Проектиране на нови храни със здравословни свойства Значение на микробиома Revista de la

Списание: Предизвикателството на храната в бъдеще

Проектиране на нови храни със здравословни свойства: Значение на микробиома

Загубата на биоразнообразие в чревната микробиота е свързана с небалансирана микробиота и следователно с различни стомашно-чревни здравословни проблеми, които могат да се разширят до здравословни проблеми на индивида. Освен това има различни фактори на околната среда, които могат да дисбалансират нашата микробиота.

Монсерат Риверо
Отдел за основни изследвания. Лаборатории Ордеса. Научен парк в Барселона.
Мария Родригес-Палмеро
Отдел за основни изследвания. Лаборатории Ордеса. Научен парк в Барселона.
Хосе Антонио Морено Муньос *
Отдел за основни изследвания. Лаборатории Ордеса. Научен парк в Барселона. * Автор-кореспондент: [email protected]

ВЪВЕДЕНИЕ

Между 60-70% от човешката микробиота не се обработва, което затруднява нейното изучаване чрез класически микробиологични техники. Приложението на различни независими техники за молекулярна култура, като: DGGE (Denaturing Gradiente Gel Electrophoresis), TGGE (Temporal Temperature Gradiente Gel Electrophoresis), наред с други, и напоследък използването на различни технологии за последователно следващо поколение, приложени към филогенетични изследвания, базирани на 16S rDNA секвениране или метагеномни изследвания, те ни позволиха да започнем да задълбочаваме изследването на биологичното разнообразие на човешката микробиота и да разкрием повсеместния колонизационен капацитет на микроорганизмите в човешкото тяло и връзката му с нашето здраве.

Подобно на проекта за човешкия геном, към изследването на човешкия микробиом се подхожда чрез създаването на големи изследователски консорциуми, в които се събират различни международни изследователски центрове, заслужава да се подчертае европейският проект MetaHIT, американският проект за човешки микробиом и наскоро Международният Консорциум за човешки микробиоми, който включва центрове в различни страни на планетата.

Преводът на изследванията, проведени в човешката стомашно-чревна микробиота, в проектирането на нови продукти в хранителната област е практически пряк, тъй като стомашно-чревната микробиота и диетата са тясно взаимосвързани. Възможно е да се модулира човешката микробиота чрез администриране на пробиотици (живи микроорганизми, които, когато се прилагат в достатъчни количества, носят полза за здравето на гостоприемника) и/или пребиотици (хранителни съставки, които при селективна ферментация предизвикват специфични промени в състав и/или активност на микробиотата. стомашно-чревния тракт, даващ ползи за здравето на индивида), съвместното приложение на пробиотици и пребиотици се нарича симбиотично.

ДИСБИОЗА И ПАТОГЕНЕЗА

Стомашно-чревната екосистема се състои от чревната микробиота и всички фактори на околната среда, които я модулират. Наличието на балансирана микробиота е синоним на здрав стомашно-чревен тракт и като следствие здравословно състояние за целия индивид. Загубата на биоразнообразие в чревната микробиота е свързана с небалансирана микробиота и следователно със стомашно-чревни здравословни проблеми, които могат да се разширят до здравословни проблеми на индивида. Факторите на околната среда, които могат да дисбалансират нашата стомашно-чревна микробиота, са различни, като например; диета и хранителни навици, лекарствена терапия (консумация на антибиотици), възраст на индивида, стрес, наличие на екзогенни бактерии (инфекции), имунен отговор на индивида, околна температура, перисталтика, промени в рН, наличие на жлъчни соли и рак, наред с други.

Когато възникне дисбаланс на стомашно-чревната микробиота, възниква това, което е известно като дисбиоза, промяна в отношенията между обичайните микробни популации в стомашно-чревния ни тракт. Дисбиозата на стомашно-чревната микробиота често се свързва с патология. Дисбиозата играе основна роля в развитието на свързани с диетата заболявания, които са силно разпространени в западните общества, независимо дали на местно ниво на стомашно-чревния тракт (възпалително заболяване на червата; колоректален рак; синдром на раздразнените черва) или системно (диабет тип II; атеросклероза и неалкохолна мастна чернодробна болест), определящи кои са характерните бактериални родове на здрави популации спрямо популации с патология и връзката им с различните диетични модели е от ключово значение за влиянието върху здравето чрез диета.

ДИЕТА, ХРАНИЩЕ И МИКРОБИОТА

Влияние на диетата върху микробиотата през целия живот

Няколко проучвания показват, че диетата влияе, заедно с други генетични и екологични фактори, върху състава и разнообразието на микробиотата, осигурявайки хранителни вещества, които са модулатори на селективния растеж на някои бактериални видове. От друга страна, бактериите генерират енергия и метаболити, които могат да бъдат използвани от гостоприемника, независимо дали са синтетични съединения (витамини или аминокиселини) или чрез превръщане на вещества, които не се усвояват директно от организма, в съединения, които се абсорбират.

Метаболитни функции на чревната микробиота върху хранителните вещества в диетата

Бактериите, които са част от чревната микробиота, имат много важна метаболитна активност, осигурявайки допълващи ензимни системи към тези на човешкото тяло, които са се развили, за да използват оптимално хранителните вещества в диетата за техния растеж и развитие.

Много от хранителните вещества, които не се усвояват от организма, пристигат непокътнати в дисталните части на тънките черва и дебелото черво, където взаимодействат с чревната микробиота. Бактериите използват тези съединения като източник на енергия и хранителни вещества благодарение на собствените си ензими, някои от тях се различават от тези на човека. По този начин резултатът от микробния метаболизъм може да доведе до: i) подобряване на бионаличността на хранителни вещества, ii) разграждане на съединения, които не се използват от човека, iii) приносът на нови хранителни вещества или iv) елиминиране на вредните съединения или антинутриенти.