Вчені досягають прогресу в розумінні ролі мікробіома кишечника в індивідуальній реакції на дієту

Відомо, що наш мікробіом кишечника сприяє мінливій індивідуальній мінливості у відповідь на дієту. Ден Найтс та його колеги виявили, що мікробіом кишечника реагує більше на певні продукти, ніж на комбінації поживних речовин, і що реакція мікробіомів на дієту персоналізована.

Різні фактори навколишнього середовища можуть формувати варіацію мікробіома кишечника людини. Незважаючи на те, що дієта має великий вплив на зміну мікробіомів кишечника в організмі людини, на рівні популяції дієта мало сприяє варіації мікробіомів кишечника. Хоча наш мікробіом кишечника може сприяти міжособистісній мінливості у відповідь на дієту, ретельний моніторинг того, як часові зміни в дієті змінюють склад і стабільність мікробіома кишечника, ще не досліджений.

Нове дослідження, проведене доктором Даном Найтсом з Університету Міннесоти (США), виявило це мікробіом кишечника реагує більше на певні продукти харчування, ніж на комбінації поживних речовин, і що реакція мікробіома на дієту персоналізована.

Дослідники вивчали вплив звичної дієти на мікробіом кишечника у 34 суб'єктів протягом 17 днів поспіль. Мікробіом калу та дієта учасників брали проби щодня за допомогою метагеномічного секвенування рушниці та щоденних 24-годинних дієтичних записів відповідно.

Хоча відносна чисельність мікробних видів кишечника показала високі відмінності як між особинами, так і між ними, функціональні ознаки, як правило, залишаються стабільними у різних осіб. На відміну від цього, специфічна група функцій, пов’язаних із реакцією на стрес, перетворенням нітрату в азот та перетворенням формату в метан, показала високу міндивидуальну мінливість, яка не корелювала із споживанням поживних речовин та їжі.

Хоча споживання їжі, представлене як групи продуктів харчування, виявляло високий рівень варіабельності серед осіб, кількість профілів макро- та мікроелементів залишалося стабільним для кожного суб’єкта протягом періоду дослідження. Ці результати дозволили дослідникам припустити, що спостережувані зміни мікробного складу та метаболізму можна пояснити впливом певних доступних мікробіоти вуглеводів та неживних сполук, які неможливо охарактеризувати за допомогою звичайних баз даних про харчування.

З метою кращої характеристики впливу складу поживних речовин на мікробіоти кишечника, Джонсон та його колеги застосували підхід до дієтичного аналізу на основі дерев, побудований на основі бази даних продуктів харчування та поживних речовин для дієтичних досліджень та філогенетичних методів, що використовуються для порівняння мікробних спільнот.

Це гнучкий інструмент для вивчення різноманітності унікальних продуктів, які люди споживають для отримання певних поживних речовин. Наприклад, у випадку клітковини вивчення того, як він впливає на мікробіом кишечника залежно від джерела їжі, є важливим через різну метаболічну здатність мікробіоти кишечника залежно від типу клітковини.

Автори виявили, що в групах продуктів, багатих клітковиною, фруктові волокна та зернові волокна з подібних продуктів харчування призводять до більш подібних профілів мікробіомів кишечника у учасників. Як і в попередніх дослідженнях, ці висновки підкреслюють важливість окремої оцінки впливу типів клітковини, виявлених у різних групах їжі, на різноманітність мікробіомів.

З іншої сторони, мікробіом кишечника відповіді на дієту були персоналізованими, оскільки одні і ті ж продукти по-різному впливали на мікробіоми кишечника людей. Щоденні дієтично-кишкові мікробіомічні асоціації покращувались, враховуючи щонайменше 2 дні даних про дієту.

Доказом персоніфікованих дієтично-мікробіологічних асоціацій є те, що співвідношення між дев’ятьма групами продуктів харчування - включаючи яйця, жири, овочі, фрукти, зернові, бобові, м’ясо, молоко, солодощі та напої - та кишкові бактерії на сімейному та видовому рівнях різнились у різних осіб. Це означає, що мікробіом кишечника по-різному реагує на одну і ту ж групу продуктів харчування, тоді як деякі кореляційні зв'язки між видами їжі поділяються між учасниками.

Персоналізований характер режиму харчування та видів бактерій також підтверджувався тим, що недавня історія дієти учасників та поточні дані про мікробіоми змогли передбачити зміни в мікробіомі кишечника на наступний день. Це контрастувало з розглядом лише даних мікробіомів кишечника, тимчасових даних, що стосуються дієти учасників або особливостей харчування іншого суб’єкта.

Загалом, ці результати пояснюють, чому в дослідженнях на рівні населення дієта вносить невеликий внесок у коливання мікробіомів кишечника, навіть між групами людей, які вживають різні режими харчування.

Джонсон та його колеги також досліджували вплив стабільної дієти (в даному випадку напоїв, що замінюють їжу) на варіацію мікробіому кишечника у двох суб'єктів. Було встановлено, що одноманітна (стабільна) дієта— Навіть при порівнянні дієти вихідного дня з дієтою робочого дня—був пов’язаний зі змінами складу мікробіоти кишечника, подібними до тих, про які повідомляли інші учасники дослідження. Ці результати дозволяють припустити, що дієтичне різноманіття не завжди може бути рушієм різноманітності мікробіомів кишечника.

Загалом, це дослідження показує, що групи продуктів харчування, а не конкретні поживні речовини, є основними рушійними чинниками, що пояснюють мікробні зміни у різних осіб. Дослідники підкреслюють в дискусії, що ці висновки прокладають шлях до прогнозування персоналізованих реакцій за допомогою мікробіома кишечника та згодом адаптації дієтичних рекомендацій до кожної людини.

Нещодавній огляд методів, що використовуються для проведення точних досліджень харчування, обговорює, як мікробіом може виступати як посередник дієти у фізіології господаря. Однак також цілком ймовірно, що базальний мікробіом може діяти як більш стабільний модифікатор того, як дієта впливає на здоров'я людини. Очевидно, що краще розуміння тісного двонаправленого зв’язку між дієтою та мікробіомом кишечника людини є вирішальним у переході від “універсального” дієтичного підходу до комплексного та персоналізованого підходу до лікування мікробіомів.

Оновлене читання про роль мікробіому у формуванні реакції людей на дієту див. У таких оглядах, опублікованих у червні 2019 року: