КАК ПРЕБИОТИКИ УКРЕПЛЯЮТ ИММУНИТЕТ И ЗАЩИЩАЮТ ОТ АЛЛЕРГИИ
Научный редактор Виктория Родинкова
Пищевые волокна, пребиотики или растительная клетчатка – это тяжело перевариваемые вещества растительного происхождения. Они избегают пищеварительных процессов в тонком кишечнике и попадают в толстый. И только здесь, с помощью местной микрофлоры – разных бактерий и других микроорганизмов, они полностью или частично ферментируются. Практически клетчатка, основная составляющая пребиотиков, является едой для разных микробов. Следовательно, именно пребиотики позволяют поддерживать в норме баланс кишечной микробиоты, а также положительно влияют на иммунную функцию.
А вот уменьшенное употребление клетчатки и увеличенное – высокообработанных пищевых продуктов связано с повышенным риском возникновения некоторых аллергических и других хронических воспалительных состояний. Их рост наблюдается в последние десятилетия. И несбалансированный рацион тоже отрицательно сказывается на разнообразии микробиома человека.
Общепризнано, что из-за изменений в окружающей среде, современного образа жизни и рациона наша иммунная система хуже обучается и оказывается недостаточно подготовленной к влиянию окружающей среды. Кроме того, эти факторы могут быть связаны с потерей одной трети микробного разнообразия у североамериканцев по сравнению с малавийцами или индейцами.
Что такое клетчатка и пребиотики
Но вернемся к клетчатке. Ее пищевые волокна – это сложные компоненты, включающие углеводные полимеры и олигомеры, которые в свою очередь являются неперевариваемыми компонентами пищи.
Большинство растворимых волокон могут быть ферментированы микробиотой кишечника. Произойдет это частично или полностью, зависит от их химической структуры.
К пищевым волокнам, согласно определению Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов (EFSA), относятся некрахмальные полисахариды (NSP) (целлюлоза, гемицеллюлозы, пектины, гидроколлоиды (т.е. камеди, слизи, β-глюканы), стойкие олигосахариды, стойкий крахмал и илгнин, связанный с полисахаридами пищевых волокон.
С пищевыми волокнами часто отождествляют пребиотики. Но, строго говоря, пребиотиками является только часть волокон. Согласно современному определению, пребиотик – это неперевариваемый пищевой ингредиент, благоприятно влияющий на хозяина, избирательно стимулируя рост и/или активность одной или ограниченного количества бактерий в толстой кишке, и, таким образом, улучшая здоровье хозяина.
К наиболее распространенным пребиотическим ферментированным волокнам с подтвержденными полезными для иммунного здоровья свойствами относят
инулин,
фруктоолигосахариды (FOS),
галактоолигосахариды (GOS) и
ксилоолигосахариды (XOS).
Источниками пищевых волокон и пребиотиков являются фрукты, овощи, цельные зерна, бобовые, орехи и семена.
Как показало одно из американских исследований, употребление 30 продуктов растительного происхождения в неделю ассоциируется с высоким уровнем микробного разнообразия кишечника. Кроме высокого содержания клетчатки, эти продукты обычно имеют более низкую калорийность и низкий гликемический индекс, а также содержат важные микроэлементы, незаменимые жирные кислоты и другие биологически активные вещества, способствующие общему здоровью.
Европейское агентство безопасности пищевой продукции рекомендует употреблять в сутки 25-38 г пищевых волокон для профилактики таких заболеваний как диабет второго типа, сердечно-сосудистые заболевания, колоректальный рак, избыточный вес и ожирение.
А вот конкретных рекомендаций по выбору тех или иных типов клетчатки пока не существует. Поэтому ученые рекомендуют придерживаться диеты, богатой разными овощами, фруктами и цельнозерновыми злаками.
Влияние клетчатки на иммунную систему
Пищевые волокна могут оказывать прямое и косвенное воздействие на иммунную систему хозяина. До того, как их ферментируют микробы толстой кишки, пищевые волокна оказывают значительное влияние на желудочно-кишечный тракт из-за модуляции кишечной барьерной функции и иммунной реакции. Они также поддерживают многофункциональный эпителиальный барьер кишечного тракта.
Например, было показано, что пектины укрепляют слой слизи, активируя бокаловидные клетки и образуя водородные связи с муцинами. Пищевые волокна непосредственно модулируют выработку хемокинов и цитокинов эпителиальными клетками кишечника, дендритными клетками и макрофагами.
Кроме того, после ферментации пищевых волокон с помощью бактерий образуется широкий спектр мощных иммунологических метаболитов. Одними из них являются короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA). В первую очередь это ацетат, пропионат и бутират. SCFA являются мощными иммуномодуляторами, способствующими секреции противовоспалительных веществ дендритными клетками и лимфоцитами, влияют на количество и эффективность защитных клеток, а также на кроветворение костного мозга. К тому же, эти кислоты снижают активность эффекторных Т-клеток, улучшают эпителиальный барьер, поддерживают секрецию IgA В-лимфоцитами, подавляют развитие иммунного ответа при аллергии.
В экспериментальных моделях показано, что потребление клетчатки или SCFA защищает от колита, воспалительного артрита, респираторно-синцитиальной вирусной инфекции, аллергического воспаления дыхательных путей и пищевой аллергии.
Кроме того, потребление фруктов и овощей в течение первого года жизни связано с повышением уровня бутирата в фекалиях. А дети с высоким содержанием бутирата и пропионата в фекалиях имели меньший риск развития аллергии и астмы в будущем.
Пищевые волокна и аллергия
В то же время, когда дело доходит до конкретных исследований, все может показаться не таким однозначным. Обзор 16 научных исследований, проведенный в 2021 году, показал, что одним из наиболее спорных моментов является эффективность применения пребиотиков у детей раннего возраста.
Например, только одно из этих исследований отмечает, что дополнение детской смеси GOS/FOS может уменьшить некоторые аллергические реакции и снизить риск экземы. Также один системный осмотр отмечает незначительное влияние пребиотиков на предотвращение аллергии у детей. Хотя в нем также отмечается, что доказательства этого очень ограничены.
В то же время, наиболее убедительными доказательства благоприятного влияния пребиотиков у детей были в связи с их борьбой с запорами, плохим набором веса у недоношенных детей и профилактикой экземы у детей с атопией.
Новый обзор показал, что прием в течение 28 недель молока, обогащенного докозагексаеновой кислотой, полидекстрозой, GOS и дрожжевым β-глюканом, а также цинком, витамином А и железом, может быть связан с меньшим количеством эпизодов аллергических проявлений на коже и со стороны дыхательных путей.
Кроме того, ежедневный прием FOS в течение шести недель детьми от двух до пяти лет значительно коррелировал с высоким уровнем полезных бактерий F. prausnitzii в фекалиях и улучшением показателей тяжести атопического дерматита.
Больше исследований влияния клетчатки и пребиотиков проводилось среди взрослых и больше из таких исследований дают убедительные результаты.
К примеру, в ходе одного исследования ученые отметили, что большие объемы потребления пищевых волокон связаны с более низким показателем симптомов астмы через полгода, как у женщин, так и у мужчин.
В ходе другого исследования дополнительное употребление добавок инулина в течение семи дней в объеме 12 г/сут облегчало симптомы и контроль астмы. В том числе это было связано с уменьшением эозинофильного воспаления дыхательных путей.
Кроме того, как заключают ученые, низкое потребление пищевых волокон – клетчатки связано с увеличением вероятности зарегистрированного свистящего дыхания при астме.
Также есть данные, указывающие на положительный эффект применения волокон во время беременности. В частности, одно из исследований показало, что более высокое потребление резистентного крахмала с пищей будущими матерями связано с пониженной вероятностью развития свистящего дыхания у младенцев.
Еще одно исследование показало, что трехнедельный прием 5,5 г пребиотика бимуно-галактоолигосахарида (B-GOS) уменьшал выраженность сужения дыхательных путей, а также сопутствующих маркеров воспаления дыхательных путей.
Другое исследование показало, что употребление в течение 52 недель пребиотика лактосахарозы в объеме 3,2 г/сутки снижало уровень IgE в сыворотке крови (особенно к аллергенам пыльцы).
Вместе с тем, как показывают исследования, общее потребление клетчатки не было в значительной степени связано с улучшением состояния людей с хронической крапивницей. Более того, более высокие объемы потребления матерью резистентного крахмала были связаны с более высокими шансами развития экземы у младенцев. А употребление младенцами смеси с пребиотиками или без таковых не предупреждало развитие экземы на первом году жизни.
В целом,
проанализировав имеющиеся данные, ученые делают вывод, что одной добавки клетчатки может быть недостаточно, и для достижения оптимальной пользы может потребоваться одновременное введение в рацион и пребиотиков, и пробиотических добавок.
Кроме того, применение различных волокон может быть более полезным иммунологически, чем потребление любого отдельного типа волокна.
К тому же ученые до сих пор не знают о потенциальном влиянии волокон на различные эндотипы заболевания. Ведь он зависит от разных патофизиологических механизмов, действующих для данного эндотипа. Это имеет особое значение при изучении таких сложных заболеваний, как аллергия и астма, и подчеркивает необходимость проведения новых исследований.
Источник:
- https://www.authorea.com/doi/full/10.22541/au.163807080.07633496