Приводят ли сезонные изменения типов пищи к изменениям в составе и структуре микробиоты кишечника?

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Microbiology, ученые оценили влияние диеты или потребления макронутриентов на функцию и структуру микробиоты кишечника.

Справочная информация

Изменение пищевого поведения имеет решающее значение для адаптации животных к изменениям окружающей среды. Исследования показали, что изменения в привычках питания животных приводят к изменению структуры микробиоты кишечника. Однако для понимания изменений в структуре и функциях микробиоты кишечника, происходящих в ответ на изменение потребления питательных веществ или типов пищи, необходимы дальнейшие исследования.

Об исследовании

В настоящем исследовании ученые изучали, как методы кормления животных влияют на потребление питательных веществ и далее на содержание и пищеварительную функцию микробиоты кишечника.

Местом наблюдения исследования был Национальный природный заповедник Гуаньинь в горах Циньлин, к северо-западу от уезда Фупин, провинция Шэньси, Китай. В течение года в этой местности наблюдаются обычные и четыре различных сезона. В соответствии с климатом, сезоны следующие: Весна с марта по май, Лето с июня по август, Осень с сентября по ноябрь и Зима с декабря по февраль.

Команда собрала информацию о питании для четырех сезонных групп. Для сбора данных был выбран месяц с типичными фенологическими характеристиками для каждого сезона: Март для весны, Июнь для лета, Октябрь для осени и Декабрь для зимы.

Все 78 золотистых курносых обезьян в исследуемой группе привыкли к присутствию исследователей. Команда выделила в исследуемой когорте как взрослых, так и молодых особей. В связи с необходимостью получения количественных данных наблюдений, естественное место кормления исследуемых животных было ограничено. В качестве дополнительного питания группа получала пять килограммов кукурузы дважды в день в 10 часов утра и в 15 часов дня. Кормовая площадка была равномерно усыпана кукурузными зернами.

Команда выбирала случайным образом одну особь в день и наблюдала за животным непрерывно с рассвета до заката, чтобы записать данные о характере его питания. Кроме того, записывались тип пищи, количество, заданные единицы и продолжительность кормления. После того, как животное заканчивало есть, из остатков пищи собирались образцы.

Образцы продуктов питания собирались с использованием обычных процедур, оценивалось их пищевое содержание и рассчитывалось содержание энергии. Оценивались содержание липидов, крахмала, водорастворимых углеводов (WSC), клетчатки с кислой моющей способностью (ADF), клетчатки с нейтральной моющей способностью (NDF), лигнина с кислой моющей способностью (ADL), золы в каждом продукте и доступного белка (AP).

Результаты

У обследуемой популяции были получены данные, относящиеся к 96 дням кормления в течение четырех месяцев. Выяснилось, что обычный рацион золотистых носатых обезьян в дикой природе состоит из 24 видов растений из 16 семейств. В общей сложности испытуемые потребляли шесть частей растений, включая ветви, почки, семена, кору, листья и стебли.

В течение года дикие курносые обезьяны съедают 33,43% коры, 3,09% семян, 1,33% почек, 3,25% браншей, 0,17% стебля и 58,72% листьев. Тем не менее, наблюдались значительные различия в количестве потребляемого растительного сырья в течение четырех сезонов. Травянистые стебли были собраны только в незначительных количествах весной. В основном, семена собирались весной и осенью. Сбор листьев происходил в течение всего года. В течение осени и зимы, когда листья становятся редкими, особенно зимой, основным источником питания были колючки, почки и сучья.

Видовой состав был оценен для более глубокого изучения сезонных изменений микробиоты кишечника. Видовая аннотация показала, что большинство OTU могут быть отнесены к таксономическим группам на уровне филума и порядка, но на уровне рода отнесение резко снижается.

Первые 10 фил из 38 признанных доминирующих фил, включая Bacteroidetes, Firmicutes, Spirochaetes, Proteobacteria, Tenericutes, Planctomycetes, Verrucomicrobia, Epsilonbacteriaeota, Euryarchaeota и Fibrobacteres, составили 99% от общего соотношения обилия. Они составляли большинство микробиома кишечника золотистых носатых обезьян.

Было обнаружено триста девяносто пять метаболических путей, основанных на предсказании функций по базе данных Киотской энциклопедии генов и геномов (KEGG). Микробы кишечника в основном участвовали в метаболизме нуклеотидов, углеводов, гликанов и их производства, аминокислот, терпеноидов, липидов, кофакторов, поликетидов и витаминов.

Более того, некоторые аннотированные функции, относящиеся к макронутриентам, демонстрировали относительно высокую распространенность, включая гликолиз/глюконеогенез, метаболизм пирувата, метаболизм сахарозы и крахмала, метаболизм глицеролипидов, синтез жирных кислот в метаболизме липидов и пентозофосфатный путь в метаболизме глицерофосфолипидов и метаболизме углеводов.

Заключение

Результаты исследования показали значительные сезонные изменения в потреблении пищи и питании золотистых носатых обезьян, причем содержание трех макронутриентов было выше осенью и летом и ниже зимой и весной. Сезонные изменения в питании являются основным источником сезонных сдвигов в микробиоте кишечника. Результаты показали, что бактерии в кишечнике компенсируют недостаточное потребление макронутриентов за счет микробных метаболических функций.

Источник: https://www.news-medical.net/news/20230306/Do-seasonal-changes-in-food-types-lead-to-changes-in-the-composition-and-structure-of-gut-microbiota.aspx