Преимущества применения пребиотиков

Дополнительное применение пребиотиков может улучшать самочувствие, влиять на состояние и разнообразие кишечной микрофлоры, увеличивая число полезных видов бактерий, приводить к снижению числа случаев грибкового поражения и СИБР.

Прием специальных пищевых волокон (растительной клетчатки) влияет на функцию и разнообразие микрофлоры кишечника. Состояние микрофлоры, в свою очередь, связано не только с пищеварительными процессами и функциями кишечника, но зависит и от обменных процессов, и от психического состояния.

Из-за сложной взаимосвязи между пищевыми волокнами, бактериями, метаболитами, хорошим самочувствием и здоровьем человека клинические исследования пищевых волокон проводятся только по конкретным показаниям и очень редко. Тем не менее, несомненно, что потребление пищевых волокон в промышленно развитых странах находится на уровне ниже рекомендуемого (дефицит клетчатки), что соответствующим образом сказывается на здоровье людей.

Цель данного практического исследования заключалась в том, чтобы проверить, приводит ли целенаправленное 8-недельное употребление 10 г смеси из четырех растворимых пищевых волокон (Колонбаланс®) к улучшению состояния у лиц со специфическими и неспецифическими проблемами с кишечником, к значительному улучшению самочувствия и увеличению разнообразия кишечной микрофлоры, к образованию метаболитов и снижению сопутствующих рисков СИБР (синдрома избыточного бактериального роста в тонкой кишке).

Плацебо-неконтролируемый тест показал значительное улучшение в области проблем с кишечником, улучшение самочувствия. По результатам анализа кишечного микробиома участников были установлены изменения в пользу увеличения числа полезных видов бактерий, таких как бутират-продуцирующие бактерии, а также снижение числа случаев грибкового поражения, гнилостной флоры и СИБР.

Знаниями об основных функциях неусваиваемых углеводов человечество обладает относительно недавно. То, что это не просто «балласт», оказывающий на кишечник исключительно физическое воздействие, но и субстраты, стимулирующие скорость роста и метаболическую активность полезных бактерий в просвете кишечника, было научно доказано лишь около 25 лет назад. Термин «пребиотики» существует с 1995 года и был создан первыми исследователями пребиотиков Гленном Гибсоном и Марселем Роберфройдом: «Пребиотики являются неусваиваемыми пищевыми компонентами, которые могут целенаправленно стимулировать рост и/или активность одного или нескольких видов бактерий в толстой кишке и тем самым улучшать здоровье»(1). Пищевые волокна включают в себя нерастворимые волокна, такие как целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин, а также растворимые волокна, такие как пектин, нерасщепляющийся крахмал (резистентный крахмал) и неусваиваемые олигосахариды, такие как инулин.

Вероятно, из-за сложности процессов, пребиотические исследования все еще находятся в зачаточном состоянии. Большинство исследований касались взаимосвязи между приемом пребиотиков и синдромом раздраженного кишечника (СРК)(2). Вопрос о том, метаболизируются ли определенные пребиотические вещества специфическими штаммами бактерий, до сих пор остается практически без ответа. Однако сочетание различных сложных углеводов, как оказывается, более благоприятно воздействует на разнообразие микрофлоры, чем потребление только одного вида углеводов(3).

Официально взрослым в настоящее время рекомендуется не менее 30 г волокон в день. Данный показатель значительно ниже в Германии, где среднесуточное потребление составляет около 20 г(4), а в Австрии – 20,1 г (женщины) и 21,7 г (мужчины). Только 14 % австрийцев достигают референсного показателя потребления пищевых волокон(5).
Недостаточное потребление в пищу растительных волокон, характерное для современного западного питания, называется дефицитом пищевых волокон(6). Данный дефицит может привести к значительному сокращению разнообразия кишечной микрофлоры. Питание с высоким содержанием жиров и короткоцепочечных углеводов и низким содержанием клетчатки приводят, среди прочего, к размножению вредных видов бактероидов (Bacteroides spp.) за счет подавления полезных бактерий превотеллами. Одновременно с этим могут вытесняться бутират-продуцирующие фирмикуты, а вредные протеобактерии сверхпропорционально размножаться(7).

С учетом подтвержденного ключевого значения микробиома для физического и психического здоровья людей дефицит клетчатки и утрата разнообразия микрофлоры кишечника являются важными факторами риска развития расстройств и заболеваний(6). Существует устойчивый научный консенсус в отношении того, что разнообразие микробиома существенно модулирует обменные процессы, которые способствуют укреплению здоровья. Сокращение бактериального многообразия сопровождается такими современными заболеваниями, как метаболический синдром, инсулинорезистентность, сахарный диабет 2-го типа, ожирение и неалкогольная жировая болезнь печени(8). При низком разнообразии микрофлоры наблюдается также повышенная восприимчивость к синдрому раздраженного кишечника, пищевой непереносимости и хроническим воспалительным заболеваниям кишечника (9).

Благодаря своей высокой способности связывать воду нерастворимые растительные волокна оказывают положительное влияние на консистенцию и объем стула, перистальтику кишечника и время прохождения содержимого по кишечнику. Они регулируют чувство сытости и замедляют всасывание питательных веществ, в частности, углеводов(10). Благодаря данным свойствам клетчатка оказывает благотворное влияние на проблемы дефекации и различные кишечные расстройства. Это, в свою очередь, оказывает прямое воздействие на самочувствие человека, которое можно измерить показателями.

С другой стороны, растворимые волокна служат, в первую очередь, питательной основой для бактерий толстой кишки. Ферментация длинноцепочечных углеводов приводит к образованию лактата и короткоцепочечных жирных кислот (КЖК), таких как бутират, ацетат и пропионат. Лактобактерии и бифидобактерии преимущественно продуцируют лактат. К ацетогенным и пропионогенным бактериям в основном относят бактероиды, в том время как к бутират-продуцирующим бактериям относятся Faecalibacterium prausnitzii и Ruminococcus spp(11).
Метаболиты, образованные бактериями, не только поддерживают состав микробного сообщества и микроэкологию в кишечнике, но и влияют на физиологические процессы хозяина. Бутират, например, необходим слизистым клеткам пищевода для сохранения их структуры, но он также может влиять на экспрессию генов клеток эпителия толстой кишки и, вероятно, через эти процессы контролировать иммунный ответ. Бактероиды, фирмикуты и Faecalibacterium prausnitzii метаболизируют растворимые пищевые волокна, пектин и тем самым запускают противовоспалительные процессы (например, образуют интерлейкин 10, IL-10)(12). Бутират также оказывает непосредственное влияние на возникновение и прогрессирование колоректального рака, уменьшая экспрессию генов в клетках карциномы(8).

Прием четырех видов растворимых пищевых волокон при проблемах с кишечником
Специфические и неспецифические пищеварительные расстройства являются серьезным ограничением в жизни людей, которые ими страдают. Нарушения дефекации, метеоризм, судороги и тошнота также могут указывать на синдром раздраженного кишечника. Причиной раздраженного кишечника могут служить многие факторы, которые в основном сопровождаются дисбактериозом. Наряду с приемом пробиотиков увеличение потребления пребиотических веществ оказалось эффективным в некоторых клинических исследованиях(13).

Цель данного практического исследования заключалась в том, чтобы проверить, приводит ли целенаправленное 8-недельное потребление 10 г смеси из четырех растворимых пищевых волокон («Колонбаланс®» Biogena) к улучшению состояния у лиц со специфическими и неспецифическими проблемами с кишечником, к значительному улучшению самочувствия и увеличению разнообразия кишечной микрофлоры, к образованию метаболитов и снижению сопутствующих рисков СИБР (синдрома избыточного бактериального роста в тонкой кишке).

Данное тестирование представляет собой проспективное плацебо-неконтролируемое исследование с приемом пребиотического продукта «Колонбаланс®» Biogena. Он представляет собой сочетание резистентного декстрина (резистентного крахмала), амилозного кукурузного крахмала (амилопектина), волокон акации (Fibregum™) и цитрусового пектина. Участники принимали ежедневно по 10 г порошка (растворенного в стакане воды) в порядке дополнения к своему обычному рациону.

Участники были отобраны в результате объявленного среди сотрудников компании набора для участия в тестировании продукта. Подбирали людей с проблемами кишечника, но без хронических заболеваний. Отбор был сделан с помощью опроса на тему проблем с кишечником:

Критерием включения в группу тестируемых являлось предельное значение ≥10 (не менее 10 из 66 баллов). У 15 человек данный показатель составил в среднем 21,23 балла (мин. 10; макс. 30). Они принимали тестовый препарат в рекомендуемой дозировке в период с декабря 2017 года по март 2018 года (восемь недель). Анкетирование по жалобам на состояние кишечника было проведено в начале и в конце тестирования. Индекс благополучия ВОЗ-5 также использовался для контроля субъективной оценки состояния тестируемых.

Компания MVZ Labor Dr. Kirkamm GmbH (GANZIMMUN Diagnostics AG) провела молекулярно-генетические исследования стула всех участников: лабораторное исследование «Кишечный микробиом» включает анализ бактериального разнообразия, диаграмму распределения наиболее распространенных штаммов бактерий и функциональных бактериальных групп, анализ бактериального дисбиоза и наличие микрофлоры, способствующей образованию бутирата, пропионата, ацетата и лактата, а также патогенных микробов и грибов. Общие данные свидетельствуют об индивидуальных микробиом-ассоциированных рисках для здоровья(14).

В заключительном тестировании участвовали 13 человек. Два человека отсеялись.

1. Проблемы с кишечником
Средний общий балл, набранный по результатам опроса о проблемах с кишечником, равный 21,23 баллу по максимальной шкале в 66 баллов, после восьминедельного приема препарата значительно снизился до 13,54 баллов (р<0,01). Это соответствует снижению на 7,69 балла (36,2 %). Улучшились также все параметры, касающиеся индивидуальных проблем с кишечником, частично значимые и весьма значимые (рис. 1).

Например, частота болей в животе снизилась с 2,85 до 1,46 дней за последние десять дней до обследования (-48,8 %) (p<0,01). Частота метеоризма и его сила также сократились. В начале эксперимента девять участников (69,2%), а в конце эксперимента всего четыре участника (30,8 %) заявили, что они в настоящее время страдают от метеоризма. По десятибалльной шкале метеоризм сократился на 2,84 балла с 4,46 до 1,62 (-63,7 %) (p<0,01).
Удовлетворенность стулом выросла в среднем на 30,8 %, а ухудшение общих условий жизни из-за проблем с кишечником снизилось на 29,0 %.

2. Хорошее самочувствие
Опрос ВОЗ-5 используется для субъективной оценки качества жизни. Пять пунктов опроса охватывают такие области, как настроение (хорошее настроение, расслабленность), жизненная сила (активность, ощущение свежести и бодрости при пробуждении) и интересы в целом (интерес к деятельности). Для оценки самочувствия баллы по отдельным позициям суммируются. Общее значение колеблется от 0 (самое плохое самочувствие, самое низкое качество жизни) до 25 (наилучшее самочувствие, наивысшее качество жизни).

Общая оценка самочувствия: оценка ниже 13 баллов свидетельствует о плохом самочувствии при низком качестве жизни. На начальном этапе шесть участников (46,2%) по результатам тестирования имели плохое самочувствие. Через восемь недель только два участника (15,4 %) демонстрировали плохое самочувствие. В среднем общий показатель ВОЗ статистически значительно вырос с 12,9 до 17,9 баллов (+ 38,9 %) (р<0,01).

Отдельные показатели самочувствия: все пять индивидуальных показателей продемонстрировали улучшение, как частично значимое, так и весьма значимое (рис. 2).
Конкретно изменения коснулись ответов на следующие вопросы
«За последние две недели...

1. … я был счастлив и в хорошем настроении». Улучшение с 3,38 до 3,85 баллов (+13,9 %)

2. ... я чувствовал себя спокойным и расслабленным». Значительное улучшение с 2,15 до 3,38 баллов (+57,2 %) (p<0,01)

3. ... я чувствовал себя энергичным и активным». Значительное улучшение с 2,54 до 3,54 баллов (+39,4 %) (p<0,05)

4. ... я чувствовал себя свежим и отдохнувшим, когда проснулся». Значительное улучшение с 1,54 до 3,08 баллов (+100,0 %) (p<0,05)

5. ... моя повседневная жизнь была наполнена тем, что меня интересует». Значительное улучшение с 3,23 до 4,00 баллов (+23,8 %) (p<0,05)

3. Анализ кала
Состав микробиома строго индивидуален. Прием пребиотиков направлен на увеличение и стабилизацию микробиотического разнообразия с целью обеспечения физиологически благоприятной микрофлоры в кишечнике. Результаты приведенного здесь метагеномного исследования стула, проведенного компанией MVZ Labor Dr. Kirkamm GmbH (GANZIMMUN Diagnostics AG) посредством молекулярно-генетического секвенирования, позволяют увидеть до 400 основных типов бактерий в кишечном микробиоме. В то же время создается профиль риска для заболеваний, связанных с дисбактериозом, полученным в результате отсутствия защитных микробов или наличия потенциально патогенных микробов.

Поскольку индивидуальный бактериальный состав участников сильно различается, общая оценка данных имеет смысл только в нескольких областях. Так, статистически подтверждается увеличение или уменьшение некоторых групп полезных бактерий или вредных видов бактерий.

Короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК) и лактат:
В исследовании кала анализу подлежат лакто-, ацето-, бутиро- и пропионогенные бактерии, причем бутират-продуцирующие формы представляют особый интерес. Дефицит бутират-продуцирующих бактерий может спровоцировать воспалительные процессы, усилить проницаемость слизистой оболочки кишечника и, среди прочего, способствовать проявлению синдрома раздраженного кишечника или пищевой непереносимости(14).

Бутират получают и непосредственно из пищевого волокна, и путем преобразования ацетата и пропионата. В целом, среднее содержание бутирата в кале увеличилось на 52,3 % с 7,8 % до 11,9% (р<0,05).

Общее количество бутират-продуцирующих бактерий увеличилось на 4,1 % (рис. 3). В этой группе количество бактерий Faecalibacterium prausnitzii увеличилось на +49,7 % с 1,50 % до 2,24 % (р<0,05), количество Roseburia spp. – на + 42,8 % с 1,64 % до 2,35 %, а количество Ruminococcus spp. – на +93,5 % с 2,54 % до 4,91 % (р<0,05) (рис. 4). Количество лактогенных бактерий также увеличилось, например, Bifidobacterium spp. – на + 22,3 % с 2,90 % до 3,54 % или Bifidobacterium adolescentis – на +64,7 % с 0,80 % до 1,32 % (рис. 5).

Нежелательные микроорганизмы
Некоторые группы бактерий вызывают повышенный риск развития заболеваний. К ним относятся сульфатредуцирующие бактериальные штаммы, такие как Desulfovibrio spp., Desulfomonas spp., Desulfobacter spp. и Bilophila wadsworthia spp. Эти анаэробные бактерии получают энергию, превращая сульфаты в сульфиды. Конечным продуктом метаболизма является сероводород, который, с одной стороны, обладает цитотоксическими свойствами, а, с другой стороны, нарушает метаболизм бутирата и может ослаблять колоноциты. Поэтому высокая доля сульфатредуцирующих бактерий создает риск хронического воспаления кишечного эпителия(14). За период приема препарата количество сульфатредуцирующих бактерий сократилось, например, Desulfovibrio spp. – на -24,2 % с 1,47 % до 1,12 % или Bilophila wadsworthia spp. – на -55,9 % (p<0,05) с 0,25 % до 0,11 % (p<0,05).

Грибы и дрожжи являются частью микрофлоры кишечника. Дрожжи, такие как Saccharomyces cerevisiae, содержатся в продуктах питания и, как правило, относительно быстро не выявляются. Но если их содержание находится на постоянно высоком уровне, то они могут стать питательной средой для инвазивных микозов. По результатам теста количество Saccharomyces cerevisiae сократилось на -85 % с 1,0 % до 0,15 % (р<0,05). Целевое референсное значение составляет <0,1 %(11).
В целом, у 61,6 % участников в начале была обнаружена колонизация грибами, как в легкой степени, так и более интенсивно. После приема препарата их доля упала до 38,5 %. Доля участников с нормальной грибковой колонизацией увеличилась на 23 % с 38,5 % до 61,5 % (рис. 6).

Микробиом-ассоциированные риски:
Синдром избыточного бактериального роста в тонкой кишке (СИБР) демонстрирует нефизиологическое соотношение кишечных бактерий, в особенности сильное увеличение числа облигатных анаэробных организмов. СИБР связан с различными заболеваниями и симптомами, такими как сердечно-сосудистые заболевания(15), неалкогольная жировая болезнь печени(16) и нарушение пищеварения(17), синдром раздраженного кишечника(18) или воспалительные заболевания кишечника(19). СИБР также может быть связан с повышенной непереносимостью некоторых углеводов (лактоза, фруктоза) или белков (глютен). В начале тестирования 23,1 % участников были подвержены риску СИБР, после восьми недель приема пищевых волокон их доля снизилась до 7,7 % (рис. 7).

Увеличение потребления растворимой клетчатки на 10 г/день в виде специально разработанного продукта («Колонбаланс®» Biogena) приносит значительную пользу организму. Благодаря устранению дефицита пищевых волокон увеличивается объем субстрата для бутират-продуцирующих бактерий и других полезных видов бактерий, и повышается резистентность к колонизации нежелательных микроорганизмов. Об этом свидетельствуют результаты проведенного анализа кала. В связи с этим демонстрируемое по результатам опроса одновременное снижение субъективных жалоб на проблемы с кишечником и улучшение общего самочувствия не являются чем-то неожиданным: ограниченные функции кишечника, такие как запор, часто оказывают огромное влияние на качество жизни человека(20).

Полученные результаты являются частично значимыми и крайне значимыми. Поскольку в данном плацебо-неконтролируемом исследовании принимало участие относительно немного людей, то было бы желательно повторить эксперимент с большим количеством участников.

Результаты данного тестирования продукта последовательно демонстрируют положительное влияние приема 10 г/день водорастворимого пищевого волокна «Колонбаланс®» Biogena на состояние людей с жалобами на проблемы с кишечником. Этот простой в использовании, хорошо переносимый пребиотик имеет высокий потенциал, он может быть использован в качестве важной части для лечения специфических и неспецифических проблем с кишечником.