Польза пищевой клетчатки может зависеть от конкретных бактерий в кишечнике

Пищевые волокна традиционно считаются важной частью здорового рациона. Они помогают работе кишечника, снижают риск запоров, поддерживают полезную микрофлору и замедляют усвоение углеводов, способствуя более стабильному уровню сахара в крови. Однако новое исследование показало, что одинаковая пища может приносить разную пользу разным людям. Эффект клетчатки, вероятно, зависит не только от наличия определённых бактерий в кишечнике, но и от их конкретных штаммов.

Исследование провела группа учёных под руководством специалистов Корнеллского университета. Его результаты были опубликованы в научном журнале Microbiology Spectrum. Авторы работы изучили, как кишечные микроорганизмы разных людей реагируют на резистентный крахмал — разновидность пищевых волокон, которая практически не переваривается ферментами человеческого организма и становится питательной средой для бактерий толстого кишечника.

Резистентные крахмалы содержатся в некоторых бобовых, цельнозерновых продуктах, семенах и других растительных продуктах. Предыдущие исследования показывали, что их употребление может положительно влиять на пищеварение и обмен веществ. Однако результаты нередко оказывались противоречивыми: у одних участников состояние улучшалось, а другие почти не замечали изменений.

По мнению учёных, причиной таких различий может быть индивидуальный состав микрофлоры. Для переработки сложных углеводов кишечнику необходимы бактерии, способные производить соответствующие ферменты. При этом недостаточно просто обнаружить у человека определённый вид микроорганизма. Разные штаммы одного и того же вида могут выполнять совершенно разные функции.

Особое внимание исследователи уделили бактерии Bifidobacterium adolescentis, которая часто встречается в кишечнике человека. Анализ показал, что разные штаммы этой бактерии неодинаково реагировали на поступление резистентного крахмала. Одни активно участвовали в его расщеплении, тогда как другие практически не проявляли такой способности.

Это открытие может объяснить, почему стандартные рекомендации по питанию не всегда дают одинаковый результат. Например, двум людям могут назначить рацион с повышенным содержанием пищевых волокон, но пользу получит преимущественно тот, чьи кишечные бактерии обладают необходимыми генами и ферментами.

В исследовании приняли участие более 50 человек. Учёные собрали образцы их кишечной микрофлоры, после чего участники в разные периоды получали три вида специально приготовленных крекеров. Два варианта содержали резистентный крахмал второго и четвёртого типов, а третий использовался в качестве контрольного. Контрольный крахмал мог расщепляться собственными ферментами организма без активного участия кишечных бактерий.

Для анализа специалисты применили метод полногеномной метагеномики. В отличие от более распространённого секвенирования 16S РНК, которое позволяет определить основные виды бактерий, этот подход даёт возможность различать микроорганизмы на уровне отдельных штаммов и выявлять присутствующие у них гены.

Именно гены определяют, какие ферменты способны производить бактерии и какие вещества они могут перерабатывать. Если микроорганизм имеет набор генов, необходимых для расщепления резистентного крахмала, он может помочь организму получить пользу от таких пищевых волокон. При отсутствии соответствующих генов ожидаемый эффект может быть значительно слабее.

Дополнительно исследователи использовали новый высокочувствительный биоинформатический инструмент Cayman. С его помощью удалось обнаружить больше бактериальных генов, связанных с переработкой устойчивых к перевариванию углеводов.

Учёные также выявили ранее недостаточно изученные бактерии, активность генов которых увеличивалась после употребления резистентного крахмала. Это указывает на то, что в переработке клетчатки могут участвовать микроорганизмы, функции которых пока ещё не были подробно описаны. Их планируют изучить в последующих исследованиях.

Авторы работы считают, что полученные данные открывают новые возможности для развития персонализированного питания. В будущем специалист сможет не просто определить, какие бактерии присутствуют в кишечнике пациента, но и проверить, обладают ли они необходимыми генами для переработки определённых продуктов.

Такой подход может оказаться особенно важным при составлении рациона для людей с диабетом, нарушениями обмена веществ и заболеваниями пищеварительной системы. Вместо общих рекомендаций пациенту потенциально можно будет подобрать конкретный тип клетчатки, который с наибольшей вероятностью будет эффективно переработан его микрофлорой.

При этом учёные подчёркивают, что исследование не ставит под сомнение общую пользу продуктов, богатых пищевыми волокнами. Речь идёт о том, что реакция организма может быть индивидуальной, а для более точных рекомендаций необходимо учитывать микрофлору на уровне отдельных бактериальных штаммов.

В перспективе анализ кишечных бактерий и их генов может стать одним из инструментов диетологии. Однако для внедрения такого подхода в медицинскую практику потребуются дополнительные исследования, более доступные методы диагностики и подтверждение результатов на больших группах участников.