Jak utváří přívod vlákna strategie trávení střevních mikrobů

Nová studie odhaluje, jak mohou střevní bakterie přejít z trávení rostlinných vláken na konzumaci ochranného hlenu, když je vlákno vzácné, což podporuje zánět i u lidí bez onemocnění střeva.

Studie: Geny střevní mikrobiomy zapojené do rozpadu rostlin a mucinu korelují se stravou a gastrointestinálním zánětem u zdravých amerických dospělých. Obrázek kredit: Tatjana Baibakova/Shutterstock.com

V nedávné studii zveřejněné v The Journal of NutritionVědci zkoumali dopad nedostatku vlákna na „enzymy uhlohydrátového enzymů“ (cazamy) a jejich následnou roli v gastrointestinálním zánět Mezi zdravými Spojenými státy (USA) dospělými. Studie využila údaje od 330 účastníků a zjistila, že vyšší poměr degradování mucinu k enzymům degradujícím rostlinu, nová metrika, kterou nazývali muc2plant, byl silně spojen se zvýšeným gastrointestinálním zánětem.

Study findings highlight that the Muc2Plant ratio was positively correlated with fecal inflammation biomarkers (eg, calprotectin (p=0.001) and neopterin (p<0.001)), suggesting that imbalances in microbial digestive function (due to low fiber utilization and greater reliance on mucin degradation) can promote a pro-inflammatory state even in healthy individuals, thereby providing insight into potential cíle pro zásah.

Pozadí

Zatímco organismy, jako jsou lidé, byly historicky věří, že jsou schopny strávit velkou část jídla, které konzumují, novější výzkum ukázal, že velká část jídla, která konzumujeme (např. Složité uhlohydráty), je rozložena obrovským enzymatickým strojem symbiotického střeva. mikrobiom.

Je známo, že střevní mikrobioty produkují tisíce enzymů aktivních uhlohydrátů (cazamů), které zpracovávají nerozpustná rostlinná vlákna a uvolňují prospěšné mastné kyseliny s krátkým řetězcem (SCFA) s validovanými zánětlivými účinky. Nedávné studie bohužel pozorovaly, že při neexistenci dostatečné Dietní vláknoNěkteré střevní mikroby se mohou přepnout na alternativní zdroje potravy, především na vrstvu hlenu (vyrobené z glykoproteinů zvaných muciny), která vede a chrání střeva.

Tato degradace ochranné bariéry mucinu je charakteristickým znakem dysbiózy a byla dříve spojena s zánětlivým onemocněním střev (IBD). Ačkoli jsou škodlivé účinky nízkého vlákna na zdraví střev dobře zdokumentovány, jen málo studií přímo zkoumalo, jak ovlivňuje enzymatickou aktivitu střevního mikrobiomu (ať už mikroby vybírají rostlinný materiál nebo mucin jako palivo) a gastrointestinální zánět současně.

O studii

Cílem této studie je systematicky zkoumat vztah mezi příjmem vlákniny stravy, enzymatickou kapacitou střevního mikrobiomu a subklinickými zánětlivými biomarkery zánětu v kohortě zdravých amerických dospělých. Průřezová studie využila údaje z nutriční fenotypové studie ministerstva zemědělství Spojených států (USDA) (účastník N = 330 jedinců).

Údaje o zájmu zahrnovaly socioekonomické demografické informace účastníků (pro standardizaci statistického modelu), podrobné dietní informace (pomocí 24hodinových stažení (ASA24) a dotazníky o frekvenci potravin (FFQ)) a fekální vzorky (pro charakterizaci mikrobiomu, enzymatické odhady a zánět biomarkerů).

Mezi klíčové analýzy studie patřilo metagenomické sekvenování brokovnice za účelem identifikace všech mikrobiálních genů přítomných ve střevě, což umožňuje podrobné profilování repertoárů individuálních kazamů. Zahrnoval také fekální biomarkery pro měření markerů gastrointestinálního zánětu, včetně fekálního calprotektinu, neopterinu a myeloperoxidázy (MPO).

Zjištění studie byla použita k vývoji nové metriky („muc2plant“), což představuje poměr mezi hojností kazamových genů degradujících mucin a geny s degradováním rostlin. Analýzy odhalily, že vyšší poměr muc2plantátu naznačuje, že mikrobiom lépe vybavený k trávení hlenby hostitele vzhledem k dietnímu vláknu, což naznačuje snížené využití vlákna a zvýšené riziko zánětu.

Nálezy studie

Tato studie demonstruje měřitelnou korelaci mezi příjmem vlákniny a náborem genu s kazamem. Obvyklý příjem celkového a rozpustného vlákna byl pozitivně korelován s větší hojností a rozmanitostí kazamů degradujících rostliny (upravený R² = 0,015, p = 0,010 pro hojnost). Nižší fekální pH, což ukazuje na robustní fermentaci vláken, bylo podobně spojeno s vyšší kapacitou pro trávení vláken (upraveno R² = 0,036, p <0,001).

Studie také potvrdila užitečnost nového poměru muc2plantátu. Vyšší poměry, což svědčí o zvýšené degradaci mucinu, významně a pozitivně korelovaly s markery zánětu střeva, a to i v této fenotypicky zdravé kohortě.

Konkrétně bylo pozorováno, že vyšší poměr muc2plantátu je spojen s vyššími hladinami fekálního calprotektinu (upravený R² = 0,038, p = 0,001), dobře zavedeným markerem neutrofilní infiltrace ve střevě a makrofage-harmonovacím postižením.

Současně byla negativně spojena s fekální myeloperoxidázou, ale pozitivně spojené s fekálním neopterinem, což zdůraznilo, že mohou být zapojeny různé imunitní dráhy, ale pozitivně spojené s fekálním neopterinem, ale pozitivně spojené s fekálním neopterinem.

Studie překvapivě nezjistila žádnou souvislost mezi příjmem vlákniny a poměrem muc2plantátu. Modely strojového učení však zjistily, že vyšší příjem bílých brambor významně předpovídal nižší poměr muc2plantátu, což naznačuje, že určité typy dietního škrobu mohou pomoci podpořit zdravější mikrobiální rovnováhu.

Závěry

Tato studie nezjistila přímý vztah mezi příjmem a zánětem vlákniny stravy, ale zdůraznila komplexní souvislosti mezi příjmem vlákniny, mikrobiální enzymatickou kapacitou a zánětlivými biomarkery. Poskytuje důkaz, že funkční kapacita střevního mikrobiomu, konkrétně jeho rovnováha enzymů prozrazujících rostliny versus mucin-digesting, je rozhodujícím faktorem při udržování zdraví střev.

Studie také zavádí a ověřuje novou metriku poměru muc2plantátu, což prokazuje robustní spojení nástroje se subklinickým gastrointestinálním zánětem, a to i bez zjevného onemocnění. Zdůrazňuje, že tato zjištění jsou korelační a nejsou kauzální.

Stáhněte si kopii PDF hned teď!