Исследователи определили ингредиенты для прототипов закусок, разработанные для преднамеренного изменения микробиома кишечника способами, которые могут быть связаны со здоровьем.

Переводя результаты с животных моделей, ученые показали в двух пилотных исследованиях участников с избыточным весом, что закуски, содержащие комбинации специально выбранных типов волокон, влияют на элементы микробиома, участвующие в метаболизме компонентов волокон.

Этот сдвиг в микробиоме был связан с изменениями в группах белков крови, которые являются биомаркерами и регуляторами многих аспектов физиологии и метаболизма. Эти белки крови изменились таким образом, чтобы улучшить здоровье в долгосрочной перспективе.

«Плохое питание - неотложная и сложная проблема во всем мире, которая определяется многими факторами, включая переизбыток продуктов с высоким содержанием жиров и низким содержанием клетчатки в типичных западных диетах», - говорит старший автор исследования Джеффри И. Гордон, профессор и директор Семейный центр Эдисона по геномным наукам и системной биологии Медицинской школы Вашингтонского университета.

«Поскольку закуски являются популярной частью западной диеты, мы работаем над тем, чтобы помочь разработать новое поколение рецептур закусок, которые люди захотят есть и которые будут поддерживать здоровый микробиом кишечника, влияющий на многие аспекты здоровья».

Кишечник человека является домом для микробиома, состоящего из десятков триллионов микробов, содержащих миллионы различных генов, которые выполняют функции, не обеспечиваемые примерно 20,000 XNUMX генов, кодирующих белок в геноме человека. По словам исследователей, пищевая ценность продуктов частично определяется продуктами уникального метаболизма пищевых продуктов микробиомом кишечника.

Гордон и его коллеги сосредоточены на описании того, какие пищевые компоненты взаимодействуют с какими компонентами микробиома кишечника и как это взаимодействие формирует различные особенности биологии человека. Цель состоит в том, чтобы возвестить новую эру науки о питании, которая дает доступные, более питательные продукты из устойчивых источников, которые можно использовать для лечения или профилактики различных форм недоедания - будь то недоедание или ожирение у детей или взрослых.

Диеты с высоким содержанием жиров и низким содержанием клетчатки, используемые в США и других западных странах, не поддерживают разнообразный и здоровый микробиом кишечника. Причем диеты с с высоким содержанием клетчатки содержание связано с более низким риском хронических заболеваний, таких как сердечно-сосудистые заболевания, диабет 2 типа и ожирение. Однако пищевые волокна состоят из сложных и разнообразных смесей биомолекул, многие из которых человеческий организм не может расщепить самостоятельно. Природа этих смесей варьируется в зависимости от источника волокон и того, как они обрабатываются при добавлении в пищевые продукты.

В прошлой работе группы Гордона были выявлены конкретные растительные волокна, которые были доступны по цене и доступны в больших количествах из устойчивых источников, таких как кожура, кожура и шелуха, которые в противном случае были бы выброшены, и которые увеличили производительность некоторых полезных кишечных микробов, которые недостаточно представлены в многие взрослые с ожирением, соблюдающие западную диету.

В этом новом отчете исследователи проанализировали данные участников двух исследований с избыточным весом или ожирением, которым давали пищу, имитирующую типичную западную диету. Эти диеты были дополнены одной из трех волокнистый прототипы закусок. Один содержал только клетчатку, полученную из гороха. Другой содержал комбинацию гороховой клетчатки и инулина (клетчатка, содержащаяся во многих фруктах и ​​овощах, включая пшеницу, лук, бананы, спаржу, артишоки и корень цикория). Третий перекус содержал клетчатку гороха и инулин, а также клетчатку из мякоти апельсинов и ячменных отрубей. Закуски были разработаны в сотрудничестве с Mondel?z International, глобальной компанией по производству закусок.

В первом исследовании участники употребляли пищу с высоким содержанием жиров и низким содержанием клетчатки в течение 10 дней, а затем добавляли в свой рацион закуску, содержащую гороховую клетчатку, в течение двух недель, а затем две недели, в течение которых участники продолжали есть продукты с высоким содержанием жиров. , диета с низким содержанием клетчатки без перекусов, содержащих клетчатку. Во втором исследовании использовалась аналогичная схема, но добавка заключалась в закуске, содержащей и гороховое волокно, и инулин, а после периода вымывания закуска, содержащая четыре компонента клетчатки: горох, инулин, апельсин и ячменные отруби.

Исследователи проанализировали микробиомы кишечника пациентов на различных этапах исследования, а также уровни более 1,300 белков в их крови. Гордон и его коллеги обнаружили, что многие из компонентов микробиома, которые реагировали и обрабатывали различные прототипы пищевых волокон у участников испытания, были такими же, как те, которые реагировали на те же волокна в их более ранних экспериментах с использованием мышей-гнотобиотов, колонизированных кишечными микробами человека. . Мыши-гнотобиоты рождаются и выращиваются в стерильных условиях, поэтому природа кишечных микробов может строго контролироваться для научных исследований.

Кроме того, они обнаружили, что по сравнению с закусками из одного или двух волокон закуска с комбинацией четырех разных волокон оказала более широкое влияние на гены микробиома, кодирующие метаболический механизм, необходимый для извлечения питательных веществ из волокон. Эти результаты подтвердили использование их доклинических моделей в качестве способа ускорения скрининга и выбора волокон для включения в прототипы пищевых продуктов.

Исследователи разработали подходы к интеллектуальному анализу данных, которые позволили им идентифицировать статистически значимые изменения в определенных группах генов микробиома и связать их с изменениями уровней групп белков крови, участвующих в чрезвычайно широком спектре физиологических процессов, начиная от энергетического метаболизма, включая метаболизм глюкозы - к иммунным ответам, свертыванию крови и функции кровеносных сосудов, а также биологии костей и нервных клеток.

«Мы были воодушевлены тем, что даже в этих относительно коротких исследованиях мы увидели влияние этих пищевых волокон на микробиом кишечника и физиологию человека», - говорит первый автор Омар Деланной-Бруно, член междисциплинарной группы, проводившей эту работу.

«Эти пилотные исследования не были разработаны для проверки того, могут ли закуски с волокнами вызывать значительные долгосрочные изменения массы тела или обычно измеряемых биомаркеров кардиометаболического здоровья. Следовательно, преимущества этих вмешательств необходимо будет изучить в более крупных и продолжительных клинических испытаниях », - говорит соавтор Майкл Дж. Барратт, доцент кафедры патологии и иммунологии и исполнительный директор Центра исследований кишечного микробиома и питания Вашингтонского университета. «Более того, эти небольшие исследования проводились при строго контролируемых условиях диеты. Следующим важным шагом будет изучение влияния перекусов с клетчаткой на участников, которые могут свободно есть, как обычно ».

Гордон добавляет: «Благодаря лучшему пониманию влияния различных видов волокна Что касается компонентов микробиома, мы надеемся, что сможем доставить закуску, которую люди захотят съесть, а также внесем свой вклад в более здоровую диету, особенно для тех, кто в противном случае может иметь ограниченный доступ к питательной пище ».

Исследование появилось в журнале природа.

Финансирование работы поступило от Национальных институтов здравоохранения (NIH) и Mondel?z International.

Гордон является лауреатом премии «Лидер идей» от Agilent Technologies. Он также является соучредителем Matatu Inc., компании, которая занимается изучением роли взаимодействия диеты и микробиоты в здоровье животных. Другие авторы сообщают, что являются соучредителями Phenobiome Inc., компании, занимающейся разработкой вычислительных инструментов для прогнозного фенотипического профилирования микробных сообществ, а также Evolve Biosystems, interVenn Bio и BCD Bioscience — компаний, занимающихся характеристикой гликанов и разработкой Применение углеводов для здоровья человека. Трое соавторов являются сотрудниками Mondel?z International.

Заявка на патент, относящаяся к рецептурам закусок с клетчаткой, описанным в этом отчете, подана и опубликована.

Источник: Вашингтонский университет в Сент-Луисе

Об авторе

Похожие книги:

Соль, жир, кислота, тепло: освоение элементов хорошей кулинарии

Авторы Самин Носрат и Венди Макнотон

Эта книга предлагает подробное руководство по приготовлению пищи, в котором основное внимание уделяется четырем элементам: соли, жиру, кислоте и теплу, а также предлагаются идеи и методы приготовления вкусных и хорошо сбалансированных блюд.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Поваренная книга Skinnytaste: меньше калорий, больше вкуса

Джина Хомолка

Эта поваренная книга предлагает коллекцию полезных и вкусных рецептов, в которых основное внимание уделяется свежим ингредиентам и яркому вкусу.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Корректировка еды: как сохранить наше здоровье, нашу экономику, наши сообщества и нашу планету — по кусочку за раз

доктор Марк Хайман

В этой книге исследуются связи между едой, здоровьем и окружающей средой, предлагаются идеи и стратегии для создания более здоровой и устойчивой продовольственной системы.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Поваренная книга босоногой графини: секреты специализированного продовольственного магазина Ист-Хэмптона для простого развлечения

Ина Гартен

Эта поваренная книга предлагает коллекцию классических и элегантных рецептов от любимой босоногой графини, в которых основное внимание уделяется свежим ингредиентам и простоте приготовления.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Как приготовить все: основы

Марк Биттман

Эта поваренная книга предлагает исчерпывающее руководство по основам приготовления пищи, охватывающее все, от навыков обращения с ножом до основных приемов, и предлагает коллекцию простых и вкусных рецептов.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Эта статья изначально была опубликована на сайте Futurity