Wie die Faseraufnahme die Verdauungsstrategie Ihrer Darmmikroben prägt

Eine neue Studie zeigt, wie Darmbakterien von der Verdauung von Pflanzenfasern auf den Verzehr von Schutzschleimsschleim wechseln können, wenn Ballaststoffe knapp sind, was selbst bei Menschen ohne Darmkrankheit Entzündungen annimmt.

Studie: Darmmikrobiom -Gene, die an Pflanzen- und Mucin -Abbau beteiligt sind, korrelieren mit der Ernährung und der gastrointestinalen Entzündung bei gesunden US -Erwachsenen. Bildnachweis: Tatjana Baibakova/Shutterstock.com

In einer kürzlich veröffentlichten Studie in Das Journal of NutritionDie Forscher untersuchten den Einfluss der Faserknappheit auf die „kohlenhydrataktiven Enzyme“ des Darms (Cazyme) und ihre spätere Rolle bei der gastrointestinalen Entzündung bei den Erwachsenen der gesunden Vereinigten Staaten (US). Die Studie nutzte Daten von 330 Teilnehmern und stellte fest, dass ein höheres Verhältnis von Mucin-abbauten Anbauenzymen, eine neuartige Metrik, die sie als MUC2PLANT bezeichneten, stark mit einer erhöhten gastrointestinalen Entzündung assoziiert war.

Die Studienergebnisse belegen, dass das MUC2Plant -Verhältnis positiv mit Fäkalien -Entzündungsbiomarkern korreliert wurde (z. B. Calprotectin [p=0.001] und Neopterin [p<0.001]), was darauf hindeutet, dass Ungleichgewichte in der mikrobiellen Verdauungsfunktion (aufgrund der geringen Fasernutzung und einer stärkeren Abhängigkeit von Mucin-Abbau) auch bei gesunden Personen einen entzündungshemmenden Zustand fördern können, wodurch Einblicke in potenzielle Ziele für die Intervention gewährt werden.

Hintergrund

Während Organismen wie Menschen historisch gesehen in der Lage waren, einen Großteil der von ihnen konsumierten Lebensmittel zu verdauen, haben neuere Forschungen gezeigt, dass ein großer Teil des von uns verbrauchten Lebensmittels (z. B. komplexe Kohlenhydrate) von der riesigen enzymatischen Maschinerie des symbiotischen Darmmikrobioms zerstört wird.

Es ist bekannt, dass Darmmikrobiotas Tausende von kohlenhydrataktiven Enzymen (Cazyme) produzieren, die unlösliche Pflanzenfasern verarbeiten und vorteilhafte kurzkettige Fettsäuren (SCFAs) mit validierten Entzündungsmilderneffekten freisetzen. Leider haben jüngste Studien beobachtet, dass einige Darmmikroben ohne ausreichende Ballaststoffe auf alternative Nahrungsquellen wechseln können, hauptsächlich die Schleimschicht (hergestellt aus Glykoproteinen, die Mucine genannt), die den Darm angrenzt und schützt.

Dieser Abbau der schützenden Mucinbarriere ist ein Kennzeichen der Dysbiose und wurde zuvor mit einer entzündlichen Darmerkrankung (IBD) in Verbindung gebracht. Obwohl die schädlichen Auswirkungen von niedriger Faser auf die Darmgesundheit gut dokumentiert sind, haben nur wenige Studien direkt untersucht, wie Faser sowohl die enzymatische Aktivität des Darmmikrobioms (ob Mikroben Pflanzenmaterial oder Mucin als Kraftstoff wählen) als auch als Magen -Darm -Entzündung beeinflusst.

Über die Studie

Die vorliegende Studie zielt darauf ab, die Beziehung zwischen Faseraufnahme, enzymatischer Kapazität des Darmmikrobioms und subklinischen Darmentzündungsbiomarkern in einer Kohorte gesunder amerikanischer Erwachsener systematisch zu untersuchen. Die Querschnittsstudie nutzte Daten der Ernährungstudie des US-amerikanischen Landwirtschaftsministeriums (USDA) (Teilnehmer n = 330 Personen).

Zu den interessierenden Daten gehörten die sozioökonomischen demografischen Informationen der Teilnehmer (zur statistischen Modellstandardisierung), detaillierte Ernährungsinformationen (unter Verwendung von 24-Stunden-Rückrufen [ASA24] und Fragebögen der Lebensmittelfrequenz [FFQ]) und Fäkalienproben (zur mikrobiomen Charakterisierung, enzymatischen Schätzung und Bewertung des Entzündungsbiomarkers).

Zu den wichtigsten Studienanalysen gehörten die metagenomische Schrotflintensequenzierung, um alle im Darm vorhandenen mikrobiellen Gene zu identifizieren, die eine detaillierte Profilierung individueller Cazymrepertoires ermöglichen. Es umfasste auch Fäkalienbiomarker zur Messung von Markern für gastrointestinale Entzündungen, einschließlich Fäkal -Calprotektin, Neopterin und Myeloperoxidase (MPO).

Die Studienergebnisse wurden verwendet, um eine neuartige Metrik („muc2plant“) zu entwickeln, was das Verhältnis zwischen der Häufigkeit von Mucin-abbauenden Cazymgenen und pflanzlichen abbauenden Cazymegenen darstellt. Analysen zeigten, dass ein höheres MUC2plantat -Verhältnis auf ein Mikrobiom hinweist, das besser ausgestattet ist, um die Schleimschleimhaut des Wirts im Vergleich zu Ballaststoffen zu verdauen, was auf eine verringerte Nutzung der Faser und ein erhöhtes Entzündungsrisiko hindeutet.

Studienergebnisse

Die vorliegende Studie zeigt eine messbare Korrelation zwischen Faseraufnahme und Rekrutierung von Cazym -Genen. Die gewohnheitsmäßige Einnahme von Gesamt- und löslichen Fasern war positiv mit einer größeren Häufigkeit und Vielfalt an pflanzlichen abbauenden Cazymen (angepasstes R² = 0,015, p = 0,010 für Häufigkeit) korreliert. Ein niedrigerer Fäkal -pH -Wert, der auf eine robuste Faserfermentation hinweist, war ähnlich mit einer höheren Kapazität für die Faserverdauung verbunden (angepasstes R² = 0,036, p <0,001).

Die Studie validierte auch den Nutzen des neuartigen MUC2Plant -Verhältnisses. Höhere Verhältnisse, die auf einen verstärkten Mucinabbau hinweisen, korrelierte signifikant und positiv mit Markern der Darmentzündung, selbst in dieser phänotypisch gesunden Kohorte.

Insbesondere wurde beobachtet, dass ein höheres MUC2plantat-Verhältnis mit höheren Fäkal-Calprotektin-Spiegeln (angepasstes R² = 0,038, p = 0,001), einem gut etablierten Marker von Neutrophileninfiltration im Darm und höherem Fäkal-Neopinin (angepasstes R-DROph-DROph-DROph-DROph-DROph-DROGRATION) assoziiert ist, und p <0,001).

Gleichzeitig wurden die Diversität und Häufigkeit von Pflanzenabbaukazymen und -häufigkeiten negativ mit einer fäkalen Myeloperoxidase assoziiert, aber positiv mit einem Fäkalien-Neopterin assoziiert, was hervorhob, dass unterschiedliche Immunwege beteiligt sein können.

Überraschenderweise ergab die Studie keinen Zusammenhang zwischen der Faseraufnahme der Ernährung und dem MUC2Plant -Verhältnis. Maschinenlernende Modelle stellten jedoch fest, dass eine höhere Aufnahme von weißen Kartoffeln ein Verhältnis von niedrigerem MUC2plantat signifikant vorhergesagt hat, was darauf hindeutet, dass bestimmte Arten von Ernährungsstärke dazu beitragen können, ein gesünderes mikrobielles Gleichgewicht zu fördern.

Schlussfolgerungen

Die vorliegende Studie fand keinen direkten Zusammenhang zwischen Faseraufnahme und Entzündung in der Nahrung, zeigte jedoch komplexe Assoziationen zwischen Faseraufnahme der Nahrung, der mikrobiellen enzymatischen Kapazität und Entzündungsbiomarkern. Es zeigt nach, dass die funktionelle Kapazität des Darmmikrobioms, insbesondere das Gleichgewicht zwischen pflanzlichen Verdauung im Vergleich zu mucin-verdaulichen Enzymen, ein entscheidender Faktor für die Aufrechterhaltung der Darmgesundheit ist.

Die Studie führt auch die neuartige MEUC2Plant -Verhältnismetrik ein und validiert und zeigt die robuste Assoziation des Werkzeugs mit subklinischer gastrointestinaler Entzündung, auch ohne offene Erkrankung. Es betont, dass diese Ergebnisse korrelativ und nicht kausal sind.

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Quellen: