Ce efecte au alimentele cu carbohidrați asupra bacteriilor intestinale benefice?

Efectul carbohidraților asupra microbiotei

Carbohidrații simpli sunt absorbiți complet în intestinul subțire, în timp ce, datorită rezistenței lor la activitatea enzimelor digestive umane, carbohidrații complecși nu sunt digerați complet în partea superioară a tractului gastrointestinal.

Aportul de carbohidrați complecși, numiți fibre, este asociat, atât la rozătoare, cât și la oameni, cu diferite efecte asupra obezității, bolilor inflamatorii intestinale și astmului, mediate de microbiotă, aceste efecte fiind benefice.

Ce sunt zaharurile / carbohidrații?

Carbohidrații (compușii zaharidici), precum grăsimile și proteinele, se numără printre cele mai importante substanțe nutritive organice pentru oameni și animale. Principalul rol al zaharurilor este furnizarea energiei. Sunt compușii organici cei mai abundenți din alimentele noastre și sunt alcătuiți din carbon, oxigen și hidrogen. În funcție de numărul acestor elemente, de modul de legare și de utilizarea lor de către om, există zaharuri cu structuri și denumiri diferite.

În figura de mai sus sunt prezentate componentele de bază ale carbohidraților. Cele mai mici unități sunt monozaharidele (glucoză, fructoză și galactoză). Prin unirea lor se formează dizaharide (zaharoză, maltoză, lactoză) și polizaharide (amidon, glicogen, celuloză, chitină).

Zaharurile se împart în diferite grupe:

1. Monozaharide (glucoză, fructoză, galactoză)
2. Dizaharide (zaharoză, maltoză, lactoză)
3. Polizaharide (amidon, polizaharide neamidonoase)
4. Alcooli zaharici (sorbitol, maltilol, lactitol) și altele

Amidonul se găsește mai ales în leguminoase, pâine, cartofi și paste și reprezintă principala sursă de energie obținută din alimente.

Carbohidrații complecși – de exemplu amidonul digerabil, amidonul rezistent la digestie și celuloza – trec prin intestinul subțire și servesc drept substrat pentru microbiota colonică (bacteriile intestinale benefice), adică materie primă biologică. Acești compuși produc metaboliți precum acizii grași cu lanț scurt (KZYA), CO2 și H2, care modelează mediul intestinal, fiind supuși procesului de fermentație de către mai multe specii de bacterii intestinale.

Ce este amidonul rezistent?

Amidonul este o polizaharidă digerabilă, dar există și tipuri rezistente la digestie. Amidonul rezistent poate fi definit ca amidonul care nu se absoarbe din intestinul subțire la oamenii sănătoși. Poate exista natural în alimente (de exemplu, în leguminoase), poate fi adăugat ulterior ca ingredient sau conținutul său poate fi mărit prin procedee adecvate de procesare. Cantitatea de amidon rezistent din unele alimente procesate consumate zilnic, precum pâinea, pastele și cerealele pentru micul dejun, este destul de mică. Inginerii alimentari și dezvoltatorii de produse lucrează la creșterea conținutului de amidon rezistent al alimentelor.

Tipurile de amidon care rezistă digestiei ajung în colon, unde sunt fermentate de microbiota intestinală și produc diferiți compuși, inclusiv acizi grași cu lanț scurt (KZYA), care pot oferi beneficii fiziologice. Mai mulți factori pot influența conținutul de amidon rezistent al unui carbohidrat, inclusiv morfologia granulelor de amidon, raportul amiloză-amilopectină și relația acestuia cu alte componente alimentare. Un interes actual privind amidonul rezistent este potențialul de a fi utilizat ca prebiotic, un ingredient alimentar nedigerabil care aduce beneficii gazdei prin stimularea creșterii sau activității uneia ori a unui număr limitat de bacterii benefice din colon. Pentru a fi clasificat drept prebiotic, un amidon rezistent trebuie să îndeplinească trei criterii: rezistență la mediul gastrointestinal superior, fermentare de către microbiota intestinală și stimulare selectivă a creșterii și / sau activității bacteriilor benefice.

Gestionează preferințele pentru a vedea conținutul extern

Gestionează preferințele pentru a vedea conținutul extern

- Subiect conex: De ce și cum modifică alimentele și animalele?

Consumul unei diete vegetale bogate în fibre este asociat cu creșterea genurilor bacteriene Roseburia, Lachnospira și Prevotella și a producției de KZYA.

Abundența microbiotei intestinale și a metaboliților legată de aportul de fibre poate influența independent evoluția bolii. Totuși, fibrele au și efecte independente de mișcările intestinale, precum creșterea volumului fecal.

- Subiect conex: Câte fibre alimentare ar trebui să consumăm?

Nu toate fibrele influențează microbiota în același mod

Anumite tipuri de fibre servesc drept substrat / materie primă pentru anumite bacterii intestinale, iar unele dintre produsele biotransformate pot fi folosite ca substrat de alte bacterii din comunitate.

Deoarece majoritatea membrilor microbiotei intestinale tind să metabolizeze mono- și oligozaharide (zaharuri simple), iar capacitatea bacteriilor de a procesa carbohidrații diferă, hrănirea încrucișată dintre bacterii este esențială pentru digestia optimă a polizaharidelor complexe.

Hrănirea încrucișată dintre bacterii va determina dezvoltarea unor structuri diferite ale comunităților bacteriene în funcție de tipurile de fibre consumate. De aceea, schimbarea tipurilor de fibre ingerate poate produce modificări complexe ale structurii și funcției generale.

Există diferențe mari între bacteriile intestinale în ceea ce privește numărul enzimelor care descompun polizaharidele. Unele bacterii sunt considerate generaliste și pot metaboliza o gamă largă de carbohidrați, în timp ce altele sunt foarte specializate. Bacteroides thetaiotaomicron și Bacteroides intestinalis se numără printre membrii încrengăturii Bacteroidetes considerați generaliști prezumtivi, alături de numeroși alți membri.

Alți membri ai microbiotei intestinale, precum Prevotella copri și Rosaburia intestinalis , sunt specialiști prezumtivi.

Un studiu a investigat aportul de fibre și diversitatea bacteriană. Materiile fecale umane au fost incubate cu 15 carbohidrați nedigerabili. Rezultatele au arătat că nu numai tipul substratului, ci și interacțiunea dintre bacterii este importantă pentru producerea tipurilor de KZYA. Știm că principalii KZYA produși – acetatul, propionatul și butiratul – au efecte importante asupra microbiotei intestinale și sănătății (consultați: Rolul important al microbiotei intestinale în nutriție și sănătate).

În lipsa unor bacterii-cheie apar deficiențe ale procesului digestiv

Cercetătorii au sugerat că absența unor bacterii-cheie poate reduce fermentarea carbohidraților nedigerabili. Au raportat și că pH-ul inițial al mediului poate controla producția de butirat prin influențarea activității transferazelor implicate în formarea sa.

Aceste informații arată complexitatea înțelegerii rolului tipurilor de fibre în modelarea compoziției microbiotei intestinale și a producției de KZYA.

Într-un studiu, 19 voluntari bărbați sănătoși, obezi, au primit o dietă săracă în carbohidrați / fibre. Examinarea materiilor lor fecale, care conțineau microbiota intestinală, a arătat scăderea numărului de Roseburia spp, Eubacterium rectale și Bifidobacteria și, simultan, a nivelurilor de KZYA și butirat.

Modificările aportului de fibre pot avea efecte între generații asupra compoziției microbiotei intestinale. De exemplu, la gravidele supraponderale s-a observat o asociere pozitivă între aportul de fibre și diversitatea și bogăția microbiotei. Un studiu pe șoareci a arătat că aportul scăzut de carbohidrați nedigerabili reduce diversitatea microbiotei. S-a observat că această situație a continuat timp de 4 generații și nu a fost reversibilă nici după creșterea aportului de carbohidrați nedigerabili.

Concluzie

Luând în considerare efectul factorilor de mediu asupra descendenților, înțelegem mai bine de ce dieta occidentală tipică, săracă în fibre, crește pe termen lung incidența bolilor netransmisibile.

Concluzia acestui articol este că aportul de fibre este necesar pentru dezvoltarea și menținerea microbiotei intestinale. Fibrele servesc drept substrat pentru menținerea și înmulțirea bacteriilor. Astfel, bacteriile benefice își măresc numărul și diversitatea.

Din acest articol am înțeles și importanța consumului de carbohidrați complecși digerabili, precum amidonul, și nedigerabili, precum fibrele. Aportul de fibre trebuie diversificat: ele trebuie obținute din surse diferite, nu dintr-un singur aliment. Astfel, bacterii diferite își vor menține prezența și, prin interacțiunea dintre ele, vor produce substanțe benefice sănătății.