Вплив харчових волокон та пребіотиків на регулювання ожиріння за допомогою модуляції мікробіоти кишечника
Анотація
Мікробіота незамінна для здоров'я людини та регулювання різних функцій організму, включаючи енергетичний обмін. Гармонічний перехресний зв’язок між мікробіотою та кишковим епітеліальним бар’єром визначає гомеостаз кишечника та стан здоров’я здорового суб’єкта. Ризик ожиріння та діабету 2 типу певною мірою пояснюється змінами мікробіоти. Оскільки останні дані вказують на те, що популяція кишкових мікроорганізмів може впливати на засвоєння поживних речовин та накопичення енергії, отже, поширеність ожиріння та метаболічних розладів. Більше того, метаболічні захворювання, такі як ожиріння, можуть стимулюватися генетичними факторами, факторами навколишнього середовища та шляхами, що зв’язують метаболізм з імунною системою. На підставі вищезазначених міркувань, цей огляд узагальнює поточні результати, отримані в останніх дослідженнях, що вказують на внесок мікробіоти кишечника у розвиток ожиріння.
Вступ
Поширеність ожиріння та діабету в розвинених суспільствах залишається однією з головних проблем охорони здоров'я у всьому світі, і частота його поширення значно зростає. Ожиріння виникає внаслідок накопичення надлишку жирової тканини; однак його етіологія складна, а симптоми неоднорідні через високу супутню патологію метаболізму, включаючи діабет 2 типу, що є супутньою патологією. Було припущено, що дієта має важливе значення в енергетичному балансі, а також відіграє фундаментальну роль у підтримці різноманітності та правильного функціонування нашої мікробіоти кишечника. Таким чином, відповідне дієтичне втручання, таке як дієта з високим вмістом клітковини, може покращити стан здоров'я завдяки регуляції мікробіоти у людей [1]. У цьому контексті маніпулювання мікробіоти пребіотиками стає можливим модифікатором мікробного профілю та може покращити стан здоров’я господаря, викликаючи корисні системні реакції та зменшуючи ожиріння [2].
Склад мікробіоти в кишечнику людини
Спільнота мікроорганізмів, заселена в людському тілі, відома як мікробіота. Концентрація кількості мікробних клітин у просвіті в десять разів більша, ніж клітини еукаріотичних клітин-господарів, що становить 1–2 кг ваги [3]. Мікробіота кишечника класифікована приблизно на 1000 різних видів [4]. Три відмінні домінанти тип було виявлено в кишечнику людини: Firmicutes, Bacteroidetes та Actinobacteria [5], на частку яких припадає приблизно 90% загальної кількості бактерій у кишечнику, головним чином у його кінцевій частині, товстій кишці. Різноманітна біохімічна активність цих бактерій має життєво важливий метаболічний внесок в організм людини, в якому організм не може виконувати самостійно [6].
Подібним чином мікробіота бере участь у гомеостазі особин, забезпечуючи ряд ключових функцій, таких як розщеплення не засвоюваних дієтичних полісахаридів, регулювання накопичення енергії, синтез вітамінів, модуляція імунної системи, а також має захисну дію кишковий бар’єр [13]. Отже, будь-який фактор або події, що впливають на одну з цих функцій, мають наслідки для інших і негативно впливають на весь організм. У сукупності ця стаття має на меті зібрати наукову літературу про значення мікробіоти для ожиріння та можливі механізми запобігання або лікування пандемії ожиріння.
Змінений профіль мікробіоти кишечника при ожирінні
Короткий зміст збільшення складу мікробіоти кишечника у осіб, що страждають ожирінням та худорбою
Докази свідчать, що дієтичне втручання може покращити ожиріння, змінивши профіль мікробіоти. Як повідомляється, зелений чай та його продукти переробки, такі як чорний, разом із улунним чаєм, сприяють сприятливому метаболізму ліпідів та ефекту ожиріння [25]. Відповідно до цих висновків, Seo et al. показали прояви проти ожиріння ферментованих екстрактів зеленого чаю (FGT; 500 мг/кг; розчинені в 0,1% метилцелюлози) на мишах, у яких дієта з високим вмістом жиру (HFD), що годувалася ожирілими мишами, отримувала щоденне пероральне введення сухого зеленого чаю листя, зброджені Bacillus subtilis, тоді як контрольним групам вводили 0,1% метилцелюлози в якості носія. Результати показали, що 8-тижневе введення ФГТ різко знизило Firmicutes/Bacteroidetes співвідношення при зниженні рівня глюкози та ліпідів у плазмі крові. Більше того, дієтичне втручання зменшило експресію ліпогенних та прозапальних генів, тим самим запобігаючи гіперліпідемії [26, 27]. У сукупності передбачається, що модифікація мікробіоти кишечника за допомогою дієтичного втручання може бути перспективним терапевтичним ад'ювантом ожиріння.
Кореляція мікробіоти, ожиріння та пребіотиків
Дослідження на тваринних моделях ожиріння, спричиненого генетичним або дієтичним режимом, показали, що пребіотики можуть посилити кишкову бар'єрну функцію, толерантність до глюкози та модуляцію ліпідного обміну, одночасно зменшуючи збільшення ваги, жирову масу та запальний статус. Подібним чином він може регулювати вироблення кишкових гормонів за допомогою трофічного ефекту, що сприяє розвитку слизової оболонки [21, 28,29,30]. У таблиці 2 наведено підсумок досліджень пребіотиків на мишах та людських ключах.
Крім того, дослідження на мишах показали взаємозв'язок між енергетичним балансом, харчуванням та складом мікробіоти кишечника. Вважається, що на мікробіоти кишечника впливає накопичення поживних речовин, накопичення енергії та безліч метаболічних шляхів [5]. Мікробіота має значні біологічні ефекти в організмі людини; що стосується засвоєння поживних речовин, мікробіота метаболізує не засвоювані залишки їжі, такі як харчові полісахариди (наприклад, олігосахариди, стійкий крохмаль та фруктоза). Отже, різниця в метаболічній активності мікробіоти кишечника може призвести до змін у споживаних калоріях з харчових речовин, зберігання калорій у жировій тканині та доступності енергії для розмноження мікробів. Такі відмінності мікробіоти в кишечнику також пов’язані з варіацією енергетичного засвоєння людиною, що пояснює аспекти ожиріння, які можуть бути відповідальними за схильність людини до метаболічних порушень [24].