حدد الباحثون مكونات لنماذج أطعمة خفيفة تم صياغتها لتغيير ميكروبيوم الأمعاء بشكل متعمد بطرق يمكن ربطها بالصحة.
عند ترجمة النتائج من النماذج الحيوانية ، أظهر العلماء في دراستين تجريبيتين على البشر للمشاركين الذين يعانون من زيادة الوزن أن الوجبات الخفيفة التي تحتوي على مجموعات من أنواع الألياف المختارة على وجه التحديد تؤثر على عناصر الميكروبيوم المشاركة في استقلاب مكونات الألياف.
ارتبط هذا التحول في الميكروبيوم بالتغيرات في مجموعات بروتينات الدم التي تعد مؤشرات حيوية ومنظِّمات للعديد من جوانب علم وظائف الأعضاء والتمثيل الغذائي. تحولت بروتينات الدم هذه بطرق يمكن أن تحسن الصحة على المدى الطويل.
يقول كبير مؤلفي الدراسة جيفري جوردون ، أستاذ ومدير معهد مركز إديسون فاميلي لعلوم الجينوم وبيولوجيا الأنظمة في كلية الطب بجامعة واشنطن.
"نظرًا لأن الوجبات الخفيفة هي جزء شائع من الأنظمة الغذائية الغربية ، فإننا نعمل على المساعدة في تطوير جيل جديد من تركيبات الوجبات الخفيفة التي يرغب الناس في تناولها والتي ستدعم ميكروبيوم الأمعاء الصحي الذي يؤثر على العديد من جوانب العافية."
الأمعاء البشرية هي موطن لميكروبيوم يتكون من عشرات التريليونات من الميكروبات التي تحتوي على ملايين الجينات المختلفة التي تؤدي وظائف لا توفرها ما يقرب من 20,000 جينة ترميز بروتين في الجينوم البشري. وفقًا للباحثين ، يتم تحديد القيمة الغذائية للأطعمة جزئيًا من خلال منتجات التمثيل الغذائي الفريد للأطعمة بواسطة ميكروبيوم الأمعاء.
يركز جوردون وزملاؤه على توصيف مكونات الطعام التي تتفاعل مع مكونات ميكروبيوم الأمعاء وكيف يشكل هذا التفاعل سمات مختلفة لبيولوجيا الإنسان. الهدف هو إعلان حقبة جديدة من علوم التغذية التي تنتج أغذية مغذية وبأسعار معقولة من مصادر مستدامة يمكن استخدامها لعلاج أو منع أشكال مختلفة من سوء التغذية - سواء كان ذلك نقص التغذية أو السمنة لدى الأطفال أو البالغين.
الأنظمة الغذائية الغنية بالدهون وقليلة الألياف والمستهلكة في الولايات المتحدة والدول الغربية الأخرى تفشل في دعم ميكروبيوم أمعاء متنوع وصحي. علاوة على ذلك ، الوجبات الغذائية مع ألياف عالية يرتبط المحتوى بانخفاض مخاطر الإصابة بالأمراض المزمنة مثل أمراض القلب والأوعية الدموية والسكري من النوع 2 والسمنة. ومع ذلك ، تتكون الألياف الغذائية من خلائط معقدة ومتنوعة من الجزيئات الحيوية ، والتي لا يمكن لجسم الإنسان أن يتحلل بمفرده. تختلف طبيعة هذه المخاليط باختلاف مصدر الألياف وكيفية معالجتها عند دمجها في الأطعمة.
حدد العمل السابق لفريق جوردون أليافًا نباتية معينة كانت ميسورة التكلفة ومتاحة بكميات كبيرة من مصادر مستدامة - مثل القشور والقشور والقشور التي يمكن التخلص منها بخلاف ذلك - والتي زادت من أداء بعض الميكروبات المعوية المفيدة التي لم يتم تمثيلها بشكل كافٍ في كثير من البالغين الذين يعانون من السمنة المفرطة يتناولون وجبات غربية.
في هذا التقرير الجديد ، قام الباحثون بتحليل البيانات من الأشخاص المسجلين في دراستين والذين كانوا يعانون من زيادة الوزن أو السمنة والذين تم تزويدهم بوجبات تحاكي النظام الغذائي الغربي النموذجي. تم استكمال هذه الحميات بواحد من ثلاثة تحتوي على الألياف نماذج الوجبات الخفيفة. واحد يحتوي فقط على الألياف المستخرجة من البازلاء. ويحتوي آخر على مزيج من ألياف البازلاء والإنولين (ألياف موجودة في عدد من الفواكه والخضروات، بما في ذلك القمح والبصل والموز والهليون والخرشوف وجذر الهندباء). أما الوجبة الخفيفة الثالثة فكانت تحتوي على ألياف البازلاء والإينولين بالإضافة إلى ألياف من لب البرتقال ونخالة الشعير. تم تطوير الوجبات الخفيفة بالتعاون مع شركة Mondeliz International، وهي شركة عالمية للوجبات الخفيفة.
في الدراسة الأولى ، تناول المشاركون وجبات غنية بالدهون وقليلة الألياف لمدة 10 أيام ، قبل إضافة وجبة خفيفة تحتوي على ألياف البازلاء إلى وجباتهم الغذائية لمدة أسبوعين ، تليها أسبوعين حيث استمر المشاركون في تناول الدهون العالية. ، نظام غذائي منخفض الألياف بدون وجبة خفيفة من الألياف. في الدراسة الثانية ، تم استخدام تصميم مشابه ، لكن المكملات كانت مع الوجبة الخفيفة التي تحتوي على كل من ألياف البازلاء والأنولين ، وبعد فترة غسل الوجبة الخفيفة التي تحتوي على أربعة مكونات من الألياف: البازلاء ، والإنولين ، والبرتقال ، ونخالة الشعير.
قام الباحثون بتحليل ميكروبيومات أمعاء المرضى خلال المراحل المختلفة من الدراسة بالإضافة إلى مستويات أكثر من 1,300 بروتين في دمائهم. وجد جوردون وزملاؤه أن العديد من مكونات الميكروبيوم التي استجابت وعالجت نماذج مختلفة من الألياف للوجبات الخفيفة في المشاركين في التجربة كانت مماثلة لتلك التي استجابت للألياف نفسها في تجاربهم السابقة باستخدام الفئران المستعمرة بميكروبات الأمعاء البشرية . تولد الفئران النوتبيوتيكية وترعرع في ظل ظروف معقمة ، لذلك يمكن التحكم بدقة في طبيعة ميكروبات الأمعاء من أجل الدراسات العلمية.
علاوة على ذلك ، وجدوا أنه بالمقارنة مع الوجبات الخفيفة المكونة من ألياف مفردة أو ثنائية الألياف ، كان للوجبة الخفيفة مع مزيج من أربعة ألياف مختلفة تأثير أوسع على جينات الميكروبيوم التي تشفر آلية التمثيل الغذائي اللازمة لاستخراج العناصر الغذائية من الألياف. أثبتت هذه النتائج صحة استخدام نماذجهم قبل السريرية كطريقة لتسريع الفرز واختيار الألياف لإدماجها في النماذج الغذائية.
طور الباحثون أساليب استخراج البيانات التي سمحت لهم بتحديد التغيرات المهمة إحصائيًا في مجموعات معينة من جينات الميكروبيوم وربطها بالتغيرات في مستويات مجموعات بروتينات الدم المشاركة في مجموعة واسعة بشكل ملحوظ من العمليات الفسيولوجية ، بدءًا من استقلاب الطاقة - بما في ذلك استقلاب الجلوكوز - للاستجابات المناعية ، وتخثر الدم ، ووظيفة الأوعية الدموية ، بالإضافة إلى بيولوجيا العظام والخلايا العصبية.
يقول المؤلف الأول عمر ديلانوي برونو ، وهو عضو في الفريق متعدد التخصصات الذي أجرى هذا العمل: "لقد شجعنا أن نرى تأثير هذه الوجبات الخفيفة من الألياف على ميكروبيوم الأمعاء وعلم وظائف الأعضاء البشري حتى في هذه الدراسات القصيرة نسبيًا".
"لم يتم تصميم هذه الدراسات التجريبية لاختبار ما إذا كانت الوجبات الخفيفة المصنوعة من الألياف يمكن أن تنتج تغييرات كبيرة طويلة الأجل في وزن الجسم أو المؤشرات الحيوية المقاسة بشكل شائع لصحة القلب والأيض. لذلك ، يجب التحقيق في فوائد هذه التدخلات في تجارب سريرية أكبر وأطول ، "كما يقول المؤلف المشارك مايكل جيه بارات ، الأستاذ المشارك في علم الأمراض وعلم المناعة والمدير التنفيذي لمركز ميكروبيوم الأمعاء وأبحاث التغذية في جامعة واشنطن. علاوة على ذلك ، أجريت هذه الدراسات الصغيرة في ظل ظروف نظام غذائي محكم. ستكون الخطوة التالية المهمة هي التحقيق في تأثيرات الوجبات الخفيفة المصنوعة من الألياف في المشاركين الذين يتمتعون بحرية تناول الطعام كما يفعلون عادةً ".
يضيف جوردون: "مع فهم أفضل لتأثير أنواع مختلفة من ألياف فيما يتعلق بمكونات الميكروبيوم ، نأمل أن نتمكن من تقديم وجبة خفيفة سيرغب الناس في تناولها مع المساهمة أيضًا في نظام غذائي صحي ، خاصة لأولئك الذين قد يكون لديهم وصول محدود إلى الأطعمة المغذية.
تظهر الدراسة في المجلة الطبيعة.
جاء تمويل العمل من المعاهد الوطنية للصحة (NIH) ومن شركة Mondeliz International.
حصل جوردون على جائزة قائد الفكر من شركة Agilent Technologies. وهو أيضًا أحد مؤسسي شركة Matatu Inc.، وهي شركة تحدد دور التفاعلات بين النظام الغذائي والميكروبات في صحة الحيوان. أفاد مؤلفون آخرون بأنهم مؤسسون مشاركين لشركة Phenobiome Inc.، وهي شركة تسعى إلى تطوير الأدوات الحسابية لتحديد النمط الظاهري التنبؤي للمجتمعات الميكروبية، بالإضافة إلى شركات Evolve Biosystems وinterVenn Bio وBCD Bioscience - وهي شركات تشارك في توصيف الجليكانات وتطويرها. تطبيقات الكربوهيدرات لصحة الإنسان. ثلاثة مؤلفين مشاركين هم موظفون في Mondel?z International.
تم إيداع ونشر طلب براءة اختراع يتعلق بتركيبات الوجبات الخفيفة المصنوعة من الألياف الموصوفة في هذا التقرير.
المصدر جامعة واشنطن في سانت لويس
نبذة عن الكاتب
كتب ذات صلة:
الملح والدهون والحمض والحرارة: إتقان عناصر الطهي الجيد
بواسطة Samin Nosrat و Wendy MacNaughton
يقدم هذا الكتاب دليلاً شاملاً للطهي ، مع التركيز على العناصر الأربعة للملح ، والدهون ، والحمض ، والحرارة ، ويقدم رؤى وتقنيات لإعداد وجبات لذيذة ومتوازنة.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
كتاب الطبخ Skinnytaste: خفيف على السعرات الحرارية ، كبير في النكهة
بواسطة جينا هومولكا
يقدم كتاب الطبخ هذا مجموعة من الوصفات الصحية واللذيذة ، مع التركيز على المكونات الطازجة والنكهات الجريئة.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
الإصلاح الغذائي: كيف نحافظ على صحتنا واقتصادنا ومجتمعاتنا وكوكبنا - لقمة واحدة في كل مرة
بواسطة الدكتور مارك هيمان
يستكشف هذا الكتاب الروابط بين الغذاء والصحة والبيئة ، ويقدم رؤى واستراتيجيات لإنشاء نظام غذائي أكثر صحة واستدامة.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
كتاب الطبخ Barefoot Contessa: أسرار من متجر East Hampton للأغذية المتخصصة للترفيه البسيط
بواسطة Ina Garten
يقدم كتاب الطبخ هذا مجموعة من الوصفات الكلاسيكية والأنيقة من Barefoot Contessa المحبوبة ، مع التركيز على المكونات الطازجة والتحضير البسيط.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
كيف تطبخ كل شيء: الأساسيات
بواسطة مارك بيتمان
يقدم كتاب الطبخ هذا دليلاً شاملاً لأساسيات الطهي ، يغطي كل شيء بدءًا من مهارات السكاكين إلى التقنيات الأساسية ويقدم مجموعة من الوصفات البسيطة واللذيذة.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
ظهر هذا المقال في الأصل على Futurity
