Властивості, переваги коротколанцюгових жирних кислот

Західна дієта та відсутність у неї сирої, нерафінованої їжі позбавляє нас клітковини, яка живить споріднені бактерії, що населяють наш кишечник. Частина цього позбавляє нас цінних коротколанцюгових жирних кислот, які вони виробляють. Давайте дізнаємось більше про ці сполуки, корисні для нашого здоров’я, і не лише на рівні травлення.

Що таке коротколанцюгові жирні кислоти ?

Коротколанцюгові жирні кислоти (SCFA) - це речовини, що виробляються певними бактеріями, що складають нашу кишкову мікробіоти, переважно в товстій кишці.

Ці мікробні метаболіти в основному отримують ферментацією харчових волокон, які не можуть перетравлюватися та засвоюватися в тонкому кишечнику. Ці складні вуглеводи (стійкі крохмалі, целюлоза, пектини тощо) забезпечуються фруктами, овочами, бобовими та цільнозерновими продуктами, які ми споживаємо.

SCFA на 95% представлені:

оцтова кислота (або ацетат);
пропіонова кислота (або пропіонат);
масляна кислота (або бутират).

Виробництво ацетату та пропіонату в основному забезпечується бактеріями, що належать до групи Bacteroides, а бутирату - бактеріями групи Firmicutes.

Решта 5% представлені жирними кислотами з розгалуженим ланцюгом (ізобутират, 2-метилбутират, ізовалерат), виготовлені з амінокислот (одиниць, що складають білки): валін, лейцин, ізолейцин.

SCFA для здоров'я кишечника

Коротколанцюгові жирні кислоти відіграють важливу роль у здоров’ї кишечника, особливо тому, що вони постачають клітини, що складають оболонку товстої кишки, колоноцити. Починаючи від незначних захворювань, закінчуючи хронічними захворюваннями та раком, вони можуть допомогти вирішити проблеми, які стосуються її.

Клітковина і SCFA при діареї

Коротколанцюгові жирні кислоти стимулюють всмоктування рідини з кишечника. Прийом антибіотиків, які знищують суміжні бактерії, зменшують їх вироблення та викликають діарею. Чи може споживання пребіотичних харчових волокон, що сприяють їх виробництву, або цих SCFA як харчової добавки, зменшити їх? Робота це підтверджує:

додавання стійкого крохмалю до розчину для пероральної регідратації, який дають дітям до 5 років, покращує його ефективність та зменшує прояви гострої діареї;
Дослідження в Бангладеш показало, що введення зелених бананів, багатих стійким крохмалем, та пектином (у великій кількості в яблуках) покращує симптоми стійкої діареї у дітей віком від 5 до 12 місяців. Ця користь передбачає, зокрема, зменшення проникності кишечника;
Введення бутирату в дозі 100 мг на кг маси тіла на добу 11-річному пацієнту з вродженою хлорною діареєю, рідкісним генетичним розладом, виявилось ефективним і добре переноситься. Це допомогло запобігти епізодам сильної дегідратації.

Бутират надає профілактичну або лікувальну дію проти травних інфекцій, стимулюючи вроджену імунну систему, першу лінію захисту нашого організму для боротьби з патогенними вірусами, бактеріями або грибками.

Він стимулює активність гена, дозволяючи виробляти сполуки, що називаються кателіцидином, які належать до сімейства антимікробних пептидів.

Наприклад, кателіцидин здатний протидіяти розвитку бактерії Helicobacter pylori, відповідальної за виразку шлунка.

Дія SCFA проти запальних захворювань кишечника

SCFA також можуть полегшити пацієнтам із хронічним запальним захворюванням кишечника (IBD).

Було проведено кілька клінічних випробувань у випадках виразкового коліту:

у шведському пілотному дослідженні 22 пацієнти додавали 60 г вівсяних висівок (забезпечуючи 20 г клітковини) до свого щоденного раціону протягом 3 місяців. Через чотири тижні після початку дослідження рівень бутирату в стільці зріс на 36%. Симптоми (біль у животі та шлунковий рефлюкс) покращувались через три місяці;
бутиратні клізми протягом 8 тижнів зменшують кількість сегментів товстої кишки, уражених хворобою;
пероральне введення бутирату натрію на додаток до медикаментозного лікування (месалазин) протягом 6 тижнів виявляється дещо ефективнішим, ніж сам препарат, для полегшення симптомів захворювання у його легкій та середній формах.

Також було проведено дослідження серед людей, які страждають на хворобу Крона. Введення 4 г бутирату щодня протягом 8 тижнів 12 пацієнтам полегшувало симптоми у 9 з них, а у 7 навіть спостерігалася повна ремісія.

Клізми на основі бутирату знижують вісцеральну чутливість у здорових людей. Таким чином, такий підхід може полегшити людей із синдромом подразненого кишечника, у яких він посилений. Це хронічне захворювання кишечника відрізняється від попередніх двох тим, що не має запального компонента. Ця властивість також може принести користь дітям, що страждають на коліки.

Бутират захищає від колоректального раку

Деякі дослідження підкреслювали зв’язок між порушеннями мікробіоти кишечника та колоректальним раком.

Наприклад, китайська команда продемонструвала відмінності між мікробною популяцією, присутньою в кишечнику пацієнтів, порівняно з людьми, які пощадили цю хворобу:

підвищена кількість бактеріоїдів та патогенних бактерій, таких як Fusobacterium та Campylobacter;
зменшення популяцій бактерій, що продукують бутират, Faecalibacterium та Roseburia.

Однак цей дефіцит бутирату не позбавлений наслідків. Це тому, що він захищає від розвитку колоректального раку. Його сприятливий ефект проходить через кілька механізмів:

він покращує рухи товстої кишки (її моторику);
він має протизапальну дію;
це збільшує зрошення внутрішніх органів;
сприяє апоптозу (загибелі) ракових клітин;
вона виступає проти прогресування пухлинних клітин.

Його профілактичний ефект також може бути пов'язаний з іншим фактором: він сприяє підкисленню кишечника, що обмежує всмоктування канцерогенних речовин. Існує також доброчесне коло: кисле середовище сприяє розвитку бактерій, що виробляють бутират, які набувають популярності порівняно з непродуктивними бактеріями, такими як Bacteroides..

Бутират накопичується в клітинах, що вистилають товсту кишку, які стали раковими, що дозволяє їй ефективно працювати.

На мишах американські дослідники показали, що харчові волокна надають захисну дію проти колоректального раку лише в тому випадку, якщо тваринна мікробіота здатна виробляти бутират, підтверджуючи важливість цієї сполуки.

Аналіз 35 епідеміологічних досліджень зробив висновок, що люди з найбільшим споживанням їжі з цільних зерен, багатих клітковиною, мають знижений ризик розвитку раку прямої кишки, шлунка та стравоходу.

Роль SCFA в енергетичному обміні

Більшість SCFA, що виробляються в товстій кишці, всмоктуються через кишкову стінку і надходять у кров для розподілу по всьому тілу з різними цілями. Отже, вплив цих корисних сполук пов'язаний із загальним станом здоров'я. Зокрема, вони полегшують витрати енергії та є цінними союзниками у боротьбі з ожирінням та діабетом.

Дефіцит у виробництві SCFA, пов’язаний із ожирінням та діабетом

Дисбаланс мікробіоти, який заважає виробленню цих сполук, може сприяти порушенням обміну речовин.

Наприклад, дослідники спостерігали виснаження бактеріального виду Akkermansia muciniphila, який виробляє ацетат і бутират, у мишей, що страждають ожирінням, хворих на цукровий діабет типу 2. Рівень цієї бактерії також обернено пропорційний вазі тіла не тільки у тварин, але і у людини.

Коли вчені нагодували їх пребіотичною клітковиною, популяції цих бактерій нормалізувались, а метаболічний профіль тварин покращився. Пряме введення бактерій допомагає обмежити шкоду, спричинену незбалансованою дієтою, обмеження набору ваги, запалення жирової тканини та резистентності до інсуліну.

Одним із механізмів цього сприятливого впливу на обмін речовин є здатність бутирату зміцнювати кишковий бар’єр. Епітеліальні клітини, що вистилають кишечник, щільно зв’язані між собою щільними з’єднаннями, які перешкоджають проходженню небажаних речовин. Бутират діє безпосередньо на них, сприяючи їх герметизації.

Це має важливе значення: у разі ожиріння проникність кишечника порушується і дозволяє небажаним елементам (фрагменти їжі або мікробів) перетинати її і потрапляти в організм, що призводить до хронічного запалення при низькому рівні шуму та до інсулінорезистентності.

Група британських та іспанських дослідників також показала, що ацетат діє безпосередньо в мозку, щоб зменшити апетит.

Оцтова кислота також сприяє виробленню в печінці ферментів, які окислюють жирні кислоти, що перешкоджає накопиченню жиру в організмі.

Бутират контролює експресію 9 генів, що беруть участь у виробленні холестерину в кишечнику 23, що може допомогти в боротьбі з гіперхолестеринемією.

Переваги SCFA при ожирінні

Чи може введення AGCC покращити метаболізм у людей із ожирінням? Невеликі дослідження перевірили їх вплив:

Вливання ацетату натрію безпосередньо в дистальну кишку (друга частина товстої кишки, найближча до прямої кишки) у 6 чоловіків із ожирінням призвело до посилення окислення ліпідів натще. Інфузія в першу частину товстої кишки (проксимальна кишка) не мала такого ефекту. Це не дивно: саме в цій частині товстої кишки ацетат присутній у найбільшій кількості.
Ще одне подібне дослідження, проведене у 12 чоловіків із ожирінням, підтвердило, що закапування суміші AGCC, багатої на ацетат, пропіонат або бутират, більш ефективно спалює жир натщесерце. Крім того, суміші, багаті ацетатом і багаті пропіонатом, збільшують витрати енергії у спокої.
Пероральні добавки бутирату зменшують генералізоване запалення у чоловіків із ожирінням.

Чи вживання продуктів, багатих на SCFA, ефективно для схуднення ?

Деякі продукти, природно, містять ацетат, і тому їх інтеграція у ваше меню може бути способом отримати вигоду від його наслідків.

Дослідження, проведене в Японії, показало, що споживання оцту (15 або 30 мл на день) призводить до зменшення ваги, індексу маси тіла, площі жиру в животі та рівня тригліцеридів порівняно з плацебо.

Вживання Кімчі, традиційної корейської страви, виготовленої з ферментованих овочів, що містять ацетат, призводить до втрати ваги порівняно із споживанням страв одного типу, але не ферментованих протягом 2 тижнів.

Споживання Кімчі, як споживання оцту, спричиняє зменшення співвідношення твердих речовин/бактероїдетів та збільшує кількість ацетатпродукуючих бактерій (наприклад, A. muciniphila, Lactobacillus).

Працюючи проти ожиріння та високого рівня холестерину, бутират може бути союзником проти певних станів, що впливають на мозок, таких як хвороба Альцгеймера.

Вісь кишечника та мозку справді причетна до початку захворювання. У мишей із надлишком холестерину введення бутирату зменшує накопичення β-амілоїдних пептидів, зменшуючи вироблення ферменту, необхідного для їх утворення. Це також покращує певні аспекти пам'яті, навіть на запущеній стадії захворювання.

SCFA проти запальних алергічних захворювань

Модулюючи активність певних гравців в імунній відповіді, SCFA можуть зіграти важливу роль проти алергічних проявів.

Голландські дослідники показали, що введення пробіотиків (Bifidobacterium bifidum W23, Bifidobacterium animalis. Lactis W52, Lactococcus lactis W58) у тримісячному віці захищає від розвитку екземи у грудному віці.
Ця ж команда виявила дефіцит SCFA у дітей трьох місяців, у яких розвинеться екзема (часто у віці до року), порівняно з дітьми, яких не позбавлять від захворювання.
SCFA, особливо бутират, можуть зменшити запальні явища, що вражають легені при астмі.

Бутират при лікуванні генетичних захворювань

Бутират виявляє перспективність у людей із серповидно-клітинною анемією та β-таласемією - двома генетичними захворюваннями, які впливають на гемоглобін - білок в еритроцитах, відповідальний за перенесення кисню в крові.

Він справді здатний стимулювати вироблення фетального гемоглобіну, який, як правило, вже не активний після народження, але є резервним шляхом подолання дефіциту цих пацієнтів.

Кілька клінічних випробувань довели ефективність введення бутирату всередину (у вигляді фенілбутирату натрію) або внутрішньовенних ін’єкцій (у вигляді аргініну бутирату).

Бутират затверджений у Сполучених Штатах як лікування захворювань циклу сечовини, які викликають накопичення аміаку (внаслідок розпаду білка) у крові, з яким цей SCFA здатний боротися.

Він вивчається на Х-зчеплену адренолейкодистрофію, хворобу, яка впливає на функціонування відділу клітини, пероксисоми.