Кишечные микробы человека могут сделать обработанные продукты полезнее

Исследование Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе показывает, как микробиом кишечника человека расщепляет компоненты обработанных продуктов, в том числе потенциально вредные химические соединения, образующиеся при современном производстве пищи.

Потребление обработанных продуктов (хлеб, хлопья, газированные напитки) связано с негативными последствиями для здоровья, включая инсулинорезистентность и ожирение.

В статье, опубликованной 9 октября в журнале Cell Host & Microbe, учёные идентифицировали специфический штамм кишечной бактерии человека, который расщепляет химическое соединение фруктозилизин на безвредные побочные продукты. Фруктозилизин относится к классу продуктов реакции Майяра, образующихся при обработке пищи. Некоторые из этих веществ связывают с вредным воздействием на здоровье. Эти открытия позволяют предположить, что знание о микробиоме можно использовать для разработки более здоровых и питательных обработанных продуктов.

Исследование проводилось на мышах, выращенных в стерильных условиях, которым вводили известные коллекции человеческих кишечных микробов и кормили диетами, содержащими ингредиенты обработанной пищи.

"Это исследование даёт нам более глубокое понимание того, как компоненты нашего современного рациона метаболизируются кишечными микробами, включая расщепление компонентов, которые могут быть для нас нездоровыми", — сказал Джеффри И. Гордон, доктор медицинских наук. — "Теперь у нас есть способ идентифицировать эти микробы и понять, как они превращают вредные пищевые химикаты в безвредные побочные продукты".

Микробные сообщества кишечника воспринимают пищу как набор химических соединений. Некоторые из этих соединений полезны как для самих микробных сообществ, так и для здоровья человека. Однако современная обработка пищи может генерировать химические вещества, потенциально вредные для здоровья. Такие вещества связывают с воспалением, ассоциированным с диабетом и сердечными заболеваниями.

В новом исследовании учёные показали, что специфическая бактерия Collinsella intestinalis расщепляет фруктозилизин на безвредные компоненты.

"Фруктозилизин часто встречается в обработанных продуктах, включая ультрапастеризованное молоко, пасту, шоколад и хлопья", — сказала первый автор Эшли Р. Вольф, доктор философии. — "Высокое содержание фруктозилизина и подобных химических веществ в крови связывают с возрастными заболеваниями, такими как диабет и атеросклероз".

При диете с высоким содержанием фруктозилизина у мышей, в чьём микробиоме присутствовала Collinsella intestinalis, наблюдался рост численности этой бактерии, а также повышение способности микробного сообщества расщеплять фруктозилизин.

"Этот конкретный бактериальный штамм процветает в таких условиях, — сказал Гордон. — И по мере увеличения его численности фруктозилизин метаболизируется более эффективно".

Он добавил, что новые инструменты и знания, полученные в этом исследовании, могут быть использованы для разработки более здоровых продуктов, а также для поиска и использования определённых типов кишечных бактерий, способных перерабатывать потенциально вредные химические вещества.

Подчёркивая сложность задачи, исследователи также показали, что близкие родственники Collinsella intestinalis не реагируют на фруктозилизин таким же образом. Их геномы несколько отличаются, и они не процветают в среде, богатой фруктозилизином. Для того чтобы научиться использовать специфические возможности отдельных микробов для нейтрализации целого ряда потенциально вредных химических веществ, образующихся при производстве пищи, потребуются дальнейшие исследования.