Інулін і пребіотики — чим годувати корисні бактерії?

Мета дослідження: Фруктани інулінового типу (ITF), зокрема коротколанцюгові фруктоолігосахариди (scFOS), олігофруктоза та інулін, — це поширені види клітковини, які зазвичай вважають пребіотиками, оскільки кишкова мікробіота вибірково використовує їх і завдяки цьому вони приносять користь здоров’ю.

Результати: Дані досліджень, включених до цього огляду, свідчать, що ITF мають пребіотичну дію на кишкову мікробіоту, збільшуючи кількість Bifidobacterium, Lactobacillus і Faecalibacterium prausnitzii. До корисних ефектів для здоров’я, про які повідомляли після вживання ITF, належать поліпшення бар’єрної функції кишківника, полегшення випорожнення, підвищення чутливості до інсуліну, зниження рівня тригліцеридів і поліпшення ліпідного профілю, збільшення всмоктування кальцію та магнію, а також посилення відчуття ситості. Хоча є деякі дані про різний вплив ITF залежно від довжини ланцюга, брак прямих порівнянь і докладних описів фізико-хімічних властивостей не дає змоги зробити висновки на основі клінічних досліджень за участю людей.

Мета дослідження: Порівняно зі здоровими людьми, кишкова мікробіота при діабеті 2-го типу має кілька несприятливих особливостей, які можуть погіршувати регуляцію рівня глюкози. Метою цього дослідження було оцінити пребіотичний вплив фруктанів інулінового типу на мікрофлору випорожнень і коротколанцюгові жирні кислоти (SCFA) у пацієнтів із діабетом 2-го типу.

Результати: Вживання фруктанів інулінового типу спричинило помірні зміни складу мікрофлори випорожнень (1,5%, p = 0,045). Найвиразнішим був біфідогенний ефект: найбільший позитивний вплив виявлено на операційні таксономічні одиниці (OTU) Bifidobacterium adolescentis, а далі — на OTU Bacteroides. Після вживання пребіотика порівняно з плацебо виявили значно вищі концентрації загальних SCFA, оцтової та пропіонової кислот у випорожненнях. Пребіотична клітковина не вплинула на концентрацію масляної кислоти чи загальне різноманіття мікробів. Шість тижнів приймання добавки з фруктанами інулінового типу мали виразний біфідогенний ефект і підвищили концентрації SCFA у випорожненнях, не змінюючи різноманіття кишкових мікробів. Наші результати свідчать про помірний потенціал фруктанів інулінового типу поліпшувати склад кишкової мікробіоти та посилювати мікробну ферментацію при діабеті 2-го типу.

Мета дослідження: Дисбіоз кишківника, спричинений порушенням взаємодії між організмом і мікробами, може посилювати системне запалення, пов’язане з ожирінням. Зміна кишкової мікробіоти за допомогою пребіотика інуліну може повернути метаболічні порушення назад і поліпшити перебіг ожиріння. Метою цього дослідження було з’ясувати, чи поліпшує приймання інуліну кишкову мікробіоту та функціональні шляхи мікробів у дітей з ожирінням.

Результати: Було оцінено 143 дітей, для яких були доступні профілі кількості таксонів і функціональних шляхів. У групі, що приймала інулін, спостерігалося значне зростання альфа-різноманіття. Порівняно з іншими групами інулін суттєво збільшив кількість Bifidobacterium, Blautia, Megasphaera та кількох бактерій, що виробляють бутират, зокрема Agathobacter, Eubacterium coprostanoligenes і Subdoligranulum. У групі інуліну спостерігалася значна зміна функціональних шляхів протеасоми та метаболізму рибофлавіну. Ці зміни корелювали з клінічними й метаболічними показниками лише в групі інуліну. Приймання інуліну значно збільшило різноманіття кишкових бактерій і поліпшило дисбіоз кишкової мікробіоти в дітей з ожирінням. Зміна інуліном функціональних шляхів вказує на його потенціал сприяти корисній взаємодії кишкової мікробіоти з фізіологічними процесами організму.

Мета дослідження: На противагу давньому припущенню, що необхідно спричиняти вибірковий (тобто біфідогенний) ефект, новіші дані свідчать, що втручання з використанням пребіотиків змінюють мікробіоту в цілому. Однак цей процес досі не вивчений усебічно.

Результати: Хоча профілі метаболітів у випорожненнях істотно не змінилися після вживання інуліну, наш аналіз виявив помірний вплив на загальний склад мікробіоти та конкретні зміни відносної кількості Anaerostipes, Bilophila і Bifidobacterium, спричинені інуліном. Зменшення кількості Bilophila після вживання інуліну було пов’язане як із м’якшими випорожненнями, так і зі сприятливими змінами показників якості життя, пов’язаних із закрепами. Аналіз загального впливу дієтичного втручання з пребіотичними фруктанами інулінового типу на мікробіоту товстої кишки показав, що цей ефект пов’язаний із трьома родами бактерій; один із них (Bilophila) є перспективною новою мішенню для механістичних досліджень.

Мета дослідження: Зміна кишкової мікробіоти за допомогою пребіотиків — перспективна стратегія боротьби з метаболічними захворюваннями. Однак клінічний вплив на метаболізм глюкози в різних групах населення залишається невизначеним. У цьому дослідженні ми провели рандомізоване подвійне сліпе дослідження, щоб вивчити вплив інуліну та фруктоолігосахаридів (FOS) на метаболізм глюкози в дорослих із надмірною вагою або ожирінням і здорових дорослих.

Результати: Плацебо не вплинуло на метаболізм глюкози чи кишкову мікробіоту. У людей із надмірною вагою або ожирінням інулін значно знизив рівень глюкози через 1 годину (Cohen's d = 0,71, p = 0,041) і 2 години (Cohen's d = 0,73, p = 0,028) під час перорального тесту толерантності до глюкози (OGTT), підвищив рівень інсуліну натще (Cohen's d = 0,70, p = 0,008) і знизив рівень гомоцистеїну (HCY) (Cohen's d = 0,76, p = 0,014). У здорових людей цих ефектів не спостерігали. Натомість FOS, хоча й значно знизили HCY (Cohen's d = 0,72, p = 0,023), не поліпшили показники глюкози в жодній із груп. Інулін також зменшив кількість Ruminococcus на 72,0% (з 1,661% ± 1,501% до 0,465% ± 0,594%); це позитивно корелювало з поліпшенням показників контролю глюкози. Після вживання інуліну рівень пропіонату значно знизився як в учасників із надмірною вагою або ожирінням (Cohen's d = 0,89, p = 0,014), так і в здорових учасників (Cohen's d = 1,19, p = 0,020).

Мета дослідження: Пребіотик інулін поліпшує метаболічні порушення, пов’язані з ожирінням, проте його клінічна ефективність значно відрізняється в різних людей. Ключові мікроби, взаємодії між видами та подальші механізми дії, що визначають різну відповідь, досі недостатньо вивчені.

Результати: Бутират забезпечував захист, зміцнюючи бар’єрну функцію кишківника, активуючи секрецію GLP-1/PYY і пригнічуючи запалення жирової тканини. Ми виявили нову антагоністичну вісь D. desulfuricans–H2S–R. intestinalis–бутират, яка механістично пояснює різну відповідь на інулін, обґрунтовує персоналізоване харчування та підтримує розробку індексу прогнозування, придатного для клінічного застосування, і цільової стратегії втручання.

Мета дослідження: Пребіотичні субстрати, які швидко ферментуються, посідають суперечливе місце в харчуванні людини. У дослідженнях мікробіому та функціональних продуктів низькомолекулярні неперетравлювані вуглеводи, як-от інулін, фруктоолігосахариди та галактоолігосахариди, додають до продуктів і харчових добавок, щоб сприяти біфідогенним, метаболічним і шлунково-кишковим перевагам.

Результати: Субстрати, які швидко ферментуються, можуть сприяти корисним мікробним і метаболічним реакціям у людей, які їх добре переносять, але в чутливих людей можуть посилювати утворення газів, осмотичні ефекти, розтягнення кишкового просвіту, появу симптомів або навіть активувати імунну систему. У майбутніх дослідженнях ефективність пребіотиків не слід визначати переважно за збільшенням кількості окремих вибраних таксонів бактерій. Натомість кожен субстрат потрібно досліджувати в рамках дозозалежних випробувань, що встановлюють як пороги корисної дії, так і рівні переносимості у здорових людей і клінічно важливих групах. Також слід досліджувати пребіотики в межах підходу, що враховує взаємодію організму з його середовищем: перевіряти, чи залежить користь не стільки від максимального стимулювання мікробів, скільки від підтримання контрольованого, локалізованого й клінічно переносимого мікробіому.