Пищевые полисахариды в лечении кишечного дисбактериоза и метаболических заболеваний микробиома
Опубликовано пт, 19/07/2019 — 13:43
За последнее столетие распространенность болезней обмена веществ, включая ожирение, диабет, сердечно-сосудистые заболевания, гипертонию, превратилась в глобальную эпидемию. В последнее время кишечный микробиом стал одним из основных факторов, способствующих метаболическим заболеваниям, а разработка позитивных модуляторов кишечной микробиоты представляет значительный интерес для многих исследователей. Природные неперевариваемые полисахариды из растений и пищевых источников считаются мощными модуляторами кишечного микробиома, которые могут питать определенные полезные микробы в кишечнике. Это привело к выделению новых биоактивных полисахаридов из различных растений и пищевых источников и их применению в качестве функциональных компонентов модуляции состава кишечного микробиома с целью улучшения здоровья, включая изменение патологического обмена веществ. Таким образом, предполагается, что полисахариды в качестве компонентов пребиотиков оказывают положительное влияние на метаболические заболевания, такие как ожирение и диабет.
Полисахариды представляют собой основную группу органических макромолекул, которые образуются в результате полимеризации простых звеньев сахара. Крахмал, который встречается в основном в двух формах: амилоза и амилопектин, является одним из примеров накопления энергии полисахарида. Целлюлоза является еще одним наиболее распространенным полисахаридом в природе, который действует как структурный компонент клеточной стенки растений. Характеристики и метаболическое поведение полисахаридов в процессе пищеварения у млекопитающих объясняют их ценное воздействие на здоровье человека. Переваривание растительных полисахаридов начинается сразу во рту от механического процесса и с выделением ферментов слюны, таких как амилаза. Затем через пищевод эти полисахариды попадают в желудок, где они поглощают воду, набухают и растворяются полностью или частично в содержимом желудка. Характер и масштабы процесса кислотного гидролиза в желудке и переваривания ферментов в кишечнике зависят от состава моносахаридных звеньев, набора ковалентных связей и их положения в полимере, аномерных форм и замещений на молекулах сахара полисахарид. Большая часть сахарных субъединиц, происходящих из этих расщепленных полисахаридов, затем абсорбируется в тонкой кишке. Однако некоторые полисахариды (т.е. пищевые волокна) противостоят гидролизу в желудке и тонкой кишке человека.
Эти полисахариды подразделяются на две группы: ферментируемые и неферментируемые. Неферментируемые полисахариды попадают в толстую кишку и в конечном итоге выводятся в виде отходов / кала. Однако неусваиваемые, но сбраживаемые полисахариды потребляются (то есть метаболизируются) микрофлорой толстой кишки и подвергаются ферментации с образованием разнообразных продуктов или метаболитов, которые действуют как дополнительный источник энергии для хозяина. Жирные кислоты с короткой цепью (SCFA) — основные микробные метаболиты, обнаруженные в кишечнике человека, вырабатываются главным образом в результате этой микробной ферментации таких полисахаридов. Учитывая общепризнанную важность и полезные роли SCFA в физиологии кишечника человека, предполагается, что микробиота кишечника хозяина положительно модулируется ферментируемыми полисахаридами, где рост и популяция специфических полезных бактериальных групп стимулируется в кишечнике; и это явление называется пребиотическим эффектом.
Эндоканнабиноидная система (ECS) широко доступна в различных метаболически активных тканях и клетках, которые осуществляют регуляторный контроль по различным аспектам метаболических функций, включая хранение и сжигание калорий. Следовательно, эта система представляет собой потенциальную фармакотерапевтическую мишень для лечения ожирения, диабета и других расстройств пищевого поведения. Известно, что блокаторы рецепторов каннабиноидного типа 1 (CB-1) оказывают благоприятное воздействие на течение ожирения, диабет и сердечно-сосудистые заболевания;однако их клиническое использование было приостановлено из-за периодически возникающих побочных эффектов при их использовании. Исследования широкого спектра показали, что ECS широко распространен по всему кишечнику. Влияние ECS на регуляцию приема пищи, тошноту и рвоту, желудочную секрецию и желудочно-кишечную защиту, моторику желудочно-кишечного тракта, ионный транспорт, висцеральные ощущения, воспаление кишечника и пролиферацию кишечника в кишечнике хорошо известно.
Биологическая активность полисахаридов, таких как антибактериальные, противораковые, антитромботические, антиоксидантные, антиангиогенные и противовирусные, известны и детально рассмотрены в нескольких статьях. Сложные полисахариды также помогают регулировать и снижать уровень глюкозы в крови, уровень холестерина, уровень липидов, ингибирование накопления жира, улучшать всасывание минералов, регулировать опорожнение желудка и дефекацию, повышать чувство сытости и модулировать микробиоту кишечника. Известно, что полисахариды, такие как инулин, олигосахариды β-глюкана и соевые волокна, вызывают сдвиг в кишечном микробиоме в пользу благоприятных эффектов. Считается, что некоторые натуральные пищевые добавки (например, зеленый чай), которые традиционно известны и используются благодаря их противодиабетическому действию и действию против ожирения, проявляют эти эффекты посредством алкалоидов и флавоноидов. Также сообщалось, что устойчивый крахмал из кукурузы и сиропа Yacon снижает потребление пищи и аппетит, , снижая и стимулируя насыщение кишечных гормонов, таких как PYY и GLP-1.
Пребиотики определяются как «неперевариваемый пищевой ингредиент, который благотворно влияет на хозяина, избирательно стимулируя рост и / или активность одного или определенного количества бактерий в толстой кишке и, таким образом, улучшая здоровье хозяина». Ферментация и пребиотический эффект волокна / полисахаридов зависит от его химического состава сахарных фрагментов, растворимости, длины цепи, степени разветвленности, размера частиц, пористости и наличия других пищевых компонентов, таких как белки и липиды.
Источник