Компонент кишечной микробиоты «решает», сколько калорий усваивает организм

Новое исследование показало, что малоизвестный компонент микробиоты кишечника, который вырабатывает метан, может влиять на количество калорий, усваиваемых из пищи.

Согласно этому исследованию, проведенному в Университете штата Аризона (США), микробиомы кишечника некоторых людей производят много метана, а других — очень мало. Его авторы обнаружили, что люди, микробиомы кишечника которых производят много метана, особенно хорошо справляются с извлечением дополнительной энергии из богатой клетчаткой диеты. Это может объяснить, почему каждый человек получает разное количество калорий из пищи, которая достигает толстой кишки.

Исследователи отмечают, что диеты с высоким содержанием клетчатки не являются виновниками. Люди в целом усваивают больше калорий из западной диеты, состоящей из обработанных продуктов, независимо от выработки метана. При диете с высоким содержанием клетчатки в целом усваивается меньше калорий, но количество варьируется в зависимости от выработки метана.

Более эффективные микробиомы

Исследователи предполагают, что полученные результаты могут послужить основой для персонализированного питания.

«Эта разница имеет важные последствия для диетических вмешательств. Она показывает, что люди, придерживающиеся одной и той же диеты, могут реагировать по-разному. Частично это связано с составом их кишечного микробиома», — говорит Блейк Диркс, старший автор исследования и научный сотрудник Центра биодизайна для здоровья через микробиомы.

Исследование, опубликованное в журнале The ISME Journal, показало, что микробы, вырабатывающие метан, называемые метаногенами, связаны с более эффективным микробиомом и более высоким усвоением энергии из пищи.

Одна из основных функций микробиома — помощь в переваривании пищи. Микробы ферментируют клетчатку в короткоцепочечные жирные кислоты, которые организм может использовать в качестве источника энергии. В процессе они вырабатывают водород. Избыток водорода останавливает их активность, но другие микробы могут помочь поддерживать этот процесс, используя водород.

Метаногены — потребители водорода. Потребляя водород, они создают метан. Они — единственные микробы, которые производят это химическое соединение.

«Человеческий организм не вырабатывает метан, только микробы. Поэтому мы предполагаем, что это может быть биомаркер, сигнализирующий об эффективном микробном производстве короткоцепочечных жирных кислот», — говорит Рози Краймальник-Браун, автор-корреспондент исследования и директор Центра биодизайна для здоровья через микробиомы.

Помочь вам похудеть

Исследования показывают, что эти микробные взаимодействия влияют на метаболизм организма. Команда обнаружила, что повышенное производство метана было связано с повышенным производством и всасыванием короткоцепочечных жирных кислот в кишечнике.

В ходе эксперимента исследователи предоставили каждому участнику исследования две разные диеты. Одна диета содержала больше обработанных продуктов и мало клетчатки. Другая диета была богата цельными продуктами и клетчаткой. Обе диеты содержали одинаковую пропорцию углеводов, белков и жиров.

«Эта работа подчеркивает важность сотрудничества между клиническими и трансляционными учеными и микробными экологами. Объединение точных измерений энергетического баланса с использованием калориметрии всего помещения с опытом ASU в микробной экологии сделало возможными ключевые инновации», — говорит Карен Д. Корбин, соавтор и научный сотрудник института.

Читайте также

Данные образцов крови и кала измеряли, сколько энергии организм участников поглощал из пищи, и отслеживали активность их микробов. Команда сравнила данные людей, чьи кишечные микробиомы производили высокие и низкие уровни метана.

На диете с высоким содержанием клетчатки почти все участники усваивали меньше калорий, чем на диете с обработанной пищей. Но те, чей кишечник вырабатывал больше метана, усваивали больше калорий из диеты с высоким содержанием клетчатки, чем те, чей кишечник вырабатывал меньше метана.

По словам авторов, это исследование закладывает основу для будущих медицинских исследований и методов лечения. «Участники нашего исследования были относительно здоровы. Одна вещь, которую, я думаю, стоило бы изучить, — это то, как другие группы населения реагируют на этот тип диеты: люди с ожирением, диабетом или другими заболеваниями», — говорит Диркс.

Хотя участники исследования не должны были терять вес во время эксперимента, некоторые действительно потеряли немного веса, следуя диете с высоким содержанием клетчатки. Теперь команда заинтересована в том, чтобы увидеть, как микробиомные метаногены влияют на диету, призванную помочь участникам сбросить вес.

«Вы видите, насколько важно, чтобы микробиом был персонализированным», — говорит Краймальник-Браун. «В частности, диета, которую мы так тщательно разработали для улучшения микробиома в этом эксперименте, по-разному повлияла на каждого человека, отчасти потому, что микробиомы некоторых людей производили больше метана, чем другие».