Микробиота кишечника играет решающую роль в обеспечении правильного функционирования организма человека, влияя на метаболические процессы, а также на иммунные и физиологические функции (Neish, 2002, Nicholson et al., 2005, Stewart et al., 2004, Walker and Lawley, 2013). В последние годы возрос интерес к вкладу кишечных бактерий в развитие хронических заболеваний, таких как ожирение, сахарный диабет II типа, воспалительные заболевания кишечника и рак толстой кишки (Backhed et al., 2004, De Filippo et др., 2010, DuPont и DuPont, 2011, Feng et al., 2010, Tamboli et al., 2004, Tannock, 2008). Диета может существенно повлиять на этиологию этих заболеваний, поскольку ее состав может напрямую стимулировать рост полезных или неблагоприятных бактериальных штаммов.
Колонизация желудочно-кишечного тракта человека начинается в течение нескольких часов после рождения, но у разных людей протекает по-разному. На микробиоту кишечника у детей в значительной степени влияют способ родов, условия больницы, способ кормления, заболевания матери и ребенка, а также лекарства, принимаемые матерью и ребенком (Salminen & Isolauri, 2006). Первоначально желудочно-кишечный тракт колонизирован различными штаммами Lactobacillus , Staphylococcus , Enterococcus , Escherichia , Enterobacter , Bifidobacterium , Bacteroides , Clostridium и Eubacterium (Libudzisz et al., 2012, Moore et al., 2011). Интенсивная бактериальная колонизация пищеварительной системы человека обычно продолжается примерно до двухлетнего возраста, после чего микробиота кишечника ребенка становится похожей на таковую у взрослого (Nowak & Libudzisz, 2008). Состав и относительное содержание бактерий претерпевают серьезные изменения и у пожилых людей со значительным снижением количества бактероидов и бифидобактерий . и увеличение количества штаммов Clostridium , Eubacterium и Fusobacterium . Это изменение связано с повышением pH содержимого кишечника примерно до 7,0–7,5, что может вызвать желудочно-кишечные расстройства у пожилых людей. Несмотря на вышеупомянутые процессы в детстве и старости, состав кишечных микроорганизмов у здоровых взрослых довольно стабилен и представляет собой климаксное сообщество (Nowak & Libudzisz, 2008). Штаммы Bacteroidetes и Firmicutes составляют более 90% микробной популяции кишечника. К преобладающим родам бактерий относятся облигатные анаэробы: Bacteroides , Eubacterium , Clostridium , Ruminococcus , Peptococcus , Peptostreptococcus , Bifidobacterium и Fusobacterium , а также факультативные: Escherichia , Enterobacter , Enterococcus , Klebsiella , Proteus и Lactobacillus (S). курица, Обин и Чжао , 2013).
Значительный объем исследований показал, что ожирение связано с серьезными изменениями в составе и метаболической функции микробиоты кишечника. Особое значение имеют относительные пропорции штаммов Bacteroidetes и Firmicutes (Ley et al., 2006, Sanz and Santacruz, 2008). Исследовательские группы Бакхеда, Гордона и Де Филиппо сообщили, что состав кишечных микроорганизмов может способствовать ожирению человека (Backhed et al., 2004, De Filippo et al., 2010, Ley et al., 2006). Backhed et al., определившие содержание штаммов Bacteroidetes и Firmicutes у тучных и нормальных мышей, обнаружили, что относительная доля Bacteroidetes у первых была значительно ниже (20%), тогда как у мышей с нормальным весом эти бактерии составляли 40%. общего количества микроорганизмов (Backhed et al., 2007, Backhed et al., 2004). С другой стороны, в исследовании Фляйснера на мышах, получавших диету, богатую животными жирами и бедную клетчаткой, наблюдалось меньшее количество штаммов Bacteroidetes и большее количество Штаммы Firmicutes (Fleissner et al., 2010). Исследование 12 людей с ожирением, некоторые из которых получали диету с низким содержанием жиров, а некоторые — с низким содержанием сахаридов, показало, что Firmicutes и Bacteroidetes были преобладающими типами в обеих группах; однако у людей с ожирением доля Bacteroidetes составляла всего от 1% до 5%, тогда как у людей с нормальным весом она составляла 20%. Потребление диеты с низким содержанием жиров привело к увеличению содержания штаммов Bacteroidetes и снижению уровня штаммов Firmicutes (Ley et al., 2006). Исследовательские группы Бакхеда, Гордона и Де Филиппо были подтверждены Вердамом и др. (2013). Сообщалось даже о противоречивых результатах: схожий состав микробиоты у худых и тучных субъектов (Duncan et al., 2008), противоположное изменение соотношения Bacteroidetes/Firmicutes при ожирении (Schwiertz et al., 2010). Эти противоречивые данные могут быть связаны с такими факторами, как недавнее использование антибиотиков (Детлефсен, Хьюз, Согин и Релман, 2008), различная диета (Тернбо, Бакхед, Фултон и Гордон, 2008), физиология хозяина (Бенсон и др., 2010) или наличие сопутствующих заболеваний, связанных с ожирением, таких как резистентность к инсулину (Larsen et al., 2010).
Препараты клетчатки и другие неперевариваемые полисахариды не гидролизуются и не всасываются в верхнем отделе желудочно-кишечного тракта и поэтому в неизмененном виде достигают толстой кишки, где обеспечивают питательные вещества для полезных бактерий. Они представляют собой многообещающее средство модуляции микробиоты кишечника и могут обладать пребиотическими свойствами; поэтому было предложено включать их в рацион человека (Техническое совещание ФАО по пребиотикам, 2007 г., Луис и др., 2007 г.). Такие полисахариды включают устойчивые декстрины, которые определяются как короткоцепочечные полимеры глюкозы, полученные из крахмала, устойчивые к перевариванию в желудочно-кишечном тракте человека (Ohkuma, Hanno, Inaba, Matsuda & Katsuda, 1997). Исследования на крысах и здоровых людях подтвердили, что пребиотики усиливают чувство сытости (Cani et al., 2007, Parnell and Reimer, 2009). Благоприятное воздействие пребиотиков на микробиоту кишечника связано с выработкой SCFA и повышением уровней PYY (пептида, синтезируемого и секретируемого L-клетками подвздошной и толстой кишки, который стимулирует центр насыщения) и GLP-1 (который снижает гликемию, резистентность к инсулину и массу жировой ткани, а также стимулировать чувство сытости) (Alvarez-Castro et al., 2012, Delzenne et al., 2011, Parnell et al., 2012).
В недавних исследованиях проведенных в Институте химии, охраны окружающей среды и биотехнологии Университета Яна Длугоша в Польше показало влияние декстрина, полученного из картофельного крахмала, на численность и относительную долю кишечных бактерий, относящихся к типам Bacteroidetes , Actinobacteria и Firmicutes . Кроме того, были проанализированы основные показатели функции желудочно-кишечного тракта и короткоцепочечные жирные кислоты. Были полученны данные, что декстрин снижает потребление пищи и интенсивно метаболизируется бактериями в дистальном отделе кишечника. Декстрин также снижает уровень КЦЖК , связанных с гниением , в дистальном отделе кишечника при условии, что он потребляется вместе с диетой с высоким содержанием жиров, он также стимулирует рост штаммов Bacteroidetes и Actinobacteria , одновременно уменьшая количество штаммов Firmicutes независимо от режима питания.
Эти удивительные результаты показывают, что картофельный декстрин снижает потребление пищи и приводит к изменениям в дистальном отделе кишечника, что может способствовать поддержанию здоровья кишечника и предотвращению избыточного веса и ожирения. Так же были полученны крайне обнадеживающие данные о благоприятном действии картофельного мальтодестрина. Мальтодекстрин является сложным углеводным, высокоэнергетическим соединением. Поступая в организм, за счет постепенного расщепления, он равномерно и в течение длительного времени снабжает мышцы энергией, не вызывает резкое повышение глюкозы в крови, что позволяет улучшать уровень глюкозы в крови и регулировать приступы голода и длительность насыщения. Использование картофеля в диетических рационах питания выходит на новый уровень понимания механизма воздействия на кишечную микрофлору и открывает обнадеживающие преспективы перед диетологами.
За последние несколько десятилетий наблюдался значительный рост распространенности ожирения как среди взрослых, так и среди детей. Действительно, это расстройство достигло масштабов эпидемии во всем мире. Развитие ожирения связано как с экологическими, так и с генетическими факторами. Недавние исследования показали, что важную роль в поддержании нормальной массы тела играет микробиота кишечника. Таким образом, стратегия сдерживания эпидемии ожирения должна включать разработку новейших типов диетологических рекомендаций и диет связанных с глубоким пониманием и воздействием на микробиотику кишечника.
«Глубокое понимание воздействия картофеля на микробиотику кишечника открывает новые перспективы в науке и диетологии, что приведет к значительному улучшению контроля степени ожирения в развитых странах» — Асбйорн Расен, микробиолог, диетолог-консультант.
