Чревната флора, отговорна за нашето тегло Swiss Medical Journal
обобщение
Затлъстяването е многофакторно заболяване и често се разглежда като резултат от дисбаланс между приема на храна и разхода на енергия. Въпреки това, бактериалният състав на чревната флора може да бъде трети елемент, участващ в развитието на наднормено тегло. В зависимост от вида на диетата, тази черна кутия на червата може да допринесе, от една страна, за промяна на извличането на калории от храната, а от друга страна, за промяна на енергийните разходи. Чревната флора има връзки с междинния метаболизъм и възпалението и може да участва в патофизиогенезата на диабета (типове 1 и 2), метаболитния синдром и затлъстяването. Промяната на хранителните навици с диета, богата на фибри и средиземноморски тип, може да предизвика промени в чревната микробиота и съответно загуба на тегло, подобряване на метаболитния синдром и диабет.
Значението на чревната флора
Смята се, че при хората има около 800 вида чревни бактерии с над 7000 щама, които биха могли да съответстват на броя на 10 18 бактерии или маса от 1 до 2 кг. 1 Въпреки това, над 90% от чревните микроби принадлежат на две от 70-те известни семейства: Gram + (G +) Firmicutes и Gram - (G-) Bacteroidetes. 2 Основните бактерии, присъстващи при хората, са анаероби и включват видове като Bacteroides, Clostridium, Lactobacillus, Escherichia и Bifidobacterium, както и различните дрожди и други микроорганизми, съжителстващи в екологичен и динамичен баланс.
Чревната флора отдавна се смята за черна кутия, непроницаема поради липса на подходяща техника, като по-голямата част от нейните бактериални микроби не могат да бъдат култивирани в наличната среда. Тази трудност е преодоляна чрез откриването на нови методи в молекулярната биология, използващи главно специфични за вида сонди. Използването на молекулярни инструменти показа, че две трети от доминиращите видове, наблюдавани във фекалната микробиота на индивида, са уникални за тях, което предполага огромно разнообразие от бактериални видове в човешките черва по света.
Неотдавнашната работа подчертава значението на чревната микробиота не само в храносмилателния тракт, но и системно. Добре известно е, че различните чревни микроорганизми допринасят за различни процеси като анаеробен метаболизъм на протеини, ферментация на несмилаеми диетични фибри, антимикробна защита срещу патогени в червата и развитие и съзряване на чревната имунна система. 3-5 Системните последици от чревната флора са свързани с енергийния метаболизъм, възпалението и по-специално с наднорменото тегло.
Роля на чревната флора в енергийния метаболизъм
Способността на чревните микроби да разграждат определени хранителни компоненти, за които човешкото тяло няма храносмилателна способност, като някои диетични фибри, е добре установена.
Други метаболитни дейности на чревната флора включват метаболизма на лекарствата, производството на витамини и микроелементи и генерирането на редица биоактивни молекули, участващи в регулирането на развитието и поддържането на чревната структура и функция. По-малко оценено е въздействието на метаболизма на чревната микробиота върху енергийния баланс на гостоприемника, натрупването на мазнини и риска от затлъстяване. 6
Работата на екипа на Гордън в САЩ, публикувана в Science през 2005 г., показва, че аксеновите гризачи (без микроби, девствена чревна флора) се нуждаят от 30% повече калории, за да поддържат телесната си маса в сравнение с конвенционалните животни. Тази работа предполага, че чревната микробиота допринася за храносмилането и/или усвояването на въглехидратите и липидите на гостоприемника 7,8, което води до съхранение на мазнини. 9 По този начин аксеновите мишки показват намален обем на мастната тъкан в сравнение с конвенционалните мишки. Колонизирането на тези аксенови мишки от нормална чревна микробиота от конвенционални мишки води до нормализиране на теглото им и 60% увеличение на телесните мазнини въпреки намаляването на приема на храна с 30%. Колонизирането на тези мишки без чревна флора от флората на затлъстели (ob/ob) мишки доведе до патологично наддаване на тегло и тези аксенични, тънки мишки първоначално затлъстяха (Фигура 1). 9
Чревната микробиота на затлъстели (ob/ob) мишки има по-висок дял на Firmicutes, свързан с по-ниска популация на Bacteroidetes. Прехвърлянето на тази флора върху мишки без микроби индуцира възстановяване на хранителна енергия, по-голямо от това, индуцирано от трансфера на микробиотата от постни мишки. 10,11 Други проучвания при мишки показват, че бактериалната флора на затлъстелите (ob/ob) мишки се характеризира със способността да ферментира полизахариди, която е по-голяма от тази на тънките мишки. 8 По този начин количеството енергия, останало в изпражненията на затлъстелите мишки, е по-малко от това на постните мишки, което предполага, че енергията се извлича от бактерии в полза на тялото.
Различна чревна флора при затлъстели лица
Различна ли е чревната флора на затлъстелите лица от тази на лица с нормално тегло? Има ли потенциална връзка между състава на чревната микробиота и затлъстяването? Могат ли някои характеристики на състава на чревната флора да предразполагат към затлъстяване? Отговорите на тези въпроси вероятно са положителни при животните. 12
За да демонстрират значимостта на тези експерименти при хора, Ley et al. 13 анализира чревната флора при дванадесет пациенти със затлъстяване, които следват програма за отслабване в продължение на една година. Както при мишките, Bacteroidetes и Firmicutes доминират в микробиотата. Преди диетата, пациентите със затлъстяване са имали по-малко Bacteroidetes (p 2 = 0,8, p 2 = 0,06) в диетата си (Фигура 2). 13