Składniki diety a skład mikrobioty jelitowej – czym się żywią dobre bakterie?

Mikrobiota jelitowa (mikrobiom) człowieka składa się z niezliczonej liczby bakterii, wirusów i grzybów pozostających we współzależności z przewodem pokarmowym. Dominującymi drobnoustrojami w ludzkim mikrobiomie są bakterie typu Firmicutes oraz Bacteroidetes [1]. Obecnie wiadomo, że liczba drobnoustrojów w przewodzie pokarmowym człowieka przewyższa liczbę ludzkich komórek i wynosi 1014 wszystkich komórek organizmu, z czego większość stanowią bakterie [2]. Najliczniej zasiedlonym odcinkiem przewodu pokarmowego przez mikroorganizmy jest jelito grube. Bakterie jelitowe wykazują zdolność fermentacji błonnika pokarmowego w wyniku czego powstają krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (short chain fatty acids – SCFA) będące głównym źródłem energii dla komórek nabłonka jelit przez co wzmacniają błonę śluzową jelita. Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe stanowią pożywkę dla bakterii jelitowych, w związku z tym większe stężenie tych kwasów będzie wiązało się z wyższą liczebnością pożytecznych bakterii w okrężnicy [1].

 

CO WPŁYWA NA SKŁAD MIKROBIOMU?

Skład mikrobioty jelitowej jest wysoce podatny na zmiany pod wpływem różnych czynników [2]. Należą do nich sposób żywienia, stosowanie leków, w tym antybiotyków, przyjmowanie probiotyków, czynniki demograficzne oraz genetyczne [3]. Antybiotyki o szerokim spektrum działania mogą znacząco zmieniać skład mikrobiomu poprzez zmniejszanie jego różnorodności gatunkowej i opóźnianie kolonizacji korzystnymi bakteriami przez długi okres po ich zastosowaniu. Zaobserwowano, że po wpływem zmian w składzie mikrobioty wywołanych antybiotykoterapią zwiększa się podatność na kolonizację przewodu pokarmowego przez patogeny [4].

Składniki diety mogą w istotny sposób modyfikować skład mikrobioty jelitowej. Stosowanie diety niskowęglowodanowej powoduje zmniejszenie różnorodności bakteryjnej w jelitach, co może przyczyniać się do dysbiozy. Natomiast dieta o wysokiej zawartości tłuszczów i o małej zawartości błonnika pokarmowego znacznie zwiększa ryzyko wystąpienia dysbiozy [5]. Badania wskazują, że największy wpływ na mikrobiotę jelitową wykazuje błonnik pokarmowy, w tym prebiotyki oraz polifenole. Spożycie błonnika stymuluje wzrost korzystnych bakterii kwasu mlekowego w jelicie [6]. Istotny wpływ na skład mikrobioty wykazują probiotyki, czyli żywe kultury bakterii. Ich obecność w przewodzie pokarmowym stymuluje selektywny wzrost i aktywność niektórych gatunków drobnoustrojów [7].

BŁONNIK POKARMOWY I PREBIOTYKI

Skuteczność błonnika pokarmowego w modulowaniu składu mikrobioty jelitowej została udokumentowana wieloma badaniami. Produktami bogatymi w błonnik pokarmowy są suche nasiona roślin strączkowych (fasola, groch, ciecierzyca, soczewica, soja), pełnoziarniste produkty zbożowe, takie jak płatki zbożowe z otrębami, ryż brązowy, makarony pełnoziarniste, ziarno amarantusa, musli wielozbożowe, większość warzyw i owoców, orzechy oraz suszone owoce [8]. Najwyższą zawartością włókna pokarmowego charakteryzują się otręby pszenne. W jednym z badań zaobserwowano, że 12-tygodniowa suplementacja błonnikiem pozyskanym z grochu  w ilości 15g/dzień przez osoby z nadwagą lub otyłością spowodowała znaczny wzrost stężenia krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA) u tych badanych, co wiązało się z większą utratą masy ciała w porównaniu z grupą niespożywającą suplementu błonnika [9].

Pozytywny wpływ na zmianę w składzie mikrobioty wywiera stosowanie diety składającej się głównie z produktów roślinnych. Po zastosowaniu dwóch różnych rodzajów diet wśród zdrowych osób dorosłych zaobserwowano, że spożycie większej ilości nasion roślin strączkowych, owoców, warzyw oraz produktów zbożowych przyczyniło się do zwiększenia liczebności pożytecznych bakterii w przewodzie pokarmowym, jak również do wyższego stężenia krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych. W przypadku stosowania diety z przewagą produktów pochodzenia zwierzęcego nie zoabserwowano takiego związku [10].

Prebiotyki to nietrawione składniki żywności, będące składową błonnika pokarmowego, które korzystnie wpływają na zdrowie człowieka poprzez selektywne stymulowanie wzrostu lub aktywności bakterii bytujących w jelicie grubym. Podaż prebiotyków z dietą jest jednym z istotniejszych sposobów modulowania składu mikrobioty jelitowej. Prebiotyki ulegają fermentacji w jelicie grubym dzięki czemu stanowią źródło energii dla drobnoustrojów kolonizujących ten odcinek przewodu pokarmowego. Do prebiotyków należą fruktany (inulina), fruktooligosacharydy, galaktooligosacharydy i laktuloza [11]. Prebiotykiem o szczególnie udokumentowanym działaniu prozdrowotnym jest inulina, która przyczynia się do wzrostu bakterii kwasu mlekowego w przewodzie pokarmowym. Wykazano, że spożycie 10g inuliny dziennie przez 16 dni przyczyniło się do zwiększenia liczebności bakterii z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium u badanych spożywających inulinę w porównaniu z grupą, która jej nie spożywała [12]. Inulina występuje w wielu produktach pochodzenia roślinnego, na przykład w cykorii, cebuli, porze, czosnku, karczochach, pomidorach i bananach. Poza fruktanami funkcje prebiotyczne wykazuje także skrobia oporna. Jest to składowa błonnika pokarmowego obejmująca wszystkie produkty degradacji skrobi, które nie są wchłaniane i trawione w jelicie cienkim. Występuje ona w produktach zbożowych, takich jak pieczywo, płatki zbożowe, nasiona roślin strączkowych, niektóre orzechy i nasiona, a także w  niedojrzałych bananach [11].

POLIFENOLE

Szczególne znaczenie w zwiększaniu liczebności pożytecznych bakterii mają produkty będące zarówno źródłem błonnika pokarmowego jak i polifenoli. Polifenole są słabo wchłaniane w jelicie cienkim, dzięki czemu docierają do okrężnicy gdzie są rozkładane przez dobre bakterie do kwasów fenolowych. Obecność tych kwasów w jelicie grubym sprzyja zwiększeniu stężenia krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych oraz stymuluje wzrost bakterii z rodzaju Bifidobacterium. Szczególnie dobrymi źródłami polifenoli są: kakao naturalne, owoc granatu, owoce jagodowe (truskawki, maliny porzeczki, jagody, borówki, jeżyna, rokitnik, agrest, czarny bez),  cytrusy, morele, jabłka, pełnoziarniste płatki zbożowe, karczochy, daktyle, pomidory, cebula, jarmuż, herbata, kawa [13].

PROBIOTYKI

Probiotyki to żywe mikroorganizmy, które podane w odpowiedniej ilości pozytywnie oddziałują na organizam człowieka. Najpopularniejsze szczepy probiotyczne to Lactobacillus i Bifidobacterium. Probiotyki wpływają na proliferację i różnicowanie komórek nabłonka jelitowego, wzmocnienie bariery jelitowej, wykazują działanie immunomodulujące, a także korzystnie modyfikują skład mikrobioty jelitowej. Bakterie probiotyczne produkują związki przeciwdrobnoustrojowe, które hamują wzrost patogenów, konkurując z nimi o miejsce kolonizacji w jelicie [14]. Produkty probiotyczne są zaliczane do żywności funkcjonalnej ze względu na potencjalne działanie antykancerogenne i hipocholesterolemiczne, ułatwianie wchłaniania laktozy w przewodzie pokarmowym oraz zmniejszanie objawów alergii. Probiotyki pomagają przywrócić skład mikrobiomu gospodarza podczas antybiotykoterapii. Źródłem pokarmowym probiotyków są fermentowane produkty mleczne, takie jak jogurt, kefir oraz mleko acidofilne. Korzystny efekt wynikający z zastosowania probiotyków jest jednak zależny od jego dawki. Zalecana dawka dobowa, która została uznana za najbardziej skuteczną w zasiedlaniu przewodu pokarmowego człowieka przez korzystne bakterie wynosi 106-10szczepów bakteryjnych zdolnych do przeżycia w organizmie człowieka. Spożycie produktów mlecznych zawierających taką ilość bakterii przyczynia się do zwiększenia liczebności bakterii kwasu mlekowego w kale, czemu towarzyszy spadek liczby bakterii patogennych i łagodzenie objawów niektórych chorób u ludzi. W celu pokrycia sugerowanej dziennej podaży probiotyków należy spożywać regularnie produkty probiotyczne w ilości 300-400g/tydzień. Niestety tylko 20-40% kultur probiotycznych zawartych w produktach mlecznych przeżywa w żołądku i jest w stanie dotrzeć do dalszych odcinków przewodu pokarmowego. Na żywotność bakterii kwasu mlekowego wpływa między innymi pH w żołądku, enzymy trawienne oraz obecność soli żółciowych [15]. Źródłem probiotyków są także produkty kwaszone, w szczególności warzywa będące dobrym źródłem bakterii kwasu mlekowego. Wykazano, że dieta obfitująca w fermentowane warzywa kapustne promuje wzrost bakterii Lactobacillus w okrężnicy. W jednym z badań zaobserwowano, że wysokie spożycie fermentowanych produktów sojowych takich jak miso, sos sojowy i natto przez Japończyków przyczyniło się zwiększenia zawartości bakterii kwasu mlekowego w jelicie, jednocześnie zmniejszając liczbę bakterii patogennych u tych badanych [16].

PODSUMOWANIE

Dbając o swoje dobre bakterie jelitowe pamiętaj w szczególności o spożywaniu produktów bogatych w błonnik pokarmowy – pełnoziarnistych produktach zbożowych, warzywach, owocach, nasionach roślin strączkowych i orzechach. Zadbaj o to, aby w codziennej diecie znalazła się co najmniej jedna porcja świeżych (latem) lub mrożonych (zimą) owoców jagodowych, a także wypijaj umiarkowane ilości kawy i herbaty będące dobrym źródłem polifenoli. Nie zapominaj o inulinie –  codziennie dodawaj czosnek i cebulę do potraw, jedz banany. Postaraj się jeść kiszonki i fermentowane produkty mleczne każdego dnia w ilości 1-2 porcji. Wyrzuć z diety żywność przetworzoną, za to jedz wiecej produktów roślinnych. Zrób na zdrowie swoim dobrym bakteriom!

 

1.Singh R.K., Chang H.W., Yan D. i wsp. Influence of diet on the gut microbiome and implications for human health. J Transl Med. 2017, 15: 2-17.
2.Voigt R.M., Forsyth C.B., Green S.J. i wsp. Circadian Disorganization Alters Intestinal Microbiota. PLoS One. 2014, 9: 1-17.
3.Sharma A.K., Jaiswal S.K., Chaudhary N. i wsp. A novel approach for the prediction of species-specific biotransformation of xenobiotic/ drug molecules by the human gut microbiota. Sci Rep 2017, 7: 9751.
4.Angelucci F., Cechova K., Amlerova J. i wsp. Antibiotics, gut microbiota, and Alzheimer’s disease. J Neuroinflammation. 2019, 16: 1-10.
5.Aoe S., Nakamura F., Fujiwara S.: Effect of wheat bran on fecal butyrate-producing bacteria and wheat bran combined with barley on bacteroides abundance in japanese healthy adults. Nutrients. 2018, 10: 1-21.
6.Eid N., Enani S., Walton G., i wsp. The impact of date palm fruits and their component polyphenols, on gut microbial ecology, bacterial metabolites and colon cancer cell proliferation. Hum Nutr Clin Nutr 2014, 46: 1-9.
7.Lecomte V., Kaakoush N.O., Maloney C.A. i wsp. Changes in Gut Microbiota in Rats Fed a High Fat Diet Correlate with Obesity-Associated Metabolic Parameters. PLoS One. 2015, 10: 1-22.
8.Krejpcio Z., Suliburska J., Staniek H. i wsp. Ocena zawartości i potencjalnej biodostępności składników mineralnych z wybranych produktów wysokobłonnikowych. Probl Hig Epidemiol. 2015, 96: 812-815.
9.Mayengbam S., Lambert J.E., Parnell J.A. i wsp. Impact of dietary fiber supplementation on modulating microbiota–host–metabolic axes in obesity. J Nutr Biochem. 2019, 64: 228-236.
10.Lawrence A.D., Corinne F.M., Rachel N.C. i wsp. Diet rapidly and reproducibly alters the human gut microbiome. Nature. 2014, 505: 559-563.
11.Anadón A., Martínez-Larrañaga M.R., Ares I. i wsp. Prebiotics: safety and toxicity considerations. [w]: Nutraceuticals. Efficacy, Safety and Toxicity, Gupta R.C. (red). Academic Press, USA 2016, 757-775.
12.Ramirez-Farias C., Slezak K., Fuller Z. i wsp. Effect of inulin on the human gut microbiota: stimulation of Bifidobacterium adolescentisand Faecalibacterium prausnitzii. Br J Nutr 2009, 101: 541-550.
13.Eid N., Enani S., Walton G., i wsp. The impact of date palm fruits and their component polyphenols, on gut microbial ecology, bacterial metabolites and colon cancer cell proliferation. Hum Nutr Clin Nutr 2014, 46: 1-9.
14.Gupta S., Fečkaninová A., Lokesh J. i wsp. Lactobacillus dominate in the intestine of atlantic salmon fed dietary probiotics. Front Microbiol. 2019, 9:3247
15.Sarkar S., Sur A., Sarkar K. i wsp. Probiotics: A Way of Value Addition in Functional Food. Int J Food Sci Nutr Diet. 2016, 5: 290-293.
16.Kushida M., Sugawara S., Asano M. i wsp. Effects of the 1975 Japanese diet on the gut microbiota in younger adults. J Nutr Biochem. 2019, 64: 121-127.