Hur olika typer av fibrer påverkar mikrobiomet

Forskare som studerar en rad fiberkällor visar vilka fibermolekyler som gynnar en grupp tarmbakterier i en musmodell.

Vilka fiberkällor är bäst för mikrobiomet?

För mer forskningsbaserad information om mikrobiomet och hur det påverkar din hälsa, besök vårt dedikerade nav.

Västerländska dieter innehåller ofta mättade fetter och socker och låga fibrer. Men det finns gott om bevis för att vårt sätt att äta inte överensstämmer med tarmmikrobiomet.

Våra mikrobiella passagerare är avgörande för vår hälsa. De hjälper oss att smälta maten, är väsentliga för immunsystemet och kan kopplas till ett ännu bredare utbud av hälsoaspekter, såsom mental och kardiometabolisk hälsa.

Tidigare i år, Medicinska nyheter idag rapporterade om en metaanalys på uppdrag av Världshälsoorganisationen som visade att att äta mellan 25 och 29 gram fiber varje dag korrelerar med en lägre förekomst av typ 2-diabetes, hjärtsjukdomar, stroke och koloncancer.

Medan läkare råder vissa människor att följa en diet med låg fiber på grund av specifika hälsotillstånd, såsom inflammatorisk tarmstörning, för de flesta är en högfiberdiet nyckeln för tarmhälsan.

Dietriktlinjerna för amerikaner rekommenderar att vuxna kvinnor i åldrarna 31–50 konsumerar 25,2 gram fiber per dag och att vuxna män i samma åldersgrupp konsumerar 30,8 gram fiber per dag.

Men vilka fiberkällor är bäst och vilka molekyler i fiber svarar våra tarmmikrober på?

Ett team av forskare från Washington University School of Medicine i St. Louis, MO, tillsammans med internationella samarbetspartners, satte sig för att svara på dessa frågor med en långsiktig bild av att utveckla vad de kallar mikrobiota-riktade livsmedel för att förbättra vår hälsa.

Inte all fiber skapas lika

"Fiber uppfattas vara fördelaktigt", förklarar författaren Dr. Jeffrey Gordon, professor och chef för Edison Family Center for Genome Sciences & Systems Biology, vid Washington University School of Medicine.

”Men fiber är faktiskt en mycket komplicerad blandning av många olika komponenter. Dessutom har fibrer från olika växtkällor som bearbetas på olika sätt under tillverkning av livsmedel olika beståndsdelar, fortsätter han. "Tyvärr saknar vi detaljerad kunskap om dessa skillnader och deras biologiska betydelse."

För att testa hur olika fiberkällor påverkar överflödet av tarmbakterier vände sig Dr. Gordon och hans kollegor till möss.

Djuren i sin studie uppföddes under sterila förhållanden, vilket innebär att de inte hade sina egna tarmmikrobiomer. Istället fick de var och en en cocktail med 20 stammar av den vanliga tarmbakterien Bacteroides, som laget hade isolerat från en mänsklig tarm.

Varje mus åt därefter en specifik diet i 4 veckor, bestående av en basdiet med tillsatt fiber.

Basdieten innehöll stora mängder mättat fett och låga mängder frukt och grönsaker. Teamet använde detta som en modell för en västerländsk diet, som vanligtvis innehåller mycket fett och låg fiber.Till varje basdiet lade de till olika fibertyper.

Teamet testade 34 olika källor av kostfiber, inklusive ärtprotein, citrusskal, citruspektin, tomatskal, apelsinfiber, äppelfiber, havreskalfiber, kakao, chiafrön och riskli. Totalt resulterade detta i 144 olika dietkombinationer.

De analyserade sedan hur de 20 olika bakteriestammarna reagerade på närvaron av de olika fiberkällorna.

Totalt hade 21 av kombinationerna signifikanta effekter, vilket gjorde det möjligt för forskarna att identifiera stammarnas "distinkta näringsskördskapacitet", som de förklarar i sitt papper.

Specifikt, B. thetaiotaomicron överflöd ökade i närvaro av citruspektin och ärtfiber, medan B. ovatus nivåerna steg i närvaro av korn beta-glukan och korn kli. Andra fibrer som resulterade i en ökning av medlemmarna i Bacteroides stammar i studien var högmolekylärt inulin, resistent maltodextrin och psyllium.

När man fördjupade sig djupare identifierade teamet vilka bioaktiva kolhydrater i fiberpreparaten som gav de föredragna matkällorna för de olika stammarna.

Första författaren Michael L. Patnode, en postdoktoral forskare som arbetar med Dr. Gordon, förklarar: ”Våra experiment visade att i ärtfiber inkluderade de aktiva molekylära beståndsdelarna en typ av polysackarid som kallades arabinan, medan citruspektin utvanns från apelsinskal, en annan typ av polysackarid, kallad homogalakturonan, var ansvarig för expansion av bakterierna. ”

Teamet tittade också på hur några av Bacteroides stammar i studien interagerade med varandra när de presenterades med olika fiberkällor. De fann att hierarkiska förhållanden mellan stammarna var specifika för varje fiber.

"En hälsosam mänsklig tarmmikrobiota har stor mångfald av töjningsnivåer", förklarar teamet i tidningen. "Att bestämma vilka stammar som representerar en viss art att välja som ett probiotiskt medel för huvudkandidat eller för införlivande i synbiotiska (prebiotiska plus probiotiska) formuleringar är en central utmaning för dem som vill utveckla nästa generations mikrobiota-riktade terapier."

"Att knäcka koden för vilka dietingredienser som gynnar mikrober eftertraktar är en nyckel till att designa livsmedel som förbättrar hälsan."

Dr. Jeffrey Gordon