Het eten van bewerkte voedingsmiddelen zoals brood, granen en frisdrank wordt in verband gebracht met negatieve gezondheidseffecten, waaronder insulineresistentie en obesitas.
Rapportage 9 oktober in het tijdschrift Celgastheer en microbe , wetenschappers hebben een specifieke menselijke darmbacteriestam geïdentificeerd die de chemische fructoselysine afbreekt, en verandert het in onschadelijke bijproducten. Fructoselysine zit in een klasse chemicaliën genaamd Maillard Reaction Products, die worden gevormd tijdens de voedselverwerking. Sommige van deze chemicaliën zijn in verband gebracht met schadelijke gezondheidseffecten. Deze bevindingen doen vermoeden dat het mogelijk is om dergelijke kennis van het darmmicrobioom te gebruiken om gezonder, meer voedzame bewerkte voedingsmiddelen.
De studie werd uitgevoerd bij muizen die onder steriele omstandigheden waren grootgebracht, gezien bekende verzamelingen van menselijke darmmicroben en gevoerde diëten die verwerkte voedselingrediënten bevatten.
Deze studie geeft ons een dieper inzicht in hoe componenten van onze moderne voeding worden gemetaboliseerd door darmmicroben, inclusief de afbraak van componenten die mogelijk ongezond voor ons zijn. We hebben nu een manier om deze menselijke darmmicroben te identificeren en hoe ze schadelijke voedselchemicaliën omzetten in onschadelijke bijproducten."
Jeffrey I. Gordon, MD, de Dr. Robert J. Glaser Distinguished University Professor en directeur van het Edison Family Center for Genome Sciences &Systems Biology
Menselijke microbiële gemeenschappen in de darm zien voedsel als verzamelingen chemicaliën. Sommige van deze chemische verbindingen hebben gunstige effecten op de gemeenschappen van microben die in de darm leven en op de menselijke gezondheid. Bijvoorbeeld, Gordons eerdere werk heeft aangetoond dat het darmmicrobioom een cruciale rol speelt in de vroege ontwikkeling van een baby. met gezonde darmmicroben die bijdragen aan een gezonde groei, immuunfunctie, en bot- en hersenontwikkeling. Maar moderne voedselverwerking kan chemicaliën produceren die schadelijk kunnen zijn voor de gezondheid. Dergelijke chemicaliën zijn in verband gebracht met ontstekingen die verband houden met diabetes en hartaandoeningen. De onderzoekers zijn geïnteresseerd in het begrijpen van de complexe interacties tussen menselijke darmmicroben en de chemicaliën die gewoonlijk worden geconsumeerd als onderdeel van een typisch Amerikaans dieet.
In de nieuwe studie de onderzoekers toonden aan dat een specifieke bacterie genaamd Collinsella intestinalis breekt de chemische fructoselysine af in onschadelijke componenten.
"Fructoselysine komt veel voor in bewerkte voedingsmiddelen, inclusief ultragepasteuriseerde melk, pasta, chocolade en granen, " zei eerste auteur Ashley R. Wolf, doctoraat, een postdoctoraal onderzoeker in Gordon's lab. "Grote hoeveelheden fructoselysine en soortgelijke chemicaliën in het bloed zijn in verband gebracht met verouderingsziekten, zoals diabetes en atherosclerose."
Wanneer een dieet wordt gevoerd dat grote hoeveelheden fructoselysine bevat, muizen herbergen Collinsella intestinalis in hun darmmicrobiële gemeenschappen toonden een toename in de overvloed van deze bacteriën, evenals een toename van het vermogen van de darmmicrobiële gemeenschappen om fructoselysine af te breken tot onschadelijke bijproducten.
"Deze specifieke bacteriestam gedijt in deze omstandigheden, "Zei Gordon. "En naarmate het in overvloed toeneemt, fructoselysine wordt efficiënter gemetaboliseerd."
Hij voegde toe, "De nieuwe tools en kennis die uit deze eerste studie zijn verkregen, kunnen worden gebruikt om gezondere, voedzamer voedsel en het ontwerpen van potentiële strategieën om bepaalde soorten darmbacteriën te identificeren en te benutten waarvan is aangetoond dat ze potentieel schadelijke chemicaliën tot onschadelijke chemicaliën verwerken. Een uitvloeisel hiervan is dat ze ons kunnen helpen onderscheid te maken tussen consumenten van wie de microbiële gemeenschappen in de darm ofwel kwetsbaar zijn of resistent zijn tegen de effecten van bepaalde producten die tijdens de voedselverwerking worden geïntroduceerd."
Door de complexiteit van deze taak te benadrukken, Gordon, Wolf en hun collega's toonden ook aan dat naaste neven van Collinsella intestinalis reageerden niet op dezelfde manier op fructoselysine. Deze bacteriële neven, waarvan het genoom enigszins varieert, gedijen niet in een fructoselysine-rijke omgeving. De onderzoekers zeiden dat toekomstige studies nodig zijn voordat wetenschappers de specifieke capaciteiten van individuele microben kunnen identificeren en benutten om de reeks potentieel schadelijke chemicaliën die tijdens sommige soorten moderne voedselproductie worden geproduceerd, op te ruimen.