จุลินทรีย์ในลำไส้และการเผาผลาญสารอาหาร

จุลินทรีย์ในลำไส้คือกลุ่มจุลินทรีย์หนาแน่นในลำไส้ ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในลำไส้ใหญ่ มีส่วนช่วยในการได้รับสารอาหารของโฮสต์โดยการหมักส่วนประกอบของอาหารที่โฮสต์ไม่สามารถย่อยได้ ผ่านการหมักนี้ จุลินทรีย์จะช่วยกู้คืนพลังงานจากคาร์โบไฮเดรตที่ไม่ถูกดูดซึม ผลิตกรดไขมันสายสั้นและวิตามินบางชนิด และมีส่วนร่วมในความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันกับโฮสต์

Definition

จุลินทรีย์ในลำไส้คือชุมชนของจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในระบบทางเดินอาหาร บทบาทในการเผาผลาญสารอาหารคือชุดของกิจกรรมของจุลินทรีย์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นการหมักสารตั้งต้นที่ไม่สามารถย่อยได้ในลำไส้ใหญ่ให้เป็นกรดไขมันสายสั้นและการสังเคราะห์วิตามินบางชนิด ซึ่งมีส่วนช่วยในการจัดหาสารอาหารให้กับโฮสต์

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงองค์ประกอบและขนาดของชุมชนจุลินทรีย์ในลำไส้ การมีส่วนร่วมในการเผาผลาญสารอาหาร ซึ่งส่วนใหญ่เป็นการหมักคาร์โบไฮเดรตที่ไม่สามารถย่อยได้ให้เป็นกรดไขมันสายสั้น และการปรับเปลี่ยนจุลินทรีย์ในลำไส้ด้วยอาหารผ่านพรีไบโอติก เนื้อหานี้เป็นข้อมูลอ้างอิงทางสรีรวิทยาและโภชนาการ และไม่ได้ให้คำแนะนำเกี่ยวกับโปรไบโอติก พรีไบโอติก หรือข้อกำหนดด้านอาหาร

Core questions

• องค์ประกอบและขนาดของจุลินทรีย์ในลำไส้ของมนุษย์คืออะไร?
• การหมักของจุลินทรีย์มีส่วนช่วยในการจัดหาสารอาหารและพลังงานให้กับโฮสต์ได้อย่างไร?
• อาหาร รวมถึงพรีไบโอติก มีผลต่อจุลินทรีย์ในลำไส้และผลผลิตจากการเผาผลาญของจุลินทรีย์อย่างไร?

Key concepts

• ความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันระหว่างโฮสต์กับจุลินทรีย์
• การหมักคาร์โบไฮเดรตที่ไม่สามารถย่อยได้ในลำไส้ใหญ่
• กรดไขมันสายสั้น (อะซิเตต, โพรพิโอเนต, บิวทิเรต)
• การกู้คืนพลังงานจากสารตั้งต้นที่ไม่ถูกดูดซึม
• การสังเคราะห์วิตามินโดยจุลินทรีย์
• พรีไบโอติกและการปรับเปลี่ยนด้วยอาหาร
• ความหลากหลาย ความเสถียร และความยืดหยุ่นของชุมชน

Mechanisms

ลำไส้เป็นที่อยู่ของชุมชนจุลินทรีย์ที่มีจำนวนเซลล์เทียบเท่ากับเซลล์ของโฮสต์เอง (Sender et al., 2016) ซึ่งมีความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกัน โดยที่จุลินทรีย์ได้รับแหล่งที่อยู่อาศัยที่อุดมด้วยสารอาหาร และโฮสต์ได้รับความสามารถในการเผาผลาญที่ขาดหายไป (Bäckhed et al., 2005) คาร์โบไฮเดรตที่รอดพ้นจากการย่อยในลำไส้เล็กจะเข้าสู่ลำไส้ใหญ่ ซึ่งจุลินทรีย์จะหมักให้เป็นกรดไขมันสายสั้น ได้แก่ อะซิเตต โพรพิโอเนต และบิวทิเรต ซึ่งจะถูกดูดซึมและนำไปใช้โดยโฮสต์ เพื่อกู้คืนพลังงานที่อาจสูญเสียไป (Cummings et al., 1987) องค์ประกอบและผลผลิตจากการเผาผลาญของชุมชนนี้แตกต่างกันไปในแต่ละบุคคล แต่แสดงให้เห็นถึงความเสถียรและความยืดหยุ่นที่เป็นลักษณะเฉพาะ (Lozupone et al., 2012) และสามารถถูกกำหนดโดยอาหารได้: สารตั้งต้นที่ถูกหมักอย่างเลือกสรรซึ่งเรียกว่าพรีไบโอติกจะส่งเสริมกิจกรรมของจุลินทรีย์บางชนิด (Gibson & Roberfroid, 1995; Gibson et al., 2017)

Clinical relevance

บทบาทการเผาผลาญของจุลินทรีย์ในลำไส้เป็นข้อมูลสำคัญในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับใยอาหาร การหมัก และปฏิสัมพันธ์ระหว่างโฮสต์กับจุลินทรีย์ในด้านโภชนาการและวิทยาศาสตร์สุขภาพ ข้อมูลนี้อธิบายการเผาผลาญสารอาหารของจุลินทรีย์ตามปกติเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงและการศึกษา และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับคำแนะนำส่วนบุคคลเกี่ยวกับโปรไบโอติก พรีไบโอติก อาหาร หรือการรักษา

Debates

ควรนิยาม 'พรีไบโอติก' อย่างไร?

แนวคิดดั้งเดิมของส่วนประกอบที่ถูกหมักอย่างเลือกสรรซึ่งเป็นประโยชน์ต่อโฮสต์ได้รับการทบทวนใหม่เมื่อวิทยาศาสตร์ไมโครไบโอมก้าวหน้าขึ้น; ผู้เชี่ยวชาญระดับนานาชาติได้ปรับปรุงและขยายคำนิยามและขอบเขตของพรีไบโอติก โดยปรับปรุงเกณฑ์ที่สารตั้งต้นต้องมีคุณสมบัติครบถ้วน

Seminal works

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

Frequently asked questions

จุลินทรีย์ในลำไส้ช่วยเรื่องโภชนาการได้อย่างไร?

จุลินทรีย์ในลำไส้จะหมักส่วนประกอบของอาหารที่โฮสต์ไม่สามารถย่อยได้ โดยเฉพาะคาร์โบไฮเดรตที่ไปถึงลำไส้ใหญ่ ซึ่งจะผลิตกรดไขมันสายสั้นที่โฮสต์ดูดซึมและนำไปใช้เป็นพลังงาน และยังสังเคราะห์วิตามินบางชนิดด้วย

พรีไบโอติกคืออะไร?

พรีไบโอติกคือสารตั้งต้นในอาหารที่จุลินทรีย์ในโฮสต์นำไปใช้ประโยชน์อย่างเลือกสรรเพื่อส่งเสริมสุขภาพที่ดี คำนิยามของพรีไบโอติกได้รับการปรับปรุงมาอย่างต่อเนื่องโดยความเห็นพ้องของผู้เชี่ยวชาญ เมื่อความเข้าใจเกี่ยวกับจุลินทรีย์ในลำไส้เพิ่มขึ้น