Дубоко у вашим цревима живи ужурбан свет микроба, од којих сваки игра улогу у варењу ваше хране. Међу њима је и један необичан микроб који производи метан – гас који се чешће повезује са кравама и депонијама него с људима. Према новом истраживању са Државног универзитета у Аризони (АСУ), овај микроорганизам који ствара метан може утицати на то колико калорија ваше тело издваја из онога што једете.
Колекција микроба који живе у вашем дигестивном тракту позната је као микробиом црева. Док га сви имају, микробиоми неких људи производе велике количине метана, док други производе врло мало.
Микроби и енергија скривена у влакнима
Студија је открила да људи чији микробиом стварају више метана имају тенденцију да извлаче више енергије из хране богате влакнима. Ово може помоћи да се објасни зашто исти оброк може да обезбеди различит број калорија за различите појединце када дође до дебелог црева.
Истраживачи су нагласили да храна богата влакнима остаје корисна. Људи генерално апсорбују више калорија из типичне западњачке исхране богате прерађеном храном, без обзира на нивое метана. Упркос томе, апсорпција калорија на дијети богатој влакнима варира у зависности од тога колико метана производи црева особе.
Ови налази сугеришу да би метан из црева могао постати кључни фактор у персонализованој исхрани – будућности у којој су дијете прилагођене јединственој микробној активности у пробавном систему сваке особе.
„Та разлика има важне импликације за интервенције у исхрани. Показује да људи на истој дијети могу различито реаговати. Део тога је због састава њиховог цревног микробиома“, каже Блејк Диркс, водећи аутор студије и дипломирани истраживач у Биодизајн центру за здравље кроз микробиоме. Диркс је такође докторант на АСУ школи природних наука.
Упознајте произвођаче метана
Објављено у Тхе ИСМЕ Јоурналстудија идентификује кључне играче: микробе који производе метан познате као метаногени. Чини се да су ови микроорганизми повезани са ефикаснијим варењем и већом апсорпцијом енергије.
Главни задатак микробиома је разлагање хране коју тело не може само да пробави. Микроби ферментишу влакна у кратколанчане масне киселине (СЦФА), које обезбеђују вредан извор енергије. Током овог процеса ослобађа се гас водоник. Превише водоника може успорити ферментацију, али други микроби то спречавају конзумирањем водоника – одржавајући равнотежу дигестивну хемију.
Метаногени су потрошачи водоника. Док се хране водоником, ослобађају метан као нуспроизвод. Они су једини микроби у људском цреву који производе овај гас.
„Људско тело само по себи не производи метан, већ само микроби. Зато смо предложили да то може бити биомаркер који сигнализира ефикасну микробну производњу кратколанчаних масних киселина“, каже Рози Крајмалник-Браун, ауторка студије и директорка Биодизајн центра за здравље кроз микробиоме.
Како микроби могу обликовати метаболизам
Истраживачи АСУ-а су открили да интеракције између ових микроба могу директно утицати на метаболизам. Учесници који су производили више метана такође су имали виши ниво кратколанчаних масних киселина, што указује да се више енергије ствара и апсорбује у цревима.
Да би тестирали ове ефекте, сваки учесник је следио две различите дијете. Један је укључивао високо прерађену храну са мало влакана, док је други наглашавао целу храну и влакна. Обе дијете су садржавале једнаке пропорције угљених хидрата, протеина и масти.
Истраживање је спроведено у сарадњи са Институтом за транслациона истраживања АдвентХеалтх, који је омогућио приступ специјализованом објекту. Сваки учесник провео је шест дана у запечаћеној соби налик хотелу која се назива калориметар у целој соби. Ово окружење је омогућило истраживачима да прецизно мере метаболизам и излаз метана.
За разлику од традиционалних метода које се ослањају на један тест удисаја, ова поставка је континуирано хватала метан који се ослобађа и кроз дах и друге емисије (хем), пружајући прецизнији приказ микробне активности.
„Овај рад наглашава важност сарадње између клиничко-транслационих научника и микробних еколога. Комбинација прецизних мера енергетског баланса кроз калориметрију у целој просторији са експертизом микробне екологије АСУ-а омогућила је кључне иновације“, каже Карен Д. Цорбин, коаутор и истраживач сарадник на институту.
Праћење енергије и микробне активности
Подаци прикупљени из узорака крви и столице открили су колико су учесници апсорбовали енергију из своје хране и колико су активни микроби у цревима. Истраживачи су затим упоредили људе са високом производњом метана са онима са нижим нивоима.
Скоро сви учесници су апсорбовали мање калорија док су јели дијету богату влакнима у поређењу са исхраном са прерађеном храном. Међутим, они са већом производњом метана апсорбовали су више калорија из хране богате влакнима од оних са мање метана у својим системима.
Корак ка персонализованом здрављу
Налази постављају важну основу за будуће студије и медицинске примене.
Ово истраживање ствара основу за будуће студије и медицинске третмане.
„Учесници у нашој студији били су релативно здрави. Једна ствар за коју мислим да би било вредно погледати је како друге популације реагују на ове врсте исхране – људи са гојазношћу, дијабетесом или другим врстама здравствених стања“, каже Диркс.
Иако студија није имала за циљ да изазове губитак тежине, неки учесници су изгубили малу количину док су се придржавали дијете богате влакнима. Будућа истраживања могу истражити како метаногени утичу на напоре у губитку тежине или на специјализоване програме исхране.
„Видите колико је важно да је микробиом персонализован“, каже Крајмалник-Браун. „Конкретно, дијета коју смо тако пажљиво осмислили да побољшамо микробиом за овај експеримент имала је различите ефекте на сваку особу, делом зато што микробиоми неких људи производе више метана од других.
Остали чланови истраживачког тима АСУ су професор Брус Ритман и дипломирани истраживач Тејлор Дејвис.
Овај пројекат финансиран је од стране Националног института за дијабетес и болести органа за варење и бубреге Националног института за здравље.
