Składnik mikrobioty jelitowej „decyduje”, ile kalorii wchłania organizm

Nowe badanie wykazało, że mało znany składnik mikrobiomu jelitowego, który produkuje metan, może wpływać na ilość kalorii wchłanianych z pożywienia.

Według tego badania z Arizona State University (Stany Zjednoczone), mikrobiomy jelitowe niektórych osób produkują dużo metanu, podczas gdy innych produkują bardzo mało. Jego autorzy odkryli, że osoby, których mikrobiomy jelitowe produkują dużo metanu, są szczególnie dobre w odblokowywaniu dodatkowej energii z diety bogatej w błonnik. To może wyjaśniać, dlaczego każda osoba otrzymuje inną ilość kalorii z pożywienia, które dociera do okrężnicy.

Naukowcy wskazują, że dieta bogata w błonnik nie jest winowajcą. Ludzie wchłaniają więcej kalorii z zachodniej diety przetworzonej żywności, niezależnie od produkcji metanu. W przypadku diety bogatej w błonnik wchłania się mniej kalorii, ale ich ilość zmienia się w zależności od produkcji metanu.

Bardziej wydajne mikrobiomy

Naukowcy sugerują, że uzyskane wyniki mogą stanowić podstawę spersonalizowanego żywienia.

„Ta różnica ma ważne implikacje dla interwencji dietetycznych. Pokazuje, że osoby na tej samej diecie mogą reagować inaczej. Częściowo wynika to ze składu ich mikrobiomu jelitowego” — mówi Blake Dirks, starszy autor badania i badacz w Center for Biodesign for Health through Microbiomes.

Badanie opublikowane w czasopiśmie The ISME Journal wykazało, że mikroorganizmy produkujące metan, zwane metanogenami, mają związek z wydajniejszą budową mikrobiomu i większym wchłanianiem energii z pożywienia.

Jedną z głównych funkcji mikrobiomu jest pomoc w trawieniu pokarmu. Mikroby fermentują błonnik do krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, które organizm może wykorzystać jako źródło energii. W tym procesie produkują wodór. Zbyt duża ilość wodoru zatrzymuje ich aktywność, ale inne mikroby mogą pomóc utrzymać ten proces, wykorzystując wodór.

Metanogeny są konsumentami wodoru. Konsumując wodór, wytwarzają metan. Są jedynymi mikrobami, które produkują ten związek chemiczny.

„Ludzkie ciało nie produkuje metanu, tylko mikroby. Dlatego sugerujemy, że może to być biomarker sygnalizujący wydajną produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych przez mikroorganizmy” – mówi Rosy Krajmalnik-Brown, autorka korespondencyjna badania i dyrektorka Center for Biodesign for Health through Microbiomes.

Pomóc Ci schudnąć

Badania sugerują, że te interakcje mikrobiologiczne wpływają na metabolizm organizmu. Zespół odkrył, że zwiększona produkcja metanu była związana ze zwiększoną produkcją i wchłanianiem krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych w jelitach.

W eksperymencie naukowcy zapewnili każdemu uczestnikowi badania dwie różne diety. Jedna dieta zawierała więcej przetworzonej żywności i mało błonnika. Druga dieta była bogata w pełnowartościowe produkty i błonnik. Obie diety zawierały taką samą proporcję węglowodanów, białka i tłuszczu.

„Ta praca podkreśla znaczenie współpracy między naukowcami kliniczno-translacyjnymi a ekologami mikrobiologicznymi. Połączenie precyzyjnych pomiarów bilansu energetycznego przy użyciu kalorymetrii całego pomieszczenia z wiedzą ASU w zakresie ekologii mikrobiologicznej umożliwiło kluczowe innowacje” — mówi Karen D. Corbin, współautorka i współpracowniczka naukowa w instytucie.

Przeczytaj także

Dane z próbek krwi i kału mierzyły, ile energii organizmy uczestników wchłaniały z pożywienia i śledziły aktywność ich mikrobów. Zespół porównał dane od osób, których mikrobiomy jelitowe wytwarzały wysokie i niskie poziomy metanu.

Na diecie wysokobłonnikowej prawie wszyscy uczestnicy wchłonęli mniej kalorii niż na diecie z przetworzonej żywności. Ale ci, których jelita produkowały więcej metanu, wchłonęli więcej kalorii z diety wysokobłonnikowej niż ci, których jelita produkowały mniej metanu.

Według autorów, badanie to stanowi podstawę przyszłych badań medycznych i metod leczenia. „Uczestnicy naszego badania byli stosunkowo zdrowi. Myślę, że warto byłoby zbadać, jak inne populacje reagują na ten rodzaj diety: osoby z otyłością, cukrzycą lub innymi problemami zdrowotnymi” – mówi Dirks.

Chociaż nie spodziewano się, że uczestnicy badania schudną podczas eksperymentu, niektórzy stracili trochę wagi, stosując dietę bogatą w błonnik. Zespół jest teraz zainteresowany tym, jak metanogeny mikrobiomu wpływają na dietę mającą pomóc uczestnikom schudnąć.

„Można zobaczyć, jak ważne jest, aby mikrobiom był spersonalizowany” — mówi Krajmalnik-Brown. „Konkretnie, dieta, którą tak starannie zaprojektowaliśmy, aby poprawić mikrobiom na potrzeby tego eksperymentu, miała różne skutki dla każdej osoby, częściowo dlatego, że mikrobiomy niektórych osób produkowały więcej metanu niż innych”.