Питание и кишечная микробиота: влияние и взаимодействие

реклама
Питание и кишечная
микробиота: влияние и
взаимодействие
Сизенко А.К.
к.мед.н.
Национальный медицинский университет
имени А.А. Богомольца
Кишечная микробиота


> 1000 видов
1014 бактериальных клеток
 в 10 раз больше, чем
собственных клеток в
организме человека
Кишечная микробиота


Колонизация начинается с
момента рождения
Симбионтные бактерии
оказывают ряд
положительных эффектов:
 участие в процессах
переваривания и
всасывания пищи
 обеспечение
определенными
нутриентами
 защита от патогенных
микроорганозмов
 нормальное
развитие/функционирова
ние иммунной системы
O´Hara and Shanahan, EMBO reports, 2006
Состав кишечной микробиоты



Только 30%
определяются при
помощи
бактериологического
метода
Bacteroidetes:
Bacteroides и Prevotella
– основные
продуценты
пропионата
Firmicutes – основные
продуценты бутирата
M. Arumugam et col. Enterotypes of the human gut microbiome /Nature:2011;12;473(7346):174-80
Основные энтеротипы
M. Arumugam et col. Enterotypes of the human gut microbiome /Nature:2011;12;473(7346):174-80
Кишечная микробиота и заболевания












Воспалительные
заболевания кишечника
Синдром раздраженного
кишечника
Колоректальный рак
C.difficile – инфекция
Целиакия
Аллергия/атопия
СД I и II типов
Ожирение
НАСГ и АСГ
Аутоиммунные заболевания
Депрессия
Аутизм, рассеянный склероз,
болезнь Альцеймера???
Факторы воздействия на кишечную
микробиоту
Питание




Диетические
модальности
Отдельные пищевые
группы
Пищевые
составляющие
Ассоциированные с
пищей
микроорганизмы
Стиль
жизни
Генетика
человека
Ранняя
колонизация
КМ
Здоровье/
болезнь
Мед.
препараты
Питание
Питание и энтеротип
Wu GD et al. Linking long-term dietary patterns with
gut microbial enterotypes. Science. 2011;334:105-8.
Диетические модели: вегетарианство и
западная диета


↑Bacteroidetes (Prevotella)
↓ Clostridium cluster XIV a и
IV




↓Микробного разнообразия
↑Firmicutes и Proteobacteria
↑Bacteroides
↓Bifidobacteria
C. De Filippo, Impact of diet in shaping gut microbiota revealed by a comparative study in children from Europe
and rural Africa Proc Natl Acad Sci U S A, 2010;107(33):14691-6
Животная и растительная диеты




Животная диета имеет более
выраженное влияние на
кишечную микробиоту по
сравнению с растительной
Животная диета приводит к
значительному увеличению
количества резистентных к
желчи бактерий (Bilophila
wadsworthia; Alistipes putredinis
и Bacteroides sp.)
Изменение макронутриентного
состава диеты влияет на
метаболическую активность
кишечной микробиоты
Животная диета приводит к
увеличению общей
концентрации желчных кислот в
кале и, в частности,
деоксихолиевой кислоты→↑риска
ГЦК и ВЗК
David L et al. Diet rapidly and reproducibly alters the human gut
microbiome. Nature 2014; 505: 55963.
Классические диетические модели
Низкоуглеводная
диета
Высоко-белковая
диета
Средиземноморская
диета
Clostridium ↓
Bacteroidetes
(Prevotella) ↓
Bifidobacterium ↓
Bacteroides ↑
Lactobacillus ↑
Prevotella ↑
Enterococcus ↑
Bifidobacteria ↑
Lactobacillus ↑
Bacteroides ↑
Clostridium ↓
Lactobacillus ↑
Снижение
концентрации
КЦЖК: бутирата;
феноловых кислот
Снижение веса,
улучшение
метаболического
профиля, снижение
провоспалительной
активности
Снижение веса,
липидного профиля,
провоспалительной
активности
Patricia Lopez-Legarrea et al. /Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition; Vol 23, Iss. 3, 2014
Высокожировая диета
↓ Bacteroidetes
↑ Firmicutes,↑ Proteobacteria
Высокожировая/высокоуглеводная
диета
↓ Bacteroidetes
↑ Firmicutes (Bacilli, Erysipelotrichi)
Высокобелковая/высокjжировая
диета
Энтеротип с преобладанием
Bacteroides
Западная диета
Энтеротип с преобладанием
Bacteroides
Высокоуглеводная диета
Энтеротип с преобладанием Prevotella
Вегетарианство
Энтеротип с преобладанием Prevotella
↓Bacteroides, ↓ Enterobacteriaceae,
↓Bifidobacterium spp., ↓ E.coli
Высокое содержание пищевых
волокон
↑Bacteroidetes, ↑Actinobacteria
↓Firmicutes,↓Proteobacteria
Отдельные пищевые группы:
Цельнозерновые
продукты
↑Bifidobacterium
spp.
↑Lactobacillus/Enterococcus
↓Bacteroides
Costabile A, BrJ Nutr 2008;
99: 11020.
Martinez I, ISME J 2013; 7:
26980.
Carvalho-Wells AL, Br JNutr
2010; 104: 13536.
Фрукты
↑Bifidobacterium
spp.(B. longum subsp.
Infantis)
Vendrame S, J Agric Food
Chem 2011; 59: 1281520.
Guglielmetti S, Agric
Food Chem 2013;
61: 813440.
Красное вино
↑Bifidobacterium
↑Fusobacteria
↑Proteobacteria
↓Clostridium spp.
(Cl.perfringens)
Queipo-Ortuno MI, Am JClin
Nutr 2012; 95: 132334.
Овощи и бобовые
↓Firmicutes/Bacteroidetes
↓Clostridium cluster XI и I/II
Fernando WM, Benef
Microbes 2010; 1:197207
Fernandez-Raudales D, Gut
Microbes 2012; 3: 490500.
D.Graf et al. Contribution of diet to the composition of the
human gut microbiota/ Microb Ecol Health Dis. 2015; 26: 10.
Пищевые волокна
Неферментируемый крахмал
↑Ruminococcus bromii,
Eubacterium rectale
↑Actinobacteria и
Bacteroidetes ?
Инулин
↑Bifidobacterium
↓Bacteroides/Prevotella
↑Lactobacillus
Фрукто- и
галактоолигосхариды
↑Bifidobacterium
Полидекстроза
↑Clostridiaceae
↑Ruminococcus intestinalis
↓Lactobacillus/Enterococcus
D.Graf et al. Contribution of diet to the composition of the human gut
microbiota/ Microb Ecol Health Dis. 2015; 26: 10.
Ассоциированные с пищей
микроорганизмы




Уровень микробной
контаминации свежий
овощей и фруктов
составляет 5.0 и 7.0 log CFU
g-1
Патогенные (Erwinia
carotovora, Listeria
monocytogenes)
Полезные (молочнокислые
бактерии)
Микроорганизмы,
используемые в пищевой
промышленности для
ферментации пищи
(Lactococcus lactis и
Pediococcus acidilactici) могут
транзиторно колонизировать
кишечник человека
David L et al. Diet rapidly and reproducibly alters the human gut microbiome. Nature 2014; 505:
55963.
Долгосрочные vs краткосрочных
диетических воздействий




Состав кишечной микробиоты у взрослого
индивидума относительно стабилен
Изменения микробиоты на фоне краткосрочных
диетических манипуляций возникают в течении
первых дней, но не превышают выраженности
межличностных вариаций и не достигают
типового уровня
Краткосрочные диетические мероприятия,
вероятно, имеют большее влияние на
функциональную активность бактерий
Возможны сезонные изменения состава
кишечной микробиоты
Выводы:




Доказана взаимосвязь длительных пищевых
предпочтений с формированием определенного
кишечного энтеротипа
Краткосрочные диетические манипуляции приводят к
быстрым, но не достигающим типового уровня
изменениям состава кишечной микробиоты
Любые диетические манипуляции изменяют
метаболическую активность кишечной микробиоты, а
соответственно, в будущем могут быть использованы в
качестве механизме для достижения желаемого
результата.
Дальнейшие исследования требуются для изучения
влияния отдельных пищевых компонентов, а также
ассоциированных с пищей микроорганизмов.
Спасибо за внимание!
Скачать