Gunstige darmmicroben metaboliseren vezelrijk dieet om de gezondheid van het hart in het muismodel te verbeteren

Diëten die rijk zijn aan vezels worden al lang in verband gebracht met een reeks positieve resultaten, de belangrijkste onder hen gezonde harten en slagaders beschermd tegen de verwoestingen van atherosclerose, de opeenhoping van vette plaques die verband houden met hartaanvallen en beroertes.

Uitzoeken hoe de vezels die we eten ons hart beschermen, echter, uitdagend geweest.

Eén aanwijzing is afkomstig van de revolutie in het begrijpen van het effect dat de diverse microbiële gemeenschap die onze ingewanden bevolkt heeft op onze gezondheid. Ons microbioom helpt ons ons voedsel te verwerken, vooral vezels. Misschien veranderden deze nuttige microben op de een of andere manier onverteerbare plantendelen in hartgezondheid. Maar de link was onzeker.

Ter ondersteuning van een microbiële verbinding tussen vezels en de gezondheid van het hart, onderzoekers van de Universiteit van Wisconsin-Madison hebben een bepaald vetzuur geïdentificeerd als het mechanisme achter bepaalde beschermende effecten van een vezelrijk dieet in een muismodel. Bekend als butyraat, dit vetzuur wordt geproduceerd door bepaalde bacteriën in de darm als ze plantaardige vezels verteren.

De wetenschappers toonden aan dat muizen die de butyraat producerende bacterie Roseburia herbergden en die ook een vezelrijk dieet aten, minder last hadden van atherosclerose en minder ontstekingen hadden in vergelijking met muizen zonder de bacteriën. Muizen die Roseburia huisvestten, maar die een vezelarm dieet aten, werden niet beschermd, want zonder vezels produceerden de bacteriën weinig butyraat.

Muizen die een vorm van butyraat met langzame afgifte kregen, werden ook beschermd tegen atherosclerose, wijzend op het molecuul als een belangrijke scheidsrechter van de vezel-hartverbinding.

De studie is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Microbiologie door UW-Madison hoogleraar Bacteriologie Federico Rey en postdoctoraal onderzoeker Kazuyuki Kasahara met medewerkers van het Wisconsin Institute for Discovery, de Universiteit van Californië, Los Angeles en de Universiteit van Göteborg in Zweden.

"Atherosclerose is van oudsher beschouwd als een ziekte van het lipidenmetabolisme, " zegt Rey, opmerkend dat het beheersen van de ziekte zich meestal heeft gericht op het verlagen van de niveaus van cholesterol en andere vetten in het bloed. "Maar de laatste decennia het is herzien om als een chronische ontstekingsziekte te worden beschouwd."

Dus de sleutel tot het verminderen van atherosclerose kan het verminderen van de algehele ontsteking zijn, vooral in de bloedbaan. Het onder controle houden van ontstekingen hangt gedeeltelijk af van het hebben van een sterke darmbarrière.

"Een belangrijke functie van de darm is om onze vriendelijke bacteriën op afstand te houden, ' zegt Kashara.

Wanneer ontstekingsmoleculen afbreken van nuttige bacteriën en uit de darmen in de bloedbaan terechtkomen, ze kunnen wijdverspreide ontstekingen veroorzaken. Om deze moleculen op afstand te houden, gezonde darmcellen hechten zich sterk aan elkaar, het creëren van een intacte barrière. Maar die gehechtheid kan worden verbroken.

"Als die bevestiging losraakt, de darm wordt lekkender, "zeg Rey. Lekkende ingewanden leiden tot meer ontstekingen.

Om het effect van butyraat op de darm en atherosclerose te bestuderen, Kasahara koloniseerde kiemvrije muizen met specifieke gemeenschappen van bacteriën, al dan niet met de butyraatproducerende Roseburia. Die muizen kregen vervolgens diëten die rijk of arm waren aan vezels, die Roseburia verwerkt tot butyraat.

De onderzoekers ontdekten dat muizen die Roseburia hosten, lagere niveaus van verschillende markers van ontsteking hadden en een verminderde mate van atherosclerose - maar alleen als ze een vezelrijk dieet aten. Zonder vezels, Roseburia-niveaus kelderden en de muizen waren niet beschermd tegen atherosclerose. De onderzoekers gebruikten muizen die genetisch gevoelig zijn voor atherosclerose omdat muizen de ziekte niet van nature ontwikkelen.

Om te bepalen of butyraat de ware oorzaak was van Roseburia's beschermende effecten, Kasahara voerde het vetzuur aan muizen zonder enige butyraatproducerende bacteriën. Omdat puur butyraat snel zou worden opgenomen door cellen in de bovenste darm, Kasahara voedde muizen een versie met langzame afgifte die het intact maakte tot in de lagere ingewanden.

Het butyraat met langzame afgifte verminderde de omvang van vette plaques met ongeveer een derde, en verminderde andere markers van ontsteking en atherosclerose, wat suggereert dat het vetzuur een belangrijk onderdeel vormde van Roseburia's anti-atherosclerose-effecten.

Eerder werk wees uit dat mensen met hart- en vaatziekten lagere niveaus van Roseburia en andere butyraatproducerende bacteriën herbergen. De nieuwe studie is een van de eerste die een duidelijke oorzaak identificeert voor een voorheen mysterieus verband tussen voedingsvezels, microbioom en gezondheid. Echter, de onderzoekers waarschuwen dat de resultaten niet wijzen op een butyraat als een nieuw, eenvoudig supplement voor de gezondheid van het hart -- vezels uit hele voedingsmiddelen lijken nog steeds de ideale manier om een ​​gezonde darm te ondersteunen.

Minstens, dat is wat Rey heeft weggenomen van jarenlang onderzoek naar de effecten van vezels op de gezondheid.

"Mijn vrouw maakt het me moeilijk omdat elk brood dat ik koop gekiemd is, vezelrijk, volkoren, "zegt hij. "En ik eet havermout in de ochtend."

• Onderzoek toont aan waarom obesitas zowel de groei van kanker stimuleert als immunotherapie helpt om tumoren te doden
• Fecale microbiota-transplantatie effectief tegen ICI-geassocieerde colitis