В недавнем исследовании, опубликованном в журнале PLoS Pathogens, ученые изучают роль микробиома кишечника человека как источника необходимых витаминов.
Производство витаминов микробиотой кишечника
Витамины - важнейшие микроэлементы, необходимые для различных метаболических и регуляторных процессов во всех живых организмах. Важно отметить, что многие витамины не могут быть синтезированы человеком, поэтому они должны быть получены из внешних источников.
В желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) многие микроорганизмы могут производить витамины de novo, некоторые из них включают витамин К и различные витамины группы В, такие как ниацин, рибофлавин и кобаламин. На самом деле, недавние исследования геномной аннотации показали, что до 65% комменсальных микроорганизмов кишечника человека производят по крайней мере один тип витамина B, причем некоторые организмы производят все восемь, а другие не участвуют в синтезе витаминов de novo. Микробиота кишечника также способна преобразовывать пищевой витамин А в его метаболиты, что впоследствии способствует иммунному гомеостазу и защите от патогенной инвазии.
По последним оценкам, до 30% рекомендуемого суточного потребления этих витаминов вырабатывается микробиотой кишечника. Однако это во многом зависит от пищевых привычек человека и состава микробиома.
Витамины также могут оказывать благоприятное воздействие на микробиоту кишечника, увеличивая количество комменсальных микроорганизмов, повышая микробное разнообразие, изменяя уровень короткоцепочечных жирных кислот (SCFAs), регулируя барьерную функцию и возможности иммунного ответа. Кроме того, витамины обладают антиоксидантными свойствами, которые могут защищать организм хозяина от инфекционных заболеваний путем прямого воздействия на иммунную систему или косвенно, через влияние на окислительно-восстановительные процессы.
Роль патогенов в желудочно-кишечном тракте
Присутствие оппортунистических патогенов, таких как Candida albicans, в ЖКТ человека может привести к тяжелым и потенциально смертельным инвазивным заболеваниям. Примечательно, что большинство людей переносят эти патогены в своем ЖКТ, не испытывая никакой инфекции, что указывает на потенциально комменсальную роль этих организмов.
Существуют различные преимущества, которые могут быть связаны с обитанием потенциально патогенных видов в ЖКТ. Например, было показано, что C. albicans производит высокие концентрации рибофлавина, однако причина такого перепроизводства остается неясной. Другие патогены, напротив, стимулируют реактивность нейтрофилов, тем самым тренируя иммунную систему для ответа на инвазивные инфекции.
Пробиотики и диета
По мере того, как исследования продвигают наше понимание важной роли микробиома в здоровье человека, пробиотические продукты и добавки становятся все более популярными. Пробиотики обычно включают виды Lactobacillus, Bifidobacterium или Saccharomyces, все из которых могут производить витамины de novo.
Определенные диетические привычки также могут влиять на выработку витамина. Например, высокоуглеводные и низкожировые диеты связаны с повышенным выделением рибофлавина с мочой, что указывает на потенциальное увеличение секреции рибофлавина микробиотой в таких условиях.
Обогащение витаминов и его влияние на здоровье человека
Обогащение продуктов питания витаминами - это один из подходов, который используется для улучшения питательного качества продуктов, особенно в странах с высоким уровнем дохода, где в рационе часто преобладают продукты с высоким содержанием калорий и низким содержанием питательных веществ.
В дополнение к обогащенным продуктам питания, витаминные добавки являются еще одним способом, с помощью которого люди могут обеспечить удовлетворение своих ежедневных потребностей в витаминах; однако научные данные, подтверждающие пользу витаминных добавок, неясны. Например, избыточное потребление жирорастворимых витаминов, таких как витамины A, D, E и K, может накапливаться в жировой ткани, что приводит к неблагоприятным последствиям для здоровья.
Кроме того, некоторые исследования показывают, что высокие дозы, которые часто используются в пероральных витаминных добавках, могут нарушать взаимодействие микробиома и хозяина, изменяя конкурентные или синтрофические взаимодействия между микробами кишечника. Например, предыдущие исследования in vivo на мышах показали, что добавки с витамином B12 способствуют колонизации и патогенезу специфического для мышей патогена, известного как Citrobacter rodentium, путем вмешательства в деятельность Lachnospiraceae.
Выводы
Результаты исследования подчеркивают важность комменсальных отношений между микробиотой кишечника и организмом человека через ее роль как источника критически важных витаминов. Необходимы дальнейшие исследования для выяснения молекулярных механизмов связи между микробиомой и хозяином, чтобы определить влияние этих микроорганизмов на здоровье человека и потенциально выявить новые терапевтические мишени.
https://www.news-medical.net/news/20230523/Gut-check-Our-microbiomes-vitamin-factory-could-redefine-personal-health.aspx
