Допълнение

  • Пълен член
  • Цифри и данни
  • Препратки
  • Цитати
  • Метрика
  • Препечатки и разрешения
  • PDF
  • EPUB

РЕЗЮМЕ

Затлъстяването и кардиометаболитните заболявания както в развитите, така и в развиващите се окръзи в състояние на хранителен преход често са свързани с диетата, която също играе основна роля в оформянето на микробиотата на човешките черва. Човешките черва приютяват различни микроби, които играят съществена роля за благосъстоянието на техния домакин. Сложните взаимодействия между диетата и микроорганизмите могат да доведат до благоприятни или вредни резултати за приемане на кардиометаболитно здраве. Въпреки многобройните проучвания, използващи модели на гризачи, показват, че диетата с високо съдържание на мазнини може да наруши защитните функции на чревната бариера и да допринесе за възпалителни процеси, доказателствата от проучвания, базирани на популация, все още са ограничени. В нашето скорошно проучване на 6-месечно рандомизирано проучване с контролирано хранене, ние показахме, че диетата с високо съдържание на мазнини и ниско съдържание на въглехидрати е свързана с неблагоприятни промени в чревната микробиота, фекалните микробни метаболити и плазмените възпалителни фактори при здрави млади възрастни. Тук предоставяме общ преглед и разширено обсъждане на нашите ключови открития и очертаваме важни бъдещи насоки.

чревната

Въведение

Допринасяща роля на диетата за оформяне на чревната микробиота

Чревната микробиота участва в събирането и съхранението на енергия, както и в различни кардиометаболитни функции, като ферментация и абсорбиране на несмляни въглехидрати, черта, която вероятно е действала като силна еволюционна сила за установяването на бактериите като човешки симбионти. 6 Разнообразието в диетата е един от ключовите фактори, допринасящи за разнообразието на човешката чревна микробиота, което се развива паралелно с диетата на нашите еволюционни предци, в която съществува симбиотична връзка. 7

Много проучвания използват животински модели, за да изследват и идентифицират механизма на оста диета-черва-здраве, въпреки че степента, до която резултатите се превеждат при хората, е неизвестна. При хората наблюдателни проучвания, включително проучвания на напречно сечение и кохорти, могат да осигурят връзка между диетата и чревните микроби, докато те са ограничени от невъзможността да се разкрият причинно-следствени връзки. Чревната микробиота в американските индивиди, които консумират модерна западна диета, показва по-малко разнообразие от своите колеги в селските райони, чиято диета е доминирана от растителни полизахариди като царевица и маниока. 8 По същия начин децата, живеещи в селце от селските райони на Африка, следвайки традиционната си диета, показват по-голямо разнообразие в чревната си микробиота, отколкото децата от Западна Европа, придържащи се към типична западна диета. 9 Традиционната диета в африканските селски райони беше предимно с ниско съдържание на мазнини и животински протеини и богата на нишесте, фибри и растителни полизахариди. Напротив, диетата на деца от Западна Европа е с високо съдържание на мазнини, животински протеини и захар, но с ниско съдържание на фибри. Други диети, за които също се съобщава, че са свързани с промени в състава на микробиота в червата, включват средиземноморска диета и вегетарианска диета. 10, 11

Доказателства за най-силно ниво се получават от рандомизирани контролирани проучвания. Десетдневно клинично изпитване с девет участника съобщава, че съставът и функцията на чревната микробиота бързо се променят, когато въглехидратите се елиминират от диетата, 12 въпреки че изключването на всички въглехидрати е неустойчиво и е малко вероятно да бъде от полза за човешкото здраве. Други проучвания с контролирано хранене, използващи по-малко екстремни разлики в диетата по отношение на разпределението на макроелементите, предполагат, че диетата може да промени чревните микробиоми на затлъстели индивиди в периоди от седмица до години. 13, 14

Участие на чревната микробиота в кардиометаболитни заболявания

През последните години се обръща все по-голямо внимание на модулацията на чревната микробиота, отчасти поради наблюдението, че микробиотата играе много по-важна роля в човешкото здраве, отколкото се смяташе досега. Дисбиозата е термин, отнасящ се до промените в състава на нормалната чревна микробиота. Многобройни проучвания показват, че дисбиозата на микробиотата е свързана с патологиите на затлъстяването и кардиометаболитните заболявания, характеризиращи се с по-ниско микробно разнообразие или ненормален състав на микробиотата. 15 - 17

Влиянието на диетите с различно съдържание на мазнини върху чревната микробиота сред населението в състояние на хранителен преход

През последните няколко десетилетия Китай преживява хранителен преход от традиционната диета с ниско съдържание на мазнини и високо съдържание на въглехидрати към диета с относително високо съдържание на мазнини и ниско съдържание на въглехидрати. Този хранителен преход е успоредно с драстично увеличаване на риска от затлъстяване, диабет тип 2 и сърдечно-съдови заболявания. Има ли съвременната диета с високо съдържание на мазнини и ниско съдържание на въглехидрати в Китай неблагоприятно въздействие върху кардиометаболитното здраве и дали чревната микробиота участва в тези процеси? Неотдавнашното ни рандомизирано проучване с контролирано хранене отговори на тези два въпроса. 32, 33

В това проучване ние разработихме три изокалорични диети с различни съотношения на мазнини към въглехидрати: диета с ниско съдържание на мазнини (мазнини 20% и въглехидрати 66% енергия, съответстваща на разпределението на макроелементите преди 30 години, по време на които затлъстяването беше рядкост в Китай), диета с умерено съдържание на мазнини (мазнини 30% и въглехидрати 56% енергия, горната граница на приема на мазнини, препоръчана от Китайското общество за хранене) и диета с високо съдържание на мазнини (мазнини 40% и въглехидрати 46% енергия, приблизително текущата консумация на китайски жители в мегаполиси), за да представят промяната на макроелементите в Китай. Вместо да даваме диетични указания, ние използвахме дизайн на контролирано хранене и осигурихме на участниците във всичките три диетични групи всички храни и напитки през цялата 6-месечна интервенция, за да избегнем неточно изчисляване на приема на диети и да сведем до минимум диетичните смущения. Установихме, че диетата с високо съдържание на мазнини и ниско съдържание на въглехидрати изглежда е свързана с по-висок кардиометаболитен рисков профил от диетата с ниско съдържание на мазнини и въглехидрати.

За да се оцени дали чревната микробиота е била засегната от диетичната намеса и от своя страна да повлияе на метаболизма на гостоприемника, ние допълнително измерихме състава на микробиотата на червата и профила на метаболомиката на фекалиите. Като цяло диетата с високо съдържание на мазнини и ниско съдържание на въглехидрати е свързана с неблагоприятни ефекти върху чревната микробиота и микробните метаболити. Относителното изобилие на Bacteroidetes phylum и Бактероиди и Алистипес родовете бяха увеличени, докато Firmicutes phylum и Faecalibacterium рода са намалени след интервенция с високо съдържание на мазнини и ниско съдържание на въглехидрати. Междувременно диетата с високо съдържание на мазнини и ниско съдържание на въглехидрати повишава фекалните концентрации на палмитинова киселина, стеаринова киселина и арахидонова киселина, но намалява концентрацията на маслена киселина. В допълнение, диетата с високо съдържание на мазнини и ниско съдържание на въглехидрати е свързана с повишени нива на възпалителни фактори в плазмата, като високочувствителен С-реактивен протеин и тромбоксан В2, спрямо диетата с ниско съдържание на мазнини и високо въглехидрати.

Фактори, достойни за внимание при диети с различно съдържание на мазнини

Използвахме изокалоричен дизайн и приемът на протеини се поддържаше на едно и също ниво при всички диети. Разликата в приема на мазнини с диети е постигната чрез заместване на част от енергията, получена от въглехидрати (бял ориз и пшенично брашно, най-често консумираните въглехидратни източници в Китай) с мазнини (соево масло, най-широко използваното хранително масло в Китай).

Целевият градиент в приема на хранителни мазнини е постигнат чрез добавяне на различни количества соево масло към диетата. Соевото масло е богато на полиненаситени мастни киселини (PUFAs, 60,9% от общите мастни киселини, Таблица 1), особено n-6 PUFA (54,9% от общите мастни киселини, Таблица 1). Това накара диетата с високо съдържание на мазнини и ниско съдържание на въглехидрати в нашето проучване да бъде диета с високо съдържание на PUFA, с ниво от 24% обща енергия, 32, което е много по-високо от препоръчания диапазон за PUFAs от СЗО (общо 6-11% енергия). 40 В сравнение с диетата с ниско съдържание на мазнини и високо съдържание на въглехидрати, увеличените PUFAs в диетата с високо съдържание на мазнини са предимно n-6 PUFAs. Увеличението на хранителните n-6 PUFAs може да засили възпалителния процес чрез биосинтеза на възпалителни ейкозаноиди, получени от арахидонова киселина, включително простагландини, тромбоксани и левкотриени. 41 Това беше наблюдавано в нашето проучване, че фекалната концентрация на арахидонова киселина и нивото на плазмен тромбоксан В2 се повишава след консумация на диета с високо съдържание на мазнини и ниско съдържание на въглехидрати.