Чревната микробиота, ключът към по-доброто хранене на науките
Патрик Вейга, Жулиен Тап и Мюриел Дериен *
Danone Nutricia Research, Avenue de la Vauve, 91120 Palaiseau, Франция
Съвременният живот е свързан с промени в чревната микробиота, за които се подозира, че участват в развитието на хронични (незаразни) заболявания. Въпреки че нараства усилието на научната общност да разработи терапии, насочени към микробиотата или да я възстановят при болни пациенти, липсват подходи за предотвратяване на нарушаването на симбиозата между хората и тяхната микробиота. В този преглед обсъждаме как новите технологии, инструменти и модели ще помогнат за идентифицирането на хранителни микробни метаболити, възможни цели за индивидуално пригодени диетични препоръки, интегриране на данни от диетата, генетиката, начина на живот и чревната микробиота.
Съвременният живот е свързан с промени в чревните микробни общности, за които се смята, че участват в появата на незаразни хронични заболявания. Въпреки че се засилват усилията на научната общност за разработване на терапии, насочени към микробиота, целящи да възстановят микробиотата на болните пациенти, липсват подходи, предназначени да предотвратят нарушаването на симбиозата между човека и неговите микробни симбионти. В този преглед обсъждаме как новите технологии, инструменти и модели ще допринесат за идентифициране на извлечени от диетата здравословни микробни метаболити, възможни цели за диетични препоръки, съобразени с физиологията, диетата, генетиката, начина на живот и чревната микробиота.
Възприемането на западния начин на живот е придружено от промени в чревната микробиота, свързани с появата на хронични заболявания [34, 35] (→).
(→) Вижте Синтезите на О. Рахмуни и др., и Р. Бърселин и др., страници 968 и 952 от този брой
През последното десетилетие имаше силен ентусиазъм за разработването на терапии, насочени към микробиотата на болни индивиди. Въпреки това все още липсват превантивни решения, които да помогнат за поддържането на симбиозата гостоприемник-микроб, за да се справят с факторите на съвременния живот.
В този преглед обсъждаме ключовата роля на диетата в еволюцията на симбиозата на микроб-гостоприемник, чрез по-специално неговото влияние върху производството на биоактивни молекули. Представяме също така скорошни резултати, които подкрепят концепцията, че персонализирането на диетата въз основа на генотипа и микробиотата на всеки индивид е обещаваща научна възможност и предизвикателство.
Диетични промени по време на човешката еволюция
Еволюцията на човека е придружена от периодични промени в начина му на живот, които се отразяват в хранителните му навици. По време на палеолита хората са били номадски ловци и са имали достъп до сезонно зависима храна. От 10 000 г. пр. Н. Е. (Неолитен период) хората започват да се успокояват, практикувайки нов начин на живот, основан на земеделие и скотовъдство. Появиха се нови храни, като зърнени храни и млечни продукти, а гъстотата на населението рязко се увеличи [1]. Драстична промяна в хранителните навици на човека дойде с индустриалната революция преди по-малко от 200 години, отбелязваща началото на консумацията на рафинирани продукти, отдалечавайки се от сезонните храни, произвеждани на местно ниво. По този начин съвременната диета на западните страни се характеризира с висока консумация на продукти от животински произход и богати на захари и мазнини, използване на консерванти и по-ниска консумация на растителни храни като плодове, зеленчуци, зеленчуци и пълнозърнести храни [ 1].
Много скорошни проучвания изследват въздействието на уестърнизацията върху чревната микробиота в популациите на селските хора, които все още не са възприели западен начин на живот в Африка, Южна Америка и Азия. Тези изследвания ни научиха, че микробиотата на тези популации е „обогатена“ по отношение на микробното разнообразие в сравнение с това на западните популации. Тези наблюдения са моделирани експериментално при мишки и маймуни в плен и са свързани с количеството и разнообразието на диетичните фибри, съставляващи диетата [2, 3]. В селските райони на Африка хората могат да консумират до 120 g фибри на ден, докато в западните страни средното потребление е средно 15 g на ден [4]. Това изчерпване на микробното разнообразие в западните популации се придружава от де факто загуба на микробни функции, които са излишни. Това застрашава способността на екосистемата да се възстановява след излагане на външни разрушители (наричани още „устойчивост“), като антибиотици и стрес.
Другата последица от намаляването на консумацията на фибри върху микробиотата е намаляването на производството на късоверижни мастни киселини (ацетат, пропионат, бутират), които спомагат за инхибиране на растежа на Enterobacteriaceae, бактериално семейство, състоящо се от много опортюнистични патогенни бактерии [5].
Микробиотата, биоактиватор на молекули от храната
Понастоящем се приема, че безброй молекули, произведени от чревната микробиота, взаимодействат директно с метаболитното здраве или имунната или нервната система на гостоприемника [34, 36] (→).
(→) Виж Синтези на Р. Бърселин и др., и V. Gaboriau-Routhiau и N. Cerf-Bensussan, страници 952 и 961 от този брой
Много от тези прекурсори се осигуряват с храна. Такъв е случаят с триптофан, полифеноли, фибри, глутамат, карнитин, холин [6]. Идентифицирането на метаболитните пътища, отговорни за производството на тези молекули, ще позволи да се идентифицират храните, които са източници на пребиотични съставки, и тези, ферментирали, които са обогатени в щамове с пробиотичен потенциал, което прави възможно отстраняването на функционалните недостатъци на чревната микробиота. По този начин, H. Sokol и сътр. Са показали, че прилагането на щамове от Лактобацилус, способни да произвеждат индолови производни от триптофан, намалено чревно възпаление, причинено от дефицит в тяхното производство от ендогенната микробиота [7, 37] (→).