Употребление обработанных пищевых продуктов, таких как хлеб, крупы и газированные напитки, связано с негативными последствиями для здоровья, включая резистентность к инсулину и ожирение.
Отчетность за октябрь. 9 в журнале Cell Host & Microbe, ученые определили конкретный штамм кишечных бактерий человека, который расщепляет химический фруктозелизин и превращает его в безвредные побочные продукты.
Фруктозелизин относится к классу химических веществ, называемых продуктами реакции Майяра, которые образуются во время обработки пищевых продуктов. Некоторые из этих химикатов могут оказывать вредное воздействие на здоровье. Эти результаты повышают вероятность того, что можно будет использовать такие знания о микробиоме кишечника, чтобы помочь в разработке более здоровых и питательных обработанных пищевых продуктов.
Исследование проводилось на мышах, выращенных в стерильных условиях, с учетом известных коллекций кишечных микробов человека и на рационе, содержащем обработанные пищевые ингредиенты.
«Это исследование дает нам более глубокое представление о том, как компоненты нашего современного рациона метаболизируются кишечными микробами, включая расщепление компонентов, которые могут быть для нас вредными», – сказал Джеффри И. Гордон, доктор медицины, доктор. Роберт Дж. Заслуженный профессор университета Глейзера и директор Семейного центра Эдисона по геномным наукам и системной биологии. «Теперь у нас есть способ идентифицировать эти кишечные микробы человека и то, как они превращают вредные пищевые химические вещества в безвредные побочные продукты."
Сообщества кишечных микробов людей рассматривают продукты как совокупность химических веществ.
Некоторые из этих химических соединений благотворно влияют на сообщества микробов, живущих в кишечнике, а также на здоровье человека. Например, предыдущая работа Гордона показала, что микробиом кишечника играет жизненно важную роль в раннем развитии ребенка, а здоровые кишечные микробы способствуют здоровому росту, иммунной функции, развитию костей и мозга. Но современная пищевая промышленность может производить химические вещества, которые могут нанести вред здоровью.
Такие химические вещества связаны с воспалением, связанным с диабетом и сердечными заболеваниями. Исследователи заинтересованы в понимании сложных взаимодействий между кишечными микробами человека и химическими веществами, которые обычно потребляются как часть типичной американской диеты.
В новом исследовании исследователи показали, что определенная бактерия под названием Collinsella Кишечник расщепляет химический фруктозелизин на безвредные компоненты.
«Фруктозелизин часто встречается в обработанных пищевых продуктах, включая ультрапастеризованное молоко, макаронные изделия, шоколад и крупы», – сказал первый автор Эшли Р. Вольф, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Гордона. "Высокое содержание фруктозина и аналогичных химических веществ в крови связано с такими заболеваниями старения, как диабет и атеросклероз."
При кормлении рационом, содержащим большое количество фруктозелизина, мыши, несущие Collinsella Кишечник в своих кишечных микробных сообществах, показали увеличение численности этих бактерий, а также повышение способности кишечных микробных сообществ расщеплять фруктозелизин на безвредные побочные продукты.
«Этот специфический бактериальный штамм хорошо себя чувствует в этих условиях», – сказал Гордон. "И по мере увеличения количества фруктозелизин метаболизируется более эффективно."
Он добавил: «Новые инструменты и знания, полученные в результате этого первоначального исследования, могут быть использованы для разработки более здоровых и питательных продуктов, а также для разработки потенциальных стратегий по выявлению и использованию определенных типов кишечных бактерий, которые, как было показано, перерабатывают потенциально вредные химические вещества в безвредные. Следствием является то, что они могут помочь нам различать потребителей, чьи кишечные микробные сообщества либо уязвимы, либо устойчивы к воздействию определенных продуктов, введенных во время обработки пищевых продуктов."
Подчеркивая сложность этой задачи, Гордон, Вольф и их коллеги также показали, что близкие родственники Collinsella кишечника не реагируют на фруктозелизин таким же образом.
Эти бактериальные кузены, чьи геномы несколько различаются, не процветают в богатой фруктозином окружающей среде. Исследователи заявили, что необходимы будущие исследования, прежде чем ученые смогут идентифицировать и использовать определенные способности отдельных микробов для очистки массива потенциально вредных химикатов, образующихся при некоторых типах современного производства продуктов питания.
Эта работа была поддержана Национальными институтами здравоохранения (NIH), номера грантов DK70977, DK078669 и DK30292; Американская диабетическая ассоциация, грант № 1-16-PDF-125; Фонд исследования рака Деймона Руньона, грант DRG-2303-17; и Российского научного фонда, грант № 19-14-00305.
Гордон – соучредитель Matatu Inc., компания, описывающая роль микробиотических взаимодействий рациона в здоровье животных.