میکروبیوتای روده و متابولیسم مواد مغذی

میکروبیوتای روده، جامعه متراکم میکروارگانیسم‌ها در روده است که بیشترین تعداد آن در روده بزرگ قرار دارد و با تخمیر اجزای رژیم غذایی که میزبان قادر به هضم آنها نیست، به تغذیه میزبان کمک می‌کند. از طریق این تخمیر، انرژی را از کربوهیدرات‌های جذب‌نشده بازیابی می‌کند، اسیدهای چرب کوتاه زنجیر و ویتامین‌های خاصی تولید می‌کند و در یک رابطه همزیستی متقابل با میزبان شرکت می‌کند.

Definition

میکروبیوتای روده جامعه‌ای از میکروارگانیسم‌ها است که در دستگاه گوارش زندگی می‌کنند؛ نقش آن در متابولیسم مواد مغذی مجموعه‌ای از فعالیت‌های میکروبی است — عمدتاً تخمیر روده‌ای بزرگ سوبستراهای غیرقابل هضم به اسیدهای چرب کوتاه زنجیر و سنتز برخی ویتامین‌ها — که به تأمین مواد مغذی میزبان کمک می‌کند.

Scope

این موضوع به ترکیب و مقیاس جامعه میکروبی روده، سهم متابولیکی آن در تغذیه — عمدتاً تخمیر کربوهیدرات‌های غیرقابل هضم به اسیدهای چرب کوتاه زنجیر — و تعدیل رژیم غذایی میکروبیوتا از طریق پری‌بیوتیک‌ها می‌پردازد. این یک مرجع فیزیولوژی و تغذیه است و توصیه‌های پروبیوتیکی، پری‌بیوتیکی یا رژیم غذایی ارائه نمی‌دهد.

Core questions

• ترکیب و مقیاس میکروبیوتای روده انسان چیست؟
• تخمیر میکروبی چگونه به تأمین مواد مغذی و انرژی میزبان کمک می‌کند؟
• رژیم غذایی، از جمله پری‌بیوتیک‌ها، چگونه میکروبیوتا و خروجی متابولیکی آن را شکل می‌دهد؟

Key concepts

• همزیستی متقابل میزبان-میکروبیوتا
• تخمیر روده‌ای بزرگ کربوهیدرات‌های غیرقابل هضم
• اسیدهای چرب کوتاه زنجیر (استات، پروپیونات، بوتیرات)
• بازیابی انرژی از سوبسترای جذب‌نشده
• سنتز ویتامین‌ها توسط میکروب‌ها
• پری‌بیوتیک‌ها و تعدیل رژیم غذایی
• تنوع، پایداری و انعطاف‌پذیری جامعه

Mechanisms

روده میزبان یک جامعه میکروبی است که از نظر تعداد سلول‌ها با سلول‌های خود میزبان قابل مقایسه است (Sender و همکاران، 2016)، و در یک رابطه همزیستی متقابل شرکت دارد که در آن میکروب‌ها یک زیستگاه غنی از مواد مغذی به دست می‌آورند و میزبان ظرفیت متابولیکی را که فاقد آن است، کسب می‌کند (Bäckhed و همکاران، 2005). کربوهیدراتی که از هضم روده کوچک فرار می‌کند به روده بزرگ می‌رسد، جایی که میکروبیوتا آن را به اسیدهای چرب کوتاه زنجیر — استات، پروپیونات و بوتیرات — تخمیر می‌کند که جذب شده و توسط میزبان استفاده می‌شوند و انرژی را که در غیر این صورت از دست می‌رفت، بازیابی می‌کنند (Cummings و همکاران، 1987). ترکیب و خروجی متابولیکی این جامعه بین افراد متفاوت است، اما پایداری و انعطاف‌پذیری مشخصی را نشان می‌دهد (Lozupone و همکاران، 2012)، و می‌تواند توسط رژیم غذایی شکل گیرد: سوبستراهای انتخابی تخمیر شده که پری‌بیوتیک نامیده می‌شوند، فعالیت‌های میکروبی خاصی را ترویج می‌کنند (Gibson و Roberfroid، 1995؛ Gibson و همکاران، 2017).

Clinical relevance

نقش متابولیکی میکروبیوتا چگونگی استدلال در مورد فیبر رژیم غذایی، تخمیر و تعاملات میزبان-میکروب را در علوم تغذیه و سلامت روشن می‌کند. این مدخل متابولیسم طبیعی مواد مغذی میکروبی را برای مرجع و آموزش توصیف می‌کند و مبنایی برای توصیه‌های پروبیوتیکی، پری‌بیوتیکی، رژیم غذایی یا درمانی فردی نیست.

Debates

«پری‌بیوتیک» چگونه باید تعریف شود؟

مفهوم اولیه یک ماده انتخابی تخمیر شده که برای میزبان مفید است، با پیشرفت علم میکروبیوم بازنگری شده است؛ اجماع متخصصان بین‌المللی تعریف و دامنه پری‌بیوتیک‌ها را به‌روزرسانی و گسترش داده و معیارهایی را که یک سوبسترا باید داشته باشد، اصلاح کرده است.

Seminal works

• backhed-2005
• cummings-1987
• gibson-1995
• lozupone-2012

Frequently asked questions

میکروبیوتای روده چگونه به تغذیه کمک می‌کند؟

این میکروبیوتا اجزای رژیم غذایی را که میزبان نمی‌تواند هضم کند، به ویژه کربوهیدراتی که به روده بزرگ می‌رسد، تخمیر می‌کند و اسیدهای چرب کوتاه زنجیر تولید می‌کند که میزبان آنها را جذب کرده و برای انرژی استفاده می‌کند، و همچنین برخی ویتامین‌ها را سنتز می‌کند.

پری‌بیوتیک‌ها چه هستند؟

پری‌بیوتیک‌ها سوبستراهای رژیم غذایی هستند که به طور انتخابی توسط میکروارگانیسم‌های میزبان برای ایجاد یک مزیت سلامتی استفاده می‌شوند؛ تعریف آنها با گذشت زمان و با افزایش درک از میکروبیوتا توسط اجماع متخصصان اصلاح شده است.