Учёные выяснили, что влияние растительной пищи на кишечный микробиом связано не только с клетчаткой. Важную роль могут играть растительные белки, которые не успевают полностью перевариться и достигают кишечника. Они способны менять состав продуктов, вырабатываемых бактериями, и смещать его в сторону потенциально более полезных соединений.
Исследование провели Дженна Абусалим и Джошуа Рабиновиц, руководитель отделения Института исследования рака Людвига при Принстонском университете. Результаты одной работы опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences, а второй — в журнале Nature Metabolism. Как сообщает ScienceDaily, учёные изучали взаимодействие растительных продуктов, кишечных бактерий и обмена веществ самого организма.
В первой работе внимание сосредоточили на фенольных метаболитах — веществах, которые образуются при переработке аминокислот тирозина и фенилаланина. Производные фенилаланина, включая фенилпропионат и гиппуровую кислоту, связывают с более здоровой массой тела и состоянием кишечника. При этом соединения, возникающие из тирозина, такие как сульфат п-крезола и фенолсульфат, ассоциируются с неблагоприятными последствиями при некоторых заболеваниях.
Исследователи назвали устойчивые к перевариванию растительные белки «белками, имитирующими клетчатку», или Prif. Они служат для кишечных бактерий дополнительным источником питательных веществ и вместе с клетчаткой меняют направление их метаболической активности. Клетчатка одновременно снижает потребление бактериями белков защитной слизистой оболочки кишечника, а Prif помогают перерабатывать белок, поступивший с пищей, что способствует образованию более благоприятных метаболитов.
Для отслеживания движения белков учёные использовали стабильные изотопы в экспериментах на мышах. Оказалось, что потенциально вредные фенолы формировались при расщеплении белков самого организма, в том числе компонентов кишечной слизи, тогда как полезные соединения почти полностью происходили из неперевариваемых растительных белков. По словам Абусалим, Prif могут стать отдельной группой питательных веществ, влияющих на микробиом и обмен веществ.
Вторая работа поставила под сомнение представление о том, что многие фенольные и индольные метаболиты производят исключительно кишечные бактерии. Опыты на мышах, крысах и клетках человека показали, что ряд таких соединений, включая индол-3-молочную и индол-3-уксусную кислоты, способны синтезировать клетки млекопитающих. После применения антибиотиков некоторые метаболиты сохранялись в крови, тогда как уровни веществ, производимых только микробами, например индол-3-пропионата и сульфата п-крезола, снижались; результаты указывают на необходимость учитывать одновременно работу микробиома и собственного обмена веществ организма при разработке диет и методов лечения.