Ciertos microbios intestinales humanos con vínculos con la salud prosperan cuando se los alimenta con tipos específicos de ingredientes en fibras dietéticas, según un estudio de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis.
En un esfuerzo por comprender qué tipos de fibra promueven la representación de diferentes tipos de microbios beneficiosos en el intestino humano, y la naturaleza de sus ingredientes activos, los investigadores examinaron 34 tipos de fibra proporcionados por la compañía alimentaria Mondelez International. Su lista incluía fibras a menudo desechadas durante la fabricación de alimentos, como las cáscaras de frutas y verduras y las cáscaras de granos.
Los investigadores comenzaron colonizando ratones criados en condiciones estériles con una colección de especies de bacterias intestinales que habían cultivado de un humano sano. Los genomas de estos organismos fueron secuenciados para inventariar sus genes. Los grupos de ratones que contenían este modelo de comunidad intestinal humana inicialmente fueron alimentados con una dieta humana base alta en grasas saturadas y baja en fibra.
Luego, los investigadores seleccionaron 144 dietas derivadas que contienen diferentes tipos y cantidades de suplementos de fibra. Los investigadores monitorearon los efectos de las fibras agregadas en los niveles de los miembros de la comunidad intestinal modelo, así como la expresión de las proteínas codificadas por sus genomas.
«Los microbios son maestros maestros», dijo el autor principal Jeffrey I. Gordon, profesor de la universidad. «Los genes microbianos que responden a las diferentes fibras proporcionaron una pista importante sobre qué tipos de moléculas en un tipo dado de fibra prefería consumir un miembro de la comunidad».
«Nuestro examen identificó fibras de grado alimenticio que afectaron selectivamente a diferentes especies que pertenecen a un grupo de bacterias conocidas como Bacteroides. Nuestros experimentos mostraron que en la fibra de guisante, los componentes moleculares activos incluían un tipo de polisacárido llamado arabinan, mientras que en la pectina de cítricos recuperada de naranja peelings, otro tipo de polisacárido llamado homogalacturonan fue responsable de la expansión de la bacteria «, dijo el primer autor Michael L. Patnode, investigador postdoctoral en la universidad.
Los investigadores descubrieron interacciones entre especies bacterianas intestinales que ayudan a explicar los efectos selectivos de las fibras en las especies de Bacteroides. Resulta que algunos de los Bacteroides en su comunidad compiten directamente entre sí para consumir componentes de fibras dietéticas, mientras que otros difieren de sus vecinos.
Para diseccionar estas relaciones, los investigadores crearon partículas artificiales de alimentos que consisten en diferentes tipos de perlas de vidrio microscópicas y magnéticas. Cada tipo contenía un polisacárido derivado de fibra dado unido a la superficie del cordón junto con un tipo dado de marcador fluorescente unido. La colección de diferentes tipos de cuentas se introdujo simultáneamente en los intestinos de diferentes grupos de ratones, con o sin omisión intencional de uno o más de sus miembros Bacteroides.
Luego se recuperaron las partículas de comida después del paso a través de los intestinos de estos animales, y se midió la cantidad de polisacárido que quedaba en las superficies de las partículas.
«Estas partículas artificiales de alimentos actuaron como biosensores, lo que nos permitió descifrar cómo la inclusión u omisión de Bacteroides influyó en la capacidad de la comunidad para procesar los diferentes polisacáridos presentes en las diferentes cuentas», dijo Patnode. «Además, pudimos monitorear la degradación de la fibra en diferentes contextos de dieta».
Luego, los investigadores identificaron fibras que aumentan selectivamente la abundancia de microbios beneficiosos y rastrearon los componentes bioactivos de las fibras responsables de sus efectos.
Las partículas de alimentos artificiales que contienen nutrientes no solo podrían usarse como biosensores para definir las capacidades funcionales de la comunidad microbiana de una persona, sino que también podrían ayudar a los científicos de alimentos a desarrollar métodos para producir alimentos más nutritivos que contengan diferentes combinaciones de componentes de fibra bioactiva que promueven la salud. célebre.
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