Prehrana bogata biljnim namirnicama povezuje se s nizom zdravstvenih koristi, od zdravlja crijeva i imunološkog sustava do metabolizma i srca. Dio tog učinka proizlazi iz raznolike zajednice bakterija koje žive u crijevima, a nova istraživanja pokazuju što se događa kada tim mikroorganizmima ponestane jednog od glavnih izvora hrane – vlakana
Znanstvenici već dugo znaju da prehrambena vlakna imaju važnu ulogu jer ih crijevni mikrobi pomažu razgraditi. No još nije potpuno razjašnjeno kako bakterije obrađuju različite sastojke biljne hrane i kako ti procesi utječu na organizam.
Dvije studije koje su vodili Jenna AbuSalim i Joshua Rabinowitz donose nove odgovore. Jedna je objavljena u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), a druga u lipnju u Nature Metabolism. Prva pokazuje da biljna vlakna i određeni biljni proteini mogu promijeniti metabolizam crijevnih mikroba tako da se povećava proizvodnja korisnih, a smanjuje količina potencijalno štetnih metabolita.
vezane vijesti
Druga pak pokazuje da neke važne metabolite, za koje se dosad uglavnom smatralo da nastaju djelovanjem crijevnih bakterija, u znatnim količinama može proizvesti i sam organizam sisavaca, prenosi Science Daily.
‘U različitim područjima medicine raste interes za manipuliranje ljudskim mikrobiomom ili korištenje njegovih metaboličkih produkata u terapijske svrhe’, rekao je Rabinowitz. ‘Prehrana nudi velik potencijal za kontrolu mikrobioma i tvari koje on proizvodi. No da bismo razvili učinkovite terapije, moramo razumjeti koji dijelovi prehrane utječu na pojedine produkte mikrobnog metabolizma.’
Kako biljna hrana mijenja metabolite u crijevima
U studiji objavljenoj u PNAS-u istraživači su proučavali kako biljna hrana utječe na fenolne metabolite. Crijevne bakterije stvaraju te spojeve razgrađujući aminokiseline tirozin i fenilalanin, no nastali metaboliti mogu imati vrlo različite učinke na zdravlje.
Fenilpropionat i hipurna kiselina, koji nastaju preradom fenilalanina, povezuju se sa zdravljem crijeva i zdravom tjelesnom težinom. Nasuprot tome, p-krezol sulfat i fenol sulfat nastaju iz tirozina te se povezuju s lošijim ishodima kod oboljelih od raka i sustavnom toksičnošću kod osoba s bolestima bubrega.
‘Naše su studije pokazale da i vlakna i neprobavljivi biljni proteini – koje nazivamo proteinima koji oponašaju vlakna, odnosno Prif – mijenjaju ravnotežu fenolnih metabolita. Smanjuju udio štetnih spojeva nastalih iz tirozina, a povećavaju udio korisnih koji potječu iz fenilalanina’, rekla je AbuSalim.
Neprobavljivim biljnim proteinima dosad se posvećivalo znatno manje pažnje nego vlaknima. Istraživači su utvrdili da ih crijevni mikrobi obrađuju te da u kombinaciji s vlaknima mogu promijeniti aktivnost bakterija tako da pogoduje stvaranju korisnih fenola.
Kad bakterije počnu razgrađivati zaštitni sloj
Kako bi utvrdili odakle pojedini spojevi potječu, znanstvenici su proteine označili stabilnim, neradioaktivnim izotopima i pratili njihovu razgradnju u crijevima miševa. Pokazalo se da štetni fenoli nastaju kada bakterije koriste proteine samog domaćina, uključujući one iz sluzi koja štiti crijeva. Korisni fenoli, nasuprot tome, gotovo su u cijelosti nastajali iz neprobavljivih proteina unesenih hranom.
Vlakna su smanjila bakterijsku razgradnju zaštitne crijevne sluzi, a time i proizvodnju štetnih fenola. Prif je pak povećao količinu proteina iz hrane koja dospijeva do crijevnih mikroba, dajući im više materijala za stvaranje korisnih spojeva.
‘Smatramo da Prif predstavlja novu skupinu prehrambenih nutrijenata koji oblikuju sastav crijevnog mikrobioma i mogli bi imati dalekosežan utjecaj na metabolizam, rekla je AbuSalim. ‘Na ambalaži hrane Prif bi se jednog dana mogao navoditi odmah ispod vlakana’, dodao je Rabinowitz.
Neke metabolite možda ipak ne stvaraju bakterije
Druga studija, objavljena u Nature Metabolism, bavila se podrijetlom fenolnih i indolnih metabolita. Potonji nastaju iz aminokiseline triptofana i povezuju se s nizom bolesti i procesa, uključujući upalne bolesti crijeva, neurodegenerativne poremećaje i rak.
Dugo se uglavnom pretpostavljalo da fenole i indole proizvode isključivo crijevne bakterije. To je posebno važno zbog istraživanja prehrambenih i probiotičkih pristupa kojima bi se povećala količina korisnih indolnih metabolita. Takve bi strategije trebalo preispitati ako velik dio tih spojeva koji cirkuliraju tijelom zapravo proizvodi sam organizam.
Tijekom istraživanja znanstvenici su utvrdili da metabolizam sisavaca samostalno može proizvesti brojne indolne i fenolne metabolite, među njima indol-3-laktat i indol-3-acetat.
Kod miševa su njihove razine u krvi ostale visoke čak i nakon što je terapija antibioticima poremetila mikrobiom. Sličan obrazac uočen je i kod pacijenata koji su uzimali antibiotike, među kojima su bili i oboljeli od raka. Istodobno su pale razine metabolita koje proizvode isključivo mikrobi.
Važna saznanja za nutricioniste
Rezultati bi mogli biti važni za razvoj terapija kojima se nastoje povećati ili smanjiti razine određenih metabolita. Ako se utvrdi koja hrana utječe na proizvodnju pojedinih mikrobnih spojeva, znanstvenici bi u budućnosti mogli razvijati preciznije prehrambene, probiotičke i metaboličke intervencije.
‘Jasnije razumijevanje načina na koji različite namirnice u interakciji s mikrobiomom utječu na proizvodnju bakterijskih metabolita pomoći će nutricionistima i liječnicima da daju preciznije preporuke za prevenciju i liječenje bolesti’, zaključio je Rabinowitz.
