Влияние диеты на микробиом

"2021-07-31" "13:14"

Диета оказывает прямое влияние на состав микробиома, а состав микробиома, в свою очередь, оказывает прямое влияние на здоровье. На биоразнообразие микробиома влияют не только питательные вещества, но и образ жизни (курение, стресс, отсутствие физической активности), который очень часто игнорируется. Какое влияние оказывают на микробиом белки, углеводы, жиры, полифенолы и искусственные подсластители?

Диета оказывает прямое влияние на состав микробиома, а состав микробиома, в свою очередь, оказывает прямое влияние на здоровье. На биоразнообразие микробиома влияют не только питательные вещества, но и образ жизни (курение, стресс, отсутствие физическо...
Autor: Getty Images

Оглавление

  1. Микробиом и здоровье
  2. Изменения в микробиом с возрастом
  3. Как образ жизни влияет на микробиом?
  4. Как диета влияет на микробиом?

    Взаимосвязь между рационом питания и составом микробиома наблюдается уже несколько десятилетий. Некоторые питательные вещества достигают толстого кишечника в неизмененном виде, поэтому то, что мы едим, оказывает большое влияние на состав микробиота кишечника. Целью питания в контексте поддержания правильного бактериального баланса является увеличение доли комменсальных бактерий в микробиоме и снижение количества и разнообразия патогенных бактерий.

    Микробиом и здоровье

    Говорят, что в пищеварительном тракте человека живет в 10 раз больше микроорганизмов, чем клеток. Без кишечного микробиома люди не могут жить здоровой жизнью.

    Сегодня известно, что разнообразие и численность кишечных бактерий влияют на целый ряд жизненных процессов и способствуют возникновению многих заболеваний. Бактерии производят множество веществ, некоторые из которых являются питательными, другие токсичными. Они важны как для метаболизма человека, так и для иммунных процессов.

    Дисбиоз кишечника, то есть состояние, при котором нарушается баланс между количеством полезных и вредных бактерий, является одновременно симптомом и причиной заболеваний.

    Чрезмерный рост патогенных бактерий важен в следующих случаях:

    <ул>
  5. аутоиммунные заболевания,
  6. аутизм,
  7. воспалительное заболевание кишечника,
  8. расстройства настроения,
  9. диабет
  10. или ожирение.
  11. Микробиом меняется с возрастом

    Первый момент жизни, определяющий состав микробиома, — это роды. Естественные роды вызывают большее количество кишечных бактерий у новорожденных и поэтому более полезны для развития иммунной системы< /a>, чем роды с помощью кесарева сечения.

    При грудном вскармливании в микробиоме преобладают комменсальные бактерии Lactobacillus и Bifidobacterium.

    Расширение рациона и употребление твердой пищи требует присутствия целого ряда различных бактерий, поэтому естественным образом уменьшается количество лактобацилл и бифидобактерий в микробиоме и появляются другие микроорганизмы. Это называется функциональным созреванием микробиома.

    Если человек не заразится болезнями, которые существенно изменяют микробиом, он относительно стабилен до старости.

    Однако постоянство не означает сходства с микробиомами других людей. Микробиомы могут быть совершенно разными в зависимости от таких факторов, как генетика, среда обитания, питание, курение и т. д. С возрастом количество Bacteroidetes в микробиоме уменьшается, а количество Firmicutes увеличивается.

    Как образ жизни влияет на микробиом?

    Образ жизни — наиболее игнорируемый аспект баланса микробиома и здоровья. К наиболее важным факторам образа жизни, вызывающим дисбактериоз кишечника, относятся курение.

    Как сигаретный дым связан с бактериями в толстом кишечнике? Переносимые по воздуху токсические частицы могут попасть в толстый кишечник через мукоцилиарный клиренс из легких, что оказывает прямое влияние на микробиом и увеличивает количество патогенных бактерий Bacteroides prevotella. Аналогичный эффект оказывает рост загрязнения окружающей среды, связанный с ростом индустриализации и разрастанием городов.

    Еще один очень важный фактор, изменяющий микробиом, — это стресс. Стресс влияет на ось мозг-кишечник, которая действует на двух уровнях: гормональном и нейрональном.

    В результате хронического стресса количество комменсальных бактерий рода Lactobacillus снижается, что, в свою очередь, способствует избыточному росту патогенных бактерий.

    К другим факторам, изменяющим микробиом, относятся:

    <ул>
  12. нарушения циркадного ритма, например, из-за сменной работы,
  13. долгие путешествия,
  14. личная гигиена,
  15. санитарные условия.
  16. Как диета влияет на микробиом?

    Питание влияет на состав микробиоты, поскольку некоторые питательные вещества достигают толстого кишечника в неизмененном виде. Из среднеевропейского рациона примерно:

    ежедневно достигает толстого кишечника <ул>
  17. 30 г клетчатки и других углеводов
  18. 5–15 г белка
  19. и 5–10 г жиров.
  20. Различные другие пищевые ингредиенты, включая полифенолы, катехины, лигнин, танины и микроэлементы также питают микроорганизмы толстой кишки.

    Около 90 % пищевых полифенолов не перевариваются и не всасываются в тонкой кишке. Все эти питательные вещества, метаболизируемые микробиомом, оказывают значительное влияние на популяцию и активность микробов.

    Белок

    Пищевой белок является основным источником азота для роста бактерий в толстом кишечнике и необходим для усвоения углеводов и производства полезных веществ, таких как короткоцепочечные жирные кислоты. Следовательно, присутствие белков и углеводов в толстом кишечнике может способствовать здоровью кишечника.

    Однако, в отличие от углеводов, ферментация источников белка микробиотой приводит к образованию гораздо большего разнообразия газов и метаболитов, а увеличение доступности азота может также увеличить количество продуктов гниения. .

    Влияние потребления белка на микробиом кишечника было впервые обнаружено в исследовании 1977 года. С тех пор были проведены сравнительные анализы в различных группах населения, например, среди итальянских детей (диета с высоким содержанием белка) и сельских африканских детей (диета с углеводами), а также исследования, в которых участникам давали диету с различным процентным содержанием и происхождением белков. /п>

    Как содержание белка в рационе, так и его источник – растительный или животный – важны для разнообразия и количества кишечных бактерий. Животный белок влияет на микробиоту иначе, чем растительный белок. Большое количество белка животного происхождения, в основном из красного мяса, следует рассматривать как ухудшающее состав микробиома. Однако белок растительного происхождения даже в высоких концентрациях увеличивает количество комменсальных кишечных бактерий.

    Исследования показывают, что потребление белка из вегетарианских источников, например гороха, увеличивает концентрацию бактерий Bifidobacterium и Lactobacillus, которые имеют решающее значение для баланса микробиома и здоровье человека.

    То же самое происходит и с сывороточным белком (очень часто используемым в белковых добавках для спортсменов), в отличие от продуктов, богатых животным белком, таких как мясо, сыр и яйца.

    Кроме того, сывороточный белок снижает количество патогенных бактерий Bacteroides fragilis и Clostridium perfringens.

    Тот факт, что потребление белка из растительных источников способствует повышению концентрации короткоцепочечных жирных кислот в кишечнике, также очень важен для микробиома и общего состояния здоровья. Они являются основным источником энергии для эпителиальных клеток кишечника, улучшают их питание, регенерацию и плотность межклеточных связей, а также обладают противовоспалительными свойствами.

    Потребление животного белка связано с более низкой концентрацией комменсальных бактерий в толстом кишечнике и более высокой концентрацией патогенных бактерий, в том числе: из родов Bacteroides, Alistipes и Bilophila. Меньшее количество масляной кислоты наблюдается в кале у людей, соблюдающих диету, основанную на животном белке, что показывает, что этот тип диеты (высокое содержание белка, низкое содержание углеводов) препятствует выработка короткоцепочечных жирных кислот в кишечнике.

    Хотя на основе имеющихся в настоящее время знаний невозможно утверждать, что высокое потребление животного белка вызывает определенные заболевания, научные исследования показывают корреляции, которые, безусловно, следует принимать во внимание:

    <ул>
  21. высокое потребление животного белка связано с более высоким риском воспалительных заболеваний кишечника,
  22. у людей, чья диета была основана на животном белке, наблюдались более высокие концентрации ТМАО — молекулы с проатерогенным действием, способствующей образованию атеросклеротических бляшек и увеличивает риск заболеваний сердца,
  23. большое количество растительного белка в рационе снижает концентрацию маркеров воспаления в организме.
  24. Влияние пищевого белка на микробиом

    <тело>

    Жир

    Состав микробиома зависит от количества и качества жиров в рационе, но гораздо важнее его качество. Иногда можно встретить упрощенный подход, который гласит, что диета с высоким содержанием жиров оказывает негативное влияние на микробиом, а диета с низким содержанием жиров благоприятствует этому. но вникнув в детали, эта связь оказывается не такой простой и очевидной.

    Жиры, оказывающие негативное влияние на микробиоту и увеличивающие в ней долю болезнетворных бактерий, — это трансжиры обработанного, жареного во фритюре и фаст-фуд и насыщенные жиры, содержащие длинноцепочечные жирные кислоты.

    Типичная западная диета, богатая готовыми блюдами, красным мясом, закусками, сладостями и фаст-фудом, а, следовательно, насыщенными и трансжирами, оказывает негативное влияние на микробиом, вызывая больший рост болезнетворных бактерий.

    >

    Насыщенные жиры в рационе могут увеличить количество провоспалительных кишечных микробов, стимулируя образование таурина-конъюгированных желчных кислот, которые способствуют росту патогены. Присутствие этих бактерий связано с усилением воспаления белой жировой ткани, усилением реакции иммунной системы и снижением чувствительности к инсулину.

    В то же время исследования показывают, что диета с высоким содержанием жиров, но богатая ненасыщенными растительными жирами, не вызывает изменений качественного и количественного состава микробиома, а диета, богатая рыбьими жирами, улучшает его состав, повышая долю комменсальных молочнокислых бактерий.

    Что касается влияния потребления жиров на микробиом, то тенденция точно такая же, как и в отношении его влияния на общее состояние здоровья. Трансжиры (в основном) и насыщенные животные жиры изменяют микробиом в ущерб хозяину, растительные жиры нейтральны по отношению к нему, а рыбьи жиры улучшают состав микробиома.

    Углеводы

    Углеводы делятся на перевариваемые и неперевариваемые в пищеварительном тракте. Усвояемые углеводы — это крахмал и простые сахара – глюкоза, фруктоза и сахароза и лактоза (последние два являются химическими дисахаридами, но с точки зрения пищевой ценности они рассматриваются как простые сахара). Однако неперевариваемые углеводы относятся к клетчатке. Потребление любого типа углеводов способствует формированию правильной микробиоты.

    Углеводы являются основным источником энергии и углерода для бактерий, живущих в толстом кишечнике. Углеводы ферментируются в органические кислоты, которые обеспечивают энергию для других бактерий, кишечного эпителия и периферических тканей.

    Короткоцепочечные жирные кислоты являются основными конечными продуктами ферментации углеводов, которые помогают снизить pH в толстой кишке, тем самым подавляя рост и активность патогенных бактерий.

    Исследования показали, что у людей, принимающих глюкозу, фруктозу и сахарозу, увеличивается доля комменсальных бактерий Bifidobacterium и снижается доля патогенных бактерий рода Bacteroides.

    Интересным пищевым ингредиентом, требующим исследования, является лактоза, которая обычно считается раздражителем кишечника. Оказывается, лактоза действует так же, как и другие простые сахара, а также снижает количество патогенных видов клостридий в микробиоме.

    Клетчатка, то есть неперевариваемые углеводы, очень хорошо влияет на микробиом и относится к пребиотикам. Диета с низким содержанием клетчатки приводит к уменьшению разнообразия микробиома, тогда как диета, богатая клетчаткой, увеличивает разнообразие видов, живущих в кишечнике, и количество короткоцепочечных жирных кислот, вырабатываемых бактериями, необходимых для правильного функционирования кишечника. .

    Потребление клетчатки связано с увеличением количества комменсальных бактерий, в основном бифидобактерий и молочнокислых бактерий.

    Искусственные подсластители

    В настоящее время искусственные подсластители считаются более вредными для организма, чем глюкоза и сахароза, потребление которых они призваны были ограничить. Они также оказывают негативное влияние на микробиом, вызывая дисбактериоз (повышение доли болезнетворных бактерий, снижение доли комменсальных бактерий) и его многочисленные последствия, в том числе:

    <ул>
  25. заболевания пищеварительной системы,
  26. аллергия,
  27. заболевания обмена веществ
  28. или сердечно-сосудистые заболевания.
  29. Полифенолы

    Полифенолы представляют собой большую группу растительных биоактивных соединений, обладающих антиоксидантной активностью. К ним относятся:

    <ул>
  30. катехины,
  31. флавонолы,
  32. флавоны,
  33. антоцианы,
  34. проантоцианидины
  35. и фенольные кислоты.
  36. Источниками полифенолов являются:

    <ул>
  37. овощи,
  38. фрукты,
  39. kakao,
  40. чай
  41. или красное вино.
  42. Они оказывают сильное воздействие на болезнетворные бактерии, что также отвечает за благотворное влияние на микробиом кишечника. В результате потребления полифенолов снижается количество болезнетворных бактерий, главным образом клостридий, и увеличивается количество комменсальных бифидобактерий.

    Растительный белок Животный белок
    Влияние на комменсальные бактерии Увеличение количества бактерий (бифидобактерий, лактобактерий) Уменьшение количества бактерий (бифидобактерий) или отсутствие эффекта
    Воздействие на патогенные бактерии Уменьшение количества бактерий (Bacteroides, Clostridium) Увеличение количества бактерий (Bacteroides, Alistipes, Bilophila)
    Влияние на здоровье Повышение концентрации SCFA, повышение целостности кишечного эпителия, повышение секреции Treg-иммунных клеток, уменьшение воспаления Повышение концентрации ТМАО, снижение концентрации SCFA, повышенный риск кишечных заболеваний и заболеваний сердца