Вступление
Толстая кишка человека является чрезвычайно активным местом ферментации и населена различными видами бактерий, максимальная концентрация которых достигает в толстой кишке (до 1012 клеток на грамм фекалий) (1). Мало того, что состав этой бактериальной экосистемы существенно различается у разных людей, он также динамичен и подвержен изменениям, вызванным диетическими факторами и различными заболеваниями. Сбалансированный состав микробиоты кишечника приносит пользу хозяину, тогда как микробный дисбаланс связан с метаболически опосредованными нарушениями (2). Потребление фитохимических веществ и продуктов их производных оказывает значительное влияние на кишечную среду, модулируя состав микробиоты кишечника и, возможно, их функциональные эффекты в тканях млекопитающих (3). Полифенолы — это фитохимические вещества, которые в изобилии присутствуют в нашем рационе в различных продуктах, включая чай, кофе, вино, фрукты, овощи и шоколад (4). На биодоступность и всасывание полифенолов могут влиять их химическая структура, пищевая матрица и энтерогепатическая циркуляция, при этом высокий процент полифенолов не всасывается в тонком кишечнике, попадая в неповрежденном виде в толстую кишку, где полифенолы могут выполнять свою регуляторную функцию (5, 6).
В исследовании in vitro с использованием желудочно-кишечной модели была проверена абсорбция пищевых полифенолов, и было подсчитано, что ~42% пищевых полифенолов становятся биодоступными в толстом кишечнике, где они могут взаимодействовать с микрофлорой, и ~10% остаются в пищевом матриксе. и были недоступны после всего процесса пищеварения (7). Во время употребления вина полифенольные олигомеры, такие как процианидины, конъюгированные полифенолы, сложные эфиры и метаболиты фазы II, поступают в толстую кишку (6, 8). Метаболизм ресвератрола был тщательно изучен, что позволяет предположить низкую биодоступность после метаболизма в кишечнике и печени и быструю экскрецию. По крайней мере, 70% принятого ресвератрола всасывается и легко метаболизируется до глюкуронидов и сульфатов ресвератрола и позже обнаруживается в моче и плазме, где он доступен для энтерогепатической циркуляции (9, 10, 11). Полифенолы в красном вине могут изменять микробный состав кишечника благодаря своим антимикробным свойствам, а это, в свою очередь, может влиять на их функциональные отношения с хозяином (12, 13). Действительно, было высказано предположение, что потребление полифенолов имеет различные преимущества, такие как улучшение здоровья кишечника и снижение риска ишемической болезни сердца (14).
Доказательства
Перекрестное контролируемое интервенционное исследование влияния умеренного потребления красного вина показало, что это приводит к улучшению артериального давления, липидного профиля крови и состава кишечной микробиоты [1].
Было обнаружено, что по сравнению с исходным уровнем ежедневный прием полифенолов красного вина в течение 4 недель значительно увеличивает количество групп Enterococcus, Prevotella, Bacteroides, Bifidobacterium, Bacteroides Uniformis, Eggerthella lenta и Blautia coccoides-Eubacterium Rectale. Полученные результаты позволяют предположить возможные пробиотические преимущества вина [15].
Сравнение
Деалкоголизированное красное вино, красное вино и состав джина
Деалкоголизированное красное вино имеет тот же состав и полифенольные соединения, что и красное вино, за исключением этанола (всего 0,42%). Фенольный профиль деалкоголизированного красного вина и красного вина определяли с помощью ВЭЖХ с детектором на диодной матрице, как описано ранее , а содержание ресвератрола и пицеида определяли с помощью ВЭЖХ с детектором на диодной матрице, как описано Romero-Pérez et al. аль . Общее содержание фенолов в нескольких дистиллированных алкогольных напитках определялось методом Фолина-Чокальтеу , а алкогольным напитком был выбран джин (38% спирта), поскольку количество фенолов обнаружить не удалось. Описание ежедневных доз фенолов и алкоголя в периоды лечения как винами, так и джином включено в Таблицу 2.
Помимо вышесказанного, по данным рандомизированного контролируемого исследования Vetrani et al. [16], диета, богатая полифенолами, оказала влияние на состав микрофлоры кишечника, причем эти модификации были связаны с изменениями метаболизма глюкозы/липидов [16].
Обнаружены значительные изменения в относительном количестве этой микробиоты в зависимости от вида потребляемого напитка. После приема этанола (период джина) наблюдалось увеличение частоты Bacteroides и Clostridium и исчезновение Prevotellaceae по сравнению с потреблением полифенолов (период деалкоголизированного красного вина) или потреблением полифенолов плюс этанол (период красного вина) или исходным уровнем (отсутствие полифенолов). , Безалкогольный).
Эти результаты позволяют предположить, что доминантные виды в кишечной микробиоте добровольцев различались исходно и после приема полифенолов, чем после приема только этанола. Более того, разнообразие фекальной микробиоты по количеству полос в профилях DGGE было выше после периода красного вина. Также исследователи обнаружили, что фенольные соединения изменяют фекальную микробиоту и, следовательно, баланс Bacteroides/Firmicutes.
В соответствующей работе пропорциональное увеличение Akkermansia spp. Было обнаружено, что вызванное диетическими добавками экстракта клюквы связано с улучшением характеристик метаболического синдрома (вызванного диетой с высоким содержанием жиров и сахарозы в исследовании на животных) [17].
Согласно клиническому исследованию, прием биологически активных соединений, таких как гесперидин и нарингин (содержащихся в цитрусовых и апельсиновом соке), может улучшить гомеостаз кишечной микрофлоры (одновременно улучшая биохимические параметры крови) за счет увеличения популяции фекальных Bifidobacterium spp. и Lactobacillus spp. [18].
Также была продемонстрирована in vitro антихеликобактерная активность цитрусовых полифенолов, таких как гесперетин, нарингенин, понцирин и диосметин [19].
Имеются данные исследований на людях, которые показывают изменения разнообразия и состава доминирующих бактериальных сообществ в ответ на пищевые добавки гормональных соединений в сочетании с функциональными продуктами питания. Отмечено, что одни только изофлавоны стимулируют доминантные микроорганизмы кластера Clostridium coccoides-Eubacterium Rectale, группы Lactobacillus-Enterococcus, подгруппы Faecalibacterium prausnitzii и рода Bifidobacterium [20].
После периода употребления красного вина, богатого полифенолами, в образцах стула наблюдалось значительное увеличение концентрации Firmicutes и Bacteroidetes. Однако не было обнаружено существенных различий в количестве видов Lactobacillus после любого периода приема, что указывает на то, что потребление полифенолов или этанола не влияло на рост этих бактерий. Аналогичные результаты были получены Tzounis et al , которые обнаружили, что после приема катехина рост Lactobacillus spp. остались относительно незатронутыми в исследовании in vitro, а также в исследованиях Ямакоши и др. (21), которые не обнаружили никаких изменений в этих родах после приема экстрактов, богатых процианидином, здоровыми взрослыми. Тем не менее, Цунис и др. недавно обнаружили значительное увеличение роста Lactobacillus spp. после регулярного приема напитка с высоким содержанием какао-флавонолов в исследованиях in vivo и in vitro . Хотя тип Actinobacteria не изменился после периода употребления, мы обнаружили значительное увеличение типов Proteobacteria, Firmicutes и Bacteroidetes после периода употребления красного вина, но не после периода употребления джина или деалкоголизированного красного вина, по сравнению с первоначальным вымыванием. период. Эти результаты показывают, что небольшие дозы этанола плюс прием полифенолов в течение короткого времени могут вызвать важные изменения в микробиоте кишечника, которые могли повлиять на метаболизм хозяина. Более того, после периода красного вина произошло значительное увеличение числа родов Enterococcus, Bacteroides и Prevotella и значительное уменьшение числа родов Clostridium и группы Clostridium histolyticum. Аналогичные результаты были получены другими на крысиных моделях. Смит и др. обнаружили, что количество Bacteroides в группе значительно увеличилось, когда крысам давали диету, богатую танинами, а Долара и др. сообщили, что, когда крысы получали полифенолы красного вина, у них наблюдались значительно более низкие уровни Clostridium spp. ., и никаких изменений в родах Actynomices внутри Actinobacterias не наблюдалось, как в текущем исследовании.
Преобладающие полифенолы красного вина, такие как мономеры флаван-3-ола и процианидины, связаны с антимикробной активностью, оказывая ингибирующее действие на определенные группы бактерий путем связывания с бактериальными мембранами. Различия в структурах клеточной поверхности могут объяснить, почему грамположительные бактерии клостридиального типа более чувствительны к бактерицидному действию этих соединений, чем грамотрицательные виды Prevotella и Bacteroides .
ВАЖНО! Значительное снижение, обнаруженное в группе Clostridium histolyticum, позволяет предположить, что полифенолы красного вина оказывают ингибирующее действие на рост этих бактерий, в том числе Clostridium perfringens — важного патогена, тесно связанного с прогрессированием рака толстой кишки и возникновением воспалительных заболеваний кишечника
Тот же результат был получен Tzounis et al в интервенционном исследовании с использованием флавонолов, полученных из какао.
Выводы
Хотя в нескольких интервенционных исследованиях изучалось влияние пищевых полифенолов на модуляцию микробиоты кишечника человека, нынешнее исследование является первым, проведенным после употребления вина. Большинство исследований, посвященных этой теме, были сосредоточены в основном на молекулах одного полифенола и отдельных группах бактерий, Целью настоящего исследования было оценить возможное пребиотическое воздействие полифенолов красного вина- умеренное потребление полифенолов красного вина может модулировать микробиоту кишечника, влияя на рост определенных групп бактерий, способных принести пользу здоровью хозяина.
Среди ученых нет единого мнения о том, связаны ли эти преимущества для здоровья с присутствием этанола или полифенолов в красном вине. Однако на основании всех вышеупомянутых исследований можно сделать вывод, что за эти свойства в большей степени ответственны полифенолы.
Будущие исследования должны быть более сосредоточены на изучении влияния полифенолов красного вина на профилактику и лечение некоторых других заболеваний.
1. Xu J, Mahowald MA, Ley RE, Lozupone CA, Hamady M, Martens EC, Henrissat B, Coutinho PM, Minx P, Latreille P, et al. Evolution of symbiotic bacteria in the distal human intestine. PLoS Biol 2007;5: e156.
2. Santacruz A, Marcos A, Wa¨rnberg J, Martı´ A, Martin-Matillas M, Campoy C, Moreno LA, Veiga O, Redondo-Figuero C, Garagorri JM, et al. Interplay between weight loss and gut microbiota composition in overweight adolescents. Obesity (Silver Spring) 2009;17:1906–15.
3. Lee HC, Jenner AM, Low CS, Lee YK. Effect of tea phenolics and their aromatic fecal bacterial metabolites on intestinal microbiota. Res Microbiol 2006;157:876–84.
4. Hervert-Hernandez D, Goni I. Dietary polyphenols and human gut microbiota: a review. Food Rev Int 2011;27:154–69.
5. Clifford MN. Diet-derived phenols in plasma and tissues and their implications for health. Planta Med 2004;70:1103–14.
6. Manach C, Scalbert A, Morand C, Re´me´sy C, Jimenez L. Polyphenols: food sources and bioavailability. Am J Clin Nutr 2004;79:727–47.
7. Saura-Calixto F, Serrano J, Gon˜i I. Intake and bioaccessibility of total polyphenols in a whole diet. Food Chem 2007;101:492–501.
8. Requena T, Monagas M, Pozo-Bayo´n MA, Martı´n-A´ lvarez PJ, Bartolome´ B, del Campo R, A´ vila M, Martı´nez-Cuesta MC, Pela´ez C, Moreno-Arribas MV. Perspectives of the potential implications of wine polyphenols on human oral and gut microbiota. Trends Food Sci Technol 2010;21:332–44.
9. Walle T. Bioavailability of resveratrol. Ann N Y Acad Sci 2011;1215: 9–15.
10. Ferna´ndez-Mar MI, Mateos R, Garcı´a-Parrilla MC, Puertas B, Cantos-Villar E. Bioactive compounds in wine: resveratrol, hydroxytyrosol and melatonin: a review. Food Chem 2012;130:797–813.
11. Azorı´n-Ortun˜o M, Ya´n˜ez-Gasco´n MJ, Vallejo F, Pallare´s FJ, Larrosa M, Lucas R, Morales JC, Toma´s-Barbera´n FA, Garcı´a-Conesa MT, Espı´n JC. Metabolites and tissue distribution of resveratrol in the pig. Mol Nutr Food Res 2011;55:1154–68.
12. Jung CM, Heinze TM, Schnackenberg LK, Mullis LB, Elkins SA, Elkins CA, Steele RS, Sutherland JB. Interaction of dietary resveratrol with animal-associated bacteria. FEMS Microbiol Lett 2009;297: 266–73.
13. Rodrı´guez Vaquero MJ, Alberto MR, Manca de Nadra MC. Antibacterial effect of phenolic compounds from different wines. Food Contr 2007;18:93–101.
14. Kemperman RA, Bolca S, Roger LC, Vaughan EE. Novel approaches for analysing gut microbes and dietary polyphenols: challenges and opportunities. Microbiology 2010;156:3224–31.
15. Queipo-Ortuño M.I., Boto-Ordóñez M., Murri M., Gomez-Zumaquero J.M., Clemente-Postigo M., Estruch R., Cardona Diaz F., Andrés-Lacueva C., Tinahones F.J. Influence of Red Wine Polyphenols and Ethanol on the Gut Microbiota Ecology and Biochemical Biomarkers. Am. J. Clin. Nutr. 2012;95:1323–1334. doi: 10.3945/ajcn.111.027847. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
16.Vetrani C., Maukonen J., Bozzetto L., Della Pepa G., Vitale M., Costabile G., Riccardi G., Rivellese A.A., Saarela M., Annuzzi G. Diets Naturally Rich in Polyphenols and/or Long-Chain n-3 Polyunsaturated Fatty Acids Differently Affect Microbiota Composition in High-Cardiometabolic-Risk Individuals. Acta Diabetol. 2020;57:853–860. doi: 10.1007/s00592-020-01494-9. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
17.Anhê F.F., Roy D., Pilon G., Dudonné S., Matamoros S., Varin T.V., Garofalo C., Moine Q., Desjardins Y., Levy E., et al. A Polyphenol-Rich Cranberry Extract Protects from Diet-Induced Obesity, Insulin Resistance and Intestinal Inflammation in Association with Increased Akkermansia Spp. Population in the Gut Microbiota of Mice. Gut. 2015;64:872–883. doi: 10.1136/gutjnl-2014-307142. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
18. Lima A.C.D., Cecatti C., Fidélix M.P., Adorno M.A.T., Sakamoto I.K., Cesar T.B., Sivieri K. Effect of Daily Consumption of Orange Juice on the Levels of Blood Glucose, Lipids, and Gut Microbiota Metabolites: Controlled Clinical Trials. J. Med. Food. 2019;22:202–210. doi: 10.1089/jmf.2018.0080. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
19.Bae E.A., Han M.J., Kim D.H. In Vitro Anti-Helicobacter Pylori Activity of Some Flavonoids and Their Metabolites. Planta Med. 1999;65:442–443. doi: 10.1055/s-2006-960805. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
20.Clavel T., Fallani M., Lepage P., Levenez F., Mathey J., Rochet V., Sérézat M., Sutren M., Henderson G., Bennetau-Pelissero C., et al. Isoflavones and Functional Foods Alter the Dominant Intestinal Microbiota in Postmenopausal Women. J. Nutr. 2005;135:2786–2792. doi: 10.1093/jn/135.12.2786. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
21.Yamakoshi J, Tokutake S, Kikuchi M, Kubota Y, Konishi H, Mitsuoka T Effect of proanthocyanidin-rich extract from grape seeds on human fecal flora and fecal odor Microb Ecol Health Dis, 13 (2001), pp. 25-31