Пребіотики — чим насправді ви годуєте бактерії, які керують вашим здоров’ям?

Мета дослідження: Фруктани інулінового типу (ITF), зокрема коротколанцюгові фруктоолігосахариди (scFOS), олігофруктоза та інулін, є поширеними харчовими волокнами, які широко вважають пребіотиками, оскільки кишкова мікробіота може вибірково їх використовувати, забезпечуючи користь для здоров’я.

Результати: Дані досліджень, включених до цього огляду, свідчать про пребіотичну дію ITF на кишкову мікробіоту: вони сприяють збільшенню кількості Bifidobacterium, Lactobacillus і Faecalibacterium prausnitzii. До корисних ефектів для здоров’я, про які повідомлялося після вживання ITF, належать поліпшення функції кишкового бар’єра, полегшення випорожнення, підвищення чутливості до інсуліну, зниження рівня тригліцеридів і поліпшення ліпідного профілю, посилення всмоктування кальцію та магнію й посилення відчуття ситості. Хоча є певні дані про відмінності ефекту ITF залежно від довжини ланцюга, відсутність прямих порівнянь і докладних описів фізико-хімічних властивостей не дає змоги робити висновки на підставі клінічних досліджень за участю людей.

Мета дослідження: Порівняно зі здоровими людьми, кишкова мікробіота людей із діабетом 2-го типу має кілька несприятливих особливостей, які можуть порушувати регуляцію рівня глюкози. Метою цього дослідження було оцінити пребіотичний вплив фруктанів інулінового типу на мікробіоту калу та коротколанцюгові жирні кислоти (SCFA) у пацієнтів із діабетом 2-го типу.

Результати: Приймання фруктанів інулінового типу спричинило помірні зміни складу мікробіоти калу (1,5%, p = 0,045). Найвиразнішим був біфідогенний ефект: найбільше позитивне зростання спостерігалося в операційних таксономічних одиницях (OTU) Bifidobacterium adolescentis, далі — в OTU Bacteroides. Після вживання пребіотика, порівняно з плацебо, виявили значно вищі концентрації загальних SCFA, оцтової та пропіонової кислот у калі. Пребіотична клітковина не впливала на концентрацію масляної кислоти чи загальне різноманіття мікробів. Шеститижневе вживання фруктанів інулінового типу мало значний біфідогенний ефект і підвищило концентрації SCFA у калі, не змінивши різноманіття 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 змінами у взаємодії між організмом і мікробами, може посилювати системне запалення, викликане ожирінням. Вплив на кишкову мікробіоту за допомогою пребіотичної добавки інуліну може усунути порушення обміну речовин і поліпшити перебіг ожиріння. Метою цього дослідження було з’ясувати, чи поліпшує добавка інуліну кишкову мікробіоту та функціональні метаболічні шляхи мікробів у дітей з ожирінням.

Результати: Було оцінено дані 143 дітей, для яких були доступні профілі кількості таксонів і функціональних метаболічних шляхів. У групі інуліну спостерігалося значне збільшення альфа-різноманіття. Порівняно з іншими групами добавка інуліну значно збільшила кількість Bifidobacterium, Blautia, Megasphaera та кількох бактерій, що виробляють бутират, зокрема Agathobacter, Eubacterium coprostanoligenes і Subdoligranulum. У групі інуліну виявили значущі відмінності у функціональних шляхах протеасоми та метаболізму рибофлавіну. Ці зміни корелювали з клінічними й метаболічними результатами лише в групі інуліну. Добавка інуліну значно підвищила різноманіття кишкових бактерій і поліпшила дисбіоз кишкової мікробіоти в дітей з ожирінням. Вплив інуліну на функціональні шляхи вказує на його потенціал сприяти корисній взаємодії між кишковою мікробіотою та фізіологією організму.

Мета дослідження: На противагу давньому припущенню, що необхідно спричиняти вибірковий (тобто біфідогенний) ефект, нові дані свідчать, що пребіотичні втручання призводять до змін мікробіоти в усій екосистемі. Однак досі бракує всебічної характеристики цього процесу.

Результати: Хоча профілі метаболітів калу істотно не змінилися після вживання інуліну, наш аналіз виявив помірний вплив на загальний склад мікробіоти та специфічні зміни відносної кількості Anaerostipes, Bilophila і Bifidobacterium, спричинені інуліном. Спостережуване зменшення кількості Bilophila після вживання інуліну було пов’язане як із м’якшими випорожненнями, так і з позитивними змінами показників якості життя, специфічних для закрепів. Аналіз впливу дієтичного втручання з пребіотичними фруктанами інулінового типу на мікробіоту товстої кишки в масштабі всієї екосистеми показав, що цей ефект пов’язаний саме з трьома родами бактерій. Один із них — Bilophila — є перспективною новою мішенню для механістичних досліджень.

Мета дослідження: Вплив на кишкову мікробіоту за допомогою пребіотиків є перспективною стратегією лікування метаболічних захворювань. Однак клінічний вплив на обмін глюкози в різних групах людей досі неясний. У цьому дослідженні ми провели рандомізоване подвійне сліпе дослідження, щоб оцінити вплив інуліну та фруктоолігосахаридів (FOS) на обмін глюкози у дорослих із надмірною вагою/ожирінням і здорових дорослих.

Результати: Плацебо не вплинуло на обмін глюкози чи кишкову мікробіоту. У людей із надмірною вагою/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 на толерантність 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, хоч і значно знизили рівень HCY (Cohen's d = 0.72, p = 0.023), не поліпшили показники обміну 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 обміну глюкози. Після вживання інуліну рівень пропіонату значно знизився як у людей із надмірною вагою/ожирінням (Cohen's d = 0.89, p = 0.014), так і у здорових учасників (Cohen's d = 1.19, p = 0.020).

Мета дослідження: Пребіотичний інулін поліпшує порушення обміну речовин, пов’язані з ожирінням, однак його клінічна ефективність помітно різниться в різних людей. Ключові мікроби, міжвидові взаємодії та подальші ефекторні шляхи, що визначають різну реакцію, досі недостатньо вивчені.

Результати: Бутират забезпечував захист, зміцнюючи функцію кишкового бар’єра, 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 реакцію на інулін. Це обґрунтовує персоналізоване харчування та підтримує розробку індексу прогнозування, придатного для клінічного використання, і стратегії цільового втручання.

Мета дослідження: Пребіотичні субстрати, що швидко ферментуються, посідають суперечливе місце в харчуванні людей. У дослідженнях мікробіому та функціональних продуктів харчування до їжі й добавок додають недоступні для травлення вуглеводи з низькою молекулярною масою, як-от інулін, фруктоолігосахариди та галактоолігосахариди, щоб сприяти біфідогенним, метаболічним і шлунково-кишковим корисним ефектам.

Результати: Субстрати, що швидко ферментуються, можуть сприяти корисним мікробним і метаболічним реакціям у людей, які добре їх переносять, але в чутливих людей можуть посилювати утворення газів, осмотичний ефект, розтягнення просвіту кишки, появу симптомів або навіть активацію імунної системи. Майбутні дослідження мають вийти за межі визначення ефективності пребіотиків переважно за збільшенням кількості окремих груп бактерій. Натомість кожен субстрат слід перевіряти в дослідженнях «доза—реакція», визначаючи як корисні, так і добре переносимі дози для здорових людей і клінічно важливих груп. У майбутніх дослідженнях також слід розглядати пребіотики в контексті взаємодії організму з мікроекологією, перевіряючи, чи залежить користь не стільки від максимального стимулювання мікробів, скільки від підтримання контрольованого, локалізованого й клінічно прийнятного мікробіому.