O dietă care conține fructe și legume conține pectine (polizaharide vegetale). Pectina nu poate fi metabolizată de celulele mamiferelor din tractul gastrointestinal, dar este fermentată de microbiota intestinală din colon, unde sunt eliberați acizii grași cu lanț scurt (SCFA). Studiile anterioare au analizat proprietățile prebiotice ale pectinei. Cu toate acestea, rezultatele au fost inconsecvente, cel mai probabil din cauza diferențelor în structura sa chimică, care variază în funcție de greutatea sa moleculară și gradul de esterificare.
Credit imagine: Ninell/Shutterstock
Compoziția pectinei
Peretele celular al plantei conține pectină (heteropolizaharidă), o structură complexă care cuprinde acizi galacturonici legați O-1 și O-4 (GalA). De asemenea, conține trei unități principale, și anume rhamnogalacturonan I (RG-I), rhamnogalacturonan II (RG-II) și homogalacturonan (HG). Ca regulă generală, structura pectinei este foarte variabilă, diferă între plante și prin diferite faze de dezvoltare (de exemplu, coacerea fructelor).
Moleculele de pectină au fost clasificate pe baza a doi parametri, și anume gradul de esterificare (DE) și greutatea moleculară (MW). DE se mai numește și grad de metoxilare (DM), adică compoziția procentuală a GalA metil-esterificat față de GalA. Se observă un grad scăzut de esterificare a pectinei (LDE) într-o moleculă de pectină care conține mai puțin de 50% DE, în timp ce cele cu un DE mai mare de 50% reprezintă un grad ridicat de esterificare a pectinei (HDE).
Rolul microbiomului intestinal în fermentația pectinei
Microbiomul intestinal conține o populație complexă de bacterii care joacă un rol vital în sănătatea umană. Microbiomul intestinal protejează gazdele de colonizarea agenților patogeni prin competiție fizică și nutrițională. În plus, ei sintetizează vitamine și produc o gamă largă de metaboliți, cum ar fi acizii grași cu lanț scurt (SCFA), care pot afecta sistemul imunitar.
Microbiota intestinală poate fermenta pectina datorită prezenței unor specii bacteriene care transportă loci de utilizare a polizaharidelor (PUL) și produc enzime active pe carbohidrați. Aceste enzime pot descompune moleculele de pectină și permit ca pectina să fie utilizată ca sursă de carbon, ceea ce duce apoi la producerea de SCFA.
Principala bacterie care degradează pectina a fost identificată ca Bacteroides specii (de exemplu, Bacteroides thetaiotamicron). În plus, specii aparținând Lachnospiraceae conțin, de asemenea, enzime care degradează pectina, cum ar fi hidrolaze, liazele și esterazele. Unii alți microbi asociați cu fermentația pectinei sunt Faecalbacterium prausnitzii și Eubacterium eligens.
Fermentarea pectinei de către microbiota intestinală depinde de proprietățile chimice ale pectinei, în special DE și MW. Pectina cu MW mai mic are o rată de fermentație mai mare și un randament ridicat de SCFA. Anterior in vitro studiile bazate pe pectina de citrice și pectina de sfeclă de zahăr au indicat că DE a fost cel mai important parametru pentru modificarea pectinei microbiotei intestinale. Aceste studii au indicat că MW și DE ale pectinei influențează fermentabilitatea acesteia de către microbiota intestinală și îi afectează potențialul prebiotic. Prin urmare, este imperativ să elucidam modul în care aceste componente structurale ale pectinei afectează compoziția microbiotei intestinale.
Cum afectează MW și DE funcția prebiotică a pectinei de lămâie pe microbiota intestinală?
Un nou alimente Un studiu de jurnal a evaluat modul în care WM și DE afectează funcția prebiotică a pectinei de lămâie asupra microbiotei intestinale. A in vitro designul experimental a fost folosit pentru a înțelege interacțiunile dintre pectină și microbii intestinali. Acest design experimental a reușit să elimine multiplele interacțiuni care apar între celulele de mamifere și microbiota intestinală în Trăi modele animale. Secvențierea genei ARNr 16S și analiza SCFA au fost utilizate pentru a determina modificări ale structurii și funcției comunității microbiotei intestinale.
Pentru in vitro Studiul, două pectine de lămâie de diferite MW și DE au fost testate împotriva microbiotei intestinale a doi donatori. Autorii au descoperit că pectina de lămâie cu DE înalt (LMW-HDE) și pectina de lămâie cu DE scăzut (HMW-LDE) pot modifica structura comunității microbiotei intestinale.
S-a observat că ambele pectine de lămâie cresc nivelurile totale de SCFA prin creșterea diferitelor tipuri de SCFA. Pectina de lămâie LMW-HDE a crescut nivelul de acizi acetic și butanoic, în timp ce pectina de lămâie HMW-LDE a crescut doar acidul acetic.
Interesant, s-a observat că HMW-LDE ridică taxonii în Lachnospiraceae la ambii donatori. Concluzia acestui studiu este în concordanță cu studiile anterioare care au raportat o creștere Lachnospiraceae după tratament cu pectină. Pentru pectina de lămâie LMW-HDE, modificări ale nivelurilor de Paraprevotella, Acidaminococcus, Psuedoramibacter, Alistip, și Fusobacterii a fost găsit.
Analizele UniFrac ponderate și neponderate au arătat că cea mai semnificativă discrepanță pentru pectinele de lămâie LMW-HDE și HMW-LDE sa datorat compoziției donatorului, nu tratamentului cu pectină. Cu toate acestea, nu a fost observată nicio schimbare semnificativă în comunitatea microbiană în cadrul donatorului.
