Специфичен микроб може да разгради химикал, често срещан в произведените храни

Ново проучване от Медицинския факултет на Вашингтонския университет в Сейнт Луис хвърля светлина върху това как човешките чревни микроби разграждат преработените храни - особено потенциално вредни химически промени, често произвеждани по време на съвременните процеси на производство на храни.

могат

Храненето с преработени храни като хляб, зърнени храни и газирани напитки е свързано с отрицателни ефекти върху здравето, включително инсулинова резистентност и затлъстяване.

Докладвайки на 9 октомври в списание Cell Host & Microbe, учените са идентифицирали специфичен бактериален щам на човешките черва, който разгражда химичното вещество фруктозелизин и го превръща в безвредни странични продукти. Фруктозелизинът е в клас химикали, наречени Maillard Reaction Products, които се образуват по време на преработката на храни. Някои от тези химикали са свързани с вредни ефекти върху здравето. Тези открития повдигат перспективата, че може да е възможно да се използват такива знания за чревния микробиом, за да се помогне за разработването на по-здравословни, по-питателни преработени храни.

Изследването е проведено при мишки, отглеждани при стерилни условия, като са им дадени известни колекции от човешки чревни микроби и хранени диети, съдържащи преработени хранителни съставки.

„Това проучване ни дава по-задълбочен поглед върху това как компонентите на нашата съвременна диета се метаболизират от чревните микроби, включително разграждането на компоненти, които може да са нездравословни за нас“, каза Джефри И. Гордън, д-р, д-р Робърт Дж. Глейзър Университетски професор и директор на семейния център на Едисон за геномни науки и системна биология. „Сега имаме начин да идентифицираме тези човешки чревни микроби и как те метаболизират вредните хранителни химикали в безвредни странични продукти.“

Микробните общности на човешките черва възприемат храните като колекции от химикали. Някои от тези химични съединения имат благоприятен ефект върху общностите на микробите, живеещи в червата, както и върху човешкото здраве. Например, миналата работа на Гордън показа, че чревният микробиом играе жизненоважна роля в ранното развитие на бебето, като здравите чревни микроби допринасят за здравословния растеж, имунната функция и развитието на костите и мозъка. Но съвременната преработка на храни може да генерира химикали, които могат да бъдат вредни за здравето. Такива химикали са свързани с възпаление, свързано с диабет и сърдечни заболявания. Изследователите се интересуват от разбирането на сложните взаимодействия между човешките чревни микроби и химикалите, които обикновено се консумират като част от типичната американска диета.

В новото проучване изследователите показаха, че специфична бактерия, наречена Collinsella intestinalis, разгражда химичния фруктозелизин до компоненти, които са безвредни.

"Фруктозелизинът е често срещан в преработените храни, включително ултра-пастьоризирано мляко, тестени изделия, шоколад и зърнени храни", каза първият автор Ашли Р. Улф, доктор по медицина, постдокторант в лабораторията на Гордън. "Високите количества фруктозелизин и подобни химикали в кръвта са свързани със заболявания на стареенето, като диабет и атеросклероза."

Когато се хранят с диета, съдържаща големи количества фруктозелизин, мишките, приютяващи Collinsella intestinalis в техните чревни микробни съобщества, показват увеличаване на изобилието на тези бактерии, както и увеличаване на способността на чревните микробни общности да разграждат фруктозелизина до безвредни странични продукти.

"Този специфичен бактериален щам процъфтява при тези обстоятелства", каза Гордън. "И тъй като се увеличава в изобилие, фруктозелизинът се метаболизира по-ефективно."

Той добави: "Новите инструменти и знания, придобити от това първоначално проучване, могат да бъдат използвани за разработване на по-здравословни, по-питателни храни, както и за проектиране на потенциални стратегии за идентифициране и използване на определени видове чревни бактерии, за които е показано, че преработват потенциално вредните химикали в безвредни. следствие е, че те могат да ни помогнат да разграничим потребителите, чиито чревни микробни съобщества са или уязвими, или устойчиви на въздействието на някои продукти, въведени по време на преработката на храни. "

Подчертавайки сложността на тази задача, Гордън, Улф и техните колеги също показаха, че близките братовчеди на Collinsella intestinalis не реагират на фруктозелизин по същия начин. Тези бактериални братовчеди, чиито геноми варират до известна степен, не процъфтяват в богата на фруктозелизин среда. Изследователите казват, че са необходими бъдещи проучвания, преди учените да могат да идентифицират и да използват специфичния капацитет на отделните микроби за почистване на масива от потенциално вредни химикали, произведени по време на някои видове модерно производство на храни.

Тази работа беше подкрепена от Националните здравни институти (NIH), номера на безвъзмездни средства DK70977, DK078669 и DK30292; Американската диабетна асоциация, грант номер 1-16-PDF-125; Фондацията за изследване на рака Деймън Рунион, номер на безвъзмездна помощ DRG-2303-17; и от Руската научна фондация, грант номер 19-14-00305.

Гордън е съосновател на Matatu Inc., компания, характеризираща ролята на взаимодействията диета от микробиота в здравето на животните.