ما آثار الأطعمة الكربوهيدراتية في بكتيريا الأمعاء النافعة؟

تأثير الكربوهيدرات في الميكروبيوتا

الكربوهيدرات البسيطة تُمتص كليًا في الأمعاء الدقيقة، بينما بسبب مقاومة الأنشطة الإنزيمية للإنزيمات الهضمية البشرية، فإن الكربوهيدرات المعقدةلا تُهضم بالكامل في الجهاز الهضمي العلوي.

يرتبط تناول الكربوهيدرات المعقدة المسماة أليافًا لدى القوارض والبشر بتأثيرات متنوعة، بما فيها السمنة ومرض الأمعاء الالتهابي والربو، عبر الميكروبيوتا ومن خلالها بآثار متنوعة نافعة فهذا هو الارتباط.

ما السكر / الكربوهيدرات؟

الكربوهيدرات (المركبات السكرية)، كالدهون والبروتينات، من أهم المغذيات العضوية للإنسان والحيوان. وغرض السكريات الأساسي توفير الطاقة. وهي أكثر المركبات العضوية وفرة في غذائنا، وتتكون من الكربون والأكسجين والهيدروجين. وتختلف بنيتها وأسماؤها بحسب عدد هذه العناصر الثلاثة وترتيب ارتباطها وقدرة الإنسان على الاستفادة منها.

في الشكل أعلاه تظهر وحدات بناء الكربوهيدرات. وأصغر وحداتها السكريات الأحادية (الغلوكوز والفركتوز والغالاكتوز). وتتكون من اجتماعها السكريات الثنائية (السكروز والمالتوز واللاكتوز) والمتعددة (النشاء والغليكوجين والسليلوز والكيتين).

السكريات:

1. سكريات أحادية (غلوكوز، فركتوز، غالاكتوز)
2. سكريات ثنائية (سكروز، مالتوز، لاكتوز)
3. سكريات متعددة (النشاء، والسكريات المتعددة غير النشوية)
4. كحولات سكرية (سوربيتول، مالتيتول، لاكتيتول) وغيرها، وهي مجموعات متنوعة

النشاءيوجد أكثر في البقول والخبز والبطاطس والمعكرونة، وهو المصدر الأساسي للطاقة التي نحصل عليها بالغذاء.

الكربوهيدرات المعقدة، مثل النشاء القابل للهضم، والنشاء المقاوم للهضم والسليلوز، تمر عبر الأمعاء الدقيقة وتعمل مادة أولية لـ ميكروبيوتا القولون (بكتيريا الأمعاء النافعة). وتُعالج هذه المركبات أنواع بكتيرية معوية عدة، فتنتج مستقلبات تشكل بيئة الأمعاء، مثل الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (KZYA) و CO2 و H2، عبر عملية التخمير فتُخمَّر بهذه الطريقة.

ما النشاء المقاوم؟

النشاء سكر متعدد قابل للهضم، لكن توجد نشويات مقاومة للهضم أيضًا. ويمكن تعريفها بأنها النشاء الذي لا يُمتص من الأمعاء الدقيقة لدى الأصحاء. وقد توجد طبيعيًا في الأغذية (مثل البقول)، أو تُضاف لاحقًا كمكون، أو يُزاد محتواها بمعالجة مناسبة أثناء تصنيع الغذاء. وكمية النشاء المقاوم في بعض الأغذية المصنعة التي نتناولها يوميًا (مثل الخبز والمعكرونة وحبوب الإفطار) قليلة جدًا. ويعمل مهندسو الأغذية ومطورو المنتجات على زيادتها.

يصل النشاء المقاوم للهضم إلى القولون حيث تخمره الميكروبيوتا، وينتج ما قد يوفر فوائد فسيولوجية متنوعة، أي منتجات متنوعة تحتوي أحماضًا دهنية قصيرة السلسلة (KZYA). وهناك عوامل عدة قد تؤثر في محتوى الكربوهيدرات من النشاء المقاوم، منها شكل حبيبات النشاء ونسبة الأميلوز إلى الأميلوبكتين وعلاقته بمكونات الغذاء الأخرى. ومن مجالات الاهتمام الحالية إمكان استعماله مكونًا غذائيًا غير قابل للهضم يفيد المضيف بتنشيط نمو أو نشاط نوع أو عدد محدود من البكتيريا النافعة في القولون، أي بريبايوتيك وهذه هي إمكانات استخدامه. ولكي يُصنف النشاء المقاوم بريبايوتيك، ينبغي تحقيق ثلاثة معايير: مقاومة بيئة الجهاز الهضمي العلوي، والتخمير بميكروبيوتا الأمعاء، والتحفيز الانتقائي لنمو البكتيريا النافعة و/أو نشاطها.

إدارة التفضيلات لعرض المحتوى الخارجي

إدارة التفضيلات لعرض المحتوى الخارجي

- موضوع ذو صلة: لماذا وكيف يغيرون الأغذية والحيوانات؟

يرتبط اتباع غذاء نباتي غني بالألياف بزيادة أجناس Roseburia و Lachnospira و Prevotella وإنتاج KZYA.

قد تؤثر وفرة الميكروبيوتا ومستقلباتها المرتبطة بالألياف في نتيجة المرض بصورة مستقلة. وللألياف أيضًا آثار مستقلة عن حركات الأمعاء، مثل زيادة حجم البراز.

- موضوع ذو صلة: كم ينبغي أن نستهلك من الألياف؟

ليست جميع الألياف متساوية في التأثير في الميكروبيوتا

تعمل أنواع ألياف معينة مادة أولية لبكتيريا معوية معينة، وقد تُستخدم بعض نواتج التحول الحيوي المتولدة مادة أولية لبكتيريا أخرى في المجتمع.

بما أن معظم أعضاء الميكروبيوتا يميلون إلى استقلاب السكريات الأحادية وقليلة التعدد (السكريات البسيطة)، وتختلف قدرات البكتيريا على معالجة الكربوهيدرات، فإن التغذية المتبادلة بينها ضرورية للهضم الأمثل للسكريات المتعددة المعقدة.

تؤدي التغذية المتبادلة بين البكتيريا إلى تطور بنى مختلفة للمجتمعات البكتيرية بحسب أنواع الألياف المستهلكة. ولذلك قد يسبب تغير أنواع الألياف المتناولة تغيرات معقدة في البنية والوظيفة العامتين.

تختلف بكتيريا الأمعاء كثيرًا في عدد إنزيمات تفكيك السكريات المتعددة التي تملكها. وتُعد بعض البكتيريا عامة التخصص فتستقلب كربوهيدرات متنوعة جدًا، بينما تكون أخرى عالية التخصص. Bacteroides thetaiotaomicron و Bacteroides intestinalis ومن ضمنهما، شعبة Bacteroidetes يُفترض أن كثيرًا من أعضائها عامة التخصص.

ويُفترض أن أعضاء آخرين من الميكروبيوتا، مثل Prevotella copri و Rosaburia intestinalis متخصصون.

أُجريت دراسة عن تناول الألياف والتنوع البكتيري. وحُضن براز بشري مع 15 كربوهيدرات غير قابلة للهضم. وأظهرت النتائج أن نوع المادة الأولية وتفاعل البكتيريا معًا مهمان لإنتاج أنواع KZYA. ونعلم أن أهمها، الأسيتات والبروبيونات والبوتيرات، له آثار مهمة في الميكروبيوتا والصحة (انظر: الدور المهم لميكروبيوتا الأمعاء في التغذية والصحة).

في غياب بعض البكتيريا الأساسية، يحدث نقص في عملية الهضم

اقترح الباحثون أن غياب بعض البكتيريا المحورية قد يقلل تخمير الكربوهيدرات غير القابلة للهضم. وذكروا أيضًا أن pH الابتدائي للوسط قد يضبط إنتاج البوتيرات بالتأثير في نشاط إنزيمات الترانسفيراز المشاركة في تكوينه.

تُظهر هذه المعلومات تعقيد فهم دور أنواع الألياف في تشكيل تركيب الميكروبيوتا وإنتاج KZYA.

في دراسة، تلقى 19 رجلًا سليمًا مصابًا بالسمنة من المتطوعين غذاء منخفض الكربوهيدرات/الألياف. وعند فحص برازهم المحتوي على ميكروبيوتا الأمعاء، وُجد انخفاض Roseburia spp و Eubacterium rectale و Bifidobacteria، وبالتزامن مستويات KZYA والبوتيرات.

قد تكون لتغير تناول الألياف آثار عابرة للأجيال في تشكيل تركيب الميكروبيوتا. فمثلًا، وُجد ارتباط إيجابي بين تناول الألياف وتنوع الميكروبيوتا وغناها لدى الحوامل زائدات الوزن. وفي دراسة فئران، قلل تناول الكربوهيدرات غير القابلة للهضم المنخفض تنوع الميكروبيوتا. استمرت هذه الحالة عبر 4 أجيال بل وُجد أنها لم تكن قابلة للعكس حتى بعد زيادة تناول الكربوهيدرات غير القابلة للهضم.

الخلاصة

عند مراعاة أثر العوامل البيئية في النسل، نفهم أفضل لماذا يزيد الغذاء الغربي المعتاد القليل الألياف تواتر الأمراض غير المعدية على المدى الطويل.

نستخلص أن تناول الألياف ضروري لتطور الميكروبيوتا واستمرارها. فهي مادة أولية لاستمرار البكتيريا وتكاثرها، فتزداد البكتيريا النافعة وتتنوع بفضلها.

وفهمنا أيضًا أهمية تناول القابل للهضم مثل النشاء وغير القابل مثل الألياف من الكربوهيدرات المعقدة فهذا مهم أيضًا. وينبغي تنويع استهلاك الألياف، أي الحصول عليها من مصادر متعددة لا غذاء واحد. وبذلك تستمر بكتيريا مختلفة، وتنتج تفاعلاتها المتبادلة مواد نافعة للصحة.