Типы пищевых волокон и их физиологические эффекты

Пищевые волокна — это часть растительной пищи, которая устойчива к перевариванию ферментами человека в тонком кишечнике и поступает в толстый кишечник. Их традиционно делят по физическим свойствам на растворимые или нерастворимые, вязкие или невязкие, ферментируемые или плохо ферментируемые, и эти свойства лежат в основе их физиологического воздействия на кишечник, на липиды и глюкозу в крови, а также на микробиоту толстой кишки.

Definition

Пищевые волокна включают съедобные углеводные полимеры и связанные с ними растительные вещества, которые не гидролизуются пищеварительными ферментами человека в тонком кишечнике, достигая толстого кишечника в неизменном виде, где многие волокна ферментируются кишечной микробиотой.

Scope

Эта тема охватывает определение пищевых волокон, способы различения их основных типов и механизмы действия различных волокон, от замедления опорожнения желудка и всасывания питательных веществ до микробной ферментации в толстой кишке. Она рассматривает волокна как нутриционный и физиологический объект; она обобщает данные о их связи со здоровьем, а не предписывает нормы потребления для отдельных лиц.

Core questions

• Как определяются пищевые волокна и как классифицируются их основные типы?
• Что отличает растворимые, вязкие и ферментируемые волокна от нерастворимых, неферментируемых?
• Через какие физиологические механизмы волокна действуют в кишечнике и за его пределами?
• Что говорят данные о потреблении волокон и риске хронических заболеваний?

Key concepts

• Растворимые против нерастворимых волокон
• Вязкость
• Ферментируемость
• Короткоцепочечные жирные кислоты
• Пребиотический эффект
• Увеличение объема каловых масс
• Резистентный крахмал
• Волокна цельного зерна

Mechanisms

Волокна действуют посредством нескольких физических и микробных механизмов. Вязкие растворимые волокна образуют гели, которые замедляют опорожнение желудка и всасывание глюкозы, а также могут снижать уровень холестерина в крови, частично связывая желчные кислоты. Нерастворимые волокна увеличивают объем каловых масс и сокращают время транзита. В толстой кишке ферментируемые волокна служат субстратом для микробиоты, которая производит короткоцепочечные жирные кислоты, такие как ацетат, пропионат и бутират; эта пребиотическая ферментация снижает pH просвета кишечника, обеспечивает энергией колоноциты и влияет на метаболизм и сигнализацию организма-хозяина. Различные волокна сочетают эти свойства в разной степени, поэтому их эффекты не взаимозаменяемы.

Clinical relevance

Более высокое потребление пищевых волокон связано с более низким риском развития ряда хронических заболеваний и улучшением функции кишечника, а волокна являются стандартным элементом оценки качества питания. Эта статья описывает эти механизмы и связи в качестве справочного материала; она не является источником индивидуальных диетических советов или рекомендаций по лечению.

Epidemiology

Потребление волокон во многих популяциях ниже общепринятых рекомендуемых уровней, и объединенные данные наблюдений связывают более высокое потребление волокон, особенно из цельных зерен и злаков, со снижением риска сердечно-сосудистых заболеваний. Как и в случае с другими компонентами рациона, отделение эффекта самих волокон от эффекта богатых волокнами продуктов и общего рациона остается методологической проблемой.

Evidence & guidelines

Систематические обзоры и метаанализы когортных исследований сообщают об обратной связи между потреблением волокон и сердечно-сосудистыми заболеваниями, а механистические обзоры связывают это с влиянием волокон на липиды, гликемию и микробиоту. Диетические рекомендации в целом поощряют употребление цельных продуктов, богатых волокнами; сила доказательств варьируется в зависимости от типа волокон и исхода.

History

Современный акцент на пищевых волокнах развился в двадцатом веке, когда наблюдения связали диеты с низким содержанием волокон с хроническими кишечными и метаболическими расстройствами, что побудило к более тщательному изучению физических и ферментативных свойств волокон. Более поздние работы переосмыслили волокна отчасти как пребиотический субстрат для кишечной микробиоты и расширили внимание к более широким компонентам цельных зерен, помимо одних только волокон.

Debates

Как следует определять и измерять пищевые волокна?

Определения волокон со временем менялись и различаются в разных источниках в отношении того, как они трактуют резистентный крахмал, олигосахариды и синтетические изолированные волокна, что усложняет сравнение потребления и результатов исследований.

Seminal works

• slavin-2013
• fardet-2010
• threapleton-2013

Frequently asked questions

В чем разница между растворимыми и нерастворимыми волокнами?

Растворимые волокна растворяются или диспергируются в воде и могут образовывать вязкие гели и ферментироваться в толстой кишке, влияя на уровень глюкозы и холестерина; нерастворимые волокна в основном не растворяются и главным образом увеличивают объем каловых масс и ускоряют транзит. Большинство растительных продуктов содержат смесь обоих типов.

Почему короткоцепочечные жирные кислоты важны?

Когда кишечные бактерии ферментируют ферментируемые волокна в толстой кишке, они производят короткоцепочечные жирные кислоты, такие как бутират, которые обеспечивают энергией клетки толстой кишки, снижают pH просвета и, как считается, опосредуют некоторые метаболические эффекты волокон.