Korisni crijevni mikrobi metaboliziraju prehranu bogatu vlaknima kako bi poboljšali zdravlje srca na modelu miša

Prehrana bogata vlaknima dugo je povezana s nizom pozitivnih ishoda, među njima su glavna srca i arterije zaštićene od razaranja ateroskleroze, nakupljanje masnih naslaga povezanih sa srčanim i moždanim udarima.

Shvativši kako vlakna koja jedemo uspijevaju zaštititi naše srce, međutim, bio izazovan.

Jedan je trag došao iz revolucije u razumijevanju utjecaja raznolike mikrobne zajednice koja naseljava naša crijeva na naše zdravlje. Naš mikrobiom pomaže nam u obradi hrane, posebno vlakna. Možda su ti korisni mikrobi nekako pretvorili neprobavljive dijelove biljaka u zdravlje srca. No veza nije bila sigurna.

U prilog mikrobnoj vezi između vlakana i zdravlja srca, istraživači sa Sveučilišta Wisconsin-Madison identificirali su određenu masnu kiselinu kao mehanizam iza određenih zaštitnih učinaka prehrane bogate vlaknima u modelu miša. Poznat kao butirat, ovu masnu kiselinu proizvode određene bakterije u crijevima dok probavljaju biljna vlakna.

Znanstvenici su pokazali da su miševi koji su sadržavali bakteriju Roseburia koja proizvodi butirat i koji su također jeli prehranu bogatu vlaknima patili od manje ateroskleroze te su smanjili upalu u usporedbi s miševima bez bakterija. Miševi koji su bili domaćini Roseburije, ali koji su jeli prehranu s malo vlakana nisu bili zaštićeni, jer su bez vlakana bakterije proizvodile malo butirata.

Miševi koji su hranjeni oblikom sporo oslobađajućeg butirata također su bili zaštićeni od ateroskleroze, ukazujući na molekulu kao ključnog arbitra veze vlakna i srca.

Studija je nedavno objavljena u časopisu Mikrobiologija prirode autor UW-Madison profesor bakteriologije Federico Rey i postdoktorski istraživač Kazuyuki Kasahara sa suradnicima na Institutu za otkriće Wisconsin, kalifornijsko sveučilište, Los Angeles i Sveučilište u Göteborgu u Švedskoj.

"Ateroskleroza se povijesno smatrala bolešću metabolizma lipida, "kaže Rey, napominjući da je suzbijanje bolesti obično usredotočeno na snižavanje razine kolesterola i drugih masnoća u krvi. "No, u posljednjih nekoliko desetljeća, revidirano je da se smatra kroničnom upalnom bolešću. "

Dakle, ključ za smanjenje ateroskleroze može biti smanjenje ukupne upale, osobito u krvotoku. Smanjivanje upale djelomično ovisi o snažnoj barijeri crijeva.

"Jedna važna funkcija crijeva je da naše prijateljske bakterije drže na udaljenosti, "kaže Kasahara.

Kad se upalne molekule otrgnu korisne bakterije i pijavice iz crijeva u krvotok, mogu potaknuti raširenu upalu. Kako bi se te molekule držale podalje, zdrave crijevne stanice tvore snažne veze jedna s drugom, stvaranje netaknute barijere. Ali ta se vezanost može prekinuti.

"Kad se veza olabavi, crijeva postaju propusnija, "kaže Rey. Propuštena utroba dovodi do veće upale.

Za proučavanje učinka butirata na crijeva i aterosklerozu, Kasahara kolonizirani miševi bez klica sa specifičnim zajednicama bakterija, sa ili bez Roseburije koja proizvodi butirat. Ti su se miševi tada hranili ili bogatom ili bez vlakana, koju Roseburia prerađuje u butirat.

Znanstvenici su otkrili da su miševi domaćini Roseburije imali nižu razinu nekoliko markera upale i smanjeni opseg ateroskleroze-ali samo ako su jeli hranu bogatu vlaknima. Bez vlakana, Razina ruže burije je opala, a miševi nisu zaštićeni od ateroskleroze. Istraživači su koristili miševe genetski osjetljive na aterosklerozu jer miševi prirodno ne razvijaju bolest.

Kako bi se utvrdilo je li butirat pravi uzrok zaštitnih učinaka Roseburije, Kasahara je masnu kiselinu hranio miševima bez bakterija koje proizvode butirat. Budući da će stanice u gornjem dijelu crijeva brzo uzeti butirat, Kasahara je miševe hranio verzijom s sporim otpuštanjem koja je učinila netaknutim donje crijeva.

Butirat s sporim otpuštanjem smanjio je masne naslage za otprilike trećinu, i smanjili ostale markere upale i ateroskleroze, sugerirajući da je masna kiselina činila glavnu komponentu Roseburijinih učinaka protiv ateroskleroze.

Prethodni su radovi pokazali da ljudi s kardiovaskularnim bolestima imaju nižu razinu Roseburije i drugih bakterija koje proizvode butirat. Nova studija jedna je od prvih koja je identificirala jasan uzrok ranije tajanstvene veze između prehrambenih vlakana, mikrobiomi i zdravlje. Međutim, istraživači upozoravaju da rezultati ne ukazuju na butirat kao novi, jednostavan dodatak za zdravlje srca - vlakna iz cjelovite hrane i dalje se čine idealnim načinom za održavanje zdravih crijeva.

Barem, to je ono što je Rey oduzeo godinama proučavajući učinke vlakana na zdravlje.

"Supruga me muči jer je svaki kruh koji kupim proklijao, bogata vlaknima, cjelovite žitarice, "kaže." I ujutro jedem zobene pahuljice. "

• Studija otkriva zašto pretilost potiče rast raka i pomaže imunoterapiji u ubijanju tumora
• Transplantacija fekalne mikrobiote učinkovita protiv kolitisa povezanog s ICI