Могут ли пищевые волокна модифицировать микробиоту?

Actu PRO : Des fibres pour modifier le microbiote ?

Выяснение механизма использования кишечными бактериями биологически активных соединений из пищевых волокон может открыть возможность разработки продуктов питания, нацеленных на микробиоту и обеспечивающих благоприятное метаболическое воздействие на организм-носитель.

 

Так как влияние микробиоты кишечника на наше здоровье описывается все подробнее, разрабатываются стратегии, способные благоприятно повлиять на нее, в частности посредством диеты. По этой причине некоторые исследователи сосредотачиваются на продуктах питания, специально предназначенных для воздействия на микробиоту, или MDF (нацеленные на микробиоту продукты питания), в данном случае – полисахариды (растительные волокна).

Было проанализировано 34 вида «волокон»

Использование лабораторных мышей позволило лучше изучить процессы взаимодействия кишечных бактерий человека с пищевыми полисахаридами, а также друг с другом: безмикробные мыши, колонизированные полезными штаммами кишечных бактерий (Bacteroides spp. от взрослого самца без ожирения, наличие которых отличает его от близнеца с ожирением) получали различные сочетания из 34 пищевых волокон в дополнение к рациону с низким содержанием волокон (представляющему типичный американский рацион). Применив совместно несколько передовых технологий, исследователи идентифицировали биологически активные вещества, которые способствуют развитию некоторых видов Bacteroides. Двадцать один из 34 протестированных полисахаридов значительно улучшили рост некоторых видов микроорганизмов, например цитрусовый пектин и волокна гороха улучшили рост Bacteroides thetaiotaomicron. Данные результаты впоследствии могут позволить нам увеличить содержание этих компонентов в нашем рационе.

Межвидовая конкуренция

Для исследования действующих механизмов и определения пищевых волокон, которые усваиваются либо не усваиваются, были проведены дополнительные эксперименты с использованием биосенсоров, т. е. магнитных микроносителей в полисахаридной оболочке, легко извлекаемых из экскрементов. Они подтвердили то, что 2 разных вида бактерий (например, Bacteroides cellulosilyticus и Bacteroides vulgatus) способны расщеплять один и тот же полисахарид, если у них есть необходимые гены. В результате различные штаммы конкурируют за пищевые ресурсы.

Путь к персонализированному медицинскому питанию?

Посредством анализа адаптации кишечных микроорганизмов к окружающей их среде (за счет восполнения отсутствия конкретных видов или конкуренции друг с другом) ученые заметили, что некоторые бактерии проявляли более высокую гибкость, чем остальные, в отношении использования субстрата. Это относится к Bacteroides ovatus, которая способна адаптироваться к присутствию B. cellulosilyticus, ее конкуренту в отношении арабиноксилана (основного составляющего стенок растительных клеток злаковых и гороха), в то время как B. vulgatus не обладает данным свойством. Определение наиболее гибких в плане адаптации организмов помогает понять, как некоторые штаммы могут сосуществовать с другими «жителями» кишечного бактериального сообщества. На основании данных результатов группа исследователей уже прогнозирует разработку персонализированного руководства по формированию рациона с опорой на микробиологические и физиологические данные организма-носителя, полученные при помощи биосенсоров.

 

Источники :

Patnode ML, Beller ZW, Han ND, et al. Interspecies Competition Impacts Targeted Manipulation of Human Gut Bacteria by Fiber-Derived Glycans. Cell. 2019 Sep 19;179(1):59-73.e13. doi: 10.1016/j.cell.2019.08.011.