Spis treści:
- Co się dzieje, gdy zabraknie błonnika w diecie? Naukowcy opublikowali wyniki badań
- Interakcje między dietą a mikrobiomem. Naukowcy badają znaczenie spożywanych produktów
O dobroczynnym wpływie błonnika na nasze jelita powiedziano już chyba wszystko. Nierozpuszczalny błonnik działa w nich jak miotełka - chłonie wodę, zwiększa masę stolca i pobudza ścianki jelit do pracy. Błonnik zapobiega więc zaparciom, skraca czas kontaktu toksyn i szkodliwych substancji z nabłonkiem jelita grubego, odżywia dobre bakterie, działa przeciwzapalnie i wzmacnia barierę jelitową. Drobnoustroje jelitowe potrzebują pożywienia, a naukowcy udowodnili właśnie, że gdy brakuje im błonnika, mogą zacząć rozkładać białka wchodzące w skład ochronnej warstwy śluzowej jelit.
Co się dzieje, gdy zabraknie błonnika w diecie? Naukowcy opublikowali wyniki badań
Badania już dawno wykazały, że diety roślinne wspierają zdrowie na wiele sposobów, przynosząc korzyści m.in. dla jelit, układu odpornościowego, metabolizmu oraz układu sercowo-naczyniowego. Dzieje się tak również dlatego, że sprzyjają one utrzymaniu różnorodnej populacji bakterii jelitowych. Rośliny zawierają barwne związki fitochemiczne, które chronią je przed zagrożeniami środowiskowymi, ale dodatkowo mogą wpływać na zdrowie ludzi. Mimo to, badacze wciąż pracują nad dokładnym zrozumieniem tego, w jaki sposób bakterie jelitowe przetwarzają liczne składniki pokarmów roślinnych i jak wpływa to na nasze zdrowie.
Na portalu Science Daily opisane zostały dokładnie wyniki dwóch nowych badań, wykonanych pod kierownictwem Jenny AbuSalim oraz dyrektora Joshua Rabinowitza z Ludwig Princeton. Pierwsze badanie wykazało, że błonnik roślinny oraz niektóre białka roślinne mogą modyfikować metabolizm drobnoustrojów w sposób prowadzący do wzrostu poziomu korzystnych metabolitów, przy jednoczesnym ograniczeniu tych szkodliwych. Drugie badanie dowiodło natomiast, że szereg istotnych biologicznie metabolitów (przypisywanych zazwyczaj aktywności mikrobioty jelitowej) może być również wytwarzanych w znacznych ilościach w procesach metabolicznych organizmu ssaków.
- W różnych dziedzinach medycyny rośnie zainteresowanie modyfikowaniem mikrobiomu człowieka lub wykorzystywaniem w celach terapeutycznych samych produktów jego metabolizmu. Dieta daje ogromne możliwości w zakresie kontrolowania mikrobiomu i wytwarzanych przez niego substancji. Aby jednak opracować skuteczne metody terapeutyczne, musimy zrozumieć, które elementy diety wpływają na konkretne produkty metabolizmu drobnoustrojów" - wyjaśnił Joshua Rabinowitz.
W opublikowanym badaniu Rabinowitz, AbuSalim i ich współpracownicy analizowali wpływ pokarmów roślinnych na metabolity fenolowe. Związki te powstają w wyniku trawienia przez bakterie jelitowe aminokwasów, jednak wytworzone w ten sposób metabolity mogą mieć bardzo odmienny wpływ na zdrowie.
Fenylopropionian i kwas hipurowy powstają w wyniku przetwarzania fenyloalaniny przez bakterie i wiążą się ze zdrowiem jelit oraz prawidłową masą ciała. Z kolei siarczan p-krezolu i siarczan fenolu pochodzą z tyrozyny - wiąże się je z gorszymi rokowaniami u pacjentów onkologicznych oraz toksycznością ogólnoustrojową u osób z chorobami nerek.
- Nasze badania wykazały, że zarówno błonnik, jak i nietrawione białka roślinne, które nazywamy "białkami naśladującymi błonnik", zmieniają równowagę między metabolitami fenolowymi: z tych szkodliwych, powstających z tyrozyny, na korzystne, pochodzące z fenyloalaniny - wyjaśniła Jenna AbuSalim.
O wpływie błonnika na nasze zdrowie powiedziane już chyba wszystko, ale nietrawionym białkom roślinnym poświęcano zdecydowanie mniej uwagi. AbuSalim, Rabinowitz i ich ekipa odkryli, że białka te są przetwarzane przez mikroflorę jelitową i mogą wpływać zarówno na skład mikrobiomu, jak i na metabolizm organizmu gospodarza. Współdziałając z nietrawionym błonnikiem roślinnym, mogą one również zmieniać aktywność metaboliczną bakterii jelitowych w sposób sprzyjający wytwarzaniu korzystnych związków fenolowych.
Aby ustalić pochodzenie tych związków, naukowcy oznakowali białka stabilnymi (nieradioaktywnymi) izotopami i śledzili ich trawienie w jelitach myszy. Odkryli, że "szkodliwe" fenole powstawały wtedy, gdy bakterie rozkładały białka pochodzące od gospodarza, w tym białka wchodzące w skład śluzu wyściełającego jelita. Z kolei "korzystne" fenole pochodziły niemal wyłącznie z niestrawnych białek dostarczanych wraz z dietą (Prif).
- Uważamy, że Prify stanowią nową klasę składników odżywczych, które kształtują skład mikrobiomu jelitowego i mogą mieć dalekosiężny wpływ na zdrowie metaboliczne - wyjaśniła AbuSalim.
- Być może w przyszłości na opakowaniach żywności Prif będzie wymieniany tuż obok błonnika - dodał Rabinowitz.
Interakcje między dietą a mikrobiomem. Naukowcy badają znaczenie spożywanych produktów
Drugie badanie naukowców, opublikowane w czasopiśmie "Nature Metabolism", koncentrowało się na źródłach pochodzenia metabolitów fenolowych oraz indolowych, powstających z aminokwasu o nazwie tryptofan. Podobnie jak w przypadku fenoli, naukowcy badają potencjalne właściwości terapeutyczne indoli.
Metabolity indolowe wiąże się z wieloma schorzeniami, w tym z nieswoistymi zapaleniami jelit, chorobami neurodegeneracyjnymi oraz nowotworami. W badaniach onkologicznych wykazano, że wpływają one na procesy takie jak przerzutowanie nowotworów czy przeciwnowotworowa odpowiedź układu odpornościowego.
Dotychczas zakładano, że fenole i indole są wytwarzane wyłącznie przez bakterie jelitowe. AbuSalim, Rabinowitz i ich współpracownicy postanowili zweryfikować to założenie. Wykorzystując śledzenie izotopów u myszy, szczurów i komórek ludzkich, naukowcy odkryli, że metabolizm ssaków może samodzielnie wytwarzać wiele metabolitów indolu i fenolu. Należą do nich ważne związki, takie jak indolo-3-mleczan i indolo-3-octan.
U myszy poziom tych metabolitów w krwiobiegu utrzymywał się na wysokim poziomie nawet po tym, jak leczenie antybiotykami zaburzyło mikrobiom. Podobny wzorzec zaobserwowano w próbkach pobranych od pacjentów przyjmujących antybiotyki, w tym chorych na raka. Jednocześnie, metabolity wytwarzane wyłącznie przez mikroorganizmy, w tym indolo-3-propionian i siarczan p-krezolu, zmniejszyły się po leczeniu antybiotykami.
Wnioski? Oba badania dostarczają istotnych informacji na temat interakcji między dietą a mikrobiomem. Wiedza o tym, które produkty spożywcze wpływają na konkretne produkty przemiany materii drobnoustrojów, może w przyszłości pomóc w opracowywaniu bardziej precyzyjnych interwencji dietetycznych, probiotycznych i metabolicznych.
- Co więcej, lepsze zrozumienie tego, jak różne produkty spożywcze oddziałują na mikrobiom, modulując wytwarzanie bakteryjnych metabolitów, pozwoli doprecyzować zalecenia, jakich dietetycy i lekarze udzielają pacjentom w zakresie profilaktyki i leczenia chorób - stwierdził Rabinowitz.
Oba badania zostały sfinansowane przez Ludwig Institute for Cancer Research, National Institutes of Health, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, Princeton Alliance for Collaborative Research and Innovation oraz Uniwersytet Princeton.
