Fordelaktige tarmmikrober metaboliserer fiberrik diett for å forbedre hjertes helse i musemodell

Diett rik på fiber har lenge vært assosiert med en rekke positive utfall, sjef blant dem friske hjerter og arterier beskyttet mot herjingen av åreforkalkning, akkumulering av fettplakk knyttet til hjerteinfarkt og slag.

Å finne ut hvordan fiberen vi spiser klarer å beskytte hjertet vårt, derimot, har vært utfordrende.

Ett ledetråd har kommet fra revolusjonen når det gjelder å forstå effekten det mangfoldige mikrobielle samfunnet som befolker tarmene våre har på helsen vår. Mikrobiomet vårt hjelper oss med å behandle maten vår, spesielt fiber. Kanskje disse fordelaktige mikrober på en eller annen måte gjorde ufordøyelige plantedeler til hjertehelse. Men lenken var usikker.

Til støtte for en mikrobiell forbindelse mellom fiber og hjertehelse, forskere ved University of Wisconsin-Madison har identifisert en bestemt fettsyre som mekanismen bak visse beskyttende effekter av et fiberrik diett i en musemodell. Kjent som butyrat, denne fettsyren produseres av visse bakterier i tarmen mens de fordøyer plantefiber.

Forskerne viste at mus som inneholdt de butyratproduserende bakteriene Roseburia og som også spiste et fiberrik kost, led av mindre åreforkalkning og hadde redusert betennelse sammenlignet med mus uten bakterier. Mus som var vert for Roseburia, men som spiste et fiberfattig kosthold, ble ikke beskyttet, fordi uten fiber produserte bakteriene lite butyrat.

Mus som ble matet med en sakte frigivelse av selve butyratet, ble også beskyttet mot åreforkalkning, peker på molekylet som en sentral arbiter for fiber-hjerte-lenken.

Studien ble nylig publisert i tidsskriftet Naturmikrobiologi av UW-Madison professor i bakteriologi Federico Rey og postdoktorforsker Kazuyuki Kasahara med samarbeidspartnere ved Wisconsin Institute for Discovery, University of California, Los Angeles og Göteborgs universitet i Sverige.

"Aterosklerose har historisk blitt ansett som en sykdom med lipidmetabolisme, "sier Rey, og merker at kontrollen av sykdommen vanligvis har fokusert på å senke kolesterolnivået og annet fett i blodet. "Men de siste tiårene har det har blitt revidert for å betraktes som en kronisk inflammatorisk sykdom. "

Så nøkkelen til å redusere åreforkalkning kan være å redusere total betennelse, spesielt i blodet. Å holde betennelsen nede avhenger delvis av å ha en sterk tarmbarriere.

"En viktig funksjon i tarmen er å holde våre vennlige bakterier på avstand, "sier Kasahara.

Når inflammatoriske molekyler bryter av gunstige bakterier og igle ut av tarmen og inn i blodet, de kan utløse utbredt betennelse. For å holde disse molekylene i sjakk, friske tarmceller danner sterke tilknytninger til hverandre, skape en intakt barriere. Men det vedlegget kan brytes opp.

"Når det vedlegget løsner, tarmen blir lekker, "sier Rey. Utett tarm fører til mer betennelse.

For å studere butyrats effekt på tarmen og åreforkalkning, Kasahara koloniserte bakteriefri mus med spesifikke bakteriesamfunn, enten med eller uten butyratproduserende Roseburia. Disse musene ble deretter fôret med dietter enten rike eller mangel på fiber, som Roseburia behandler til butyrat.

Forskerne fant at mus som var vert for Roseburia hadde lavere nivåer av flere betennelsesmarkører og redusert grad av åreforkalkning-men bare hvis de spiste et fiberrikt kosthold. Uten fiber, Roseburia -nivåene stupte og musene ble ikke beskyttet mot åreforkalkning. Forskerne brukte mus genetisk utsatt for åreforkalkning fordi mus ikke naturlig utvikler sykdommen.

For å avgjøre om butyrat var den sanne årsaken til Roseburias beskyttende effekter, Kasahara matet fettsyren til mus uten noen butyratproduserende bakterier. Fordi rent butyrat raskt ville bli tatt opp av celler i øvre tarm, Kasahara matet mus med en slow-release-versjon som gjorde den intakt for den nedre tarmen.

Butyratet med langsom frigjøring reduserte omfanget av fettplakk med omtrent en tredjedel, og redusert andre markører for betennelse og åreforkalkning, antyder at fettsyren utgjorde en hovedkomponent i Roseburias anti-åreforkalkningseffekter.

Tidligere arbeid indikerte at mennesker med kardiovaskulær sykdom har lavere nivåer av Roseburia og andre butyratproduserende bakterier. Den nye studien er en av de første som identifiserte en klar årsak til en tidligere mystisk sammenheng mellom kostfiber, mikrobiomer og helse. Derimot, forskerne advarer om at resultatene ikke peker på et butyrat som et nytt, enkelt supplement for hjertehelse - fiber fra hele matvarer fremstår fortsatt som den ideelle måten å støtte en sunn tarm.

I det minste, det er det Rey har tatt fra mange års studier av fiberens effekter på helse.

"Min kone gir meg en vanskelig tid fordi hvert brød jeg kjøper er spiret, høy fiber, helkorn, "sier han." Og jeg spiser havregryn om morgenen. "

• Studier finner ut hvorfor fedme både driver kreftvekst og hjelper immunterapi for å drepe svulster
• Fekal mikrobiotatransplantasjon effektiv mot ICI-assosiert kolitt