كيف أنواع مختلفة من الألياف تؤثر على الميكروبيوم

العلماء الذين يدرسون مجموعة من مصادر الألياف التي تظهر جزيئات الألياف التي تستفيد مجموعة من بكتيريا الأمعاء في نموذج الفأر.

عادة ما تكون الوجبات الغربية غنية بالدهون المشبعة والسكر ومنخفضة الألياف، ولكن هناك الكثير من الأدلة على أن طريقتنا في تناول الطعام لا تتفق مع ميكروبيوم الأمعاء لدينا.

ركابنا الميكروبيون مهمون لصحتنا، إنها تساعدنا على هضم طعامنا ، وهي ضرورية لجهاز المناعة ، وقد ترتبط بمجموعة أكبر من الجوانب الصحية ، مثل الصحة العقلية وأمراض القلب والأوعية الدموية.

في وقت سابق من هذا العام، أخبار طبية اليوم ذكرت على تكليف منظمة الصحة العالمية التحليل التلوي التي أشارت إلى أن تناول ما بين 25 و 29 غراما من الألياف يوميا يرتبط مع انخفاض الإصابة بداء السكري من النوع 2 ، أمراض القلب ، السكتة الدماغية ، و سرطان القولون .

بينما ينصح الأطباء بعض الأشخاص بتطبيق نظام غذائي منخفض الألياف نظرًا لظروف صحية معينة ، مثل اضطرابات الأمعاء الالتهابية ، فإن اتباع نظام غذائي غني بالألياف يعد أمرًا أساسيًا لصحة الأمعاء بالنسبة لمعظم الأشخاص.

توصي الإرشادات الغذائية للأميركيين بأن الإناث البالغات الذين تتراوح أعمارهم بين 31 و 50 عامًا يستهلكون 25.2 جرامًا من الألياف يوميًا ، وأن الذكور البالغين في نفس الفئة العمرية يستهلكون 30.8 جرامًا من الألياف يوميًا.
ولكن ما هي أفضل مصادر الألياف ، وما هي جزيئات الألياف التي تستجيب لها ميكروبات الأمعاء؟

قام فريق من الباحثين من كلية الطب بجامعة واشنطن ، في سانت لويس ، ميزوري ، بالتعاون مع متعاونين دوليين ، بالإجابة على هذه الأسئلة بهدف طويل المدى لتطوير ما يسمونه الأطعمة الموجهة للميكروبات ، لتحسين صحتنا.
ليس كل الألياف يتم إنشاؤها على قدم المساواة

من المفهوم أن الألياف مفيدة" ، يوضح كبير مؤلفي الدراسة الدكتور جيفري جوردون ، الأستاذ ومدير مركز عائلة إديسون لعلوم علم الجينوم والأنظمة في كلية الطب بجامعة واشنطن.

لكن الألياف هي في الواقع مزيج معقد للغاية من العديد من المكونات المختلفة، وعلاوة على ذلك ، فإن الألياف من مصادر نباتية مختلفة تتم معالجتها بطرق مختلفة أثناء تصنيع الأغذية لها مكونات مختلفة" ، يتابع، "لسوء الحظ ، نحن نفتقر إلى المعرفة التفصيلية لهذه الاختلافات وأهميتها البيولوجية."

لاختبار مدى تأثير مصادر الألياف المختلفة على وفرة بكتيريا الأمعاء ، تحول الدكتور جوردون وزملاؤه إلى الفئران.

تم تربيتها الحيوانات في دراستهم في ظل ظروف معقمة ، مما يعني أنهم لم يكن لديهم الميكروبات الخاصة بهم الأمعاء.

وبدلاً من ذلك ، تلقى كل منهم كوكتيلًا مكونًا من 20 سلالة من بكتيريا الأمعاء الشائعة Bacteroides ، والتي عزلها الفريق من أمعاء بشرية.

أكل كل فأر بعد ذلك نظامًا غذائيًا محددًا لمدة 4 أسابيع ، يتكون من نظام غذائي أساسي يحتوي على ألياف مضافة.

النظام الغذائي الأساسي يحتوي على كميات عالية من الدهون المشبعة وكميات منخفضة من الفواكه والخضروات. استخدم الفريق هذا كنموذج لنظام غذائي غربي ، وهو عادة ما يكون غني بالدهون وقليلة الألياف، لكل نظام غذائي أساسي ، أضافوا أنواع مختلفة من الألياف.

اختبر الفريق 34 مصدرًا مختلفًا من الألياف الغذائية ، بما في ذلك بروتين البازلاء وقشر الحمضيات وبكتين الحمضيات وقشر الطماطم والألياف البرتقالية وألياف التفاح وألياف بدن الشوفان والكاكاو وبذور الشيا ونخالة الأرز، في المجموع ، وهذا أدى إلى 144 مجموعات النظام الغذائي المختلفة.


ثم قاموا بتحليل كيفية تفاعل 20 سلالة بكتيرية مختلفة مع وجود مصادر الألياف المختلفة.

في المجموع ، كان 21 من المجموعات لها تأثيرات كبيرة ، حيث سمحت للباحثين بتحديد "قدرات حصاد المواد الغذائية المتميزة" ، كما أوضحوا في ورقتهم.

على وجه التحديد ، زادت وفرة B. thetaiotaomicron في وجود الحمضيات البكتين وألياف البازلاء ، في حين ارتفعت مستويات B. ovatus في وجود بيتا جلوكان والشعير ونخالة الشعير، الألياف الأخرى التي أدت إلى زيادة في أعضاء سلالات باكتيرويديس في الدراسة كانت عالية الوزن الجزيئي إينولين ، المالتوديكسترين المقاوم ، والسيلليوم.

تحديد عمق أكبر ، حدد الفريق الكربوهيدرات النشطة بيولوجيًا في محضرات الألياف التي توفر مصادر الغذاء المفضلة للسلالات المختلفة.

يشرح المؤلف الأول مايكل ل، باتنود ، باحث ما بعد الدكتوراة يعمل مع الدكتور جوردون ، "أظهرت تجاربنا أنه في ألياف البازلاء ، شملت المكونات الجزيئية النشطة نوعًا من السكاريد يدعى أرابينان ، بينما في البكتين الحمضيات تعافى من قشور البرتقال ، نوع آخر من السكاريد ، ودعا homogalacturonan ، كان مسؤولا عن التوسع في البكتيريا. "

ونظر الفريق أيضًا في كيفية تفاعل بعض سلالات باكتيرويديز في الدراسة مع بعضها البعض عندما قدمت مع مصادر ألياف مختلفة، وجدوا أن العلاقات الهرمية بين السلالات كانت محددة لكل ليف.

يوضح الفريق في الورقة: "إن الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء البشرية لديها تنوع كبير في مستوى الضغط". "تحديد أي سلالات تمثل فصيلة معينة لاختيارها كعامل بروبيوتيك مرشح رئيسي أو لإدماجها في تركيبات تخليقية (prebiotic plus probiotic) هو تحد رئيسي لأولئك الذين يسعون لتطوير الجيل التالي من العلاجات الموجهة للميكروبات المجهرية."

إنتكسير كود المكونات الغذائية المفيدة للميكروبات المفيدة هو مفتاح تصميم الأطعمة التي تعزز الصحة.