Bagaimana jenis serat yang berbeda mempengaruhi mikrobioma

Para ilmuwan yang mempelajari berbagai sumber serat menunjukkan molekul serat mana yang menguntungkan sekelompok bakteri usus dalam model tikus.

Sumber serat mana yang terbaik untuk mikrobioma?

Untuk informasi lebih lanjut yang didukung penelitian tentang mikrobioma dan bagaimana pengaruhnya terhadap kesehatan Anda, silakan kunjungi hub khusus kami.

Makanan Barat biasanya tinggi lemak jenuh dan gula serta rendah serat. Tetapi ada banyak bukti bahwa cara makan kita tidak sesuai dengan mikrobioma usus kita.

Penumpang mikroba kita sangat penting untuk kesehatan kita. Mereka membantu kita mencerna makanan kita, sangat penting untuk sistem kekebalan, dan mungkin terkait dengan aspek kesehatan yang lebih luas, seperti kesehatan mental dan kardiometabolik.

Awal tahun ini, Berita Medis Hari Ini dilaporkan pada meta-analisis yang ditugaskan oleh Organisasi Kesehatan Dunia yang menunjukkan bahwa makan antara 25 dan 29 gram serat setiap hari berkorelasi dengan insiden diabetes tipe 2, penyakit jantung, stroke, dan kanker usus besar yang lebih rendah.

Sementara dokter menyarankan beberapa orang untuk mengikuti diet rendah serat karena kondisi kesehatan tertentu, seperti gangguan radang usus, bagi kebanyakan orang, diet tinggi serat adalah kunci kesehatan usus.

Pedoman Diet untuk orang Amerika merekomendasikan bahwa wanita dewasa berusia 31-50 tahun mengonsumsi 25,2 gram serat per hari dan pria dewasa dalam kelompok usia yang sama mengonsumsi 30,8 gram serat per hari.

Tetapi sumber serat apa yang terbaik, dan molekul mana dalam serat yang direspon oleh mikroba usus kita?

Sebuah tim peneliti dari Fakultas Kedokteran Universitas Washington, di St. Louis, MO, bersama dengan kolaborator internasional, berangkat untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ini dengan pandangan jangka panjang untuk mengembangkan apa yang mereka sebut makanan yang diarahkan mikrobiota, untuk meningkatkan kesehatan kita.

Tidak semua serat dibuat sama

“Serat dipahami bermanfaat,” jelas penulis studi senior Dr. Jeffrey Gordon, seorang profesor dan direktur Pusat Keluarga Edison untuk Ilmu Genom & Biologi Sistem, di Fakultas Kedokteran Universitas Washington.

“Tetapi serat sebenarnya adalah campuran yang sangat rumit dari banyak komponen berbeda. Apalagi serat dari sumber nabati yang berbeda yang diproses dengan cara berbeda selama pembuatan makanan memiliki konstituen yang berbeda, ”lanjutnya. Sayangnya, kami kurang memiliki pengetahuan mendetail tentang perbedaan ini dan signifikansi biologisnya.

Untuk menguji bagaimana sumber serat yang berbeda memengaruhi kelimpahan bakteri usus, Dr. Gordon dan koleganya beralih ke tikus.

Hewan-hewan dalam penelitian mereka dibiakkan dalam kondisi steril, yang berarti mereka tidak memiliki mikrobioma usus sendiri. Sebagai gantinya, mereka masing-masing menerima koktail 20 strain bakteri usus yang umum Bacteroides, yang diisolasi tim dari usus manusia.

Setiap tikus kemudian makan makanan tertentu selama 4 minggu, terdiri dari makanan dasar dengan serat tambahan.

Makanan dasar mengandung lemak jenuh dalam jumlah tinggi dan buah-buahan dan sayuran dalam jumlah sedikit. Tim menggunakan ini sebagai model pola makan Barat, yang biasanya tinggi lemak dan rendah serat.Untuk setiap pola makan dasar, mereka menambahkan jenis serat yang berbeda.

Tim menguji 34 sumber serat makanan yang berbeda, termasuk protein kacang polong, kulit jeruk, pektin jeruk, kulit tomat, serat jeruk, serat apel, serat kulit gandum, kakao, biji chia, dan dedak padi. Secara total, ini menghasilkan 144 kombinasi diet yang berbeda.

Mereka kemudian menganalisis bagaimana 20 strain bakteri yang berbeda bereaksi terhadap keberadaan berbagai sumber serat.

Secara total, 21 kombinasi memiliki efek yang signifikan, memungkinkan para peneliti untuk mengidentifikasi "kemampuan panen nutrisi yang berbeda" dari strain tersebut, seperti yang mereka jelaskan dalam makalah mereka.

Secara khusus, B. thetaiotaomicron kelimpahan meningkat dengan adanya jeruk pektin dan serat kacang polong, sedangkan B. ovatus kadarnya meningkat dengan adanya barley beta-glukan dan barley bran. Serat lain yang mengakibatkan peningkatan anggota Bacteroides strain dalam penelitian ini adalah inulin dengan berat molekul tinggi, maltodekstrin resisten, dan psyllium.

Menggali lebih dalam, tim mengidentifikasi karbohidrat bioaktif mana dalam sediaan serat yang menyediakan sumber makanan yang disukai untuk berbagai strain.

Penulis pertama Michael L. Patnode, seorang peneliti pascadoktoral yang bekerja dengan Dr. Gordon, menjelaskan, “Eksperimen kami menunjukkan bahwa dalam serat kacang polong, konstituen molekul aktif termasuk jenis polisakarida yang disebut arabinan, sedangkan dalam jeruk pektin yang diperoleh dari kulit jeruk, jenis lain polisakarida, yang disebut homogalacturonan, bertanggung jawab atas ekspansi bakteri. "

Tim juga melihat bagaimana beberapa Bacteroides strain dalam penelitian tersebut berinteraksi satu sama lain saat disajikan dengan sumber serat yang berbeda. Mereka menemukan bahwa hubungan hierarkis antara strain spesifik untuk setiap serat.

“Mikrobiota usus manusia yang sehat memiliki keragaman tingkat regangan yang tinggi,” tim menjelaskan di koran. “Menentukan strain mana yang mewakili spesies tertentu untuk dipilih sebagai kandidat utama agen probiotik atau untuk dimasukkan ke dalam formulasi sinbiotik (prebiotik plus probiotik) merupakan tantangan utama bagi mereka yang ingin mengembangkan terapi yang diarahkan mikrobiota generasi berikutnya.”

“Memecahkan kode bahan makanan yang diidamkan oleh mikroba bermanfaat adalah kunci untuk merancang makanan yang meningkatkan kesehatan.”

Dr. Jeffrey Gordon