Задълбочените изследвания в експериментални модели без микроби показват важността на поглъщането на естествени фибри за защита на жизненоважната бариерна слуз на храносмилателния тракт, предотвратяване на микробиотата да унищожи лигавицата на дебелото черво и защита срещу инфекция, както е подробно описано в статия, публикувана в „Клетка'.

предотвратяват

Когато микробите в храносмилателната система не получат естествените фибри, от които се хранят, те започват да усвояват естествения слой слуз, който покрива червата, като го ерозира до точката, в която опасните нахлуващи бактерии могат да заразят стената на дебелото черво.

Международен екип от изследователи показва въздействието на лишаването от фибри върху червата на специално отглеждани животински модели. Животните са родени и отгледани без собствени чревни микроби, след което са получили трансплантация на 14 бактерии, които обикновено растат в човешкото черво.

Учените знаят пълния генетичен подпис на всеки един, което прави възможно проследяването на тяхната дейност във времето. Резултатите имат значение за разбирането не само на ролята на фибрите в нормалната диета, но и на потенциала за използване на фибри за противодействие на ефектите от нарушения на храносмилателния тракт.

„Урокът, който научаваме от изучаването на взаимодействието на фибрите, чревните микроби и системата на чревната бариера, е, че ако не ги храните, те могат да ви изядат“, казва Ерик Мартенс, доцент по микробиология в Университета на Медицинско училище в Калифорния, Университет в Мичиган (UM), който ръководи изследването заедно със своя бивш докторант Махеш Десай, сега в Люксембургския здравен институт.

Използвайки специалния гнотобиотик на UM или животни без микроби и усъвършенствани генетични техники, за да определят кои бактерии присъстват и са активни при различни условия, авторите изследват въздействието на диети с различно съдържание на фибри и други без фибри. Те също така заразиха някои от гризачите с бактериален щам, който прави мишки това, което някои щамове на „Escherichia coli“ могат да направят на хората: те причиняват чревни инфекции, които водят до дразнене, възпаление, диария и други нарушения.

Слузният слой остава дебел и инфекцията не е пълна при мишки, като им се дава диета с около 15 процента фибри от минимално обработени зърна и растения. Но когато изследователите преминаха към диета без фибри, дори за няколко дни, някои от микробите в червата им започнаха да дъвчат слузта.

Четири бактериални щама се размножават с малко фибри

Те също така тестваха диета, богата на пребиотични фибри - пречистени форми на разтворими фибри, подобни на това, което някои обработени храни и добавки съдържат в момента - което доведе до същата ерозия на слузния слой, наблюдаван при липса на фибри. Изследователите установили, че комбинацията от бактерии се променя в зависимост от това с какво са хранени мишките, дори от ден на ден. Някои видове бактерии в трансплантирания микробиом са по-чести - което означава, че са се размножили повече - в условия с ниско съдържание на фибри, други в ситуации с високо съдържание на фибри.

Четирите щама бактерии, които процъфтяват най-много в условия с ниско съдържание на фибри и без влакна, са единствените, които произвеждат ензими, способни да разграждат дългите молекули, наречени гликопротеини, които съставят слузния слой. В допълнение към изследването на бактериите с помощта на генетична информация, изследователите успяха да видят кои ензими за смилане на фибри са създали бактериите, откривайки над 1600 различни ензима, способни да разграждат въглехидратите, подобно на сложността, наблюдавана в нормалното човешко черво.

Подобно на сместа от бактерии, ензимната смес се променя в зависимост от това с какво се хранят мишките, като дори случайното лишаване от фибри води до повишено производство на ензими, покриващи слуз.

Изображенията на слузния слой и клетките "чашка" в стената на дебелото черво, които постоянно произвеждат слуз, показват, че слоят е по-тънък, колкото по-малко фибри получават мишките. Въпреки че слузта се разгражда постоянно и се произвежда в нормално черво, промяната в активността на бактериите при по-ниски условия на фибри означава, че скоростта на разграждане е по-бърза от скоростта на производство.

Когато изследователите са заразили мишките с „Citrobacter rodentium“ - бактерии, подобни на „E. Coli'– установи, че тези опасни бактерии процъфтяват повече в червата на мишки, хранени с диета без фибри. Много от тези гризачи започнаха да показват признаци на заболяване и загуба на тегло.

Когато учените изследвали проби от чревната си тъкан, те не само виждали много по-тънка или дори неправилна лигавица, но също така откривали възпаление на широка площ. Мишките, които преди хранене са били хранени с високо съдържание на фибри, също са имали известно възпаление, но на много по-малка площ.