Ostatnie wydarzenia w prebiotyków do selektywnego wpływ

bene fi sowych mikroby i promować zdrowie jelit

Robert Rastall i Glenn R Gibson

Prebiotyki są niestrawne składniki żywności, które mają

specy fi c stymulujący wpływ na wybranych populacji jelitach

bakterie. Zwykłe mikroorganizmy docelowe prebiotyk

podejścia są bi fi dobacteria. Liczne żywienie człowieka

badania wykazały, prebiotyk w fl uences że galaktany i

fruktany mogą wywierać. Inne prebiotyki kandydujące są pod

dochodzenie. Polowych, jest teraz w kierunku identyfikacji

aspekt zdrowotny związany z ich stosowaniem. Wiele możliwości z jelit

związane zdrowia są badane, w tym redukcji

biegunka, stymulacja immunologiczna, a ulepszona mineralnej

biodostępności. Większość obecny nacisk wydaje się być do

różne parametry związane z zespołem metabolicznym.

Należą do nich markerów oporności na insulinę, apetytu, sytości,

lipidów we krwi i w fl statusu zapalnej.

Adresy

Wydział Nauk o Żywności i dietetyczne, University of Reading,

Whiteknights, Reading RG6 6AP, UK

Do korespondencji: Rastall Robert ([e-mail])

Current Opinion in Biotechnology 2015, 32: 42-46

Ta recenzja pochodzi z motywem kwestii biotechnologii Żywności

Edytowany przez Michiel Kleerebezem i Christophe Lacroix

http://dx.doi.org/10.1016/j.copbio.2014.11.002

0958-1669 / # 2014 Elsevier Ltd. Wszystkie prawa zastrzeżone.

Wprowadzenie

Od wprowadzenia w 1995 roku, koncepcji [1], odsetek

w węglowodany prebiotyczne stale rośnie. Mają

ostatnio z definicją jako "selektywnie fermentacji składnika

że wyniki w specy fi c zmiany w składzie i / lub działalności

mikroflory przewodu pokarmowego, co świadczy bene fi t (s)

na zdrowie gospodarza "[2]. Prebiotyki mogą przynieść duże

(Specy fi c) przesuwa się w populacji bakterii w grupach

Ekosystem gut i węgiel bezpośrednie chłodnicą zwrotną z karbo

Podłoża hydratów do metabolicznych produktów końcowych, jak ekologiczne

kwasy. Akumulacji kwasów organicznych w jelitach jest uważany

do poprawy zdrowia lokalnej i ogólnoustrojowej. Na przykład,

etylu jest używany do tworzenia ATP w tkance mięśniowej, któ-

pionate się, że reguluje syntezę cholesterolu w wątrobie

i maślan jest źródłem energii dla funkcji colonocyte

[2]. W ogólnych warunkach zatem saccharolytic gut

mikrobiologicznej fermentacji mówi się być pozytywne dla zdrowia.

Oprócz bezpośrednich oddziaływań mikroorganizmy gospodarza, są

metabolicznych produktów końcowych są absorbowane i staje

coraz bardziej oczywiste, mają ogólnoustrojowe działanie na organizm gospodarza

[3,4?

]. Konsekwencje dla zdrowia są jako studia

kilka stanów chorobowych. W ciągu ostatnich kilku lat, większość zdrowia

aspekty zostały skierowane otyłości i fl am-

macji. Jako taka, stanowi główny nacisk na to

Przegląd artykule. Inne parametry zdrowotne są objęte

Sanders et al. [5] Brownawell et al. [6]. Należą do nich

wpływ na patogeny z potencjałem do zmniejszenia infekcji

w tym Clostridium dif fi cile [7], stymulacja absorpcji

składników mineralnych, takich jak wapń [8?

], Zmniejszenie podróżne

biegunka [9,10], represje objawów alergicznych [11],

regulacji immunologicznej [12], w uences fl na jelita drażliwego

Syndrom [13,14] i W fl zapalnej choroby jelit [15].

Ze względu na możliwość prebiotyków mieć wpływ na zdrowie,

jest wiele w rozwój nowych prebiotyki kandydujące

[16], a także biomasy odpadów jest obiecującym źródłem w tym

uwadze.

Prebiotyki, otyłość i fl ammation

Wcześniejsze badania na myszach sugerują, że mikrobiomu gut

mogą odgrywać rolę w otyłości [17], chociaż nie było to

w pełni pokrywane w badaniach u ludzi [18]. Porozumienie w

dotąd badaniach u ludzi nie jest silny, ale nie może

być spadek poziomu bi fi dobacteria, spadek

Firmicutes i zmniejszenie Methanobrevibacter [19,20].

Zwiększenie zdolności do produkcji krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych

(SCFA), mogą być również cechą otyłego mikro-

BIOME [21] i to zostało odwrócone przez prebiotyk

podejścia [22]. Prebiotyki wykazano zwiększenie

poziomy bi fi dobacteria u otyłych kobiet [23] przy użyciu

HitChip i qPCR analiz. W badaniu tym 44 otyłych

kobiety nie ze znacznym pokazał fi cant w redukcji BMI, tkanki tłuszczowej

masa, talia: stosunek masy tłuszczowej modny i stosunek masy beztłuszczowej. Podczas niego

Nie jest jasne w chwili obecnej, że manipulacyjnego

bi populacje fi dobacterial w jelitach będą miały wpływ

na otyłość, jest obiecujące dowody sugerujące, że

prebiotyki może mieć wpływ na apetyt, co

pośredni wpływ na przyrost masy ciała. Verhoef et al.

[24] karmione prebiotyk oligofruktozę (OF) do 28 zdrowych

dorosłych na 13 dni i pro fi studiował apetyt les, energia

Wlot i ekspresja jelitach hormonów PYY i GLP-

1. Okazało się, że choć zużycie oligofruktozy

nie hamować apetyt, zużycie energii było

obniżona o 11% w dniu 13 po spożyciu 16 g

dziennie. Ekspresja obu hormonów jelit była zwiększona.

Autorzy sugerują, że może to być związane z produkcją

podwyższonego poziomu SCFA przez fermentację OF. W tym

uwadze, Mróz [25] wykazali, że u myszy, octan okrężnicy może

przekraczania bariery krew-mózg produkują tłumienie apetytu na poziomie podwzgórza, przy braku

o zwiększone poziomy PYY i GLP-1. Niedawny systematyczny

tic Przegląd przeprowadziliśmy wpływu i

inulina na regulacji apetytu, spożycie energii i masy

Utrata dzieci i dorosłych [26]. Badania tego wzmacniające

zostały opublikowane przez Cani et al. [27,28], którzy wykazali,

że prebiotyki fruktanem może w fl uence sytości u ludzi.

Podobnie Parnell i Reimer [29] wykazali, że

sam typ prebiotyków może w fl uence regulacja hormonalna i dlatego apetyt w nadwagą ludzi.

Wniosek jest taki, że i inulina może mieć wkład

wprowadzić do zmniejszenia poboru energii i utratę masy ciała.

Otyłość jest związana z przewlekłym niskim stopniu złośliwości w fl ammation [30?

] I nie ma dowodów, że prebiotyki mogą

działać na rzecz ograniczenia tego stanu. Hipoteza, że ​​SCFA

Otrzymany z prebiotyku fermentacji w jelicie może

zmniejszają przepuszczalność jelit w przypadku jednoczesnego

Zmniejszenie stężenia krążących w fl zapalnej mediatorów,

zwłaszcza lipopolisacharydy (LPS) bakterii [30?

]. Kon-

Sumption inuliny wzbogaconego makaronu zmniejszona przepuszczalność jelitową określonej przez laktulozy-mannitolu

Wydalanie test [31] i to było skorelowane z niższym

zonulin ale wyższe GLP-2 wyraz. Te peptydy

regulowania skrzyżowanie i szczelne integralności Wykazano

modulować przez prebiotyk fermentacji w modelach zwierzęcych

[30?

]. Badanie Dewulf [23] również mierzone LPS surowicy

a w fl zapalnej markera, C-reaktywnego (CRP)

i okazało się, że oba zostały zredukowane zużycia OF.

Mieszanina i inuliny wykazały pozytywny wpływ na

Badanie kobiet chorych na cukrzycę typu 2 [32], gdzie

52 kobiet z cukrzycą typu 2 podawano 10 g + inulina

dziennie lub placebo, maltodekstryna. Telewizor plazmowy LPS było

znacząco odbiegać spadła i nie było znaczącego wpływu

widziana z CRP. Wolontariusze na fruktanami również wykazywały

niższy poziom glukozy w osoczu i niższe glikozylowanym

poziom hemoglobiny. Stwierdzono znaczne redukcje

IL-6 i TNFa i nie wystę mogę się spadek fi

interferon-g, a wzrost IL-10 obserwowano również.

Podobne efekty obserwowano podczas galaktooligosacharydem (GOS) prebiotyków [20]. Zużycie 5,5 g GOS na

dziennie przez 45 kobiet z nadwagą na 12 tygodni, w grupie placebo

kontrolowane badanie krzyżowe zmniejszyć ich w fl zapalnej

Stan jak ustalono i osoczu fekaliami kalprotektyny

CRP. Ten skorelowane ze zwiększoną ekspresją

wydzielniczej IgA. Pod koniec badania, wystę fi cant

spadki odnotowano też w sumie cholesterolu, HDL-CHO

kowitego, całkowitego cholesterolu, cholesterolu HDL i triglicerydów. Poziom glukozy w osoczu nie zostały zmienione, ale

Poziom insuliny zredukowano pod koniec okresu badania

w stosunku do placebo. GOS ma dobre wyniki w zakresie

manipulując mikroflory w badaniach u ludzi [33-36]

w tym badaniu wzrost fi dobacteria i bi

zmniejsza się Bacteroides i histolyticum Clostridium

Grupa obserwowano [20].

Ogólnie rzecz biorąc, obraz wyłania się z prebiotyk fermentacji

modulacji układu odpornościowego w kierunku przeciwciał anty-in fl zapalnej państwa i zmniejszenia systemowy fl ammation poprzez

wpływ na przepuszczalność jelitową.

Nowe prebiotyki kandydujące

Ciężar dowodu za efektów zdrowotnych

prebiotyki jest na ogół za pochodzące fruktanami inuliny

(fruktooligosacharydy, FOS: inulina i oligofruktoza)

i GOS z mniej danych potwierdzających oligofruktozę sacharozy-pochodzi i laktulozę [16,33]. Jest, jednakże

możliwość wytwarzania innych prebiotyk kandydata

oligosacharydy albo w drodze syntezy lub polisacharydów

hydrolizie [16]. Może to obejmować odpadów strumienia bioprzetwarzaniu.

Prebiotyki z cukrów prostych

GOS jest zwykle wytwarzany z laktoza;

produkt odpadowy przemysłu mleczarskiego, przez enzymatycznych reakcjach syntezy katalizowane przez enzymy b-galaktozydazy

[33]. Potencjalnie prebiotyk GOS zsyntetyzowano

stosując laktulozę jako substratu [37]. Powstałe oligosacharydy wyświetlane pro fi podobny fermentacji les do

konwencjonalne GOS przy użyciu badania in vitro z fekaliami partii

kultur. Preparaty te nie zawierają resztkowe

laktozy, ale resztkowa laktulozy, sama prebiotyk. Te

Preparaty te mogą okazać się silniejsze niż na gram

Konwencjonalne wyroby GOS.

Poczyniono pewne zainteresowanie ostatnio w prebiotyk

Potencjał glukooligosacharydy (Głos). Są alinked oligosacharydy glukozy zawierające 1! 6, 1! 3

i 1! 2 powiązania. Mogą one również być rozgałęzione struktury. Produkty Glos handlowe okazały się być

selektywny dla bi dobacteria fi i Bacteroides z

Spadek Faecalibacterium prausnitzii pomocą in vitro

kału kultury partii [38] i liczenia bakterii za pomocą

grupowe specy fi sondy fluorescencyjne. gen Jednoczesnym wzrostem

bi fi dobacteria będzie uważany za pozytywny zdrowia

zmianie, zmniejszenie F. prausnitzii może nie być pożądane,

jak tego gatunku przyciąga zainteresowanie jako anty-in fl komponentu zapalnej mikroflory jelitowej [39?

]. To badanie

przeprowadzono przy użyciu odchodów inokulum z szczupłych i otyłych

osób i nie ma różnic pomiędzy nimi były postrzegane

dwie grupy.

Prebiotyki z odpadów

Bardzo obiecujące źródło nowych prebiotyków kandydujących jest

odpady z przetwarzania biomasy rolnej i żywności [40].

Tradycyjnie, enzymy były używane do generowania

oligosacharydów z polisacharydów roślinnych, ale

Niedawno doszło zainteresowanie wykorzystaniem autohydrolysis

procesy [41,42]. Wymaga to przetwarzania materiału polysaccharidecontaining w podwyższonej temperaturze i ciśnieniu.

Autohydrolysis została połączona z przetwarzaniem membranowej do produkcji drewna mannan oligosacharydy z [42]. W tej pracy, sosna zwyczajna (Pinus pinaster) drewno autohydrolysed do glukomannan i galaktoglukomannan

Oligosacharydy o szerokim rozkładzie masy cząsteczkowej wraz z monosacharydów i produktów rozkładu cukru. Zostały one usunięte przez membranę

filtrację produkować oligosacharydów frakcje bogate. Te

były fermentacji przez bakterie kałowe produkcji SCFA,

głównie octan, ale autorzy nie przeprowadzać

kompleksowa analiza flory bakteryjnej.

Autohydrolysis także stosować do wytwarzania ksylooligosacharydy (XOS) z oleju palmowego pustej owoców

bukiety [41]. Takie podejście produkowane frakcje XOS

o różnym ciężarze cząsteczkowym i niskim poziomem

zanieczyszczeń. Ocena fermentacja w tych frakcjach

kału kultury partii z grupą-c 16SrRNA specy fi

Sondy pokazał selektywną stymulację bi fi dobacteria

i Bacteroides o masie cząsteczkowej zależnej

Efekt. Stymulacja tych dwóch grup i wytwarzania SCFA zmniejsza się wraz ze wzrostem molecular

Masa sugerując zależnej od rozmiarów szybkość fermentacji. Ksylooligosacharydy niedawno otrzymał uwagę jako potencjalnych prebiotyków. Mogą być uzyskane

z kolb kukurydzy lub pszenicy z arabinoksylanami drogą hydrolizy

[33]. Kolby kukurydzy pochodzące XOS została użyta u człowieka

Badanie wolontariuszy [43], w którym został doprowadzany do 32 osób dorosłych. Otrzymał Przedmioty albo 1,4 g, 2,8 g XOS lub XOS

maltodekstryna placebo dziennie przez 8 tygodni. Zmiany

występujące w mikroflory badano stosując kultury

i pirosekwencjonowanie. Kultura się liczy oparte na bi-fi dobacteria wykazały zależny od dawki wzrost i brak zmian

obserwowano u pałeczek kwasu mlekowego, laseczek lub

Enterobacteriaceae. Co ciekawe, to przesunięcie nie było widoczne

przez pirosekwencjonowania. Jednakże pirosekwencjonowanie jest

pokazano lekceważyć bi fi dobacterial populacje

[44?

]. Dane pirosekwencjonowania wykazały wzrost

w obfitości na Faecalibacterium i Akkermansia, zarówno

grup, które zostały powiązane z jelit zdrowych

stan. Zużycie XOS był dobrze tolerowany w porównaniu z placebo.

Inne badania na ochotnikach podawany w monoterapii XOS

lub w połączeniu z Bi fi dobacterium animalis subsp.

lactis (szczep Bi-07) jako Synbiotyk [45]. Wolontariusze (n = 44)

karmiono 8 g XOS, 109 CFU / ml bakterii, połączenie

zarówno maltodekstryny lub placebo przez 21 dni. XOS

suplementacja wytwarzany ze znacznym fi cant wzrost liczby fi dobacterial bi sond fi c przez RYB specy grupowo, niższe

Komórki CD16 / 56 ekspresji na NK (natural killer) oraz

niższe wydzielanie IL-10. Zgodnie z oczekiwaniami, zużycie

probiotyk zwiększyła liczbę B. lactis z kałem jako

określa qPCR. Obniżyła również stymulowane LPS

Wydzielanie IL-4 w hodowlach krwi pełnej obniżona ślinowych

IgA i zwiększone wydzielanie IL-6. Połączenie Synbiotyk dalszej redukcji ekspresji CD19 na limfocytach B.

Suplementacja XOS wzrosła również stężenie HDL w osoczu.

Nowa forma XOS pochodzi od arabinoksylanami pszenicy

nie przyciągają również niedawne zainteresowanie. Otręby pszenne pochodzi

XOS w postaci ekstraktu z otrębów pszenicy doprowadzono do

63 zdrowych dorosłych w okresach 0, 3 i 10 g / dzień przez 3 tygodnie

z wymycia 2-tygodniowych między fazami leczenia [46].

Bi fi dobacterial poziomy zostały zwiększone na konsumpcji

10 g ekstraktu na dzień i były podwyższone poziomy SCFA

wraz ze spadkiem moczu p-Kreozol wydalania

wskazując fi bene Ciał przesunięcie metabolizmu jelita od

proteolizy kierunku saccharolysis. Dalsze badania zobaczył

Działanie prebiotyczne następujące ara-oligosacharydów-ksylanowego

włączenie do płatków śniadaniowych [47] i [48] pieczywa.

XOS pokazuje także pewne nadzieje w regulacji w fl ammation

W kontekście zużycia diety o wysokiej zawartości tłuszczu [49]. Sześćdziesiąt

ochotników podawano albo 5 g XOS, 1 g XOS + 3 g inuliny

lub maltodekstryna placebo przez 4 tygodnie. Zużycie

XOS spowodowało podwyższony poziom bi fi dobacteria razem

ze zwiększeniem stężenia maślanu w odchodach. XOS

także ograniczyć zakres czynności-glukozydazy i b-glukuronidazy. Gdy towarzyszy inuliny prebiotyk

Mieszanina także zmniejsza stężenie w osoczu i modulowany LPS

efekty LPS na układ odpornościowy.

Wnioski

Najbardziej rozległe i zaawansowane badania nad prebiotyków

jest z fruktanów typu inuliny i GOS [50]. Tradycyjnie

sprzymierzeńcem ten wiązał się in vitro, zwierząt i ludzi w diecie

Badania interwencyjne, z fekaliami bi fi dobacteria

selektywnie promowane. Naszym zdaniem jest to, że ten ostatni

Najważniejsze jest, ze były dwie są wskaźnikiem

efekty, ale także wyjaśnienia mechanizmów. Z tego powodu

(Zwiększenie liczby ludzkich prób) FOS i GOS są

obecnie liderem prebiotyki dostępne. Ponieważ nasza wiedza o mikrobiomu jelita rozwija, dalsze bene fi FINANSOWY

grupy bakterii mogą pojawiać się jako użyteczne prebiotyczne cele.

Przykłady obejmują bakterie właściwe, by, faecalibacteria roseburia. Podobnie, obecny portfel wiarygodnych prebiotyków prawdopodobnie wzrośnie, a my opracowaliśmy kandydatów w tym artykule. Con te muszą ponadto niczne fi

od szlaków wolontariuszy, które wykorzystują najnowsze metodologie

stwierdzić efekty prebiotyczne.

Przechodzi do kierunku identy fi kacji parametrów zdrowotnych

po prebiotyczne spożyciu jest najważniejsza. Najnowsze

uwagi skierowano w kierunku zespołu metabolicznego i zaburzeń związanych. Są to bardzo

obiecujących kierunkach badań, z prawdopodobieństwem

długoterminowe badania kontroli wagi w perspektywie. Powinien

to będzie sukces, to nie są głównym implikacje dla

ogólnego zdrowia konsumentów. Inne aspekty sowych bene fi

zostały omówione brie fl y tu z hamowaniem jelitach

patogeneza jest wspólnym tematem. Wreszcie,

konieczne, aby wszelkie skutki prebiotyczne, które występują w

Suplement jak GOS lub fruktany jest dalsze fi con rmed w

System dostarczania nal fi. Jest problemem, że prebiotyki dodawane do wielu pojazdów spożywczych przy założeniu,

bez dowodu, że będą one nadal zachowują jako takie.