:
3 стакана кипятка, 2 стакана сырого булгура, 1,5 стакана нарезанных помидоров, 1 стакан свежих нарезанных листьев шпината, 1/3 стакана тертого сыра фета, 1/4 стакана нарезанных маслин, 1/4 стакана измельченного красного лука, 1/4 стакана воды, 1/4 чайной ложки свежемолотого черного перца, 1/4 стакана свежего сока лимона, 2 столовых ложки оливкового масла, 1 ч. л. соли.
Способ приготовления:
Залить булгур кипятком и оставить пропариваться, пока вся вода впитается. Разрыхлить вилкой. Добавить помидоры, шпинат, сыр и оливки. Соединить 1/4 стакана воды с остальными ингредиентами, хорошо размешать венчиком. Заправить полученным соусом булгур.
Рататуй
Продукты:
2 баклажана, 1-2 цукини или кабачка, 4 помидора, 2-3 веточки зелени петрушки, 1 зубчик чеснока, 3 ст. л. оливкового масла, соль, перец и острый красный перец по вкусу. Для соуса: 4 помидора, 1 луковица, 1 сладкий перец, 1-2 ст. л. оливкового масла, сахар, соль и перец по вкусу.
Способ приготовления:
Баклажаны, цукини и помидоры нарезать кружками толщиной 2-3 мм. Приготовить томатный соус. Для этого очистить и мелко нарезать лук, перец и помидоры, очищенные от кожицы. Разогреть масло в сковороде, выложить лук, немного посолить и обжарить до мягкости. Положить перец, а через 5 минут измельченную мякоть помидоров, посолить, поперчить, добавить сахар и перемешать. Тушить на слабом огне, изредка помешивая, 10-15 минут (можно добавить в соус рубленую зелень базилика или петрушки). На дно формы для запекания выложить половину томатного соуса (оставшийся соус отложить для подачи). Заполнить форму овощами, чередуя: кружок помидора, кружок баклажана, кружок кабачка. Рататуй посолить, посыпать рубленой зеленью с чесноком и перцем, добавить острый перец (по желанию) и сбрызнуть маслом. Накрыть форму пергаментной бумагой и запекать 1 час в нагретой до 190-200 C духовке. Вынуть блюдо из духовки и дать настояться 10 минут. Овощи выложить на тарелку и подать с оставшимся томатным соусом.
Обратите внимание!
Информация о диетах на сайте является справочно-обобщающей, собранной из общедоступных источников и не может служить основанием для принятия решения об их использовании. Перед применением диеты обязательно проконсультируйтесь с врачом-диетологом!
Микробиом, диеты и гологеном
Взаимодействие микробиома и диеты: концепция гологенома
Резюме
Все растения и животные, включая человека, являются голобионтами, состоящими из хозяина и различных микроорганизмов, называемых микробиомом или микробиотой. Концепция гологенома постулирует, что голобионт со своим гологеномом (суммой генов хозяина и микробиома) может функционировать как единое целое, действуя в консорциуме, и, следовательно, также как единица отбора в эволюции. Диета влияет на микробиом, увеличивая или уменьшая популяцию одних бактерий по сравнению с другими и вводя новые бактерии в микробиом. Такие явления могут привести к физиологическим изменениям как в организме хозяина, так и в голобионте в целом. Новые микробы могут попасть в микробиом через сырую пищу; Изменения в относительном количестве бактерий могут происходить в толстой кишке, где остатки пищи, такие как пищевые волокна, которые не перевариваются в верхних отделах пищеварительного тракта, расщепляются на короткоцепочечные жирные кислоты и многие другие полезные, нейтральные или вредные соединения. Изменения микробиома, вызванные диетой, способствуют здоровью людей, обеспечивая питательными веществами, активируя иммунную систему, регулируя развитие и пищевое поведение, а также способствуя энергетическому гомеостазу, ожирению, а иногда и болезням.
Введение: концепция гологенома
Фенотип голобионта
До недавнего времени исследования симбиозов концентрировались на одном первичном симбионте и его хозяине. Однако с появлением молекулярных (независимых от культуры) методов в микробиологии за последние 20 лет стало ясно, что все растения и животные, включая человека, живут в тесной ассоциации с сотнями или тысячами различных видов микробов. Симбиоз, который когда-то считался периферийным явлением, является отличительной чертой жизни на Земле [1]. Во многих случаях количество симбиотических микроорганизмов и их совокупная генетическая информация превышает таковую у их хозяев. У человека, например, в толстой кишке содержится примерно такое же количество бактериальных клеток, как и общее количество человеческих клеток [2,3]. Поскольку микробное сообщество внутри и на теле человека состоит из нескольких тысяч различных видов бактерий, генетическая информация, закодированная в микробных геномах (около восьми миллионов уникальных генов), более чем в 400 раз превышает 19 000 генов в геноме человека [4].
Концепция эволюции гологенома предполагает, что голобионт (хозяин + симбионты) со своим гологеномом (геном хозяина + все геномы симбионтов) функционирует как отдельная интерактивная биологическая сущность и, таким образом, может быть важной единицей отбора в эволюции [8,9]. Микробные симбионты играют роль в анатомии, физиологии, развитии, врожденном и адаптивном иммунитете, поведении, генетической изменчивости и эволюции голобионтов [1,10,11]. Одним из следствий рассмотрения голобионта как единицы отбора является то, что генетическая изменчивость может быть вызвана изменениями либо в геноме хозяина, либо в микробиоме. Генетическая изменчивость в геноме хозяина является результатом генетических перестроек и мутаций. Генетическая изменчивость микробиома может происходить гораздо быстрее и предсказуемо в ответ на изменения в окружающей среде, особенно на изменения в диете [9]. Например, когда количество конкретных видов бактерий в кишечнике человека увеличивается по сравнению с другими видами в результате наличия компонента в рационе, это приводит к генетическим изменениям в гологеноме, то есть к амплификации гена. Такая генетическая изменчивость может повлиять на адаптацию голобионта к новому состоянию. В этом обзоре будут обсуждаться животные и более подробно результаты исследований человека, демонстрирующие, что диета приводит к генетическим вариациям в микробиоме, а также будет показано, как эти генетические вариации могут влиять на адаптацию и физиологию голобионта.
Диета влияет на микробиом животных
Жвачные животные: поскольку они являются важными источниками пищи для человека и глобальных выбросов парниковых газов, влияние диеты на структуру микробного сообщества рубца широко исследовалось с использованием молекулярных методов, основанных на культивировании и ДНК [12–21]. Общие данные указывают на то, что при определении состава микробного сообщества факторы питания преобладают над генетическими характеристиками видов-хозяев. В крупном исследовании, включавшем 742 образца из 32 видов рубца и 35 стран [21], основным фактором, определяющим относительное обилие, был рацион питания: бактериальные сообщества животных, получавших обычный корм, были похожи друг на друга, бактериальные сообщества животных, получавших концентрат, были похожи друг на друга, но отличались от таковых у кормовых животных, а бактериальные сообщества животных, получавших смешанные рационы, были промежуточными между ними. При испытании действия рыбьего жира, высоко ненасыщенного источника жирных кислот, в рационе молочного скота в рубце наблюдалось значительное увеличение доли бактерий, продуцирующих пропионовую кислоту, и уменьшение доли бактерий, продуцирующих масляную кислоту, [22]. Яньес-Руис и др. [23] рассмотрели методы манипулирования микробиомом рубца коровы с помощью диеты в раннем возрасте.
Еще одним важным питательным веществом, которое влияет на здоровье человека и, как было показано, влияет на микробиом кишечника мышей, является пищевая соль [29]. В то время как микробиом кишечника при нормальной диете состоит в основном из видов из типа Bacteroidetes, диета с высоким содержанием соли вызывает сдвиг в относительной численности к другим типам. Род Allobaculum значительно разрастается после кормления с высоким содержанием соли. Эти данные предлагают новый взгляд на то, как соль может влиять на организм.
Разное: изменения в микробиоте кишечника в зависимости от рациона питания также были показаны у многих других животных, включая собак [33], кошек [34], кур [35], свиней [36], тюленей [37], обезьян-ревунов [38] и лягушек [39]. У тех животных, которые были исследованы, композиционные изменения в микробиоме кишечника также коррелировали с общими изменениями в физиологии.
Диета влияет на микробиом человека
Многочисленные исследования показали, что диета изменяет микробиом в кишечнике человека от младенчества до старости, и эти изменения имеют значительные физиологические эффекты, которые будут обсуждаться позже. Изменения микробиома с помощью диеты, о которых говорилось выше, можно рассматривать как генетическую вариацию голобионта.
Большая часть микробиоты, которую приобретает ребенок, поступает от матери во время прохождения через родовые пути и впоследствии при грудном вскармливании. Человеческое молоко традиционно считается стерильным; однако недавние исследования показали, что оно содержит разнообразные бактерии, которые включают микробные группы, такие как стафилококки, стрептококки, молочнокислые бактерии и такие роды, как Serratia, Pseudomonas, Corynebacterium, Ralstonia, Propionibacterium, Sphingomonas, Bradyrhizobiaceae и Bifidobacterium [40]. Примечательно, что человеческое молоко является не только, как принято сегодня, лучшим источником питания для новорожденного ребенка и источником микробов, но и содержит специфические пребиотические олигосахариды, неперевариваемые ферментами пищеварительного тракта ребенка, которые служат источниками углерода и энергии для полезных бактерий в кишечнике ребенка [41].
Прекращение грудного вскармливания и введение твердой пищи, начиная примерно с 6-месячного возраста, приводит к значительным изменениям в микробиоме. Кишечная микробиота детей, которых больше не кормят грудью, обогащается родами, преобладающими у взрослых, такими как Lachnospiraceae, Roseburia, Clostridium и Anaerostipes, а не бифидобактериями и лактобациллами, которые доминировали в кишечной микробиоте грудных детей [42]. Было замечено, что употребление твердой пищи с высоким содержанием клетчатки приводит к селекции бактерий, способных разлагать эти полисахариды [43].
Сравнение микробиоты кишечника европейских детей и детей из сельской африканской деревни, в рационе которых много клетчатки, показало значительные различия между двумя группами [44]. Сельские африканские дети показали значительное обогащение Bacteroidetes и истощение типа Firmicutes с уникальным изобилием бактерий из родов Prevotella и Xylanibacter, которые, как известно, содержат набор бактериальных генов, отвечающих за гидролиз целлюлозы и ксилана. Более того, Enterobacteriaceae (Shigella и Escherichia) были значительно недопредставлены у африканских детей по сравнению с европейскими детьми. Было высказано предположение, что в этом случае микробиота кишечника эволюционировала одновременно с диетой, богатой полисахаридами, что позволило людям максимально увеличить потребление энергии из волокон.
Полученные данные также показывают, что диета играет доминирующую роль в формировании межиндивидуальных вариаций в ассоциированных с хозяином микробных сообществах. Например, пищевые неперевариваемые углеводы могут вызывать заметные изменения в сообществе кишечного микробиома, но эти изменения зависят от исходного состава кишечного микробиома индивидуума [48].
Диетический пребиотик классически определяется как селективно ферментированный углеводный ингредиент, который приводит к специфическим изменениям в составе и/или активности желудочно-кишечной микробиоты, тем самым оказывая положительное влияние на здоровье хозяина [49]. Смысл этого определения заключается в том, что пребиотики в форме функциональных углеводов изменяют микробиоту кишечника и его метаболическую активность аналогично природной клетчатке, присутствующей в нормальном рационе человека, за исключением того, что пребиотики нацелены на конкретные бактерии и разлагаются в определенной форме и поэтому могут быть более контролируемыми. Наиболее широко изученными пребиотиками являются инулины (фруктаны), фруктоолигосахариды (ФОС) и галактоолигосахариды (ГОС), которые не перевариваются пищеварительными ферментами человека и анаэробно ферментируются бактериями, главным образом в толстой кишке [50,51].
Классическое определение пребиотиков, относящееся только к углеводам, сегодня кажется неадекватным, поскольку любой материал, попадающий в желудочно-кишечный тракт человека, может изменить микробиоту. Интересным примером являются флаванолы, которые входят в широкую группу соединений, известных как полифенолы. Флавонолы содержатся в какао и шоколаде, а также в самых разнообразных продуктах и напитках, включая клюкву, яблоки, арахис, лук, чай и красное вино, и, как известно, изменяют микробиом, а также расщепляются им, и поэтому могут считаться пребиотиками. В рандомизированном контролируемом двойном слепом перекрестном интервенционном исследовании со здоровыми людьми было показано, что производные какао флаванолы значительно увеличивают популяции полезных бактерий (Bifidobacteria и Lactobacillus), одновременно уменьшая количество патогенных клостридий [52].
Диета-управляемое приобретение микробиоты
Диета может не только вызвать генетические изменения в гологеноме, изменяя относительное обилие ранее существовавшей микробиоты, но также может изменить гологеном, вводя новые микроорганизмы. Одним из важнейших эволюционных событий у животных была способность переваривать сложные растительные полисахариды. В случае деградации целлюлозы тараканами и термитами было высказано предположение, что эволюцию сложного сообщества микроорганизмов задней кишки можно рассматривать как постепенный процесс интернализации консорциумов внешних анаэробных микробов, которые переваривают растительный мусор в почве [53]. Вместо растительного мусора, разлагающегося в различной степени во внешней среде до приема внутрь, он переваривается в задней кишке микробами после приема внутрь. Аналогичные аргументы выдвигались в пользу происхождения травоядных динозавров [54] и первых растительноядных млекопитающих [55]. Также в организме человека растительная клетчатка в той или иной степени расщепляется кишечными бактериями.
Продукты, которые не приготовлены, содержат многочисленные и разнообразные живые микроорганизмы, которые могут стать источником новых микробов. Некоторые из них могут закрепиться в кишечнике и принести пользу здоровью. В 1907 году Нобелевский лауреат Илья Мечников выдвинул гипотезу, что употребление молочнокислых бактерий в виде йогурта увеличивает продолжительность жизни [56]. В настоящее время имеются доказательства того, что потребление йогурта полезно для здоровья кишечника, восстанавливая нормальную кишечную микробиоту и подавляя воспаление [57]. Помимо йогурта, продукты, содержащие большое количество полезных бактерий, включают суп мисо, квашеную капусту, чай гриб, темный шоколад, маринованные огурцы, кимчи и кефир.
Вызванные диетой изменения микробиома влияют на физиологию голобионтов
Рассматривая голобионта как отдельную биологическую сущность и единицу отбора в эволюции, взаимодействие между нормальной микробиотой и хозяином обычно приводит к улучшению приспособленности. Хотя идея о том, что резидентные микробные сообщества вносят важный вклад в приспособленность своих хозяев, не нова, в настоящее время мы развиваем более широкое и глубокое понимание широкого спектра взаимодействий, происходящих внутри голобионта между хозяином и микробиотой. У человека симбиотические микробы защищают от патогенов 63, обеспечивают питательными веществами, включая витамины и аминокислоты [64], стимулируют адаптивную или антигенспецифическую иммунную систему в процессе развития и во взрослом возрасте [65,66], регулируют постнатальный ангиогенез [67], играют ключевую роль в энергетическом гомеостазе и ожирении 69, влияют на поведение человека 81 и иногда способствуют воспалению [82] и таким заболеваниям, как диабет [83].
У большинства животных, включая человека, кишечник содержит самую большую часть микробиома,который естественным образом взаимодействует сложным образом с пищей. Каждый компонент диеты может, в принципе, вызвать изменение микробиома, и различные микробиомы могут оказывать различное воздействие на определенную диету. Изменения, возникающие в результате этих взаимодействий, могут привести к специфическим и иногда новым физиологическим эффектам на голобионта. В этом разделе мы кратко обсудим взаимодействие некоторых компонентов рациона человека с микробиомом и их результирующие метаболические эффекты.
Большая часть взаимодействия между диетой и микробиотой у человека включает преобразование растительных пищевых волокон и других неперевариваемых пищевых ингредиентов в короткоцепочечные жирные кислоты ( SCFAs ) путем микробной ферментации в толстой кишке. Основными SCFAs, получаемыми в результате бактериальной ферментации, являются ацетат, пропионат и бутират, присутствующие в толстой кишке человека в приблизительном молярном соотношении 60:20:20 [84]. SCFAs проявляют важные и плейотропные функциональные эффекты через их влияние на ключевые регуляторные белки. SCFAs влияют на пролиферацию и функцию клеток, а также на отношения микроба с хозяином, обладают противовоспалительными, противоопухолевыми свойствами и являются основными игроками в энергетическом метаболизме, поддержании и функционировании иммунной системы. Учитывая многочисленные эффекты SCFAs, они также играют определенную роль во влиянии на различные современные заболевания, включая ожирение, диабет, воспалительные заболевания кишечника и колоректальный рак [85].
Было показано на мышах [68] и людях [74], что ожирение коррелирует с различными бактериальными сообществами и что у людей происходит постепенный переход от тучной микробиоты к худой микробиоте во время курса ограничительного потребления энергии. Было обнаружено, что у людей, чья толстая кишка содержит относительно низкое разнообразие бактерий и бактериальных генов, уровень жира и воспаления в организме выше, чем у людей с высоким кишечно-микробным богатством [75,76]. Полученные данные, свидетельствующие о взаимосвязи между ожирением и разнообразием кишечной микробиоты, открывают в будущем возможность лечения ожирения с помощью манипуляций с кишечной микробиотой. Что касается «тучных бактерий», то следует отметить, что они также связаны с нормальным увеличением веса в течение третьего триместра беременности [77], где они могут быть весьма полезны, поскольку способствуют накоплению энергии в жировой ткани и обеспечивают рост и развитие плода, а затем и выработку материнского молока для ребенка после рождения, что является центральным для приспособленности млекопитающих. Истоки взаимодействия хозяина и микробов, лежащие в основе большей части современной эпидемии ожирения, могут лежать в репродуктивной биологии и механизмах выживания, коррелирующих с нехваткой продовольствия в прошлом.
Среди различных продуктов, которые входят в рацион человека, есть те, которые называются «суперпродуктами». К ним относятся такие продукты, как гранат, черника, зеленый чай, лосось, брокколи, чеснок и ягоды годжи. Хотя термин «суперпродукт» считается скорее маркетинговым термином, профессионалы признают, что эти типы продуктов богаты нутрицевтиками и доказали свою полезность, в т.ч. в профилактике заболеваний в испытаниях на животных [92,93], а также в некоторых клинических испытаниях на людях 96. Многие из нутрицевтиков, содержащихся в суперпродуктах, расщепляются в кишечнике человека микробиотой, и эта трансформация часто превращает их в физиологически активные вещества. Давайте обсудим некоторые из них.
Польза для здоровья, приписываемая полифенолам (большому семейству соединений), которые в изобилии содержатся в самых разнообразных продуктах питания и напитках, таких как фрукты, травы, злаки, кофе, чай, какао и вино [97], в значительной степени зависит от микробиоты кишечника [98]. Большинство полифенолов, например EGCG (эпигаллокатехин-3-галлат) из зеленого чая, проходят через тонкий кишечник, где они частично расщепляются, но плохо всасываются. Когда они достигают толстой кишки, они превращаются бактериями в различные виды метаболитов, что приводит к их повышенной биодоступности [99]. Полифенолы также действуют как пребиотики, стимулируя полезные бактерии. Таким образом, существует двустороннее взаимодействие между полифенольными соединениями и кишечной микробиотой, которое благотворно влияет на здоровье человека. Было показано, что полифенолы и их метаболиты у животных, а в некоторых случаях и у человека оказывают множественные физиологические эффекты, такие как гиполипидемические эффекты, снижение когнитивных нарушений, профилактика ожирения, снижение инсулинорезистентности и профилактика ишемической болезни сердца и некоторых видов рака [97].
Ряд кишечных бактерий человека обладают способностью разлагать токсины, связанные с пищей, такие как микотоксины, обычно встречающиеся на кукурузе [102], а также щавелевую кислоту, нормальный метаболит человека и компонент широкого спектра пищевых продуктов и напитков, включая кофе, шоколад, ревень, шпинат, орехи и другие фрукты и овощи [103]. Прием внутрь граммовых количеств оксалата может привести к осаждению оксалата кальция в почках (почечнокаменная болезнь). Способность кишечной бактерии Oxalobacter formigenes деградировать пищевые оксалаты побудила ее успешно использовать в клинических испытаниях в качестве терапевтического и профилактического варианта при оксалатно-кальциевом нефролитиазе и связанной с ним почечной недостаточности [104].
Существуют также некоторые недооцененные последствия микробного метаболизма, например, снижение рН толстой кишки до 5,5-6,5 [105], что подавляет многие бактериальные патогены, и выработку тепла. Примерно 70% тепла тела в состоянии покоя вырабатывается бактериями [106].
Вывод
Взаимодействие диеты и микробиома многогранно. Диета и хозяин выбирают те микроорганизмы, которые могут быстро размножаться на пищевом субстрате в этой диете и в конкретном хозяине, что приводит к специфическому микробиому и гологеному, зависящим от хозяина. Микробиом преобразует те компоненты рациона, как клетчатка и нутрицевтики, которые не перевариваются или только частично разлагаются в верхних отделах пищеварительного тракта, в активные или неактивные соединения, часть которых всасывается в толстой кишке. Кроме того, сырая пища приносит с собой новые микробы, которые иногда попадают в микробиом. Изменения микробиоты, вызванные диетой, вносят свой вклад в физиологию голобионтов человека, предоставляя питательные вещества, стимулируя иммунную систему, регулируя развитие и поведение, способствуя энергетическому гомеостазу и ожирению, а также при определенных условиях заболеваниям. Поскольку все больше известно о конкретных микробах, которые участвуют в различных физиологических функциях в организме человека, должна появиться возможность оптимизировать физиологию микробиома и голобионта с помощью пробиотиков и различных пищевых продуктов, которые, как теперь известно, действуют как пребиотики.
О важности оси «диета-микробиом-хозяин» см. по ссылкам:
См. также:
Будьте здоровы!
ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ