Articol complet Fibre dietetice și prebiotice și microbiota gastro-intestinală

Revizuire

Articol complet
Cifre și date
Referințe
Citații
Valori
Licențierea
Reimprimări și permisiuni
PDF

ABSTRACT

Microbiota gastro-intestinală are un rol important în sănătatea umană și există un interes tot mai mare în utilizarea abordărilor dietetice pentru a modula compoziția și funcția metabolică a comunităților microbiene care colonizează tractul gastro-intestinal pentru a îmbunătăți sănătatea și pentru a preveni sau trata bolile. O strategie dietetică pentru modularea microbiotei este consumul de fibre dietetice și prebiotice care pot fi metabolizate de microbi în tractul gastro-intestinal. Enzimele alimentare umane nu sunt capabile să digere cele mai complexe carbohidrați și plante polizaharide. În schimb, aceste polizaharide sunt metabolizate de microbi care generează acizi grași cu lanț scurt (SCFA), inclusiv acetat, propionat și butirat. Acest articol trece în revistă cunoștințele actuale ale impactului consumului de fibre și prebiotice asupra compoziției și funcției metabolice a microbiotei gastrointestinale umane, inclusiv efectele proprietăților fiziochimice ale carbohidraților complecși, dozele adecvate de aport și tratament și răspunsurile fenotipice legate de compoziție a microbiotei umane.

Introducere

Microbiota gastrointestinală umană - una dintre cele mai dens populate comunități microbiene de pe pământ - conține comunități microbiene extrem de diverse care oferă funcții metabolice, imunologice și de protecție care joacă un rol crucial în sănătatea umană. 1-3 Microbiota gastrointestinală este influențată de o serie de factori, inclusiv genetică, fiziologia gazdei (vârsta gazdei, boală, stres etc.) și factori de mediu, cum ar fi condițiile de viață și utilizarea medicamentelor. 3-7 Din ce în ce mai mult, dieta este recunoscută ca un factor cheie de mediu care mediază compoziția și funcția metabolică a microbiotei gastrointestinale. 8 Într-adevăr, consumul de ingrediente dietetice specifice, cum ar fi fibrele și prebioticele, este o cale prin care microbiota poate fi modulată.

Fibrele dietetice, polimerii carbohidraților care nu sunt nici digerați, nici absorbiți, sunt supuși fermentației bacteriene în tractul gastro-intestinal și au astfel un impact asupra compoziției comunităților bacteriene, precum și asupra activităților metabolice microbiene, inclusiv producția de produse finale fermentative. Unele fibre dietetice pot fi, de asemenea, clasificate ca prebiotice. 9 Prebioticele sunt definite ca „ingrediente fermentate selectiv care duc la modificări specifice, în compoziția și/sau activitatea microbiotei gastrointestinale, conferind astfel beneficii sănătății gazdei”. 10 Această revizuire discută impactul consumului de fibre dietetice și al prebioticelor asupra microbiotei gastrointestinale, inclusiv rolul proprietăților fiziochimice și dozei ingredientelor, precum și răspunsurile fenotipice legate de compoziția microbiotei rezidente.

Rolul dietei, fibrelor și prebioticelor asupra microbiomului gastro-intestinal

Capacitatea dietei de a modifica microbiota gastrointestinală a oamenilor și a altor mamifere a fost studiată pe larg indicând faptul că compoziția dietei, aportul obișnuit din dietă și modificările dietetice acute influențează comunitățile microbiene din intestin. Dintre mamifere, microbiota erbivorelor, omnivorelor și carnivorelor este distinctă din punct de vedere compozițional și funcțional. 11 Specific la om, tiparele dietetice obișnuite sunt asociate cu compoziția microbiotei gastro-intestinale a individului, dar modificările semnificative ale macronutrienților și ale aportului de fibre pot induce, de asemenea, rapid modificări. 12 Schimbări pronunțate în diversitatea bacteriană și producția de produse finale fermentative fecale derivate din microbii au fost demonstrate în doar 24 de ore la om, trecând de la o dietă agrară bogată în fibre (> 30 grame/zi) la o dietă pe bază de carne, care a fost în esență lipsit de fibre. 13

Fibre dietetice

Fibrele dietetice sunt eterogene și, prin urmare, sunt utilizate diferite clasificări pentru a le descrie, inclusiv originea, compoziția chimică și proprietățile fizico-chimice cu subcategorizare suplimentară bazată pe gradul de polimerizare (de exemplu, lungimea lanțului). Important, fiecare dintre aceste proprietăți poate afecta, de asemenea, fermentația microbiană. În ceea ce privește originea, fibrele pe bază de plante pot fi separate în fibre derivate din cereale și cereale, fructe, legume, nuci și leguminoase. Cu toate acestea, este important să rețineți că fibrele prezente în diferite tipuri de plante vor avea, de asemenea, compoziții chimice variabile, precum și proprietăți fizico-chimice. 26-28 De exemplu, bananele conțin amidon rezistent și fructani de tip inulină, în timp ce merele sunt o sursă de pectină. Astfel, dietele bogate în alimente pe bază de plante oferă multe tipuri diferite de fibre dietetice, susținând astfel o compoziție mai diversă a microbiotei. 29.30

În plus față de gradul de polimerizare, solubilitatea carbohidraților complicați afectează localizarea fermentației în tractul gastro-intestinal uman. Fibrele solubile, cum ar fi fructooligozahidele cu lanț scurt (FOS) și pectina sunt metabolizate de bacterii mai proximal în tractul gastrointestinal (de exemplu, ileamul și colonul ascendent) în timp ce fibrele mai puțin solubile, cum ar fi celuloza, pot fi parțial fermentate în colon distal unde timpul de tranzit este mai lent, iar densitățile bacteriene sunt mai mari. 42 Recent, s-a arătat că fibrele cu lungimi variabile ale lanțului și solubilitate au impact diferențiat asupra compoziției microbiotei cecale a șoarecilor - dietele suplimentate cu 5-10% celuloză, o fibră insolubilă, au compoziții comunitare microbiene semnificativ diferite față de șoarecii care consumă 10% FOS sau inulina, fibre solubile. 43 Impactul fibrelor fermentabile în dietă sau a carbohidraților evaluabili prin microbiota (MAC) 20 a fost studiat pe larg. Într-adevăr, această ultimă categorie de fibre dietetice cuprinde termenul de prebiotic.