Karbonhidratların mikrobiyotaya etkisi
Basit karbonhidratlar ince bağırsakta tamamen emilirken, insan sindirim enzimlerinin enzimatik aktivitelerine karşı dirençleri nedeniyle kompleks karbonhidratlar, üst mide-bağırsak sistemde tam sindirilmez.
Lifler olarak adlandırılan kompleks (karmaşık yapıda) karbonhidratların alımı, hem kemirgenlerde hem de insanlarda obezite, inflamatuar bağırsak hastalığı ve astım dahil, mikrobiyota üzerinden çeşitli yararlı etkilerle ilişkilidir.
Şeker / karbonhidrat nedir?
Karbonhidratlar (şeker bileşikleri), yağlar ve proteinler gibi, insanlar ve hayvanların organik besinlerinin en önemlilerindendir. Şekerlerin başlıca amacı enerji vermektir. Şeker besinlerimizde en çok bulunan, yapıca karbon, oksijen ve hidrojenden oluşmuş organik bileşiklerdir. Bu üç elementin sayısına, birleşme düzenine ve insanın yararlanma durumuna göre çeşitli yapıda ve isimde şekerler vardır.
Yukarıdaki şeklide karbonhidratların yapıtaşları görülmektedir. Karbonhidratların en küçük birimleri monosakkaritlerdir (glukoz, fruktoz ve galaktoz). Bunların birleşimlerinden disakkaritler (sükroz, maltoz, laktoz) ve polisakkaritler (nişasta, glikojen, selüloz, kitin) oluşur.
Şekerler:
- Monosakkaritler (glukoz, fruktoz, galaktoz)
- Disakkaritler (sükroz, maltoz, laktoz)
- Polisakkaritler (nişasta, nişasta olmayan polisakkaritler)
- Şeker alkolleri (sorbitol, maltilol, laktitol) ve diğerleri olarak çeşitli gruplara ayrılır
Nişasta, en çok baklagillerde, ekmekte, patateste ve makarnada bulunur, ve besinlerle aldığımız enerjinin temel kaynağıdır.
Kompleks karbonhidratlar – örneğin sindirelebilir nişasta, sindirilemeye dirençli nişasta ve selüloz – ince bağırsaktan geçer ve kolonik mikrobiyota (bağırsaktaki yararlı bakteriler) için substrat (biyolojik ham madde) görevi görür. Bu bileşikler, bağırsak ortamını şekillendiren kısa zincirli yağ asitleri (KZYA), CO2 ve H2 gibi metabolitlerin üretilmesine yol açan bağırsaktaki birkaç bakteri türü tarafından fermente edilir.
Dirençli nişasta nedir?
Nişasta, sindirilebilir bir polisakkarittir, ancak sindirime dirençli nişastalar da vardır. Dirençli nişasta, sağlıklı insanlarda ince bağırsaktan emilmeyen nişasta olarak tanımlanabilir. Gıdalarda doğal olarak bulunabilir (örneğin baklagiller), gıdalara bir bileşen olarak sonradan eklenebilir ya da gıda işleme sırasında uygun işlemlerle bir gıdanın dirençli nişasta içeriğinin artması sağlanabilir. Gündelik olarak tükettiğimiz, işlenmiş bazı gıdalardaki (örneğin ekmek, makarna ve kahvaltı gevrekleri) dirençli nişasta miktarı hayli azdır. Gıda mühendisleri ve ürün geliştiriciler gıdaların dirençli nişasta içeriğini artırmak için çalışmaktadır.
Sindirime direnebilen nişastalar, bağırsak mikrobiyotası tarafından fermente edilecekleri kolona ulaşacak ve çeşitli fizyolojik faydalar sağlayabilen kısa zincirli yağ asitleri (KZYA) içeren çeşitli ürünler üretecektir. Bir karbonhidratın nişasta granül morfolojisi, amiloz-amilopektin oranı ve bunun diğer gıda bileşenleriyle ilişkisini içeren dirençli nişasta içeriğini etkileyebilecek çeşitli faktörler vardır. Dirençli nişasta ile ilgili mevcut ilgi alanlarından biri, kolondaki bir veya sınırlı sayıda yararlı bakterinin büyümesini veya aktivitesini uyararak konakçıya yarar sağlayan sindirilemeyen bir gıda bileşeni olan bir prebiyotik olarak kullanılma potansiyelleridir. Dirençli bir nişasta prebiyotik olarak sınıflandırılmak üzere üç kriteri yerine getirmelidir; üst mide-bağırsak ortamına direnç, bağırsak mikrobiyotası ile fermantasyon ve faydalı bakterilerin büyümesinin ve / veya aktivitesinin seçici olarak uyarılması.
- İlgili konu: Gıdaları ve hayvanları neden ve nasıl değiştiriyorlar?
Lif bakımından zengin bitki bazlı bir diyetin tüketimi, Roseburia, Lachnospira ve Prevotella bakteri cinsleri ve KZYA üretimi artmasıyla ilişkilidir.
Lif alımlıma bağlı bağırsak mikrobiyotası ve metabolit bolluğu, bağımsız olarak hastalık sonucunu etkileyebilir. Bununla birlikte, lifin fekal hacim verme gibi bağırsak hareketlerinden bağımsız etkileri vardır.
- İlgili konu: Ne kadar lif-posa tüketmeliyiz?
Tüm lifler mikrobiyotayı etkileme bakımından eşit değildir
Belirli lif türleri belirli bağırsak bakterileri için substrat / ham madde görevi görür ve üretilen biyotransforme edilmiş ürünlerin bazıları topluluktaki diğer bakteriler için substrat olarak kullanılabilir.
Bağırsak mikrobiyotasının çoğu üyesi, mono ve oligosakkaritleri (basit şekerleri) metabolize etmeye eğilimli olduğundan ve bakterilerin karbonhidrat işleme yetenekleri farklılık gösterdiğinden, kompleks polisakkaritlerin en iyi şekilde sindirimi için bakteriler arasında çapraz besleme şarttır.
Bakteriler arasındaki çapraz besleme, tüketilen liflerin türlerine bağlı olarak ayrı ayrı bakteriyel topluluk yapılarının gelişmesine yol açacaktır. Bu nedenle, lif tiplerinin alımındaki bir değişiklik, genel yapı ve işlevinde karmaşık değişiklikleri ortaya çıkarabilir.
Bağırsak bakterilerinin sahip olduğu, polisakkarit parçalayıcı enzimlerin sayısında büyük farklılıklar vardır. Bazı bakteriler genelci olarak kabul edilir ve böylece çok çeşitli karbonhidratları metabolize edebilirken, bazıları oldukça uzmanlaşmıştır. Bacteroides thetaiotaomicron ve Bacteroides intestinalis de dahil olmak üzere Bacteroidetes filumunun birçok üyesi varsayılan genelcilerdir.
Bağırsak mikrobiyotasının diğer üyeleri, örneğin, Prevotella copri ve Rosaburia intestinalis varsayılan uzmanlardır.
Lif alımı ve bakteriyel çeşitlilik ile ilgili bir çalışma yapılmıştır. İnsan dışkısı 15 sindirilemeyen karbonhidratla inkübe edilmiştir. Sonucunda sadece substrat tipinin değil bakteriler arasındaki etkileşimin de KZYA tiplerinin üretiminde önemli olduğunu gösterild. Üretilen ana KZYA’lerin; asetat, propionat ve bütiratın bağırsak mikrobiyotasına ve sağlığa önemli etkileri olduğunu biliyoruz (bakınız Bağırsak mikrobiyotasının beslenme ve sağlıktaki önemli rolü).
Bazı kilit bakteriler olmazsa, sindirim sürecinde eksiklik meydana geliyor
Araştırmacılar bazı kilit taşı bakterilerin yokluğunun sindirilemeyen karbonhidrat fermantasyonunu azaltabileceğini öne sürdü. Ayrıca bütirat oluşumunda rol oynayan transferazların aktivitesini etkileyerek, ortamın başlangıç pH'ının bütirat üretimini kontrol edebileceği bildirdiler.
Bu bilgiler, bağırsak mikrobiyota bileşiminin ve KZYA üretiminin şekillendirilmesinde lif tiplerinin rolünü anlamakla ilgili karmaşıklığı göstermektedir.
Bir çalışmada 19 sağlıklı obez erkek gönnüllüye karbonhidrat / lif bakımından düşük bir diyet verildi. Katılımcıların bağırsak mikrobiyotası içeren dışkıları incelendiğinde Roseburia spp, Eubacterium rectale ve Bifidobacteria sayısında ve eş zamanlı KZYA ve bütirat seviyelerinde azalma görüldü.
Lif alımındaki değişikliklerin, bağırsak mikrobiyota bileşiminin şekillendirilmesinde kuşaklar arası etkileri olabilir. Örnek olarak, aşırı kilolu gebe kadınlarda lif alımı ile mikrobiyota çeşitliliği ve zenginliği arasında pozitif bir ilişki gözlenmiştir. Farelerde yapılan çalışmada düşük sindirilemeyen karbonhidrat alımının mikrobiyota çeşitliliğini azalttığı görülmüştür. Bu durumun 4 kuşak boyunca devam ettiği hatta sindirilemeyen karbonhidrat alımının artmasından sonra bile geri dönüşümlü olmadığı görülmüştür.
Sonuç
Çevresel faktörlerin yavrular üzerindeki etkisi göz önüne alındığında, lif alımı düşük olan tipik Batı diyetinin etkisinin, bulaşıcı olmayan hastalıkların uzun vadede görülme sıklığını neden arttırdığını daha iyi anlarız.
Bu yazıdan çıkaracağımız sonuç lif alımının, bağırsak mikrobiyotasının gelişmesi ve devamlılığı için gerekli olduğudur. Lif, bakterilerin devamlılığı ve çoğalması için substrat görevi görmektedir. Yararlı bakteriler bu sayede sayılarını artırmakta ve çeşitlenmektedir.
Bu yazıda ayrıca nişasta gibi sindirilen ve lif gibi sindirilemeyen kompleks karbonhidratları tüketmenin de önemini anlamış olduk. Lif tüketimi çeşitlendirilmeli yani tek bir besinden değil çeşitli kaynaklardan sağlanmalıdır. Bu sayede hem farklı bakteriler varlığını sürdürecek hem de farklı bakterilerin kendi arasındaki etkileşimi sonucu sağlığa yararlı maddeler üretilecektir.
