Naukowcy zidentyfikowali składniki prototypów przekąsek opracowanych w celu celowej zmiany mikrobiomu jelitowego w sposób, który można powiązać ze zdrowiem.
Przekładając wyniki z modeli zwierzęcych, naukowcy wykazali w dwóch pilotażowych badaniach na ludziach z udziałem osób z nadwagą, że przekąski zawierające kombinacje specjalnie wybranych rodzajów włókien wpływają na elementy mikrobiomu zaangażowanego w metabolizm składników błonnika.
Ta zmiana w mikrobiomie była powiązana ze zmianami w grupach białek krwi, które są biomarkerami i regulatorami wielu aspektów fizjologii i metabolizmu. Te białka krwi zmieniły się w sposób, który może poprawić zdrowie w dłuższej perspektywie.
„Złe odżywianie to palący i złożony problem na całym świecie, który jest napędzany przez wiele czynników, w tym nadmiar żywności o wysokiej zawartości tłuszczu i niskiej zawartości błonnika w typowych dietach zachodnich”, mówi starszy autor badania, Jeffrey I. Gordon, profesor i dyrektor Edison Family Center for Genome Sciences & Systems Biology przy Washington University School of Medicine.
„Ponieważ przekąski są popularną częścią zachodnich diet, pracujemy nad opracowaniem nowej generacji formuł przekąsek, które ludzie będą chętnie jeść i które będą wspierać zdrowy mikrobiom jelitowy, który wpływa na wiele aspektów dobrego samopoczucia”.
Jelito człowieka jest domem dla mikrobiomu złożonego z dziesiątek bilionów drobnoustrojów zawierających miliony różnych genów, które pełnią funkcje, których nie zapewnia około 20,000 XNUMX genów kodujących białka w ludzkim genomie. Według naukowców wartość odżywcza żywności jest częściowo określana przez produkty jej unikalnego metabolizmu przez mikrobiom jelitowy.
Gordon i jego koledzy koncentrują się na scharakteryzowaniu, które składniki żywności wchodzą w interakcje z jakimi składnikami mikrobiomu jelitowego i jak ta interakcja kształtuje różne cechy biologii człowieka. Celem jest zwiastowanie nowej ery nauki o żywieniu, która dostarcza niedrogie, bardziej odżywcze produkty ze zrównoważonych źródeł, które można stosować w leczeniu lub zapobieganiu różnym formom niedożywienia — czy to niedożywienia, czy otyłości u dzieci i dorosłych.
Wysokotłuszczowa dieta o niskiej zawartości błonnika spożywana w Stanach Zjednoczonych i innych krajach zachodnich nie wspiera zróżnicowanego i zdrowego mikrobiomu jelitowego. Ponadto diety z bogate w błonnik treści wiążą się z niższym ryzykiem chorób przewlekłych, takich jak choroby układu krążenia, cukrzyca typu 2 i otyłość. Jednak błonnik pokarmowy składa się ze złożonych i różnorodnych mieszanin biocząsteczek, z których wiele organizm ludzki nie jest w stanie samodzielnie się rozłożyć. Charakter tych mieszanek różni się w zależności od źródła błonnika i sposobu ich przetwarzania po dodaniu do żywności.
Wcześniejsze prace zespołu Gordona pozwoliły zidentyfikować określone włókna roślinne, które były przystępne cenowo i dostępne w dużych ilościach ze zrównoważonych źródeł – takich jak skórki, skórki i łuski, które w przeciwnym razie zostałyby odrzucone – i które zwiększyły wydajność niektórych korzystnych drobnoustrojów jelitowych, które są niedostatecznie reprezentowane w wielu otyłych dorosłych spożywających zachodnią dietę.
W tym nowym raporcie naukowcy przeanalizowali dane osób biorących udział w dwóch badaniach, które miały nadwagę lub były otyłe i którym zapewniono posiłki naśladujące typową dietę zachodnią. Te diety zostały uzupełnione jedną z trzech zawierający błonnik prototypy przekąsek. Jedna zawierała wyłącznie włókno odzyskane z grochu. Inny zawierał połączenie błonnika z grochu i inuliny (błonnika występującego w wielu owocach i warzywach, w tym pszenicy, cebuli, bananach, szparagach, karczochach i korzeniu cykorii). Trzecia przekąska zawierała błonnik grochu i inulinę oraz błonnik z miąższu pomarańczy i otrębów jęczmiennych. Przekąski zostały opracowane we współpracy z Mondeléz International, światowym producentem przekąsek.
W pierwszym badaniu uczestnicy spożywali wysokotłuszczowe posiłki o niskiej zawartości błonnika przez 10 dni, po czym przez dwa tygodnie dodali do swojej diety przekąskę zawierającą błonnik grochowy, a następnie przez dwa tygodnie uczestnicy kontynuowali spożywanie wysokotłuszczowych posiłków. , dieta niskobłonnikowa bez przekąski z błonnikiem. W drugim badaniu zastosowano podobny projekt, ale uzupełnieniem była przekąska zawierająca zarówno błonnik grochowy, jak i inulinę, a po okresie wypłukiwania przekąska zawierająca cztery składniki błonnikowe: groch, inulinę, pomarańczę i otręby jęczmienne.
Naukowcy przeanalizowali mikrobiomy jelitowe pacjentów na różnych etapach badania, a także poziom ponad 1,300 białek we krwi. Gordon i jego koledzy odkryli, że wiele składników mikrobiomu, które reagowały na różne prototypy błonnika przekąskowego i przetwarzały je u uczestników badania, było takich samych jak te, które reagowały na te same włókna we wcześniejszych eksperymentach z użyciem myszy gnotobiotycznych skolonizowanych ludzkimi drobnoustrojami jelitowymi . Myszy gnotobiotyczne rodzą się i hodują w sterylnych warunkach, więc natura drobnoustrojów jelitowych może być ściśle kontrolowana w badaniach naukowych.
Ponadto odkryli, że w porównaniu z przekąskami z jednym lub dwoma włóknami, przekąska z połączeniem czterech różnych włókien miała szerszy wpływ na geny mikrobiomu kodujące maszynerię metaboliczną potrzebną do ekstrakcji składników odżywczych z włókien. Odkrycia te potwierdziły wykorzystanie ich modeli przedklinicznych jako sposobu na przyspieszenie badań przesiewowych i selekcji włókien do włączenia do prototypów żywności.
Naukowcy opracowali metody eksploracji danych, które pozwoliły im zidentyfikować statystycznie istotne zmiany w określonych grupach genów mikrobiomu i powiązać je ze zmianami w poziomach grup białek krwi zaangażowanych w niezwykle szeroki zakres procesów fizjologicznych, od metabolizmu energetycznego, w tym metabolizm glukozy — odpowiedzi immunologiczne, krzepnięcie krwi i funkcjonowanie naczyń krwionośnych, a także biologia kości i komórek nerwowych.
„Byliśmy zachęceni, aby zobaczyć wpływ tych przekąsek z błonnikiem na mikrobiom jelitowy i fizjologię człowieka nawet w tych stosunkowo krótkich badaniach” – mówi pierwszy autor, Omar Delannoy-Bruno, członek interdyscyplinarnego zespołu, który przeprowadził tę pracę.
„Te badania pilotażowe nie zostały zaprojektowane w celu sprawdzenia, czy przekąski z błonnikiem mogą powodować znaczące długoterminowe zmiany masy ciała lub powszechnie mierzonych biomarkerów zdrowia kardiometabolicznego. Dlatego korzyści płynące z tych interwencji będą musiały zostać zbadane w większych, dłuższych badaniach klinicznych” – mówi współautor Michael J. Barratt, profesor patologii i immunologii oraz dyrektor wykonawczy Center for Gut Microbiome and Nutrition Research na Washington University. „Ponadto te małe badania przeprowadzono w ściśle kontrolowanych warunkach diety. Ważnym kolejnym krokiem będzie zbadanie wpływu przekąsek z błonnikiem na uczestników, którzy mogą jeść tak, jak zwykle”.
Gordon dodaje: „Dzięki lepszemu zrozumieniu wpływu różnych rodzajów włókna Jeśli chodzi o składniki mikrobiomu, mamy nadzieję, że możemy dostarczyć przekąskę, którą ludzie będą chcieli jeść, jednocześnie przyczyniając się do zdrowszej diety, szczególnie dla tych, którzy w przeciwnym razie mogą mieć ograniczony dostęp do pożywnej żywności”.
Badanie pojawia się w czasopiśmie Natura.
Fundusze na prace pochodziły od Narodowych Instytutów Zdrowia (NIH) i Mondelez International.
Gordon jest laureatem nagrody Think Leader Award od Agilent Technologies. Jest także współzałożycielem Matatu Inc., firmy charakteryzującej rolę interakcji dieta-mikrobiota w zdrowiu zwierząt. Inni autorzy podają, że są współzałożycielami Phenobiome Inc., firmy zajmującej się rozwojem narzędzi obliczeniowych do predykcyjnego profilowania fenotypów społeczności drobnoustrojów, a także Evolve Biosystems, interVenn Bio i BCD Bioscience – firm zajmujących się charakterystyką glikanów i opracowywaniem zastosowania węglowodanów dla zdrowia człowieka. Trzej współautorzy są pracownikami Mondelz International.
Złożono i opublikowano zgłoszenie patentowe dotyczące formulacji błonnikowych przekąsek opisanych w tym raporcie.
Źródło: Washington University w St. Louis
O autorze
Powiązane książki:
Sól, tłuszcz, kwas, ciepło: opanowanie elementów dobrego gotowania
autorstwa Samina Nosrata i Wendy MacNaughton
Ta książka to kompleksowy przewodnik po gotowaniu, skupiający się na czterech elementach: soli, tłuszczu, kwasie i cieple oraz oferujący spostrzeżenia i techniki tworzenia pysznych i dobrze zbilansowanych posiłków.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Książka kucharska Skinnytaste: mało kalorii, dużo smaku
Giny Homolki
Ta książka kucharska oferuje zbiór zdrowych i pysznych przepisów, skupiających się na świeżych składnikach i odważnych smakach.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Naprawa żywności: jak uratować nasze zdrowie, naszą gospodarkę, nasze społeczności i naszą planetę — jeden kęs na raz
przez dr Marka Hymana
Ta książka bada powiązania między żywnością, zdrowiem i środowiskiem, oferując spostrzeżenia i strategie tworzenia zdrowszego i bardziej zrównoważonego systemu żywnościowego.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Książka kucharska Barefoot Contessa: Sekrety specjalnego sklepu spożywczego East Hampton dla prostej rozrywki
autorstwa Iny Garten
Ta książka kucharska oferuje zbiór klasycznych i eleganckich przepisów ukochanej Barefoot Contessa, skupiających się na świeżych składnikach i prostym przygotowaniu.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Jak wszystko ugotować: podstawy
przez Marka Bittmana
Ta książka kucharska oferuje obszerny przewodnik po podstawach gotowania, obejmujący wszystko, od umiejętności posługiwania się nożem po podstawowe techniki, i oferuje zbiór prostych i pysznych przepisów.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Ten artykuł pierwotnie ukazał się w Futurity
