Метапребиотики: определение и свойства¶

Метапребиотик — это класс пищевых веществ (нутриентов), которые не перевариваются в верхних отделах желудочно-кишечного тракта и служат избирательным субстратом для полезной микробиоты толстой кишки, однако, в отличие от классических пребиотиков, метаболизируются преимущественно не бактериями-пробиотиками (лактобациллами и бифидобактериями), а другими представителями кишечного микробиома. Термин был предложен в 2017 году группой исследователей во главе с Гэри Фростом и Скоттом Гибсоном как уточнение и развитие концепции пребиотиков.

¶Определение и происхождение термина

Понятие «пребиотик» было введено в 1995 году Гленном Гибсоном и Марселем Роберфруа и обозначало неперевариваемые компоненты пищи, избирательно стимулирующие рост и активность одной или нескольких групп бактерий в толстой кишке, благоприятно влияющих на здоровье. Классическими примерами служили инулин, олигофруктоза, лактулоза и галактоолигосахариды.

Однако по мере развития методов секвенирования и метагеномики выяснилось, что часть неперевариваемых углеводов и полифенолов не вписывается в узкое определение: они не стимулируют напрямую бифидобактерии или лактобациллы, но при этом оказывают системное влияние на организм через метаболиты, которые производят иные микроорганизмы. Для таких веществ в 2017 году было предложено название «метапребиотики».

Ключевая идея концепции состоит в смещении акцента с конкретной группы бактерий на метаболический результат — то есть на конечные продукты ферментации, поступающие в кровоток и влияющие на физиологию хозяина.

¶Отличие от пребиотиков и пробиотиков

Разграничение трёх понятий удобно представить в виде таблицы.

Таким образом, метапребиотики — это «пища для микробиоты», но действующее начало здесь не сама бактерия и не её рост, а образуемые соединения: короткоцепочечные жирные кислоты (бутират, пропионат, ацетат), вторичные желчные кислоты, производные триптофана, уролитины и другие.

¶Основные представители

К веществам, которые исследователи относят к метапребиотикам, причисляют:

• Резистентный крахмал — фракция крахмала, не расщепляемая амилазами в тонкой кишке; ферментируется в толстой кишке с образованием бутирата.
• Полифенолы — соединения растительного происхождения (эллагитаннины граната, флаван-3-олы какао и чая, антоцианы ягод). Микробиота превращает их в биоактивные метаболиты, в частности уролитины.
• Некрахмальные полисахариды — пектины, гемицеллюлозы, β-глюканы.
• Олигосахариды — часть из них (например, ксилоолигосахариды, маннанолигосахариды) стимулирует не только бифидобактерии.
• Некоторые аминокислоты и их производные, метаболизируемые кишечными бактериями.

¶Механизм действия

Попав в толстую кишку, метапребиотик подвергается анаэробной ферментации микробным сообществом. В результате образуются метаболиты, которые выполняют сигнальные и регуляторные функции:

• Короткоцепочечные жирные кислоты служат энергетическим субстратом для колоноцитов, поддерживают барьерную функцию эпителия, регулируют pH среды и модулируют иммунный ответ.
• Уролитины (например, уролитин А) обладают антиоксидантными и противовоспалительными свойствами.
• Производные триптофана участвуют в регуляции моторики кишечника и взаимодействии оси «кишечник — мозг».

Эффект зависит от индивидуального состава микробиоты: у разных людей одна и та же доза вещества может давать разный метаболический отклик. Это одна из причин, по которой клинические результаты вариабельны.

¶Применение и значение

Метапребиотики рассматриваются как перспективное направление в нутрициологии и медицине. Основные области интереса:

• поддержание здоровья кишечника и профилактика дисбиоза;
• метаболические нарушения — ожирение, инсулинорезистентность, диабет 2-го типа;
• сердечно-сосудистые риски (влияние на липидный профиль);
• нейродегенеративные и воспалительные заболевания через ось «кишечник — мозг»;
• онкопрофилактика (в частности, роль бутирата в защите эпителия толстой кишки).

Вещества присутствуют в обычных продуктах: цельнозерновых крупах, бобовых, орехах, овощах, ягодах, какао, зелёном чае.

¶Критика и ограничения концепции

Концепция метапребиотиков не является общепринятой. Часть исследователей указывает на размытость границ: определение пересекается с пребиотиками и с более широким понятием «микробиом-доступные субстраты». Кроме того, доказательная база пока опирается преимущественно на доклинические и наблюдательные исследования, а крупные контролируемые испытания с воспроизводимыми результатами ограничены. Индивидуальные различия микробиоты затрудняют стандартизацию дозировок и прогнозирование эффекта.

Тем не менее термин закрепился в научной литературе и используется для описания веществ, действующих на здоровье опосредованно — через метаболиты кишечных бактерий, а не через рост отдельных пробиотических штаммов.