Hoe verschillende soorten vezels het microbioom beïnvloeden

Wetenschappers die een reeks vezelbronnen bestuderen, laten zien welke vezelmoleculen een groep darmbacteriën in een muismodel ten goede komen.

Welke vezelbronnen zijn het beste voor het microbioom?

Bezoek onze speciale hub voor meer door onderzoek ondersteunde informatie over het microbioom en hoe het uw gezondheid beïnvloedt.

Westerse diëten bevatten doorgaans veel verzadigde vetten en suiker en weinig vezels. Maar er is voldoende bewijs dat onze manier van eten niet overeenkomt met ons darmmicrobioom.

Onze microbiële passagiers zijn cruciaal voor onze gezondheid. Ze helpen ons ons voedsel te verteren, zijn essentieel voor het immuunsysteem en kunnen verband houden met een nog breder scala aan gezondheidsaspecten, zoals mentale en cardiometabole gezondheid.

Eerder dit jaar, Medisch nieuws vandaag gerapporteerd over een meta-analyse in opdracht van de Wereldgezondheidsorganisatie die aangaf dat het eten van tussen de 25 en 29 gram vezels per dag correleert met een lagere incidentie van diabetes type 2, hartaandoeningen, beroertes en darmkanker.

Hoewel artsen sommige mensen adviseren om een ​​vezelarm dieet te volgen vanwege specifieke gezondheidsproblemen, zoals inflammatoire darmaandoeningen, is voor de meeste mensen een vezelrijk dieet de sleutel tot de gezondheid van de darmen.

De voedingsrichtlijnen voor Amerikanen bevelen aan dat volwassen vrouwen in de leeftijd van 31-50 jaar 25,2 gram vezels per dag consumeren en dat volwassen mannen in dezelfde leeftijdscategorie 30,8 gram vezels per dag consumeren.

Maar welke vezelbronnen zijn het beste, en op welke moleculen in vezels reageren onze darmmicroben?

Een team van onderzoekers van de Washington University School of Medicine in St. Louis, MO, samen met internationale medewerkers, trachtten deze vragen te beantwoorden met een langetermijnvisie op het ontwikkelen van wat zij microbiota-gericht voedsel noemen, om onze gezondheid te verbeteren.

Niet alle vezels zijn op dezelfde manier gemaakt

"Er wordt aangenomen dat vezels heilzaam zijn", legt senior studie auteur Dr. Jeffrey Gordon uit, een professor en directeur van het Edison Family Center for Genome Sciences & Systems Biology, aan de Washington University School of Medicine.

“Maar vezels zijn eigenlijk een heel ingewikkelde mix van veel verschillende componenten. Bovendien hebben vezels uit verschillende plantaardige bronnen die tijdens de voedselproductie op verschillende manieren worden verwerkt, verschillende bestanddelen ”, vervolgt hij. "Helaas ontbreekt het ons aan gedetailleerde kennis van deze verschillen en hun biologische betekenis."

Om te testen hoe verschillende vezelbronnen de overvloed aan darmbacteriën beïnvloeden, wendden Dr. Gordon en zijn collega's zich tot muizen.

De dieren in hun studie werden onder steriele omstandigheden gefokt, wat betekent dat ze geen eigen darmmicrobiomen hadden. In plaats daarvan kregen ze elk een cocktail van 20 stammen van de gewone darmbacterie Bacteroides, die het team had geïsoleerd uit een menselijke darm.

Elke muis at vervolgens gedurende 4 weken een specifiek dieet, bestaande uit een basisdieet met toegevoegde vezels.

Het basisdieet bevatte grote hoeveelheden verzadigde vetten en kleine hoeveelheden fruit en groenten. Het team gebruikte dit als een model voor een westers dieet, dat doorgaans veel vetten en weinig vezels bevat.Aan elk basisdieet hebben ze verschillende soorten vezels toegevoegd.

Het team testte 34 verschillende bronnen van voedingsvezels, waaronder erwteneiwit, citroenschil, citruspectine, tomatenschil, sinaasappelvezel, appelvezel, haverrompvezel, cacao, chiazaad en rijstzemelen. In totaal resulteerde dit in 144 verschillende dieetcombinaties.

Vervolgens analyseerden ze hoe de 20 verschillende bacteriestammen reageerden op de aanwezigheid van de verschillende vezelbronnen.

In totaal hadden 21 van de combinaties significante effecten, waardoor de onderzoekers de 'verschillende mogelijkheden voor het oogsten van voedingsstoffen' konden identificeren, zoals ze in hun artikel uitleggen.

Specifiek, B. thetaiotaomicron de overvloed nam toe in de aanwezigheid van citruspectine en erwtenvezels, terwijl B. ovatus niveaus stegen in de aanwezigheid van bèta-glucaan van gerst en gerstzemelen. Andere vezels die resulteerden in een toename van het aantal leden van de Bacteroides stammen in de studie waren inuline met een hoog molecuulgewicht, resistente maltodextrine en psyllium.

Het team ging dieper en identificeerde welke bioactieve koolhydraten in de vezelpreparaten de geprefereerde voedselbronnen voor de verschillende stammen vormden.

Eerste auteur Michael L. Patnode, een postdoctoraal onderzoeker die samenwerkt met Dr. Gordon, legt uit: “Onze experimenten toonden aan dat in erwtenvezel de actieve moleculaire bestanddelen een type polysaccharide bevatten dat arabinan wordt genoemd, terwijl in citruspectine gewonnen uit sinaasappelschillen een ander type van polysaccharide, homogalacturonan genaamd, was verantwoordelijk voor de uitbreiding van de bacteriën. "

Het team heeft ook gekeken hoe sommige van de Bacteroides stammen in de studie interageerden met elkaar wanneer ze werden gepresenteerd met verschillende vezelbronnen. Ze ontdekten dat hiërarchische relaties tussen de stammen specifiek waren voor elke vezel.

"Een gezonde menselijke darmflora heeft een grote diversiteit aan spanningsniveaus", legt het team uit in de paper. "Bepalen welke stammen die een bepaalde soort vertegenwoordigen, moeten worden geselecteerd als probiotisch kandidaat-middel of voor opname in synbiotische (prebiotische plus probiotische) formuleringen, is een centrale uitdaging voor diegenen die op microbiota gerichte therapieën van de volgende generatie willen ontwikkelen."

"Het kraken van de code van welke voedingsingrediënten nuttige microben begeren, is een sleutel tot het ontwerpen van voedingsmiddelen die de gezondheid verbeteren."

Dr. Jeffrey Gordon