Nanobiome – polskie badanie mikrobioty jelitowej
Menu
Nanobiome – polskie badanie mikrobioty jelitowej
W ostatnich latach daje o sobie znać coraz więcej patologii związanych z mikrobiomem jelitowym w związku z intensywną zmianą stylu życia społeczeństwa. Niektóre nawyki narażają nas na utratę bioróżnorodności w przewodzie pokarmowym, co może bezpośrednio przekładać się na wystąpienie niepożądanych objawów i schorzeń. W jaki więc sposób odpowiednio zadbać o mikrobiom i dlaczego tak ważne w tym aspekcie jest regularne dostarczanie błonnika do organizmu?
Mikrobiota jelitowa to złożona społeczność, w której bakterie współdziałają ze sobą oraz z gospodarzem, czyli organizmem, w którym przebywają. Moduluje ona wszystkie niezbędne do życia procesy biologiczne, wpływa na metabolizm glukozy i lipidów (które są odpowiedzialne m.in. za wytwarzanie i magazynowanie energii), a także przyczynia się do zachowania przez organizm homeostazy, pozwalającej mu we własnym zakresie regulować zachodzące w nim procesy wewnętrzne.
Warto podkreślić, że – w przypadku osoby zdrowej – na różnorodność mikroflory jelitowej nie wpływają kwestie genetyczne, a nawyki, na podstawie których funkcjonujemy na co dzień oraz otaczające nas warunki. Dla przykładu, w zależności od spożywanego rodzaju błonnika, niektóre osoby mogą mieć więcej maślanu, a inne – propionianu. Są to produkty organiczne, które odgrywają dużą rolę w metabolizmie, co przekłada się na wzrost odporności. Dodatkowo, rozwój przemysłu doprowadził do zubożenia gatunków wchodzących w skład naszej naturalnej mikroflory (przy stosowaniu diety uprzemysłowionej giną bakterie Prevotellaceae wspierające organizm w procesie rozkładu pokarmów białkowych i węglowodanowych). Antybiotyki, cięcie cesarskie czy warunki sanitarne to kolejne czynniki związane z zaburzeniem w naszej mikrobiocie.
Tereny miejskie przyporządkowuje się dominacji w mikrobiocie bakterii przygotowanych do metabolizowania nadmiaru tłuszczu, białka zwierzęcego i cukru, natomiast na obszarach wiejskich dominują bakterie Prevotella i Xylanibacter. Z kolei populacje niezachodnie spożywają proste pokarmy i sporą ilość błonnika, stąd różnorodny mikrobiom.
Dieta zachodnia opiera się m.in. na wysokotłuszczowych posiłkach z dużą ilością czerwonego mięsa, słodkich deserach czy daniach typu fast-food. W skład wartości odżywczych zawartych w tego typu posiłkach wchodzą wielonienasycone kwasy tłuszczowe omega-6 i wysoka zawartość cukrów. Ich nadmierne spożycie przy jednoczesnym spadku udziału błonnika powoduje wyginięcie niektórych drobnoustrojów obecnych w mikrobiocie, co jest przyczyną chorób zapalnych jelit, raka jelita, alergii czy otyłości.
Właśnie dlatego tak ważne jest regulowanie diety za pomocą błonnika pokarmowego – można dzięki temu zapobiec wielu chorobom. Błonnik pokarmowy ma ogromny wpływ na mikroflorę jelit, co jednocześnie oddziałuje na nasze zdrowie. Prozdrowotne właściwości błonnika są efektem jego fermentacji przez niektóre bakterie, w rezultacie czego dochodzi do zmiany układu i proporcji bakterii w mikrobiocie.
Ważne jest, aby błonnik był dostarczany do organizmu regularnie. Przeprowadzono nawet badanie na myszach, którym w ogóle nie podawano błonnika w diecie. W efekcie aż w 3 pokoleniach odnotowano duże zubożenie mikroflory, której nie sposób było odbudować po powrocie do diety prawidłowej.
Nadmierne spożywanie białka i tłuszczy zwierzęcych przyczynia się do namnożenia i tym samym wzrostu Bacteroides, przez które różnorodność drobnoustrojów w jelitach ulega wyniszczeniu. Z kolei bogate w błonnik węglowodany i pokarmy roślinne powodują wzrost – korzystnych dla mikrobiomu – Prevotella. Spożywanie błonnika przyczynia się także do wzrostu liczby mikroorganizmów, które ten błonnik degradują. Gdy zmniejszy się węglowodany w diecie, spada liczba bakterii, które rozkładają błonnik, a wzrasta liczba innych – Lactococcus, Eggerrthella, Streptococcus – co doprowadza do obniżenia poziomu SCFA (nasyconych kwasów tłuszczowych wzmacniających m.in. układ odpornościowy). Oznacza to także spadek poziomu maślanów, w miejsce których gromadzą się inne związki takie jak amoniak, aminy, związki fenolowe, N-nitrozowe, siarczki, siarkowodór. Ich nadmiar powoduje wystąpienie wielu niepożądanych objawów i przewlekłych chorób. Dieta bogata w błonnik hamuje fermentację białek, dzięki czemu mikrobiota jelit, produkując odpowiednią ilość octanu czy maślanu, przyczynia się do dbałości o warstwę śluzu pokrywającego jelita.
Dbanie o różnorodność mikroflory jelitowej poprzez regularne dostarczanie błonnika do organizmu pozytywnie przekłada się także na metabolizm, chroni układ pokarmowy przed infekcjami i zapobiega powstawaniu warunków sprzyjających rozwojowi wielu chorób, jak np. choroba Leśniowskiego-Crohna czy rak jelita. Potwierdzono badaniami, że nie tylko choroby jelit, ale np. astma jest również związana z niskim spożyciem błonnika.
Błonnik znajduje się w owocach, warzywach, roślinach strączkowych, zbożach i orzechach. Może on występować w postaci rozpuszczalnej i nierozpuszczalnej. Nie wszystkie rodzaje błonnika znajdziemy w tych samych kategoriach żywności. Dla przykładu: pektyny występują w owocach i niektórych warzywach, natomiast beta-glukany i arabinoksylazy w zbożach. W krajach zachodnich konsumpcja błonnika notowana jest na niskim poziomie, dlatego do niektórych produktów żywnościowych dodaje się błonnik i nazywa się je wówczas „prebiotykami”.
Deehan E.C., Walter J.The fiber gap and the disappearing gut microbiome: implications for human nutrition Trends Endocrinol. Metab., 27 (2016), pp. 239-242
Deehan E.C., Duar R.M., Armet A.M., Perez-Muñoz M.E.,Jin M., Walter J.Modulation of the gastrointestinal microbiome with nondigestible fermentable carbohydrates to improve human health Microbiol. Spectr., 5 (2017)
Duncan S.H., Belenguer A., Holtrop G., Johnstone A.M., Flint H.J., Lobley G.E.Reduced dietary intake of carbohydrates by obese subjects results in decreased concentrations of butyrate and butyrate-producing bacteria in feces Appl. Environ. Microbiol., 73 (2007), pp. 1073-1078
Hand T.W., Vujkovic-Cvijin I., Ridaura V.K., Belkaid Y.Linking the microbiota, chronic disease, and the immune system Trends Endocrinol. Metab., 27 (2016), pp. 831-843
Koh A., De Vadder F., Kovatcheva-Datchary P., Bäckhed F.From dietary fiber to host physiology: short-chain fatty acids as key bacterial metabolites Cell, 165 (2016), pp. 1332-1345
Makki K, Deehan EC, Walter J, Bäckhed F. The Impact of Dietary Fiber on Gut Microbiota in Host Health and Disease.Cell Host Microbe. 2018 Jun 13;23(6):705-715. doi: 10.1016/j.chom.2018.05.012.
MardinogluA., Wu H., Bjornson E., Zhang C., Hakkarainen A., Räsänen , S.M. Lee S, Mancina R.M, Bergentall M., Pietiläinen K.H., et al. An integrated understanding of the rapid metabolic benefits of a carbohydrate-restricted diet on hepatic steatosis in humans Cell Metab., 27 (2018), pp. 559-571.e5
Sonnenburg E.D., Sonnenburg J.L. Starving our microbial self: the deleterious consequences of a diet deficient in microbiota-accessible carbohydrates Cell Metab., 20 (2014), pp. 779-786
WuG.D. , Chen J, Hoffmann C., Bittinger K., Chen Y.Y., Keilbaugh S.A., Bewtra M., Knights D., Walters W.A., Knight R., et al. Linking long-term dietary patterns with gut microbial enterotypes Science, 334 (2011), pp. 105-108
