Бактериалната ферментация е важна дейност и
нормален стомашно-чревен тракт на всички гръбначни (риби, земноводни,
влечуги, птици и бозайници).
Извършва се върху различни компоненти на диетата, които не го правят
те могат да бъдат хидролизирани от ензими в храносмилателната система. Флора
чревни (колективен асортимент от бактерии, които живеят и се размножават в
храносмилателния тракт, особено в цекума и възходящото дебело черво на човека и в
рубът на преживните животни) е отговорен за тази стомашно-чревна дейност.
Стомашно-чревният тракт на човека е тъмна среда,
влажна, топла, без кислород и освен това пълна с остатъци от храна. Тези
условията правят вътрешността на храносмилателната система плодородна почва и
абонат, силно благоприятен за развитието на микроорганизми от този тип
Бактероиди (най-разпространената група), евбактерии, лактобацили, бифидобактерии,
Пептострептококи, фузобактерии и др., По-голямата част от които се хранят
на въглехидратни остатъци (нишесте и други захари) и фибри. Там наоколо
от 400 известни вида бактерии, които се роят и съжителстват в симбиоза в
човешкия храносмилателен тракт.
В целия храносмилателен тракт ние синтезираме ензими
които разграждат енергийните хранителни вещества от храната (въглехидратите,
протеини, мазнини), за да можем да усвоим основните им компоненти (захари
прости киселини, мастни киселини, глицерол и аминокиселини) през стените на
тънко черво. Въглехидратите и протеините обаче не са винаги
напълно смила, поне що се отнася до хората.
Фибрите, от друга страна, не се усвояват поради отсъствието
на ензимите. Всички тези съединения, които не са усвоени (въглехидрати и фибри
главно и протеините и други съединения в по-малка степен) образуват това, което е
наречени "ферментиращи субстрати" и служат като банкет за флората
чревни.
Ферментиращи субстрати
Това са остатъците от храна, плюс някои
остатъци от вътрешния метаболизъм на организма, които не са усвоени в
стомаха или тънките черва, достигайки дебелото черво, където са изложени
ферментативното действие на чревната флора. В диетата на човека това
субстратите са:
? Фибри: Това е разнообразна група растителни компоненти,
разтворим и неразтворим, непроницаем за храносмилателното действие на ензимите и това
включва целулоза, хемицелулоза, пектин, растителна смола, слуз от
семена и инулин.
? Устойчиво нишесте: Несмляното нишесте не е това
смила в стомаха или тънките черва; могат да бъдат класифицирани в три
различни групи:
1) Недостъпно нишесте. Това е нишесте физически
недостъпен за храносмилателни ензими поради структурата на растителните клетки
и се среща в пълнозърнести храни, бобови растения и семена.
2) Сурово нишесте. Нишестето съдържа два компонента
различни: амилоза (20%) и амилопектин (80%). Суровото нишесте е
кристална структура с три различни форми, A, B и C, които се различават
в относителните им пропорции на амилоза и амилопектин. В общи линии,
храносмилателните ензими могат да усвоят форма А (сурови зърнени култури), докато
Формите B (суров картоф и зелен банан) и C (някои бобови растения) се противопоставят
храносмилане.
3) Ретроградно нишесте. По време на готвене, амилоза и
амилопектинът в нишестето преминава процес на желатинизиране, който ензими
След това храносмилателните системи се възползват от освобождаването на глюкозата, съдържаща се в тези две
компоненти на нишесте. Нишестените гелове обаче са нестабилни и
когато се охладят, те се връщат в кристално състояние (ретроградно), необратимо
с последващо нагряване. След като е студено, варената амилоза е много
устойчив на хидролизиращото действие на храносмилателните ензими в червата
тънък. От тези два компонента на нишестето амилопектинът е този, който
ферментира по-ефективно в дебелото черво.
Оттук и фактът, че яденето на студено варени картофи, хляб,
зърнени закуски или други студени ястия от зърнени храни или боб или
прегрял, храносмилането от храносмилателни ензими се съпротивлява повече от
ако сме яли една и съща храна прясно сготвена и все още гореща.
? Олигозахариди: Съставени са от 3 до 20 захари
свързани във верига. Сред тях са: рафиноза, стахиоза и
вербаскоза от бобови растения; фрукто-олигозахариди в лука,
артишок, банан, чесън, праз и други зеленчуци и плодове; в допълнение към
галакто-олигозахариди в кърмата. Олигозахаридите са
относително устойчив на храносмилане и ферментира бързо в дебелото черво,
под действието на чревната флора. Те представляват минимално количество от
ферментиращ субстрат при индивиди с типична западна диета.
? Протеини, полипептиди и аминокиселини: Полипептиди
са полусвоени парчета протеин, докато аминокиселините са
градивни елементи на протеини и полипептиди след завършване
храносмилателния процес. Последващата ферментация на тези в дебелото черво води до
образуване, наред с други елементи, от поредица от съединения потенциално
вредни за организма, като амоняк, амини, индоли и
феноли. Тези съединения не се появяват по време на ферментацията на влакното и
захарите.
? Недиетични субстрати: Други компоненти на
тялото може да служи и като субстрат за чревна ферментация, за
например мъртви клетки, колаген, ензими, суроватъчни протеини и др.
Чревната флора и късоверижните мастни киселини
В нея има повече от 400 различни вида анаеробни бактерии
дебелото черво, което всички често познаваме под „чревна флора“, в a
сложна екосистема, в която не съществува кислород (следователно анаеробна? "безвъздушна" в
Гръцки). Повечето се хранят предимно с въглехидрати (нишесте и
други захари) и фибри, въпреки че бактероиди, пептострептококи и
еубактериите имат по-широк вкус и също се хранят с
аминокиселини. Най-голямата бактериална активност се открива в сляпото черво (първо
участък от дебелото черво след тънките черва) и намалява
тъй като съдържанието на дебелото черво се премества в ректума.
Най-интересното при тази бактериална активност е
образуване на съединения, наречени късоверижни мастни киселини (SCFA)
o летливи мастни киселини, главно ацетат, пропионат и
бутират, които съставляват 90-95% от всички SCFA. Останалите 5-10%
те представляват други съединения като валерат, хексаноат и др. Дейност
бактерията също така генерира въглероден диоксид, водород и метан газове.
При бозайниците тревопасни са тези, които
произвеждат най-големи количества късоверижни мастни киселини, последвани от
всеядни и накрая месоядни животни.
Късоверижните мастни киселини като източник на калории
Значението на SCFA като източник на енергия за
Преживните животни започнаха да стават известни от 1940 г. Днес знаем
че тези мастни киселини съставляват 70-80% от енергийните нужди на
овце и крави.
Преживните животни не са единствените животни, които се възползват от тях.
Зайците получават 40% от енергийните си нужди от SCFA.
Горилата, с която споделяме 98% от генетиката и чийто храносмилателен тракт
Той е много подобен на нашия, можете да получите между 30-60% от вашите нужди
енергичен благодарение на ферментативното действие на чревната си флора върху
съдържание на диетата им листноплодни (листа, стъбла, плодове, семена, кора и
лиани), с много високо съдържание на фибри.
От друга страна, енергийната функция на SCFA в дебелото черво
на човешкото същество започва да се замисля едва преди около 25 години. The
Изследванията в това отношение показват, че производството на SCFA в дебелото черво
на човешкото същество може да бъде значително.
След като съдържанието на дебелото черво се ферментира и се образуват SCFA,
Тези киселини се абсорбират през стените на дебелото черво, където се метаболизират
за осигуряване на калории на тялото. Повечето от бутирата не надхвърлят
вътре в стените на дебелото черво, тъй като е важен източник на енергия
(60-70%) за човешки епителни клетки на дебелото черво, осигурявайки a
важна част от вашите енергийни нужди, дори в присъствието на
глюкоза. По-ниски количества пропионат и ацетат също осигуряват
енергия към епителните клетки, въпреки че повечето от тези две SCFA
достигат до черния дроб през порталната вена и там те се превръщат в мазнини, глюкоза или
в кетонни тела, за да генерира по-късно енергия. Нещо повече, значителна част
ацетатът оставя черния дроб да бъде транспортиран до мускулите, сърцето и
мозък и се използва като източник на енергия в тези органи.
Това е гениален механизъм на тялото за извличане
допълнителни калории от фибри, несмляно нишесте, олигозахариди,
и т.н .; Без ферментативното действие на чревната флора тези субстрати са
би изхвърлил непроменен с изпражненията.
Общите въглехидрати и фибри, които достигат до дебелото черво и
ферментацията при диети на Запад се различава сред изследователите,
изчисляване между 20 и 60 грама; към тези цифри може да се добави и 6
до 18 грама неразграден протеин. Нека вземем предвид, че калорийният прием
на ферментирали остатъци е по-малко от калориите, предоставени от
въглехидрати и протеини по време на храносмилателния процес (4 калории на
грам), като се изчислява на 1,5 или 2 калориите, произведени от всеки грам от
ферментирал остатък. И все пак при нормалната смесена диета на Запад
калоричен принос от ферментирали фибри, въглехидрати и протеини
е малко, но не и пренебрежимо, между 5-10% от общите калории.
Някои изследователи обаче признават, че е много
значителни количества ферментиращи въглехидрати (нишесте
устойчиви, олигозахариди и фибри) ферментират в дебелото черво на хората или
Африканско население или тези от други неиндустриализирани страни, които спазват диета
много високо съдържание на фибри (7 пъти повече фибри, отколкото при британската диета); AGCC
произведеното би доставило още повече енергия за диетата.
Що се отнася до нишестето, то е важно хранително вещество в
диетата на човека и приема му се различават между различните области на
свят, от по-малко от 150 грама/ден/човек на западна диета, до повече
350 грама/ден/човек в общества, които все още консумират традиционни диети от
аграрен съд.
Количеството нишесте, оставено неразградено при диета
типично западна, вероятно около 10%, цифра, която в страните, където
нишестето е основният източник на енергия може да бъде значително
по-висок. Следователно, значително по-висок дял от енергия, повече
Отвъд постулираните 5-10%, теоретично това може да бъде постигнато чрез AGCC
произведени в традиционни диети.
Високият принос на растителните храни в определени диети
като вегетарианецът, веганът или хигиенистът например се настройват
с тези последни данни и контрастира със смесената диета на по-голямата част от
западно население. Количествата фибри, устойчиво нишесте и други
неразградени захари, които могат да ферментират поради действието на чревната флора
те на теория ще бъдат значително по-високи, отколкото при нормалната смесена диета, когато
същото като последващия принос на калории в организма от SCFA.
Не забравяйте, че всяка готвена и охладена зърнена култура, дори и
пълнозърнест хляб и бисквити, осигурява устойчиво нишесте, както и други
източници на нишесте, като картофи и бобови растения, докато
олигозахаридите се съдържат в плодовете, зеленчуците и бобовите растения и фибрите
във всички растителни храни.
Дебелото черво е основен център за рециклиране на хранителни вещества
които по един или друг начин са избегнали храносмилателния процес. Като се започне от това
рециклируем материал (влакна, устойчиво нишесте и главно олигозахариди,
и протеини и други съединения в по-малка степен), бактериалната популация на
дебелото черво е отговорно за производството на мастни киселини с къса верига, които представляват a
допълнителен източник на енергия за много тъкани на тялото. Следователно,
дебелото черво не само канализира изпражненията в ректума, но също така играе роля
важни в храносмилателния и метаболитния процес на хората и други
бозайници, благодарение на техните бактериални наематели.