Когато чревните бактерии изчерпят фибрите, започнат да ядат собствените ви черва

Когато в диетата липсват достатъчно фибри, някои видове чревни бактерии буквално започват "да ни ядат отвътре", да се хранят със защитния мукозен (слузест) слой на собствените ни черва.

Нови изследвания показват, че фибрите и досега пренебрегваните растителни протеини могат да отклонят чревните микроби от консумацията на защитната слузеста лигавица на червата. В същото време тези хранителни вещества стимулират производството на метаболити, свързани с по-добро здраве на червата и здравословно телесно тегло.

Констатациите разкриват по-сложна връзка между храната, микробите и човешкия метаболизъм, отколкото учените някога са предполагали. Те също така оспорват широко разпространеното предположение, че много биологично важни съединения, открити в тялото, идват изключително от чревните бактерии.

Диетата променя микробната химия

Две проучвания изследват как се произвеждат тези съединения и как диетата променя баланса между потенциално полезните и вредните им форми. Едното проучване е публикувано в Proceedings of the National Academy of Sciences, а другото е публикувано в Nature Metabolism.

"В медицинските дисциплини нараства интересът към манипулирането на човешкия микробиом или използването на самите негови метаболитни продукти за терапевтични цели", обяснява Джошуа Рабиновиц (Joshua Rabinowitz), директор на изследователски център към Принстънския университет, фокусиран изцяло върху метаболизма на рака, диетата и новите лекарствени лечения. "Диетата е многообещаваща за контролиране на микробиома и неговите продукти. Но за да разработим ефективни терапевтични интервенции, трябва да разберем кои кои аспекти на диетата контролират едни или други микробни реакции".

Проучването на PNAS се фокусира върху фенолите, широка група метаболити, образувани при разграждането на аминокиселините. Въпреки че тези съединения споделят едно и също химично семейство, те могат да имат коренно различно влияние върху здравето.

Когато чревните бактерии преработват аминокиселината фенилаланин, те могат да произведат фенилпропионат и хипурова киселина. Тези съединения са свързани със здравето на червата и здравословното телесно тегло.

Бактериалният метаболизъм на друга аминокиселина, тирозин, може вместо това да генерира p-крезол сулфат и фенол сулфат. Тези метаболити са свързани със системна токсичност при хора с бъбречни заболявания и по-лоши резултати сред онкоболните.

Пренебрегваната сила на растителния протеин

Изследователите откриват, че растителните фибри и несмилаемите растителни протеини изместват микробната активност към фенилаланиновата верига, увеличавайки благоприятните метаболити, като същевременно намаляват вредните.

"Нашите проучвания показаха, че както фибрите, така и несмилаемите протеини от растенията – които наричаме "протеини, имитиращи фибри" или Prif - изместват баланса на фенолните метаболити от вредния вид, произведен от тирозин, към здравословния вид, получен от фенилаланин", отбелязва съавторът Джена АбуСалим (Jenna AbuSalim), също от изследователски център към Принстънския университет.

Фибрите отдавна са признати за важен източник на храна за чревните микроби. Несмилаемите растителни протеини обаче са получили далеч по-малко внимание, тъй като обикновено се очаква протеините да се разградят и абсорбират по-рано в храносмилането.

Новото изследване предполага, че някои растителни протеини не се храносмилат и достигат до дебелото черво, където бактериите ги използват по подобен начин, както използват фибрите. АбуСалим и нейните колеги наричат ​​тези протеини Prif, съкращение от "протеини, имитиращи фибри".

Проследяване на това, какво консумират чревните бактерии

За да проследят тези хранителни вещества през храносмилателната система, изследователите маркират протеините със стабилни (нерадиоактивни) изотопи. Тези химични маркери им позволяват да определят кои метаболити идват от храната и кои произхождат от собствените тъкани на мишката.

Резултатите разкриват ясно разделение.

Полезните феноли са се произвеждали почти изцяло от несмилаемите протеини в диетата. Вредните феноли, за разлика от тях, са се произвеждали до голяма степен, когато бактериите са разграждали протеините, принадлежащи на гостоприемника, включително тези в слузта, която покрива и защитава чревната стена.

Този слой слуз не само смазва червата. Той формира част от бариерата, разделяща трилиони микроби от клетките под тях. Когато бактериите не разполагат с предпочитаните от тях хранителни вещества, някои могат да превключат на алтернативен източник на храна - захарните молекули (гликопротеини), изграждащи слузестата бариера на червата.

Бактериите, специализирани в разграждането на муцин (като Akkermansia muciniphila), започват да произвеждат ензими, които изяждат слузта по-бързо, отколкото организмът може да я възстанови. Мукозният слой действа като щит. Когато той изтънее, бактериите се оказват в директен контакт с клетките на чревната стена.

Как фибрите и Prif защитават червата

Фибрите ограничават това поведение. Те потискат бактериалното разграждане на чревния слузен слой, което намалява производството на вредни феноли. Prif осигурява допълнителен хранителен протеин на микробите по-навътре в храносмилателния тракт, увеличавайки производството на по-благоприятните съединения.

"Смятаме, че Prifs представляват нововъзникващ клас хранителни вещества, които оформят състава на чревния микробиом и биха могли да имат широкообхватно влияние върху метаболитното здраве", посочва АбуСалим.

"На опаковките на храните евентуално може да се посочи Prif точно под фибрите", предлага Рабинович.

Оспорване на предположението за микробиома

Проучването на Nature Metabolism разглежда друг основен въпрос: Кой всъщност произвежда тези метаболити?

Учените често са третирали определени феноли и индоли като химически отпечатъци на микробната активност. Индолите се произвеждат от аминокиселината триптофан и са привлекли интерес поради възможната им роля във възпалителни заболявания на червата, невродегенеративни разстройства, разпространение на рак и противотуморни имунни отговори.

Това предположение е спомогнало за опитите за повишаване на желаните нива на индол чрез промени в диетата, пробиотици или други методи, насочени към промяна на чревните бактерии.

Организмът също произвежда тези метаболити

Но тези стратегии зависят от микробите като основен източник. Ако човешките клетки произвеждат голяма част от същия материал, промяната на микробиома може да има по-малък ефект от очакваното.

АбуСалим, Рабиновиц и техните колеги проверяват предположението, използвайки изотопно проследяване при мишки, плъхове и човешки клетки. Те откриват, че метаболизмът на бозайниците може независимо да произвежда много индолови и фенолни съединения, включително физиологично важните метаболити индол-3-лактат и индол-3-ацетат.

Разграничението стана по-ясно, след като антибиотичното лечение наруши микробиома. Много от метаболитите остават в изобилие в кръвта на мишките, което показва, че собствените клетки на животните продължават да ги произвеждат.

Проби от пациенти показват подобен модел, включително проби от пациенти с рак, приемащи антибиотици. Съединенията, произведени изключително от микроби, се държат различно. Индол-3-пропионат и p-крезол сулфат например намаляват след лечение с антибиотици.

Към по-прецизно хранене и терапии

Резултатите показват, че един и същ метаболит понякога може да произхожда от повече от един източник. Концентрацията му в кръвния поток може да отразява комбинация от диета, микробна активност и метаболизъм в собствените тъкани на организма.

Това е от значение за терапиите, предназначени да променят нивата на метаболитите. Пробиотикът може да бъде полезен, когато дадено съединение се произвежда предимно от микроби, докато метаболит, произведен от гостоприемника, може да изисква съвсем различен подход.

Заедно, проучванията предоставят по-ясна карта на това как храната, чревните бактерии и клетките на бозайниците допринасят за химическата среда на организма. Те също така предполагат, че общият съвет за "консумация на повече фибри" може евентуално да бъде прецизиран, за да се отчетат специфичните фибри и несмилаеми протеини, които стимулират желаната микробна активност.

"Освен това, по-ясната картина за това как различните храни взаимодействат с микробиома, за да модулират производството на бактериални метаболити, ще помогне за прецизиране на насоките, които диетолозите и лекарите могат да дадат на хората за превенция и терапия на заболяванията", коментира Рабиновиц.

Справка:

1. “Digestion-resistant proteins support the healthy metabolite profiles associated with plant-based diets” by Jenna E. AbuSalim, Michael M. MacArthur, Meera Gupta, Asael Roichman, Craig J. Hunter, Felix C. Keber, Seema Chatterjee, Mahta Moussavi, Javad Barouei, Martin Wühr, Dinanath Sulakhe, Christopher J. Lehmann, Mohamed S. Donia and Joshua D. Rabinowitz, 27 July 2026, Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.2605226123
2. “Host metabolism can produce many indoles and phenols independently of the microbiome” by Jenna E. AbuSalim, Kellen Olszewski, Salma Youssef, Sarah J. Mitchell, Craig J. Hunter, Jessica Little, Ashley Sidebottom, Jacob A. Boyer, Steve D. Knutson, Laith Z. Samarah, Michael R. MacArthur, Alessa L. Henneberg, Rolf-Peter Ryseck, Christiane A. Opitz, David W. C. MacMillan, Mohamed S. Donia, Eric G. Pamer, Sabrina Imam, Christopher J. Lehmann, Olatoyosi Odenike and Joshua D. Rabinowitz, 23 June 2026, Nature Metabolism. DOI: 10.1038/s42255-026-01550-8

Източник: When Gut Bacteria Run Out of Fiber, They May Start Eating You, Ludwig Institute for Cancer Research

Още по темата

16/06/2026

Медицина

Диетите без захар могат да нарушат чревния микробиом

23/02/2026

Медицина

Лошият сън нанася силен удар върху стомашно-чревния тракт

14/02/2025

Медицина

Чревните бактерии могат да променят мозъчните протеини: Нов метод за гликозилиране разкрива връзката

04/02/2025

Здраве

За първи път са анализирани хранещи се със захар полезни чревни бактерии