Орехи и их влияние на микробиоту кишечника, функцию кишечника и симптомы у взрослых: систематический обзор и метаанализ рандомизированных контролируемых исследований

Nutrients 2020, 12, 2347; doi:10.3390/nu12082347

doi.org

Nuts and their Effect on Gut Microbiota, Gut Function and Symptoms in Adults: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomised Controlled Trials

Alice C. Creedon , Estella S. Hung, Sarah E. Berry and Kevin Whelan

Знакомство

Орехи имеют доказанные преимущества для здоровья человека, а недавние систематические обзоры подчеркивают их пользу для здоровья сердечно-сосудистой системы и контроля гликемии. Орехи представляют собой ценное диетическое вмешательство для улучшения кардиометаболического здоровья населения в целом. При этом меньше всего изучено влияние орехов на здоровье желудочно-кишечного тракта и микробиоту кишечника.

Здоровье желудочно-кишечного тракта в значительной степени зависит от состава микробиоты кишечника. С момента рождения и на протяжении всего жизненного цикла микробиота кишечника выполняет жизненно важные для здоровья организма функции, начиная с «обучения» иммунной системы, получения энергии из продуктов, которые в противном случае не перевариваются человеком, и заканчивая выработкой короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК) – основного источника энергии для эпителиальных клеток кишечника. И наоборот, изменения в составе микробиоты кишечника являются признаком его функциональных расстройств, таких как синдром раздраженного кишечника (СРК) и запор. Микробиота также связана с общими желудочно-кишечными симптомами у здоровых людей, такими как боль в животе и вздутие живота. Диетические вмешательства, направленные на микробиоту кишечника, имеют ценное значение для поддержания здоровья желудочно-кишечного тракта у населения в целом.

Предполагается, что орехи оказывают пребиотическое действие на микробиоту кишечника. Пребиотик – это субстрат, избирательно используемый микроорганизмами-хозяинами и приносящий пользу для здоровья. Ранние исследования in vitro продемонстрировали пребиотическое действие миндаля и экстракта каштана на бифидобактерии и лактобактерии соответственно. Потенциальные механизмы, лежащие в основе наблюдаемого пребиотического эффекта орехов, связаны с их питательным составом и физической структурой. Орехи богаты клетчаткой и полифенолами, которые используются микробиотой кишечника в качестве субстрата. Ферментация клетчатки микробиотой кишечника приводит к образованию КЦЖК, таких как бутират, которые способствуют сократительной способности и секреции слизи в эпителиальных клетках кишечника, что отчасти объясняет благотворное влияние микробиоты на функцию кишечника. Полифенолы имеют двунаправленную связь с микробиотой хозяина, в которой бактерии перерабатывают полифенолы в абсорбируемые продукты, и эти продукты модулируют состав микробиоты. Также орехи богаты липидами, которые имеют низкую биодоступность вследствие неповрежденных клеточных стенок, устойчивых к перевариванию, обеспечивающих физический барьер для переваривания липидов в верхних отделах желудочно-кишечного тракта, в результате чего липиды могут достигать толстой кишки, где они потенциально используются микробиотой. Таким образом, пищевая матрица из орехов может представлять собой уникальный метод доставки богатого запаса ферментируемых питательных веществ, таких как клетчатка, полифенолы и липиды, в микробиоту кишечника.

Основываясь на ранних результатах in vitro, было проведено несколько испытаний на людях для изучения влияния потребления орехов на здоровье желудочно-кишечного тракта и микробиоту кишечника, чаще всего на микробиоту кала. Самое интересное, что Liu и его коллеги в своем нерандомизированном клиническом исследовании сообщили об увеличении количества фекальных бифидобактерий после 6 недель употребления цельного миндаля или миндальной кожуры по сравнению с коммерческим пребиотиком. Результаты последующих рандомизированных контролируемых исследований (РКИ) были противоречивыми, в некоторых из них сообщалось об увеличении, уменьшении или отсутствии влияния потребления орехов на фекальные бифидобактерии. Кроме того, в нескольких исследованиях изучалось влияние потребления орехов на функцию кишечника. Таким образом, целью данного исследования было изучение влияния потребления орехов на микробиоту кишечника, функцию кишечника и кишечные симптомы у здоровых взрослых людей с помощью систематического обзора и метаанализа РКИ.

Обсуждение

Этот систематический обзор и метаанализ были проведены для подтверждения гипотезы о том, что орехи оказывают пребиотическое действие на микробиоту кишечника и что это может улучшить функцию кишечника и кишечные симптомы. В результате систематического поиска литературы было выявлено девять РКИ, в которых изучалось влияние потребления орехов на микробиоту кала, частоту стула и/или кишечные симптомы. В целом, не было выявлено никакого влияния потребления орехов на микробиоту на уровне типов, однако некоторые роды были значительно изменены. Метаанализ также выявил специфическое влияние орехов на глобальные показатели бактериального разнообразия. Функция желудочно-кишечного тракта была изучена в нескольких исследованиях, однако имеющиеся данные свидетельствуют об отсутствии влияния потребления орехов на стул.

Микробиота кишечника человека характеризуется основными сообществами бактерий, которые остаются стабильными с течением времени и связаны с долгосрочным питанием. Также хорошо известно, что краткосрочная диета оказывает влияние на состав микробиоты. Многократно сообщалось о влиянии резких изменений в рационе питания или введения клетчатки или пребиотиков на состав микробиоты кишечника. В отличие от этого, было проведено относительно мало исследований, посвященных влиянию цельных продуктов на состав микробиоты кишечника. Одним из исключений являются орехи, которые были предметом нескольких РКИ, направленных на модулирование состава микробиоты кишечника на благо здоровья.

Результаты метаанализа иллюстрируют стабильную фекальную микробиоту на уровне типа, а анализ чувствительности не показал влияния того или иного вида орехов, дозы, продолжительности вмешательства или дизайна исследования. Напротив, некоторые бактерии модулировались потреблением орехов на уровне рода. Пребиотический эффект орехов был впервые предложен на основе доклинических и нерандомизированных исследований, которые продемонстрировали пользу потребления миндаля для фекальных бифидобактерий. Результаты метаанализа не подтвердили влияние на бифидобактерии, однако для этого результата наблюдалась высокая гетерогенность. Анализ чувствительности учитывал гетерогенность, но не оказывал влияния на исход метаанализа.

Потребление орехов увеличило относительную численность родов Clostridium, Lachnospira и Roseburia – все они являются доказанными продуцентами бутирата. Бутират жизненно важен для здоровья желудочно-кишечного тракта, как источник энергии для колоноцитов кишечника, так и для поддержания кишечного эпителия. Таким образом, увеличение количества продуцентов бутирата подтверждает гипотезу о пребиотическом эффекте употребления орехов.

Было показано, что пищевые липиды влияют на состав кишечной микробиоты кишечника. Анализ чувствительности показал, что влияние потребления орехов на Roseburia объясняется исследованиями с участием грецких орехов. Интересно, что в исследование Tindall и его коллег была включена дополнительная группа вмешательства, которая не соответствовала критериям нашего метаанализа. Диета вмешательства не было грецких орехов, но были жирные кислоты, присутствующие в грецком орехе, и в этой группе также наблюдалось увеличение Roseburia по сравнению с контролем, что предполагает потенциальную роль липидов в пребиотическом эффекте грецких орехов. В свою очередь, предполагается, что Roseburia приносит пользу желудочно-кишечной среде благодаря их отрицательной ассоциации со вторичными желчными кислотами после употребления грецких орехов. Вторичные желчные кислоты образуются в результате метаболизма желчных солей бактериями в кишечнике, и их присутствие связано с несколькими болезненными состояниями.

На результаты метаанализов Roseburia и Clostridium повлиял тип ореха. В обоих случаях, когда исследования с участием грецких орехов были исключены из анализов, результаты не достигли значимости. Интересно, что на Roseburia, по-видимому, влияют доза и продолжительность вмешательства, в результате чего большая доза орехов и более длительное вмешательство приводят к потере значимости, что указывает на потенциальную адаптацию микробиоты с течением времени. Исследование Dhillon и коллег объяснило результаты метаанализов Dialister, Lachnospira и Parabacteroides . В этом испытании изучали большую дозу в течение более длительного времени и в параллельном дизайне, в отличие от других испытаний в этих анализах, поэтому невозможно сказать, какие из этих характеристик и в какой степени эти характеристики могут способствовать результату. Действительно, анализы чувствительности в этом обзоре следует интерпретировать с осторожностью из-за небольшого количества исследований.

При рассмотрении микробиоты кишечника и здоровья высокий уровень бактериального разнообразия, как правило, связан с положительными результатами для здоровья, в то время как низкое бактериальное разнообразие является фактором, выявляемым в широком диапазоне болезненных состояний. Диетические факторы, повышающие разнообразие α, ценны тем, что они могут снизить риск и предотвратить заболевание у здоровых людей. Альфа-разнообразие представляет собой количество уникальных таксонов в выборке. В целом, потребление орехов, по-видимому, не оказало существенного влияния на какой-либо показатель разнообразия α. Тем не менее, анализ чувствительности, изучающий тип ореха, показал значительное увеличение индекса Шеннона после потребления миндаля. Индекс Шеннона — это метрика α-разнообразия, которая учитывает количество уникальных видов в выборке, а также их относительную численность. Как уже говорилось ранее, благодаря своей уникальной пищевой матрице орехи считаются способными доставлять питательные вещества в толстую кишку для использования микробиотой. Наиболее широко это было исследовано на миндале, у которого было обнаружено очень маленькое количество клеток. Исследователи, изучающие биодоступность миндаля, идентифицировали неповрежденные и частично разорванные клетки миндаля в образцах кала добровольцев, использовавших диету с большим содержанием миндаля. В некоторых случаях были идентифицированы бактерии, проникающие в частично разорванные клетки, которые, по-видимому, были лишены внутриклеточных липидных капель, предполагая, что внутриклеточное содержимое было использовано микробиотой. Сочетание этих факторов может объяснить наблюдаемое специфическое влияние миндаля на α-разнообразие.

Бета-разнообразие представляет собой таксоны, присутствующие между образцами. В диетических исследованиях это обычно представляет собой разницу в количестве бактерий, присутствующих до и после вмешательства. Из-за характера отчетности по показателям β-разнообразия провести метаанализ не представлялось возможным. Сравнивая исследования по типу орехов, влияние миндаля на β-разнообразие неубедительно. Тем не менее, потребление орехов оказало значительное влияние на β-разнообразие в двух из трех исследований, где изучалось потребление грецких орехов здоровыми взрослыми. Исследование, в котором сообщалось об отсутствии влияния потребления грецких орехов на β-разнообразие, проводилось с участием взрослых с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний. В предыдущих исследованиях описывалось снижение разнообразия фекальной микробиоты у взрослых с прегипертензией и пациентов с ожирением, что может объяснить результаты данного исследования.

Состав кишечной микробиоты способствует оптимальному функционированию кишечника и устранению кишечных симптомов. Несмотря на ранние признаки пребиотического эффекта, лишь в немногих исследованиях оценивалось влияние орехов на функциональные или клинические исходы. Метаанализ был возможен только для выделения кала, на который не влияло потребление орехов. Поскольку в испытаниях, включенных в метаанализ, участвовали здоровые люди, это не удивительно. В будущих исследованиях может быть рассмотрено влияние потребления орехов на микробиоту кишечника и выделение кала в популяциях с измененной микробиотой кишечника и неоптимальной функцией кишечника, например, при запорах.

Заключение

Потребление орехов влияет на состав микробиоты кишечника на уровне рода, но не на тип или разнообразие, однако вид орехов и, в некоторой степени, продолжительность потребления влияют на эффект. Качество включенных испытаний было низким, ни в одном из исследований не наблюдался низкий риск смещения во всех областях. Для получения надежных выводов о влиянии орехов на микробиоту кишечника и здоровье кишечника необходимы будущие РКИ с параллельным дизайном, способные выявлять изменения в первичных исходах, связанных с микробиотой кишечника, и включающие клинические и функциональные исходы.