כיצד משקל גופך משפיע על האינטראקציה של תרכובות צמחים עם הבטן שלך: מחקרים חדשים מגלה כי רוטין וגניסטאין מעוררים שינויים במטבוליט מעי מובחנים, תלוי ב- BMI, מה שסלל את הדרך לאסטרטגיות תזונה מותאמות אישית.
אפנון של חילוף החומרים הצואה האנושי – השפעת הפוליפנולים תלויה ב- BMI
במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת מחקר עדכני במדעי המזוןחוקרים בגרמניה ניתחו באופן מקיף את ההשפעות של רוטין וגניסטאין, שני פוליפנולים הנגזרים מהצומח, על מטבוליום הצואה האנושי. ממצאיהם חושפים הבדלים מהותיים במגוון המטבולי על בסיס מדד מסת הגוף של מתנדבי האדם (BMI), כאשר אנשים בעלי BMI נמוך יותר מדגימים תגובות מטבוליות מגוונות יותר.
חשוב לציין שהמחקר השתמש בדגימות צואה מאוגדות ממתנדבים, מה שאומר שלא הוערכה שונות ברמה האישית; לכן, יש לראות בממצאים חקרניים.
בנוסף, מחקר זה מדגיש כי רוטין וגניסטאין מגדילים את רמות הגלוטמין, הטריפטופן וגליצין של המשתתפים תוך הפחתת ריכוזי ההיסטמין, הפוטרסקין, קדברין וטרימתילמין.
החוקרים גם ציינו כי רמות הבוטיראט עלו בקבוצת BMI הגבוהה בעקבות טיפול ברוטין, בעוד שרמות אתנולמין עלו גם הן, גם שינוי שנחשב פוגע בשלמות מחסום הבטן בהשמנת יתר.
ממצאים אלה מציעים תובנות חדשות לגבי האינטראקציות בין פוליפנולים למטבוליומים של מיקרוביוטה בטן, ומודיעים על מחקר עתידי על השמנת יתר ובריאות מטבולית. עם זאת, המחברים מדגישים כי יש צורך במחקרים גדולים יותר והתערבויות תזונתיות כדי לאמת תוצאות ראשוניות אלה.
רֶקַע
השמנת יתר, מצב המאופיין בהצטברות שומן לא רצויה ולא בריאה, הוא דאגה לבריאות הציבור, כאשר יותר ממיליארד מבוגרים מוערכים כי הם חיים עם המחלה. זה קשור קשר הדוק למספר מחלות מטבוליות ופיזיולוגיות, כולל סוכרת מסוג 2 (T2D), מחלות לב וכלי דם (CVDs), הפרעות דלקתיות, יתר לחץ דם ואף סרטן מסוים, ומדגיש את הצורך במחקרים וביישומי מדיניות שמטרתם לבלום את שכיחות אוכלוסייתו.
מחקרים שנערכו לאחרונה גילו כי השמנת יתר נובעת ממשחק אינטראקציה מורכב ורב -פנים בין גנטיקה, אורח חיים, התנהגויות בריאותיות (כולל תזונה, שינה ופעילות גופנית) ואינטראקציות מיקרוביאליות של מעיים.
מחקרים על מיקרוביומה של הבטן אישרו כי אנשים עם השמנת יתר מראים גיוון מיקרוביאלי של מעי בהשוואה למקביליהם עם מדד מסת גוף סטנדרטי (BMI), פוטנציאל לדלקת, הפרעה של תיאבון, אחסון שומן משופר ועמידות לאינסולין.
מחקר מקביל הדגיש את חשיבות ההתערבויות התזונתיות בהיפוך דיסביוזה של מיקרוביומה וקידום בריאות הבטן, אשר בתורו מועיל לתוצאות השמנת יתר. מחקרים על פוליפנולים הראו כי ביו-אקטיביות שמקורן בצמחים, הנמלטות לעתים קרובות מברזל בעיכול, מטבולידות באופן קבוע על ידי מיקרוביוטה של מעי, מפעילים השפעות אנטי-דלקתיות, חיסוני, נוגד חמצון, אנטי-סרטן, ומגוון מיקרוביום.
לרוע המזל, המנגנונים של פעולת הפוליפנולים בפיזיולוגיה של המארח נותרו מובנים חלקית, עם ידע לא מספיק על האינטראקציות שלהם עם מסלולי חילוף חומרים חיידקיים ומטבוליטים המסתובבים.
על המחקר
המחקר הנוכחי נועד לטפל בפערי ידע אלה ולתרום לקידום ההבנה הרפואית של תהליכים מונעי מיקרוביומה והשמנה על ידי בחינת ההשפעות של רוטין וגניסטאין, שני פוליפנולים עם יתרונות ידועים הקשורים להשמנה, על השפעות פוסטביוטיות. היא חוקרת גם אם BMI מארח (ובהרחבה, מידת ההשמנה) יכול להשפיע על המגוון של המיקרוביוטה הצואפת של המארחים ועל המטבוליטים שנוצרו באמצעות חילוף החומרים של פוליפנולים אלה.
דגימות מחקר (דגימות צואה אנושיות) התקבלו משתי קבוצות מתנדבות: אחת עם BMI נמוך (18.5–25 ק"ג/מ"ר; n = 7) ואחת עם BMI גבוה (> 40 ק"ג/מ"ר; n = 7). דגימות אוחדו בתוך כל קבוצת BMI כדי להסוות שונות של שונות אינדיבידואלית, ודגימות אלה הודגרו במשך 48 שעות בתנאים מבוקרים (10% H₂, 10% CO₂ ו- 80% N₂; טמפרטורה = 37 מעלות צלזיוס) עם טווח גבוה (≥98%) רוטיין וגניסטאין (Cayman Chemical, Estonia) בשולש. לאחר הדגירה, נעשה שימוש בפרוטוקול סימפלקס מבוסס מתאם כדי לחלץ מטבוליטים הידרופיליים וגם ליפופיליים לאפיון וניתוחים במורד הזרם הבאים.
אפיון הושג באמצעות הזרקה ישירה של פורייה-טרנספורמציה יון ציקלוטרון תהודה ספקטרומטר מסה (DI-FT-ICR-MS) וכרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים (HPLC). כרומטוגרמות כתוצאה נותחו באמצעות פלטפורמת Metaboscape (2021B), כאשר הערה לאחר מכן מינוף את מאגר ההערות של מסד הנתונים למטבוליום אנושי (HMDB 5.0).
מסד הנתונים של HMDB שימש גם להבהרת קיבוץ מטבוליטים והעשרת מסלול. לבסוף, פלטפורמת Metaboanalyst 5.0 שימשה כדי להעריך את ההבדלים בין פרופילי מטבוליטים של אנשים עם BMI גבוה, BMI נמוך ובקרת BMI.
ממצאי לימוד
המחקר זיהה 361 מטבוליטים (35 קבוצות) שהוסדרו באופן משמעותי (כלומר, ריכוזים גבוהים או נמוכים יותר מביקורת תואמת) על ידי רוטין וגניסטין. ראוי לציין כי חומר צואה ממתנדבי BMI נמוכים הדגים תגובות מכיתות יותר חומרים (יותר מטבוליטים וקבוצות; n = 88 מטבוליטים) מאשר דגימות BMI צואתיות גבוהות (n = 45 מטבוליטים). 16S metagenomics גנים rRNA אישרו ממצאים אלה על ידי חשיפת מגוון α גבוה יותר בחומר צואה BMI נמוך יותר מאשר בחומר BMI צואה גבוה יותר שלאחר הסתירה.
"… מגוון גבוה יותר בתגובה עשוי להיות קשור למגוון גבוה יותר של ההרכב החיידקי. ידוע כי ישנה ירידה במגוון המיקרוביאלי של הבטן בהקשר של השמנת יתר, כפי שתואר לראשונה על ידי Turnbaugh et al. Nicholson et al. העלה כי המצב או המצב של המעי המיקרוביום הוא ביקורת על ידי אנושיות של אנושיות.
רוטין וגניסטאין נצפו כמשנה את ריכוזי חומצות האמינו, הפפטידים והאנלוגים שלהם ביותר, ואחריהם פחמימות ונגזרות פחמימות. ראוי לציין כי מספר מטבוליטים מוסדרים שזוהו הוטמעו במחקר קודם על מחלות כרוניות, והדגישו את יחסי הגומלין המורכבים בין פוליפנולים תזונתיים, גיוון מיקרוביאלי ובריאות מארחת.
יתרה מזאת, בעוד שמטבוליטים מסוימים הדגימו ויסות מועיל (למשל, עלייה ברמות הבוטראט והפחיתו את רמות הלקטט בדגימות BMI גבוהות בעקבות טיפול ברוטיין), אחרים (למשל, עלייה ברמות האתנולמין בקבוצת BMI הגבוהה) היו מזיקות בהקשר של השמנת יתר.
"זה מרמז על האפשרות כי יישום של פוליפנולים עשוי שלא להתאים באותה מידה לכולם ולכן עשוי לא להוביל לאותן תוצאות או השפעות מועילות פוטנציאליות עבור כל הפרטים, תוך הדגשת הרעיון של תזונה מותאמת אישית. לכן תוצאות המחקר הבוחן ידרשו אימות עם גודל מדגם גדול יותר, משוכפלים ביולוגיים ו/או מחקר התערבות."
מסקנות
המחקר הנוכחי מספק תובנות חדשות לגבי המנגנונים הנוגעים לאינטראקציות בין פוליפנולים תזונתיים, בריאות מיקרוביאלית מעי ובריאות מארחת. זה מדגים כי אינטראקציות אלה אינן חד כיווניות אלא דו כיווניות – BMI יכול לשנות פרופילי מיקרוביאלים של מעיים, ובכך לשנות את חילוף החומרים הפוליפנול, אשר בתורו משפיע על BMI. יתרה מזאת, נצפו הבדלים תלויים ב- BMI, כמו שינויים מועילים (למשל, בוטראט גבוה יותר וגליצין) ואפשר פוטנציאל שלילי (למשל, אתנולמין גבוה יותר), והדגישו את המורכבות של אינטראקציות מיקרוב-פוליפנול מארח. זה גם מספק גישה מתודולוגית למחקר עתידי כדי לחקור את ההשפעות של תרכובות צמחים, רכיבים תזונתיים ותרופות על מיקרוביוטה מעי ופרופילים מטבולומיים.
עם זאת, המחברים מזהירים כי בשל גודל המדגם הקטן, איגום הדגימות ועיצוב גישוש, יש לפרש תוצאות אלה בזהירות ולאשר במחקרים אנושיים גדולים יותר ובשליטה היטב.
