26 марта 2021 года

Кратковременное вмешательство в ежедневное потребление клетчатки может значительно изменить микробиом кишечника и потребление питательных веществ, согласно исследованию, проведенному исследователями Калифорнийского университета в Ирвине. Исследование было недавно опубликовано Американским обществом микробиологов.

Пищевые волокна состоят из устойчивых углеводов, содержащихся во фруктах, овощах и цельнозерновых продуктах. Клетчатка остается в нашей пищеварительной системе, и, хотя она не усваивается людьми, наши кишечные бактерии могут превращать клетчатку в короткоцепочечные жирные кислоты и другие побочные продукты, важные для здоровья человека.

В настоящее время средний человек в Северной Америке потребляет менее 50 процентов от рекомендованного уровня пищевых волокон из-за снижения потребления растительной пищи, так как обработанные пищевые продукты получили широкое распространение. Диета с пониженным содержанием клетчатки вызывает беспокойство у чиновников здравоохранения, поскольку низкое потребление пищевых волокон может быть связано с такими заболеваниями, как диабет II типа и рак толстой кишки.

Более того, новые исследования начали демонстрировать, как микробные изменения кишечника могут косвенно влиять на здоровье человека. Следовательно, лучшее понимание роли пищевых волокон в конституции кишечной микробиоты может дать представление о лечении заболеваний, связанных с кишечным микробиомом.

Недостаток клетчатки в промышленно развитых странах приводит к голоду наших кишечных микробов с серьезными последствиями для здоровья, которые могут быть связаны с увеличением заболеваемости колоректальным раком, аутоиммунными заболеваниями и даже снижением эффективности вакцины и реакции на иммунотерапию рака »

Катрин Уайтсон, доцент кафедры молекулярной биологии и биохимии, Калифорнийский университет, Ирвин

Уайтсон является одним из руководителей UCI Microbiome Initiative.

Чтобы определить, может ли увеличение количества пищевых волокон на короткое время изменить разнообразие кишечного микробиома и производство метаболитов, исследовательская группа под руководством содиректора UCI Microbiome Initiative Уайтсона и Дженнифер Мартини, профессора экологии и эволюционной биологии, вместе с Джулией Массимелли Сьюолл, доцент, ввел двухнедельное диетическое вмешательство во время студенческого курса биологии в UCI.

Студентам, участвовавшим в исследовании, давали 10 необработанных блюд с высоким содержанием клетчатки каждую неделю в течение двух недель. В течение этого времени они собирали образцы, чтобы отслеживать микробный состав кишечника до и после вмешательства. Учащиеся также записали информацию о своем рационе, содержащую макроэлементы, чтобы достичь цели 50 граммов в день в течение двухнедельного периода вмешательства.

Сьюэлл, преподаватель курса, отметила, насколько ей и студентам понравилось узнавать, какие продукты питания обогащены клетчаткой. «Мы были удивлены, узнав, насколько богаты клетчаткой ягоды и авокадо, и обменялись идеями о том, как приготовить бобы и чечевицу», – сказала она. «Я думаю, что этот опыт на всю жизнь повлияет на то, как мы все смотрим на этикетки пищевых продуктов»

Она также отметила, что исследовательский опыт высоко мотивировал студентов в курсе. «Студенты пришли в класс, очень взволнованные, чтобы обсудить, что они ели, и не могли дождаться, чтобы проанализировать информацию о последовательности микробиома, чтобы сделать выводы на основе данных. Исследование имело интересный и познавательный эффект», – добавила она. «Наше образовательное исследование показало, что этот опыт повысил интерес студентов к науке и повысил осведомленность об их диетических привычках»

Аспирант Эндрю Оливер, ассистент преподавателя курса, обучал студентов во время процесса и советовал им пить много воды в дополнение к инструкциям по микробиологическим методам и анализу. «Студенты увеличили потребление клетчатки в среднем на 25 граммов в день, но различия в потреблении клетчатки до вмешательства были значительными», – сказал он. «Некоторым студентам к концу исследования пришлось снизить дозу почти с нуля до 50 граммов в день. Мы все стали немного одержимы тем, сколько клетчатки содержится в пище, которую мы ели»

После вмешательства исследователи сравнили общий бактериальный состав с помощью секвенирования ДНК и измерили производство короткоцепочечных жирных кислот с помощью газовой хроматографии. В дополнение к секвенированию, команда провела дополнительные эксперименты, нацеленные на разрушитель известных волокон, Bifidobacterium.

Исследователи обнаружили, что двухнедельное вмешательство значительно изменило индивидуальный состав микробиома кишечника, включая увеличение численности Bifidobacterium. Однако, несмотря на наблюдаемые изменения в составе микробиома кишечника, они не обнаружили значительного сдвига в содержании этих жирных кислот.

«Мы надеемся провести более длительные интервенции, связанные с диетической клетчаткой, и изучить, как клетчатка может поддерживать микробиом кишечника и укреплять здоровье. В этот период пандемии, когда нам нужно наше иммунное здоровье и здоровые реакции на вакцины, мы призываем всех задуматься о разнообразие растений в их рационе и добавление бобов, ягод и авокадо, где они могут ", – сказал Уайтсон.