Главная \ Новости и обзор литературы

Пробиотики, резистентный крахмал и резистентные белки для здорового долголетия

« Назад

15.02.2022 16:13

Потенциальная роль Пробиотиков, Резистентного крахмала и Резистентных белков в уменьшении воспаления во время старения (Инфламэйджинга)

резистентный крахмал и резистентный белок

 ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Dwina Juliana Warman, Huijuan Jia and Hisanori Kato
The Potential Roles of Probiotics, Resistant Starch, and Resistant Proteins in Ameliorating Inflammation during Aging (Inflammaging)
Nutrients 2022, 14(4), 747

СОДЕРЖАНИЕ

Резюме

Старение обычно сопровождается биологическими и физиологическими изменениями, которые изменяют клеточные функции. Два наиболее распространенных феномена старения включают хроническое слабовыраженное воспаление (инфламэйджинг) и изменения в составе кишечной микробиоты (дисбактериоз). Хотя прямая причинно-следственная связь не установлена, во многих исследованиях сообщалось о значительном снижении воспаления при старении благодаря хорошему здоровью кишечника и микробному балансу. Известно, что пребиотики и пробиотики поддерживают здоровье кишечника и могут быть легко включены в ежедневный рацион. К сожалению, лишь немногие исследования уделяют особое внимание их значению в снижении воспаления при старении. Таким образом, в этом обзоре обобщаются научные данные о потенциальной роли пробиотиков и двух типов пребиотиков, резистентного крахмала и резистентных белков, в пожилом возрасте. Исследования показали, что пероральное потребление бактерий, которые могут способствовать противовоспалительному ответу, таких как Bifidobacterium spp., Akkermansia munichipilla и Faecalis praunitzii, в значительной степени способствует подавлению провоспалительных маркеров у пожилых людей и старых животных. Ферментация резистентного крахмала и некоторых белков в толстой кишке также демонстрирует противовоспалительную активность за счет образования бутирата и улучшения состава микробиоты кишечника. В совокупности пробиотики, резистентный крахмал и резистентные белки могут способствовать здоровому старению.

1. Введение

Исследовательский интерес к старению постепенно возрастает, поскольку научное сообщество пытается смягчить его пагубные последствия, получая более полное представление об этом естественном, но неостановимом процессе. По мере старения человека клеточные функции снижаются, что приводит к различным физиологическим деградациям, таким как ухудшение сердечно-сосудистых структур и функций [1]; повышенная проницаемость кишечника, что повышает восприимчивость к патогенным бактериальным инфекциям [2]; расстройства желудочно-кишечного тракта [3], которые изменяют усвоение пищи и вызывают недостаточность питания у пожилых людей; ухудшение иммунных функций [4]; снижение когнитивных функций [5]; мышечная слабость [6]; дисбактериоз кишечника [7]. Интересно, что кишечная микробиота также эволюционирует вместе с возрастом человека [8]. К сожалению, это приводит к дисбалансу микробного состава и преобладанию патогенных и вредных бактерий, состоянию, известному как дисбактериоз.

Некоторые исследователи постулируют, что дисбиоз также вызывает хроническое слабовыраженное воспаление [7,9], которое связано с возрастными хроническими заболеваниями, включая рак, деменцию и диабет 2 типа [8], в то время как другие исследователи предполагают, что степень воспаления приводит к дисбактериозу [10,11]. Хотя причинно-следственная связь между хроническим слабовыраженным воспалением и дисбактериозом микробиоты еще окончательно не выяснена, все согласны с тем, что они тесно связаны, поскольку многие исследования показали, что хорошее здоровье кишечника может уменьшить воспаление [7,12,13, 14,15].

Состав кишечной микробиоты определяется многими факторами, среди которых питание является наиболее преобладающим. Наша диета является основным источником питания, которое имеет важное значение для повседневных функций организма и является основным фактором, влияющим на состав и активность кишечного микробиома. Диета с низкой питательной ценностью, как правило, приводит к дисбалансу микробного состава кишечника и вызывает множество проблем со здоровьем в более позднем возрасте.

Пребиотики хорошо зарекомендовали себя как один из важных субстратов для кишечной микробной ферментации. Среди многих источников пребиотиков пищевые волокна являются наиболее распространенными. Устойчивый крахмал (RS), который был классифицирован Продовольственной и сельскохозяйственной организацией (ФАО) как новый тип пищевых волокон, характеризуется более высоким образованием бутирата в результате его ферментации по сравнению с другими пищевыми волокнами [16,17,18,19,20]. Бутират играет важную роль в обеспечении энергией колоноцитов человека [21], предотвращении дисбактериоза [22] и подавлении воспаления [23].

Кратко о резистентном крахмале

Резистентный (устойчивый) крахмал (RS, Resistant Starch) - это крахмал (включая продукты его разложения), который выводится из пищеварения в тонком кишечнике здоровых людей (не расщепляется пищеварительными ферментами поджелудочной железы). Некоторые виды резистентного крахмала ферментируются микробиотой толстого кишечника, что приносит пользу здоровью человека за счет производства короткоцепочечных жирных кислот (SCFAs), увеличения массы полезных бактерий и стимуляции бактерий, продуцирующих бутират.

ЧТО ТАКОЕ КРАХМАЛ. РЕЗИСТЕНТНЫЙ КРАХМАЛ.

Гранулы сырого крахмала сопротивляются перевариванию (например, сырые бананы, сырой картофель). Это зависит не от содержания амилозы или амилопектина, а скорее от структуры гранул, защищающих крахмал. Растения производят крахмал с различными типами структуры и характеристиками формы, которые могут повлиять на пищеварение. Например, более мелкие гранулы крахмала более доступны для ферментативного переваривания, поскольку больший процент площади поверхности увеличивает скорость связывания ферментов.

Когда гранулы крахмала варятся, вода впитывается в гранулу, вызывая набухание и увеличение размера. Кроме того, амилозные цепи могут вытекать по мере набухания гранул. Вязкость раствора увеличивается с повышением температуры. Температура желатинизации определяется как температура, при которой произошла максимальная желатинизация или набухание гранул крахмала. Это также точка максимальной вязкости. Дальнейшая варка полностью разорвет гранулу, высвободив все цепочки глюкозы. Кроме того, вязкость снижается по мере разрушения гранул. Цепи глюкозы могут реассоциироваться в короткие кристаллические структуры, что обычно включает быструю перекристаллизацию молекул амилозы с последующей медленной перекристаллизацией молекул амилопектина в процессе, называемом ретроградацией.


 Кратко о резистентных белках

серицин
серицин - один из белков шелка, относящийся к резистентным белкам

С другой стороны, резистентные белки (RP, Resistant Protein), обнаруженные в сое, гречке, рисе, картофеле, в т.ч. серицин и мембрана яичной скорлупы (ESM), также обладают свойствами, сходными с устойчивым крахмалом (RS), но происходят эти свойства из белков, устойчивых к протеазам человека. Хотя они еще не были изучены так широко, как RS, в нескольких исследованиях сообщается об их значительном вкладе в здоровье кишечника [24,25,26]. Учитывая ограниченные отчеты о RP и здоровье кишечника, этот обзор, насколько нам известно, является первым, в котором подчеркивается их перспективы в качестве компонентов диеты пожилых людей для содействия здоровому старению.

Резистентные белки (RP, Resistant Protein) - это остатки самих белков или белковые комплексы, которые больше не перевариваются в кишечнике и выполняют физиологические функции, аналогичные пищевым волокнам, и также более полезны для здоровья. Недавние исследования показали, что соответствующие ингредиенты либо конденсируются в изолятах или концентратах растительных белков, либо причинно возникают в результате денатурации и/или запутывания в процессе приготовления. Некоторые белковые компоненты, изначально невосприимчивые к пищеварительным ферментам млекопитающих, также относятся к группе резистентных белков в случае съедобности, независимо от их источников. Среди медицинских преимуществ нескольких резистентных белков, на которые указывалось в экспериментах на животных, были профилактические эффекты против гиперхолестеринемии, запоров, тучности, онкогенеза (толстая кишка, печень, молочная железа), образования желчных камней или отравления, а также благотворное улучшение кишечной ферментации с образованием короткоцепочечных жирных кислот.

До сих пор пищевые белки оценивались как высококачественные или низкокачественные в зависимости от того, хорошо ли их состав обеспечен незаменимыми аминокислотами. По этой причине до сих пор считается, что большинство растительных белков уступают по качеству животным белкам. Поскольку в середине 1970-х годов Кэрролл и Гамильтон объявили, что растительные белки по сравнению с животными белками эффективны в снижении холестеринемии, то в последнее время большой интерес вызвала третья (физиологическая) функция этих белков, а не их пищевая ценность, аромат или вкус. Существуют противоречивые взгляды на механизм гипохолестеринемического действия растительных белков, в которых в качестве контрольного белка неизменно используется легкоусвояемый молочный казеин. В большинстве случаев усвояемость растительных белков in vivo не идет ни в какое сравнение с казеином. Если подумать, вполне возможно, что сами остатки белков, выдерживающие переваривание, а также всасывание в кишечнике, могут принимать непосредственное участие в физиологических проявлениях. Между тем, некоторые пищевые волокна также служат профилактическим средством против холестеринемии или образования опухолей толстой кишки, а часть пищевого крахмала ведет себя как «резистентный крахмал», невосприимчивый к пищеварительным ферментам млекопитающих в зависимости от обстоятельств. По аналогии с этим пост-пищеварительные остатки белка можно с уверенностью назвать «резистентным белком», а также в целом и по отдельности рассматривать как «белковые пищевые волокна», несмотря на отсутствие или наличие переплетения с небелковыми ингредиентами. Чтобы привести примеры в этой связи, изолят соевого белка (SPI) относится к растительным белкам, эффективным для подавления холестеринемии у экспериментальных животных, получавших холестерин, но его производное, т.е. центробежно отделяемая высокомолекулярная фракция (HMF), обработанная протеазой, оказывает гораздо более высокий эффект, чем SPI. Причина этого в том, что HMF имеет обилие резистентных белковоподобных неперевариваемых ингредиентов с высокой способностью связывания желчных кислот. Другие белковые концентраты бобовых или злаков и неперевариваемые белки животного происхождения должны включать резистентный белок в большей или меньшей степени, так что точные факторы, ответственные за их третью пищевую функцию, необходимо будет пересмотреть с учетом существования резистентного белка. Более того, существует возможность влияния резистентного белка на энтеральную ферментацию (образование короткоцепочечных жирных кислот) под действием микрофлоры (далее ->).


В дополнение к пребиотикам пробиотики (полезные живые бактерии) можно употреблять перорально. Некоторые пробиотики, такие как Lactobacillus acidophilus, Streptococcus thermophilus и Bifidobacterium lactis, широко известны. Примечательно, что Bifidobacterium spp., Akkermansia muciniphila и Faecalibacterium prausnitzii также обладают высокой противовоспалительной активностью [27, 28], и сообщалось об эффективности их перорального вмешательства у пожилых людей.

Как недавно было провозглашено Организацией Объединенных Наций (ООН), 2021–2030 годы — это десятилетие здорового старения, подчеркивающее важность благополучия в дальнейшей жизни [29]. Представляя и анализируя потенциальную роль пробиотиков, которые могут быть задействованы в противовоспалительных механизмах, резистентного крахмала и резистентных белков в снижении хронического слабовыраженного воспаления, возникающего при старении, этот обзор, как ожидается, внесет вклад в кампанию ООН по здоровому старению.

2. Методы

Для написания этого описательного обзора мы провели всесторонний поиск в базах данных PubMed и Google Scholar до декабря 2021 года. Ключевые слова: «воспаление при старении», «воспаление», «хроническое слабовыраженное воспаление», «противовоспалительное средство» и «пробиотики», «резистентный крахмал» и «старение», «резистентный крахмал» и «здоровье кишечника», «резистентный белок» и «воспаление», «резистентный белок» и «здоровье кишечника». Были включены все исследования in vivo на пожилых людях и старых животных, обзорные статьи и клинические исследования, в которых сообщается об изменениях воспалительной реакции (про- и противовоспалительных цитокинов) и состава кишечной микробиоты. Кроме того, на веб-сайт Всемирной организации здравоохранения или ВОЗ также ссылались в связи с провозглашением ООН Десятилетия здорового старения [29].

3. Важность здоровья кишечника

За последнее десятилетие возросли опасения по поводу здоровья кишечника. Наш кишечный тракт, особенно толстая кишка, является местом обитания как полезной, так и патогенной микробиоты. В желудочно-кишечном тракте человека присутствует около 100 триллионов микроорганизмов, в основном бактерий [30]. Их считают главными регуляторами иммунного гомеостаза, так как их отсутствие вызывает нарушение иммунной системы [31]. Хотя их роль в регуляции иммунной системы хорошо известна, они также защищают хозяина от патогенов и нежелательных микроорганизмов и производят тысячи метаболитов, которые способствуют физической форме и здоровью [32].

Состав микробиоты считается ключевым фактором здоровой физиологии кишечника. По данным Arumugam et al., в микробиоте кишечника взрослых людей преобладают типы Firmicutes и Bacteroidetes, на долю которых приходится 90% всей микробиоты кишечника, а остальная часть состоит из других групп бактерий с различными функциями и преимуществами для здоровья [33]. Например, сообщалось, что Akkermansia muciniphila защищает целостность эпителия кишечника человека с помощью своего пилиподобного белка внешней мембраны Amuc 1100 [34]. Исследования на животных также показали, что A. municiphila обладает заметной противовоспалительной активностью у мышей [28], поскольку поддерживает колонизацию полезных бактерий, продуцирующих SCFAs, у мышей и макак [35]. Bifidobacterium spp. Вырабатывают лактат и ацетат и снижают популяцию микробов, связанных с воспалением, в толстой кишке человека [36]. Toward et al. сообщили, что популяция Bifidobacterium spp. была обратно пропорциональна уровням в сыворотке провоспалительных цитокинов, таких как фактор некроза опухоли альфа (TNF-α) и интерлейкин-1 бета (IL-1β) [37]. Бактерии, продуцирующие бутират, включают Clostridium cluster XIVa, Lachnospiraceae bacterium [38], Faecalibacterium prausnitzii [27], Coprococcus spp. [39] и Roseburia spp. [39]. Среди них F. prausnitzii и Roseburia intestinalis обладают сильными противовоспалительными свойствами [27,40]. С другой стороны, обилие некоторых семейств бактерий может быть связано с состоянием здоровья, так как более низкая популяция семейства Christensenellaceae была зарегистрирована у пациентов с болезнью Крона [41,42,43,44], у пациентов с язвенным колитом [41,42] и людей с индексом массы тела (ИМТ) ≥30 [45].

Напротив, в кишечнике живут несколько патогенов и бактерий, которые могут вызывать воспаление, такие как Esterichia coli [46], Eggerthella lenta [47], Streptococcus gallolyticus [48] и Enterococcus spp. [49]. Нездоровое питание и образ жизни значительно способствуют росту этих нежелательных бактерий, что подавляет популяцию полезных бактерий и увеличивает риск различных заболеваний. Следовательно, поддержание доминирования полезных бактерий в кишечнике считается стратегией поддержания здорового образа жизни, учитывая их важную роль и функции в организме (таблица 1).

Таблица 1. Значение некоторых бактерий и продуктов их ферментации для хозяина.

Компонент
Роль или функция
Метаболиты микробной ферментации
SCFAs (в целом)
Стимулирование иммунной системы [50]Обеспечение энергией и поддержка роста полезных бактерий [8]Повышение как кишечного иммуноглобулина A (IgA), так и системного иммуноглобулина G (IgG) для предотвращения роста патогенов [51]
Поддержка роста пробиотиков [52]
Основной источник энергии для колоноцитов человека [21]Предотвращение дисбактериоза в эпителиальных клетках [22]Снижение уровня провоспалительных цитокинов и хемокинов [23]
Снижение липогенеза, уровня холестерина в сыворотке крови и канцерогенеза в других тканях [53]
Пробиотики
Christensenellaceae
Связь с заболеваниями, в частности с индексом массы тела (ИМТ) и воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК) [41,42,43,44,45]
Akkermansia
muciniphila
Противовоспалительная активность [28]Защита целостности кишечного эпителия [34]Поддержка колонизации кишечника SCFA-продуцирующими бактериями [35]
Bifidobacterium spp.
Производство лактата и ацетата, которые могут уменьшить популяцию патогенных бактерий [36]Подавление сывороточных уровней провоспалительных цитокинов [36]
Clostridiumcluster XIVa
Производство бутирата [38]
Lachnospiraceae
Производство бутирата [38]
Faecalibacterium prausnitzii
Производство бутирата [27]
Сильные противовоспалительные свойства [27]
Coprococcus spp.
Производство бутирата [39]
Roseburia spp.
Производство бутирата [39]
Сильные противовоспалительные свойства [40]

SCFAs, короткоцепочечные жирные кислоты.

4. Возрастные изменения: состав микробиоты кишечника и хроническое слабовыраженное воспаление

Опубликовано значительное количество литературы о значительных изменениях состава микробиоты кишечника, связанных со старением, которые сильно влияют на общее состояние здоровья хозяина. Ранее предполагаемой причиной дисбактериоза и последующего воспаления, связанного со старением, была диета западного типа [54]; другими словами, внешние факторы считались основной причиной. Однако Ragonnaud и Biragyn недавно предположили, что изменения микробиоты могут быть присущи процессу старения после их наблюдений за пожилыми людьми в Китае и Италии [8]. Что еще более интересно, O’Toole и Jeffrey сообщили, что, несмотря на изменение баланса кишечной микробиоты, ядро ​​микробиоты само по себе не стареет [55].

Как указывалось ранее, несколько типов бактерий приносят пользу для здоровья. К сожалению, их популяция имеет тенденцию к уменьшению с возрастом, и их могут заменить бактерии, способствующие хроническому воспалению. Вероятное уменьшение или даже исчезновение бифидобактерий с возрастом хорошо задокументировано [56]. Исследование Biagi et al. подтвердило это, показав уменьшение у пожилых людей и долгожителей наличия популяций бифидобактерий, некоторых представителей Firmicutes, включая кластер Clostridium IV (Ruminococcus obeum et rel., Roseburia intestinalis et rel., Eubacterium ventriosum et rel., E. rectale et rel., и E. hallii et rel.), и некоторых представителей кластера Clostridium XIVa, включая Papillibacter cinnamovorans et rel. и F. prausnitzii et rel., [12]. Типичные полезные бактерии, которые являются индикаторами здорового старения, выявленные у итальянских долгожителей (99–104 лет) и полудолгожителей (105–109 лет), уменьшались с возрастом [57]. К ним относятся семейства Ruminococcaceae, Lachnospiraceae и Bacteridaceae.

Помимо изменений в составе кишечной микробиоты, другие физиологические особенности также значительно меняются с возрастом. Широко сообщалось о снижении функций органов из-за старения, таких как снижение сердечно-сосудистых структур и функций [1], повышенная проницаемость кишечника [2], расстройство желудочно-кишечного тракта [3] и деградация иммунной функции [4]. Деградация иммунной функции во время старения также называется иммуносенесценцией и предположительно связана с хроническим вялотекущим воспалением или т.н. инфламэйджингом. Хроническое слабовыраженное воспаление относится к длительному увеличению провоспалительных факторов на уровне ниже, чем обычно наблюдается при острых инфекциях [58]. Рисунок 1 иллюстрирует некоторые механизмы, с помощью которых старение может способствовать хроническому слабовыраженному воспалению.

В то время как исследования воспаления обычно используют провоспалительный цитокин интерлейкин-6 (IL-6) в качестве маркера, в большинстве исследований, изучающих слабовыраженное воспаление, использовался суррогатный маркер высокочувствительный С-реактивный белок (hsCRP) из-за его крайней чувствительности к системному воспалению [59,60,61]. Повышенные уровни IL-6 или hsCRP при отсутствии острой инфекции или других воспалительных стимулов указывают на неадекватное хроническое слабовыраженное воспаление [62]. С возрастом наблюдаются более высокие уровни hsCRP и IL-6 [61,63]. Примечание ред.: Высокочувствительные методы измерения концентрации CRP позволяют определить его содержание, измеряемое нанограммами на миллилитр (нг/мл). Аббревиатура hsCRP (high sensitivity CRP) получила всеобщее признание и повсеместное распространение для обозначения белка, обнаруженного в результате таких исследований.

Иллюстрация различных механизмов, с помощью которых старение может активировать воспалительные пути

Рисунок 1. Иллюстрация различных механизмов, с помощью которых старение может активировать воспалительные пути [64]. Повышенная ДНК-связывающая активность NF-κB увеличивает экспрессию вышестоящих от NF-κB киназ [65,66]. (2) Митофагия и мутация мтДНК [67]. (3) Старение клеток активирует ответ на повреждение ДНК (DDR, DNA Damage Response) и секреторный фенотип, связанный со старением (SASP, который представляет собой вариацию фенотипа, индуцированного старением клеток) [68]. (4) Иммунологическое старение повышает восприимчивость к инвазии инородных тел и активирует воспалительную реакцию [69].

Хроническое воспаление является потенциальным драйвером метаболических нарушений и возрастного снижения физических функций [6], таких как снижение подвижности и нарушение когнитивных функций [5], а также возрастных заболеваний, таких как рак, депрессия, саркопения и инвалидность [70,71,72].

Многие естественные изменения в организме человека являются признаками старения, а хроническое вялотекущее воспаление является одним из основных факторов, способствующих различным возрастным заболеваниям и инвалидности у пожилых людей. Микробный состав, в котором преобладают бактерии, которые могут способствовать воспалению, также усугубляет хроническое воспаление, подчеркивая глубокое влияние микробиоты кишечника на здоровье пожилых людей.

5. Как здоровье кишечника влияет на воспаление

Причинно-следственная связь между воспалением и здоровьем кишечника (то есть является ли дисбактериоз кишечника причиной или следствием воспаления) остается неясной. Хотя было проведено много исследований, результаты все еще неубедительны из-за непоследовательности. Исследование, проведенное Byndloss et al., например, показало, что снижение SCFAs изменило рост полезных бактерий и, таким образом, предоставило возможность патогенам и бактериям, которые могут вызывать воспаление, захватить кишечную колонию [22]. В модели старых мышей эта трансформация микробиоты способствовала дисбактериозу и несостоятельности кишечника, что приводило к активации врожденного иммунного ответа или воспалению [9]. Считается, что возрастной микробный дисбактериоз способствует системному воспалению у человека [7]. Исследование Nastasi et al. подтвердило это открытие, поскольку метаболиты кишечной микробиоты, особенно бутират и пропионат, уменьшали провоспалительные хемокины, модулируя иммунную систему в дендритных клетках [73].

Однако противоположный результат был описан в исследовании Thevaranjan et al. [11]. Старые мыши с нокаутом по TNF (возраст >18 месяцев, что эквивалентно 60-летнему возрасту человека [74]) не испытывали дисбактериоза по сравнению с диким типом (WT), а микробиом старых (но не молодых) мышей изменялся после лечения анти-TNF. Точно так же Chen et al. показали, что дисбактериоз возникает у мышей с дефицитом NLRP12 - отрицательного регулятора воспалительной передачи сигналов TNF- и IL-6-зависимым образом [10]. Оба исследования предположили, что воспаление вызывает дисбактериоз, особенно у старых мышей.

Несмотря на еще изучаемую причинно-следственную связь между воспалением и дисбактериозом кишечника, все сходятся во мнении, что они взаимосвязаны. Хотя причинно-следственная связь сложна, фактические данные подтверждают идею о том, что здоровая среда кишечника может уменьшить воспаление во время старения.

6. Уменьшение воспаления за счет улучшения здоровья кишечника

Есть несколько способов улучшить здоровье кишечника. Однако здесь мы сосредоточимся на потреблении пробиотиков, производящих бутират, или пробиотиков с потенциальной противовоспалительной активностью, а также резистентного крахмала и резистентных белков. Примечательно, что их предполагаемое влияние на хроническое слабовыраженное воспаление, связанное со старением, было подробно изучено. Насколько нам известно, ни один предыдущий обзор не касался этой темы. Основываясь на этом обсуждении, мы ожидаем представить новый подход к укреплению здоровья кишечника с помощью пробиотиков, резистентного крахмала и резистентных белков (рис. 2), который можно интенсивно исследовать в будущем.

Иллюстрация потенциальных механизмов, с помощью которых пробиотики, резистентный крахмал и резистентные белки способствуют смягчению хронического слабовыраженного воспаления

Рисунок 2. Иллюстрация потенциальных механизмов, с помощью которых пробиотики, резистентный крахмал и резистентные белки способствуют смягчению хронического слабовыраженного воспаления, связанного со старением, путем выработки короткоцепочечных жирных кислот (ацетат, пропионат, бутират), улучшения фагоцитарной активности (B. lactis, B. longum) или непосредственного снижения продукции провоспалительных цитокинов.

6.1. Вмешательство пробиотиков с потенциальными противовоспалительными эффектами или пробиотиков, продуцирующих бутират

Одним из типов полезных метаболитов, продуцируемых кишечными бактериями, являются жирные кислоты с короткой цепью (SCFAs), которые продуцируются путем ферментации неперевариваемых волокон в толстой кишке [75]. Основными производимыми SCFAs являются ацетат, пропионат и бутират. Ацетат является наиболее распространенным и важным метаболитом для роста других бактерий [52]. Бутират в основном функционирует как основной источник энергии для колоноцитов человека [21], и он необходим эпителиальным клеткам для предотвращения дисбактериоза путем поддержания кислородного баланса в кишечнике [22]. Лю и др. и Настаси и др. также сообщалось о противовоспалительных свойствах бутирата [23,73].

Существует достаточно доказательств того, что диета с высоким содержанием клетчатки увеличивает выработку SCFAs посредством микробной ферментации [76,77,78]. Было доказано, что эти органические кислоты улучшают выживаемость мышей против гриппа за счет ингибирования рекрутирования нейтрофилов и воспаления дыхательных путей [50]. Это может быть объяснено прямой стимуляцией иммунных клеток, например, повышением как кишечного IgA, так и системного IgG-ответа на сдерживание патогенов [51].

SCFAs обеспечивают энергию для полезных бактерий, энтероцитов и иммунных клеток. Ragonnaud и Biragyn заявили, что SCFAs могут проникать через слой эпителия кишечника, чтобы индуцировать регуляторные Т-клетки (Tregs) и Т-клетки, продуцирующие IL-10 [8]. Это активирует противовоспалительные реакции в антигенпрезентирующих клетках и способствует продукции IgA и IgG В-лимфоцитами, что повышает иммунную толерантность.

Как отмечалось в предыдущем разделе, у долгожителей обычно обнаруживают несколько видов бактерий с разными функциями. В дополнение к бактериям, которые могут ослаблять воспаление, бактерии, продуцирующие SFCAs, также способствуют здоровому старению. Несколько недавних отчетов показали, что добавление некоторых штаммов в рацион улучшает возрастную потерю муцина и продемонстрировало пользу для здоровья и иммунитета у пожилых людей и старых животных [28,79,80]. В дополнение к пробиотическим добавкам трансплантация фекальной микробиоты также эффективно увеличивает продолжительность жизни прогероидных мышей [81].

С другой стороны, некоторые пробиотики, такие как Lactobacillus spp. и Bifidobacterium spp., являются обычными добавками к молочным продуктам или другим функциональным продуктам. Подробная работа Maneerat et al. подчеркнула, что потребление Bifidobacterium lactis Bi-07 потенциально может усилить врожденный иммунный ответ у пожилых людей, не способствуя воспалительным заболеваниям [82]. Вмешательство другого вида, B. longum, у здоровых пожилых людей (65–90 лет) также в значительной степени способствовало подавлению воспалительных маркеров TNF-α и увеличению числа бифидобактерий (в частности, B. adolescentis, B. angulatum, B. bifidum и B. longum), а также фекальных концентраций бутирата и ацетата [83]. Подавляющая активность B. bifidum BGN4 и B. longum BORI против бактерий с провоспалительными эффектами у пожилых людей (≥65 лет) приводила к улучшению состава пробиотиков в кишечнике, как недавно сообщили Kim et al. [84].

Akkermansia muciniphila — еще одна бактерия, продуцирующая бутират, с заметной противовоспалительной активностью. В предыдущих отчетах была установлена ​​еe противовоспалительная активность на моделях животных с непереносимостью глюкозы, ожирением и пожилых животных [79,85,86], а также у людей [87,88]. В исследовании мышей Ercc1−/Δ7 (мыши ускоренного старения) наблюдалось уменьшение толщины слизи в результате старения, тогда как мыши, получавшие добавку A. muciniphila MucT (ATTC BAA-835) в течение 10 недель (три раза в неделю), демонстрировали более толстый слой слизи из-за активации выработки слизи толстой кишки [28]. Толстый слой слизи действует как жизненно важный барьер против проникновения бактерий, вызывающих воспаление. Добавка A. muciniphila также подавляла экспрессию множества генов и путей, связанных с воспалением и иммунными функциями как в толстой, так и в подвздошной кишке. Анализ пути Ingenuine (IPA) предсказал ингибирование нескольких факторов, связанных с воспалением, при приеме добавок, включая провоспалительный IL-1, члены суперсемейства TNF-рецепторов 1B и 12, ингибитор α ядерного фактора каппа B (NF-κB), рецептор Т-клеток (TCR) и молекулу-адаптер Toll-подобного рецептора 1 (TICAM1). Хотя противовоспалительные свойства A. muciniphila были подробно описаны ранее [89], исследование подтвердило защитные свойства этой бактерии от воспаления, связанного со старением, за счет снижения экспрессии провоспалительных генов в толстой кишке [28].

Как и A. muciniphila, Faecalibacterium praunitzii является бактерией, продуцирующей бутират, которая потенциально может способствовать противовоспалительному ответу. Она уменьшает воспаление in vitro и in vivo, блокируя активацию NF-κB и продукцию IL-8 [90]. Это подтверждается значительно более низкими концентрациями IL-6, гамма-интерферона (IFN-γ) и IL-4 в толстой кишке, а также IL-6 и IL-22 в сыворотке крови после 10-дневного приема добавок у мышей с DNBS-индуцированным хроническим воспалением низкой степени [91]. Была выдвинута гипотеза о связи между этой противовоспалительной активностью и продукцией бутирата [91]. В то время как о противовоспалительных эффектах F. praunitzii ранее широко сообщалось, защитная активность этой бактерии против хронического слабовыраженного воспаления была впервые обнаружена на мышах в ходе этого основополагающего исследования.

Однако добавление пробиотиков может привести к проблемам с безопасностью, поскольку не все бактерии прошли клинические испытания при пероральном употреблении. Кроме того, некоторые бактерии функционируют в зависимости от диеты, например Prevotella copri [92, 93], и лучший способ увеличить их колонизацию в толстой кишке — это потреблять больше пребиотиков. Изучение состава кишечной микробиоты у 168 долгоживущих китайцев (старше 90 лет) показало, что альфа-разнообразие, которое отражает обилие и равномерность видов в организме хозяина [94], является разумным предиктором долголетия [95]. Это указывает на то, что диетические и другие вмешательства для поддержания или поощрения разнообразия могут быть полезными для здорового старения [7]. Однако эта точка зрения требует дальнейшего научного обоснования. Еще одной проблемой, связанной с добавками пробиотиков, является жизнеспособность пробиотиков, которые должны выживать в пищеварительной системе человека достаточно долго, чтобы достичь толстой кишки. Учитывая вышесказанное, включение пребиотиков в наш рацион в дополнение к пероральному потреблению пробиотиков может быть хорошей стратегией для увеличения разнообразия микробиоты кишечника.

6.2. Вмешательство пребиотиков

Пищевые волокна широко считаются отличным источником пребиотиков, которые можно получить естественным образом из пищи, такой как фрукты, овощи, цельные зерна, бобовые и орехи. Данные из нескольких источников показали, что диета с высоким содержанием клетчатки положительно коррелирует с обогащением полезных бактерий [96,97,98]. Подобно ферментации клетчатки, микрофлора желудочно-кишечного тракта расщепляет также другие неперевариваемые фракции крахмала и белка с образованием короткоцепочечных жирных кислот. Эти материалы называются резистентными крахмалами и резистентными белками. В последние годы возрос исследовательский интерес к резистентному крахмалу и резистентному белку, и их потенциальные преимущества для здорового старения человека были продемонстрированы и требуют дальнейшего обсуждения.

6.2.1. Резистентный крахмал и его потребление пожилыми людьми и стареющими животными

Большинство предыдущих исследований определяли резистентный крахмал (RS) как тип пищевых волокон, устойчивых к гидролизу пищеварительными ферментами человека. Поскольку RS не переваривается, он может достигать толстой кишки и ферментироваться кишечной микробиотой с образованием SCFAs. Другими словами, RS является типом пребиотика. Стоит отметить, что при ферментации резистентного крахмала образуется больше бутирата, чем от др. пищевых волокон [16,17,18,19,20].

Недавнее исследование in vitro с использованием статической периодической ферментации методом фекальной суспензии вновь подтвердило, что микробная ферментация RS в кишечнике приводит к максимальному накоплению масляной кислоты (бутирата) по сравнению с другими пищевыми волокнами [19]. Это связано с тем, что только RS обогащает бутират-продуцирующие бактерии, принадлежащие к родам Bifidobacterium, Ruminococcus и Roseburia [19]. Это подтверждается результатами исследований, согласно которым Ruminococcus bromii и Bifidobacterium spp. разлагают RS более эффективно, чем другие виды [99, 100, 101]. Основываясь на этих выводах и нашем фокусе на воспалении, связанном со старением, мы обсуждаем резистентный крахмал вместо других распространенных пребиотиков. Сообщалось о пользе резистентного крахмала для улучшения здоровья кишечника, но, насколько нам известно, обзор его потребления и воздействия на пожилых людей ранее никогда не проводился.

RS (резистентный крахмал) является обычным естественным компонентом нескольких видов пищевых продуктов, которые можно разделить на четыре типа на основе их физических и химических характеристик. RS1, обычно присутствующий в цельных зернах и бобовых, представляет собой захваченный крахмал в неперевариваемой матрице [102]. RS2 относится к гранулам нежелатинизированного крахмала, такого как крахмал в сыром картофеле и кукурузный крахмал с высоким содержанием амилозы. FDA одобрило устойчивый крахмал Hi-Maize (нехимически модифицированный пищевой крахмал на основе кукурузы с высоким содержанием амилозы) для использования у пациентов с диабетом 2 типа [103]. RS3 состоит из крахмала, который уже подвергся ретроградации (крахмал охлаждается после клейстеризации). RS4, обнаруженный в хлебе, включает крахмал, модифицированный химическим путем, с помощью добавления сложноэфирных или эфирных групп [102].

Корреляция между потреблением RS и здоровьем кишечника, воспалительными маркерами, реакцией на инсулин и метаболизмом липидов хорошо задокументирована. Однако исследования с участием пожилых людей ограничены. Мы обобщаем здесь соответствующие результаты исследований (таблица 2), чтобы представить обзор преимуществ RS в более позднем возрасте.

Таблица 2. Краткое описание исследований, посвященных изучению влияния потребления резистентного крахмала у пожилых людей или животных.

Ref
Субъект
Тип устойчивого крахмала
Методы
Эффекты
[104]
Пожилые люди (≥70 лет) по сравнению со взрослыми среднего возраста (30–50 лет)
MSPrebiotic® **
Проспективное, плацебо-контролируемое, рандомизированное, двойное слепое исследование, интервенция 30 г RS в течение 3 месяцев.
Bifidobacteria
↓ Proteobacteria (дисбиоз)
[105]
Пожилые (≥70 лет)
MSPrebiotic® **
Проспективное, слепое, плацебо-контролируемое исследование,
Потребление 30 г RS в течение 12 недель.
↓ уровень глюкозы в крови и резистентность к инсулину
(↓ риск диабета 2 типа у пожилых людей)
[103]
Здоровые 18-месячные мыши *
HAM-RS2
Диета с высоким содержанием жиров с добавлением 20% RS2 в течение 16 недель.
↓ экспрессия системной эндотоксемии, провоспалительные цитокины (ЛПС, IL-2, IL-4)
↑ барьерная функция кишечника
↓ патогены, связанные с ожирением, воспалением и старением
[106]
Здоровые мыши в возрасте от 18 до 20 месяцев *
HAM-RS2
0, 18 и 36% диеты HAM-RS2 в течение 10 недель.
↑ микробная ферментация в кишечнике
проглюкагон слепой кишки (восстанавливает снижение толерантности к глюкозе, связанное со старением)
[107]
Мыши в возрасте от 18 до 20 месяцев *
HAM-RS2
0, 18 и 36% диеты HAM-RS2 в течение 10 недель.
Bacteroidetes, Bifidobacterium spp., Akkermansia spp. и Allobaculum spp.
↑ уровень проглюкагона
[108]
Собаки 11,5 лет
RS
Корм с добавлением 1,46% RS давали в течение 51 дня.
↑ фекальный бутират и общая концентрация SCFAs

* Мыши в возрасте от 18 до 20 месяцев эквивалентны 60–66-летним людям [74]. ** MSPrebiotic® представляет собой коммерческий продукт на основе устойчивого крахмала, содержащий 70% RS2 из экстракта Solanum tuberosum [105]. HAM-RS2: кукурузный крахмал типа 2 с высоким содержанием амилозы; RS: устойчивый крахмал; ЛПС: липополисахарид; SCFAs: короткоцепочечные жирные кислоты. ↑: увеличение, ↓: уменьшение

RS следует рассматривать в рационе питания пожилых людей, поскольку, согласно многочисленным исследованиям, он может увеличить популяцию полезных бактерий и производство бутирата. В серийном исследовании MSPrebiotic®, коммерческий RS, содержащий 70% RS2 из экстракта Solanum tuberosum (картофель), способствовал росту бифидобактерий и уменьшал дисбактериоз, связанный с высоким содержанием протеобактерий у субъектов в возрасте ≥70 лет [104]. Соответственно, наблюдались изменения уровней маркеров воспаления (IL-10, СРБ и TNF-α) в крови. Другие исследования показали, что, хотя RS смог уменьшить дисбактериоз у пожилых людей, уровень воспаления оставался повышенным в конце исследования [105]. Было высказано предположение, что трехмесячного потребления RS недостаточно для ослабления усиленной воспалительной реакции, вызванной апоптозом колоноцитов, и необходимо более раннее введение пребиотиков в рацион (до 70 лет) для предотвращения повреждения кишечника, снижения его проницаемости и ассоциированного увеличения неспецифических воспалительных маркеров.

Аналогичный результат был получен в недавнем исследовании с использованием 18-месячных мышей, в котором сообщалось о терапевтических эффектах RS2 против дисфункций, вызванных диетой с высоким содержанием жиров и связанных со старением [103]. Согласно этому исследованию, RS2 эффективно снижал экспрессию системной эндотоксемии и провоспалительных цитокинов, о чем свидетельствуют более низкие уровни сывороточных и фекальных липополисахаридов (ЛПС), которые являются эндотоксическим компонентом клеточной мембраны грамотрицательных бактерий, вызывающих воспалительные ответы, толстокишечный IL-2 и печеночный IL-4. Это подтвердило противовоспалительные свойства RS2 против хронического слабовыраженного воспаления, связанного со старением. RS2 также усиливал барьерную функцию кишечника, что было отмечено повышенной экспрессией муцина 2 толстой кишки как на уровне мРНК, так и на уровне белка. Более того, это исследование показало, что RS2 снижает обилие патогенных таксонов, связанных с ожирением, воспалением и старением, таких как Desulfovibrio (тип Proteobacteria), Ruminiclostridium 9, Lachnoclostridium, Helicobacteria, Oscillibacter, Alistipes, Peptococcus и Rikenella [103]. В совокупности исследования как на людях, так и на мышах подтверждают мнение о том, что RS2 может значительно улучшить здоровье кишечника в более позднем возрасте.

Предполагается, что изменения в разнообразии микробиоты кишечника у стареющих организмов изменяют способность микробов к ферментации в толстой кишке. Чтобы подтвердить это, Zhou et al. провели всестороннее исследование для изучения переносимости RS у здоровых мышей в возрасте от 18 до 20 месяцев, аналогично 60-66 годам у людей [74]) и пришли к выводу, что до 36% диет с высоко-амилозным кукурузным резистентным крахмалом типа 2 (HAM-RS2) хорошо переносились и, что более важно, этот крахмал мог ферментироваться старыми мышами в зависимости от дозы (как и молодыми мышами) [106]. Кроме того, HAM-RS2 увеличивал экспрессию проглюкагона в толстой кишке и уровни адипонектина в висцеральном жире, что указывает на улучшение чувствительности к инсулину в висцеральном жире. Повышенная экспрессия проглюкагона в слепой кишке всегда связана с повышением уровня циркулирующего глюкагоноподобного пептида 1 (GLP-1) у молодых крыс, а GLP-1 может восстанавливать связанное со старением снижение толерантности к глюкозе [109]. Идентичный результат был получен в исследовании, проведенном Tachon et al. с той же моделью мыши [107]. Они утверждали, что улучшенный состав микробиоты (более высокие уровни Bacteroidetes, Bifidobacterium spp., Akkermansia spp. и Allobaculum spp.) у старых мышей после 10-недельного приема HAM-RS2 положительно коррелировал с уровнями экспрессии проглюкагона.

Peixoto et al. исследовали влияние потребления RS на основе кукурузы у 11,5-летних собак [108]. Результаты показали, что концентрации бутирата и общего количества SCFAs увеличились примерно на 49% и 36%, соответственно, в фекалиях собак, которых кормили диетой с высоким содержанием RS. Уровни воспаления в слизистой оболочке кишечника также были исследованы, но различия не были значительными. Тем не менее, это не умаляет вывода, поскольку Swanson et al. указали, что не все ферментируемые субстраты при включении в рацион вызывают более высокие уровни фекального бутирата [110]. Это утверждение подтверждается исследованием, показывающим, что потребление RS на основе цельной пшеницы, добавленной в печенье вместе с консервированным кормом, не повышает уровень фекального бутирата у собак [111].

Предыдущие исследования как на пожилых людях, так и на животных показали, что потребление RS может способствовать улучшению здоровья кишечника и разнообразию кишечной микробиоты; однако результаты могут зависеть от состава микробиоты кишечника хозяина, поскольку он может различаться у людей, а также у людей и животных. Кроме того, необходимо контролировать индивидуальное потребление из-за различий в физиологии кишечника, поскольку чрезмерное потребление RS может вызвать диарею, рвоту или мягкий стул. Другими словами, толерантность к RS может различаться у разных людей. Хотя некоторые предыдущие исследования включали тесты на переносимость для испытуемых, они использовались только для справки, поскольку толерантность может сильно различаться у животных и людей.

6.2.2. Резистентные белки

Резистентный белок не так хорошо определен в литературе, как резистентный крахмал. В этом обзоре резистентные белки (RP) относятся к белковым фракциям, неперевариваемым ферментативной пищеварительной системой человека, которые попадают в толстую кишку и ферментируются кишечной микробиотой. Они отличаются от непереваренных белков, которые относятся к пищевым белкам, избежавшим переваривания или всасывания в тонком кишечнике. Важно различать эти два типа белков, потому что метаболиты и воздействие на хозяина значительно различаются, даже несмотря на то, что оба они ферментируются в толстой кишке. Ферментация непереваренных пищевых белков в первую очередь приводит к образованию токсичных продуктов, таких как аммиак, амины, фенолы и сульфиды, которые связаны с заболеваниями желудочно-кишечного тракта, особенно с колоректальным раком и язвенным колитом [112]. С другой стороны, RPs ферментируются таким же образом, как и пищевые волокна, в результате чего образуются SCFAs и другие метаболиты, полученные из белковых фракций, которые не перевариваются пищеварительной системой человека.

RPs естественным образом содержатся в пищевых продуктах, особенно в продуктах растительного происхождения, таких как соя, гречка, рис и картофель. На сегодняшний день исследований по RP мало; таким образом, общеизвестные RP по-прежнему ограничиваются белком гречихи, серицином и мембраной яичной скорлупы (ESM). Первоначально интерес к RPs возрос, когда было обнаружено, что непереваренная высокомолекулярная фракция (HMF) изолята соевого белка (SPI) на 25% менее эффективна в качестве источника белка по сравнению с SPI, и ее потребление привело к существенному связыванию желчных кислот остатками HMF после пищеварения и последующему выведению вместе с другими выделениями [113]. Это свойство связывания желчных кислот отвечает за гипохолестеринемический эффект RP с механизмом, аналогичным действию пищевых волокон и резистентного крахмала.

Дальнейшее исследование RP привело к идентификации серицина. Серицин представляет собой природный макромолекулярный белок, полученный из тутового шелкопряда Bombyx mori, и составляет 15–35% белков шелка [114]. Sasaki et al. сообщили, что серицин, белок шелка, обладал низкой усвояемостью в пищеварительной системе и высокой водоудерживающей способностью, и эти свойства привели к успешному уменьшению запора у крыс, вызванного атропином [26]. Это свидетельствовало о том, что действие серицина как резистентного белка в смягчении запоров было сходно с действием пищевых волокон.

Согласно Okazaki et al., серицин можно считать пребиотиком, поскольку он способствует здоровью толстой кишки, модулируя иммунный ответ и барьерную функцию кишечника [115]. Они исследовали эффекты добавок серицина в дозе 40 г/кг массы тела у крыс на диете с высоким содержанием жиров и наблюдали повышенный уровень фекального IgA и наличие фекальных муцинов. Поскольку барьерная функция кишечника с возрастом ослабевает, серицин можно использовать для стимуляции иммунной системы у пожилых людей. Однако другие типичные пребиотические свойства, такие как поддержание баланса кишечной микробиоты или действие в качестве субстрата для полезной микробной ферментации, в дальнейшем у серицина не исследовались.

Недавно наша исследовательская группа определила мембрану яичной скорлупы (ESM) как резистентный белок из-за его низкой усвояемости (примерно 46%) на основе исследования на крысах [24]. ESM является побочным продуктом яйца с интересной биологической активностью, включая противовоспалительную активность, функции, способствующие укреплению здоровья кожи и суставов, а также ранозаживляющие свойства [116,117,118]. Мы показали, что ESM, как резистентный белок, может стимулировать ферментацию слепой кишки и изменять бактериальный состав кишечника [24]. Мыши с ВЗК, индуцированным декстраном сульфатом натрия (DSS), демонстрировали пониженное содержание микробиоты толстой кишки и дисбактериоз. Это состояние, однако, было облегчено приемом 8% ESM в течение 7 дней. Популяции бактерий, продуцирующих SCFAs, особенно из семейства Ruminococcaceae и Porphyromonadaceae, которые были в основном уменьшены в результате воспаления кишечника, были восстановлены. Учитывая значительные улучшения в кишечной среде после приема ESM, микробное разнообразие может быть основным фактором, способствующим противовоспалительной активности ESM.

В соответствии с этим выводом наше исследование также подтвердило, что ESM может улучшать воспалительную реакцию, модулируя состав микробиоты кишечника [25]. Добавление 8% ESM у мышей в возрасте 20 недель, получавших диету с высоким содержанием жиров (HFD), значительно подавляло размножение бактерий, связанных с воспалением (Roseburia faecis, Ruminococcus callidus и Blautia hydronotrophica) и бактерий, связанных с ожирением (Blautia coccoides и Parabacteroides goldsteinii). Хотя на концентрацию ацетата, лактата, бутирата и пропионата слепой кишки не влияла ни диета с высоким содержанием жиров (HFD), ни ESM-диета, уровни изобутирата слепой кишки были выше в группе ESM, чем в HFD и контрольных группах. Отрицательная корреляция между обилием P. goldsteinii и B. hydronotrophica и концентрацией изобутирата предполагает, что высокие уровни изобутирата неблагоприятны для бактерий, связанных с ожирением, что согласуется с предыдущими выводами Wang et al. [119]. В совокупности эти исследования предоставляют важные доказательства того, что ESM, как новый источник резистентных белков, может уменьшить дисбактериоз, который является определяющим фактором здорового старения. В будущем мы заинтересованы в изучении противовоспалительной эффективности ESM в отношении связанного со старением хронического слабовыраженного воспаления.

7. Будущие исследования

В исследованиях с участием пожилых людей и животных пробиотики, резистентный крахмал и резистентные белки демонстрируют потенциальные эффекты в укреплении здоровья кишечника и смягчении воспалений при старении. Однако существуют различия в составе микробиоты кишечника человека и животных. Даже между людьми на микробиоту кишечника могут влиять пол, образ жизни и географические факторы. Таким образом, исследования, изучающие роль пробиотиков, резистентного крахмала и резистентных белков с учетом этих факторов, могут быть рассмотрены в будущем. Результаты экспериментов на животных, которые мы обобщили в этом обзоре, могут стать основой для дальнейших клинических исследований, чтобы получить больше эмпирических данных. Подчеркивая предполагаемую роль резистентного белка в качестве пребиотика, мы заинтересованы в продолжении нашей работы по изучению мембраны яичной скорлупы (ESM). Будущие исследования могут изучить механизм того, как ESM-белки могут улучшить состав кишечной микробиоты или как они могут способствовать выработке полезных метаболитов, таких как короткоцепочечные жирные кислоты. Учитывая потенциальную противовоспалительную активность ESM, связь между потреблением ESM и иммунной системой, особенно в отношении обеспечения здорового старения, заслуживает дальнейшего изучения.

8. Выводы

Многочисленные исследования показали, что типичные пробиотики, обладающие противовоспалительной активностью и устойчивые крахмалы, могут ослаблять хроническое воспаление низкой степени, связанное со старением, у людей и животных моделей. Основные механизмы включают прямое увеличение популяции бактерий, в частности бифидобактерий, A. muciniphila и F. prautnitzii, а также поставку субстратов для кишечной микробной ферментации в виде неперевариваемого крахмала. Помимо эффективности, следует контролировать дозировку и частоту потребления резистентного крахмала, особенно для людей с чувствительным пищеварительным трактом или низкой толерантностью к пищевым волокнам. С другой стороны, несмотря на ограниченные исследования резистентных белков и их воздействия на пожилых людей, недавние исследования выявили их способность к ферментации с образованием SCFAs и многообещающий потенциал в улучшении дисбактериоза кишечника и, следовательно, в их последующей защите от воспаления. Ожидается, что все результаты, представленные в этом обзоре, приведут к дальнейшему изучению резистентных белков, пробиотиков и резистентного крахмала для поддержания здоровья кишечника, борьбы с воспалением и содействия здоровому старению.

Дополнительная информация

Литература

  1. Fleg, J.L.; Strait, J. Age-associated changes in cardiovascular structure and function: A fertile milieu for future disease. Heart Fail. Rev. 2012, 17, 545–554. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  2. Finlay, B.B.; Pettersson, S.; Melby, M.K.; Bosch, T.C.G. The Microbiome Mediates Environmental Effects on Aging. Bioessays 2019, 41, e1800257. [Google Scholar] [CrossRef]
  3. Dumic, I.; Nordin, T.; Jecmenica, M.; Stojkovic Lalosevic, M.; Milosavljevic, T.; Milovanovic, T. Gastrointestinal Tract Disorders in Older Age. Can. J. Gastroenterol. Hepatol. 2019, 2019, 6757524. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  4. Lopez-Otin, C.; Blasco, M.A.; Partridge, L.; Serrano, M.; Kroemer, G. The hallmarks of aging. Cell 2013, 153, 1194–1217. [Google Scholar] [CrossRef]
  5. Greco, E.A.; Pietschmann, P.; Migliaccio, S. Osteoporosis and Sarcopenia Increase Frailty Syndrome in the Elderly. Front. Endocrinol. (Lausanne) 2019, 10, 255. [Google Scholar] [CrossRef]
  6. Xu, Y.; Liu, X.; Liu, X.; Chen, D.; Wang, M.; Jiang, X.; Xiong, Z. The Roles of the Gut Microbiota and Chronic Low-Grade Inflammation in Older Adults with Frailty. Front. Cell Infect. Microbiol. 2021, 11, 675414. [Google Scholar] [CrossRef]
  7. DeJong, E.N.; Surette, M.G.; Bowdish, D.M.E. The Gut Microbiota and Unhealthy Aging: Disentangling Cause from Consequence. Cell Host Microbe 2020, 28, 180–189. [Google Scholar] [CrossRef]
  8. Ragonnaud, E.; Biragyn, A. Gut microbiota as the key controllers of “healthy” aging of elderly people. Immun Ageing 2021, 18, 2. [Google Scholar] [CrossRef]
  9. Bauernfeind, F.; Niepmann, S.; Knolle, P.A.; Hornung, V. Aging-Associated TNF Production Primes Inflammasome Activation and NLRP3-Related Metabolic Disturbances. J. Immunol. 2016, 197, 2900–2908. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  10. Chen, L.; Wilson, J.E.; Koenigsknecht, M.J.; Chou, W.C.; Montgomery, S.A.; Truax, A.D.; Brickey, W.J.; Packey, C.D.; Maharshak, N.; Matsushima, G.K.; et al. NLRP12 attenuates colon inflammation by maintaining colonic microbial diversity and promoting protective commensal bacterial growth. Nat. Immunol. 2017, 18, 541–551. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  11. Thevaranjan, N.; Puchta, A.; Schulz, C.; Naidoo, A.; Szamosi, J.C.; Verschoor, C.P.; Loukov, D.; Schenck, L.P.; Jury, J.; Foley, K.P.; et al. Age-Associated Microbial Dysbiosis Promotes Intestinal Permeability, Systemic Inflammation, and Macrophage Dysfunction. Cell Host Microbe 2017, 21, 455–466.e454. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  12. Biagi, E.; Nylund, L.; Candela, M.; Ostan, R.; Bucci, L.; Pini, E.; Nikkila, J.; Monti, D.; Satokari, R.; Franceschi, C.; et al. Through ageing, and beyond: Gut microbiota and inflammatory status in seniors and centenarians. PLoS ONE 2010, 5, e10667. [Google Scholar] [CrossRef]
  13. Kim, M.S.; Hwang, S.S.; Park, E.J.; Bae, J.W. Strict vegetarian diet improves the risk factors associated with metabolic diseases by modulating gut microbiota and reducing intestinal inflammation. Environ. Microbiol. Rep. 2013, 5, 765–775. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  14. Moro-Garcia, M.A.; Alonso-Arias, R.; Baltadjieva, M.; Fernandez Benitez, C.; Fernandez Barrial, M.A.; Diaz Ruisanchez, E.; Alonso Santos, R.; Alvarez Sanchez, M.; Saavedra Mijan, J.; Lopez-Larrea, C. Oral supplementation with Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus 8481 enhances systemic immunity in elderly subjects. Age (Dordr.) 2013, 35, 1311–1326. [Google Scholar] [CrossRef]
  15. Roager, H.M.; Vogt, J.K.; Kristensen, M.; Hansen, L.B.S.; Ibrugger, S.; Maerkedahl, R.B.; Bahl, M.I.; Lind, M.V.; Nielsen, R.L.; Frokiaer, H.; et al. Whole grain-rich diet reduces body weight and systemic low-grade inflammation without inducing major changes of the gut microbiome: A randomised cross-over trial. Gut 2019, 68, 83–93. [Google Scholar] [CrossRef]
  16. Cummings, J.H.; Macfarlane, G.T.; Englyst, H.N. Prebiotic digestion and fermentation. Am. J. Clin. Nutr. 2001, 73, 415S–420S. [Google Scholar] [CrossRef]
  17. Smith, J.G.; Yokoyama, W.H.; German, J.B. Butyric acid from the diet: Actions at the level of gene expression. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 1998, 38, 259–297. [Google Scholar] [CrossRef]
  18. Topping, D.L.; Clifton, P.M. Short-chain fatty acids and human colonic function: Roles of resistant starch and nonstarch polysaccharides. Physiol. Rev. 2001, 81, 1031–1064. [Google Scholar] [CrossRef]
  19. Tsitko, I.; Wiik-Miettinen, F.; Mattila, O.; Rosa-Sibakov, N.; Seppanen-Laakso, T.; Maukonen, J.; Nordlund, E.; Saarela, M. A Small In Vitro Fermentation Model for Screening the Gut Microbiota Effects of Different Fiber Preparations. Int. J. Mol. Sci. 2019, 20, 1925. [Google Scholar] [CrossRef]
  20. Wang, X.; Gibson, G.R. Effects of the in vitro fermentation of oligofructose and inulin by bacteria growing in the human large intestine. J. Appl. Bacteriol. 1993, 75, 373–380. [Google Scholar] [CrossRef]
  21. De Vadder, F.; Kovatcheva-Datchary, P.; Goncalves, D.; Vinera, J.; Zitoun, C.; Duchampt, A.; Backhed, F.; Mithieux, G. Microbiota-generated metabolites promote metabolic benefits via gut-brain neural circuits. Cell 2014, 156, 84–96. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  22. Byndloss, M.X.; Olsan, E.E.; Rivera-Chavez, F.; Tiffany, C.R.; Cevallos, S.A.; Lokken, K.L.; Torres, T.P.; Byndloss, A.J.; Faber, F.; Gao, Y.; et al. Microbiota-activated PPAR-gamma signaling inhibits dysbiotic Enterobacteriaceae expansion. Science 2017, 357, 570–575. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  23. Liu, X.; Wu, Y.; Li, F.; Zhang, D. Dietary fiber intake reduces risk of inflammatory bowel disease: Result from a meta-analysis. Nutr. Res. 2015, 35, 753–758. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  24. Jia, H.; Hanate, M.; Aw, W.; Itoh, H.; Saito, K.; Kobayashi, S.; Hachimura, S.; Fukuda, S.; Tomita, M.; Hasebe, Y.; et al. Eggshell membrane powder ameliorates intestinal inflammation by facilitating the restitution of epithelial injury and alleviating microbial dysbiosis. Sci. Rep. 2017, 7, 43993. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  25. Ramli, N.S.; Jia, H.; Sekine, A.; Lyu, W.; Furukawa, K.; Saito, K.; Hasebe, Y.; Kato, H. Eggshell membrane powder lowers plasma triglyceride and liver total cholesterol by modulating gut microbiota and accelerating lipid metabolism in high-fat diet-fed mice. Food Sci. Nutr. 2020, 8, 2512–2523. [Google Scholar] [CrossRef]
  26. Sasaki, M.Y.H.; Kato, N. A resistant protein, sericin improves atropine-induced constipation in rats. Food Sci. Technol. Res. 2000, 6, 280–283. [Google Scholar] [CrossRef]
  27. Ferreira-Halder, C.V.; Faria, A.V.S.; Andrade, S.S. Action and function of Faecalibacterium prausnitzii in health and disease. Best Pract. Res. Clin. Gastroenterol. 2017, 31, 643–648. [Google Scholar] [CrossRef]
  28. van der Lugt, B.; van Beek, A.A.; Aalvink, S.; Meijer, B.; Sovran, B.; Vermeij, W.P.; Brandt, R.M.C.; de Vos, W.M.; Savelkoul, H.F.J.; Steegenga, W.T.; et al. Akkermansia muciniphila ameliorates the age-related decline in colonic mucus thickness and attenuates immune activation in accelerated aging Ercc1 (-/Delta7) mice. Immun Ageing 2019, 16, 6. [Google Scholar] [CrossRef]
  29. World Health Organization. UN Decade of Healthy Aging 2021-2030. Available online: https://www.who.int/initiatives/decade-of-healthy-ageing#:~:text=The%20United%20Nations%20Decade%20of,improve%20the%20lives%20of%20older (accessed on 10 December 2021).
  30. Bull, M.J.; Plummer, N.T. Part 1: The Human Gut Microbiome in Health and Disease. Integr. Med. (Encinitas) 2014, 13, 17–22. [Google Scholar]
  31. Honda, K.; Littman, D.R. The microbiota in adaptive immune homeostasis and disease. Nature 2016, 535, 75–84. [Google Scholar] [CrossRef]
  32. Rath, C.M.; Dorrestein, P.C. The bacterial chemical repertoire mediates metabolic exchange within gut microbiomes. Curr. Opin. Microbiol. 2012, 15, 147–154. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  33. Arumugam, M.; Raes, J.; Pelletier, E.; Le Paslier, D.; Yamada, T.; Mende, D.R.; Fernandes, G.R.; Tap, J.; Bruls, T.; Batto, J.M.; et al. Enterotypes of the human gut microbiome. Nature 2011, 473, 174–180. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  34. Ottman, N.; Reunanen, J.; Meijerink, M.; Pietila, T.E.; Kainulainen, V.; Klievink, J.; Huuskonen, L.; Aalvink, S.; Skurnik, M.; Boeren, S.; et al. Pili-like proteins of Akkermansia muciniphila modulate host immune responses and gut barrier function. PLoS ONE 2017, 12, e0173004. [Google Scholar] [CrossRef]
  35. Bodogai, M.; O’Connell, J.; Kim, K.; Kim, Y.; Moritoh, K.; Chen, C.; Gusev, F.; Vaughan, K.; Shulzhenko, N.; Mattison, J.A.; et al. Commensal bacteria contribute to insulin resistance in aging by activating innate B1a cells. Sci. Transl. Med. 2018, 10. [Google Scholar] [CrossRef]
  36. O’Callaghan, A.; van Sinderen, D. Bifidobacteria and Their Role as Members of the Human Gut Microbiota. Front. Microbiol. 2016, 7, 925. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  37. Toward, R.; Montandon, S.; Walton, G.; Gibson, G.R. Effect of prebiotics on the human gut microbiota of elderly persons. Gut Microbes 2012, 3, 57–60. [Google Scholar] [CrossRef]
  38. Haran, J.P.; Bucci, V.; Dutta, P.; Ward, D.; McCormick, B. The nursing home elder microbiome stability and associations with age, frailty, nutrition and physical location. J. Med. Microbiol. 2018, 67, 40–51. [Google Scholar] [CrossRef]
  39. Louis, P.; Flint, H.J. Formation of propionate and butyrate by the human colonic microbiota. Environ. Microbiol. 2017, 19, 29–41. [Google Scholar] [CrossRef]
  40. Shen, Z.; Zhu, C.; Quan, Y.; Yang, J.; Yuan, W.; Yang, Z.; Wu, S.; Luo, W.; Tan, B.; Wang, X. Insights into Roseburia intestinalis which alleviates experimental colitis pathology by inducing anti-inflammatory responses. J. Gastroenterol. Hepatol. 2018, 33, 1751–1760. [Google Scholar] [CrossRef]
  41. Alam, M.T.; Amos, G.C.A.; Murphy, A.R.J.; Murch, S.; Wellington, E.M.H.; Arasaradnam, R.P. Microbial imbalance in inflammatory bowel disease patients at different taxonomic levels. Gut Pathog. 2020, 12, 1. [Google Scholar] [CrossRef]
  42. Imhann, F.; Vich Vila, A.; Bonder, M.J.; Fu, J.; Gevers, D.; Visschedijk, M.C.; Spekhorst, L.M.; Alberts, R.; Franke, L.; van Dullemen, H.M.; et al. Interplay of host genetics and gut microbiota underlying the onset and clinical presentation of inflammatory bowel disease. Gut 2018, 67, 108–119. [Google Scholar] [CrossRef]
  43. Pascal, V.; Pozuelo, M.; Borruel, N.; Casellas, F.; Campos, D.; Santiago, A.; Martinez, X.; Varela, E.; Sarrabayrouse, G.; Machiels, K.; et al. A microbial signature for Crohn’s disease. Gut 2017, 66, 813–822. [Google Scholar] [CrossRef]
  44. Waters, J.L.; Ley, R.E. The human gut bacteria Christensenellaceae are widespread, heritable, and associated with health. BMC Biol. 2019, 17, 83. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  45. Goodrich, J.K.; Waters, J.L.; Poole, A.C.; Sutter, J.L.; Koren, O.; Blekhman, R.; Beaumont, M.; Van Treuren, W.; Knight, R.; Bell, J.T.; et al. Human genetics shape the gut microbiome. Cell 2014, 159, 789–799. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  46. Sassone-Corsi, M.; Nuccio, S.P.; Liu, H.; Hernandez, D.; Vu, C.T.; Takahashi, A.A.; Edwards, R.A.; Raffatellu, M. Microcins mediate competition among Enterobacteriaceae in the inflamed gut. Nature 2016, 540, 280–283. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  47. Salameh, A.; Klotz, S.A.; Zangeneh, T.T. Disseminated Infection Caused by Eggerthella lenta in a Previously Healthy Young Man: A Case Report. Case Rep. Infect. Dis. 2012, 2012, 517637. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  48. Abdulamir, A.S.; Hafidh, R.R.; Bakar, F.A. Molecular detection, quantification, and isolation of Streptococcus gallolyticus bacteria colonizing colorectal tumors: Inflammation-driven potential of carcinogenesis via IL-1, COX-2, and IL-8. Mol. Cancer 2010, 9, 249. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  49. Top, J.; Willems, R.; Bonten, M. Emergence of CC17 Enterococcus faecium: From commensal to hospital-adapted pathogen. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 2008, 52, 297–308. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  50. Trompette, A.; Gollwitzer, E.S.; Pattaroni, C.; Lopez-Mejia, I.C.; Riva, E.; Pernot, J.; Ubags, N.; Fajas, L.; Nicod, L.P.; Marsland, B.J. Dietary Fiber Confers Protection against Flu by Shaping Ly6c(-) Patrolling Monocyte Hematopoiesis and CD8(+) T Cell Metabolism. Immunity 2018, 48, 992–1005e1008. [Google Scholar] [CrossRef]
  51. Kim, M.; Qie, Y.; Park, J.; Kim, C.H. Gut Microbial Metabolites Fuel Host Antibody Responses. Cell Host Microbe 2016, 20, 202–214. [Google Scholar] [CrossRef]
  52. Valdes, A.M.; Walter, J.; Segal, E.; Spector, T.D. Role of the gut microbiota in nutrition and health. BMJ 2018, 361, k2179. [Google Scholar] [CrossRef]
  53. Hosseini, E.; Grootaert, C.; Verstraete, W.; Van de Wiele, T. Propionate as a health-promoting microbial metabolite in the human gut. Nutr. Rev. 2011, 69, 245–258. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  54. Magrone, T.; Jirillo, E. The interaction between gut microbiota and age-related changes in immune function and inflammation. Immun. Ageing 2013, 10, 31. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  55. O’Toole, P.W.; Jeffery, I.B. Gut microbiota and aging. Science 2015, 350, 1214–1215. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  56. He, F.; Ouwehand, A.C.; Isolauri, E.; Hosoda, M.; Benno, Y.; Salminen, S. Differences in composition and mucosal adhesion of bifidobacteria isolated from healthy adults and healthy seniors. Curr. Microbiol. 2001, 43, 351–354. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  57. Biagi, E.; Franceschi, C.; Rampelli, S.; Severgnini, M.; Ostan, R.; Turroni, S.; Consolandi, C.; Quercia, S.; Scurti, M.; Monti, D.; et al. Gut Microbiota and Extreme Longevity. Curr. Biol. 2016, 26, 1480–1485. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  58. Hansen, S.; Baptiste, K.E.; Fjeldborg, J.; Horohov, D.W. A review of the equine age-related changes in the immune system: Comparisons between human and equine aging, with focus on lung-specific immune-aging. Ageing Res. Rev. 2015, 20, 11–23. [Google Scholar] [CrossRef]
  59. Puhlmann, L.M.C.; Engert, V.; Apostolakou, F.; Papassotiriou, I.; Chrousos, G.P.; Vrticka, P.; Singer, T. Only vulnerable adults show change in chronic low-grade inflammation after contemplative mental training: Evidence from a randomized clinical trial. Sci. Rep. 2019, 9, 19323. [Google Scholar] [CrossRef]
  60. van den Munckhof, I.C.L.; Kurilshikov, A.; Ter Horst, R.; Riksen, N.P.; Joosten, L.A.B.; Zhernakova, A.; Fu, J.; Keating, S.T.; Netea, M.G.; de Graaf, J.; et al. Role of gut microbiota in chronic low-grade inflammation as potential driver for atherosclerotic cardiovascular disease: A systematic review of human studies. Obes. Rev. 2018, 19, 1719–1734. [Google Scholar] [CrossRef]
  61. Zhai, Y.; Shi, X.M.; Fitzgerald, S.M.; Qian, H.Z.; Kraus, V.B.; Sereny, M.; Hu, P.; Yin, Z.X.; Xu, J.W.; Zeng, Y. High sensitivity C-reactive protein associated with different health predictors in middle-aged and oldest old Chinese. Biomed. Environ. Sci. 2012, 25, 257–266. [Google Scholar] [CrossRef]
  62. Straub, R.H.; Schradin, C. Chronic inflammatory systemic diseases: An evolutionary trade-off between acutely beneficial but chronically harmful programs. Evol. Med. Public Health 2016, 2016, 37–51. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  63. Singh, T.; Newman, A.B. Inflammatory markers in population studies of aging. Ageing Res. Rev. 2011, 10, 319–329. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  64. Zhang, J.; Rane, G.; Dai, X.; Shanmugam, M.K.; Arfuso, F.; Samy, R.P.; Lai, M.K.; Kappei, D.; Kumar, A.P.; Sethi, G. Ageing and the telomere connection: An intimate relationship with inflammation. Ageing Res. Rev. 2016, 25, 55–69. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  65. Helenius, M.; Hanninen, M.; Lehtinen, S.K.; Salminen, A. Aging-induced up-regulation of nuclear binding activities of oxidative stress responsive NF-kB transcription factor in mouse cardiac muscle. J. Mol. Cell Cardiol. 1996, 28, 487–498. [Google Scholar] [CrossRef]
  66. Kim, H.J.; Yu, B.P.; Chung, H.Y. Molecular exploration of age-related NF-kappaB/IKK downregulation by calorie restriction in rat kidney. Free Radic. Biol. Med. 2002, 32, 991–1005. [Google Scholar] [CrossRef]
  67. Green, D.R.; Galluzzi, L.; Kroemer, G. Mitochondria and the autophagy-inflammation-cell death axis in organismal aging. Science 2011, 333, 1109–1112. [Google Scholar] [CrossRef]
  68. Freund, A.; Orjalo, A.V.; Desprez, P.Y.; Campisi, J. Inflammatory networks during cellular senescence: Causes and consequences. Trends Mol. Med. 2010, 16, 238–246. [Google Scholar] [CrossRef]
  69. Michaud, M.; Balardy, L.; Moulis, G.; Gaudin, C.; Peyrot, C.; Vellas, B.; Cesari, M.; Nourhashemi, F. Proinflammatory cytokines, aging, and age-related diseases. J. Am. Med. Dir. Assoc. 2013, 14, 877–882. [Google Scholar] [CrossRef]
  70. Cesari, M.; Penninx, B.W.; Pahor, M.; Lauretani, F.; Corsi, A.M.; Rhys Williams, G.; Guralnik, J.M.; Ferrucci, L. Inflammatory markers and physical performance in older persons: The InCHIANTI study. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 2004, 59, 242–248. [Google Scholar] [CrossRef]
  71. Grivennikov, S.I.; Greten, F.R.; Karin, M. Immunity, inflammation, and cancer. Cell 2010, 140, 883–899. [Google Scholar] [CrossRef]
  72. Kohler, O.; Krogh, J.; Mors, O.; Benros, M.E. Inflammation in Depression and the Potential for Anti-Inflammatory Treatment. Curr. Neuropharmacol. 2016, 14, 732–742. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  73. Nastasi, C.; Candela, M.; Bonefeld, C.M.; Geisler, C.; Hansen, M.; Krejsgaard, T.; Biagi, E.; Andersen, M.H.; Brigidi, P.; Odum, N.; et al. The effect of short-chain fatty acids on human monocyte-derived dendritic cells. Sci. Rep. 2015, 5, 16148. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  74. Dutta, S.; Sengupta, P. Men and mice: Relating their ages. Life Sci. 2016, 152, 244–248. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  75. Brestoff, J.R.; Artis, D. Commensal bacteria at the interface of host metabolism and the immune system. Nat. Immunol 2013, 14, 676–684. [Google Scholar] [CrossRef]
  76. Matt, S.M.; Allen, J.M.; Lawson, M.A.; Mailing, L.J.; Woods, J.A.; Johnson, R.W. Butyrate and Dietary Soluble Fiber Improve Neuroinflammation Associated with Aging in Mice. Front. Immunol. 2018, 9, 1832. [Google Scholar] [CrossRef]
  77. McLoughlin, R.F.; Berthon, B.S.; Jensen, M.E.; Baines, K.J.; Wood, L.G. Short-chain fatty acids, prebiotics, synbiotics, and systemic inflammation: A systematic review and meta-analysis. Am. J. Clin. Nutr. 2017, 106, 930–945. [Google Scholar] [CrossRef]
  78. Wong, J.M.; de Souza, R.; Kendall, C.W.; Emam, A.; Jenkins, D.J. Colonic health: Fermentation and short chain fatty acids. J. Clin. Gastroenterol. 2006, 40, 235–243. [Google Scholar] [CrossRef]
  79. Depommier, C.; Everard, A.; Druart, C.; Plovier, H.; Van Hul, M.; Vieira-Silva, S.; Falony, G.; Raes, J.; Maiter, D.; Delzenne, N.M.; et al. Supplementation with Akkermansia muciniphila in overweight and obese human volunteers: A proof-of-concept exploratory study. Nat. Med. 2019, 25, 1096–1103. [Google Scholar] [CrossRef]
  80. Hutchinson, A.N.; Bergh, C.; Kruger, K.; Susserova, M.; Allen, J.; Ameen, S.; Tingo, L. The Effect of Probiotics on Health Outcomes in the Elderly: A Systematic Review of Randomized, Placebo-Controlled Studies. Microorganisms 2021, 9, 1344. [Google Scholar] [CrossRef]
  81. Barcena, C.; Valdes-Mas, R.; Mayoral, P.; Garabaya, C.; Durand, S.; Rodriguez, F.; Fernandez-Garcia, M.T.; Salazar, N.; Nogacka, A.M.; Garatachea, N.; et al. Healthspan and lifespan extension by fecal microbiota transplantation into progeroid mice. Nat. Med. 2019, 25, 1234–1242. [Google Scholar] [CrossRef]
  82. Maneerat, S.; Lehtinen, M.J.; Childs, C.E.; Forssten, S.D.; Alhoniemi, E.; Tiphaine, M.; Yaqoob, P.; Ouwehand, A.C.; Rastall, R.A. Consumption of Bifidobacterium lactis Bi-07 by healthy elderly adults enhances phagocytic activity of monocytes and granulocytes. J. Nutr. Sci. 2013, 2, e44. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  83. Macfarlane, S.; Cleary, S.; Bahrami, B.; Reynolds, N.; Macfarlane, G.T. Synbiotic consumption changes the metabolism and composition of the gut microbiota in older people and modifies inflammatory processes: A randomised, double-blind, placebo-controlled crossover study. Aliment. Pharmacol. Ther. 2013, 38, 804–816. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  84. Kim, C.S.; Cha, L.; Sim, M.; Jung, S.; Chun, W.Y.; Baik, H.W.; Shin, D.M. Probiotic Supplementation Improves Cognitive Function and Mood with Changes in Gut Microbiota in Community-Dwelling Older Adults: A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled, Multicenter Trial. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 2021, 76, 32–40. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  85. Everard, A.; Belzer, C.; Geurts, L.; Ouwerkerk, J.P.; Druart, C.; Bindels, L.B.; Guiot, Y.; Derrien, M.; Muccioli, G.G.; Delzenne, N.M.; et al. Cross-talk between Akkermansia muciniphila and intestinal epithelium controls diet-induced obesity. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2013, 110, 9066–9071. [Google Scholar] [CrossRef]
  86. Shin, N.R.; Lee, J.C.; Lee, H.Y.; Kim, M.S.; Whon, T.W.; Lee, M.S.; Bae, J.W. An increase in the Akkermansia spp. population induced by metformin treatment improves glucose homeostasis in diet-induced obese mice. Gut 2014, 63, 727–735. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  87. Dao, M.C.; Everard, A.; Aron-Wisnewsky, J.; Sokolovska, N.; Prifti, E.; Verger, E.O.; Kayser, B.D.; Levenez, F.; Chilloux, J.; Hoyles, L.; et al. Akkermansia muciniphila and improved metabolic health during a dietary intervention in obesity: Relationship with gut microbiome richness and ecology. Gut 2016, 65, 426–436. [Google Scholar] [CrossRef]
  88. Zhang, X.; Shen, D.; Fang, Z.; Jie, Z.; Qiu, X.; Zhang, C.; Chen, Y.; Ji, L. Human gut microbiota changes reveal the progression of glucose intolerance. PLoS ONE 2013, 8, e71108. [Google Scholar] [CrossRef]
  89. Derrien, M.; Belzer, C.; de Vos, W.M. Akkermansia muciniphila and its role in regulating host functions. Microb. Pathog. 2017, 106, 171–181. [Google Scholar] [CrossRef]
  90. Sokol, H.; Pigneur, B.; Watterlot, L.; Lakhdari, O.; Bermudez-Humaran, L.G.; Gratadoux, J.J.; Blugeon, S.; Bridonneau, C.; Furet, J.P.; Corthier, G.; et al. Faecalibacterium prausnitzii is an anti-inflammatory commensal bacterium identified by gut microbiota analysis of Crohn disease patients. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 16731–16736. [Google Scholar] [CrossRef]
  91. Martin, R.; Miquel, S.; Chain, F.; Natividad, J.M.; Jury, J.; Lu, J.; Sokol, H.; Theodorou, V.; Bercik, P.; Verdu, E.F.; et al. Faecalibacterium prausnitzii prevents physiological damages in a chronic low-grade inflammation murine model. BMC Microbiol. 2015, 15, 67. [Google Scholar] [CrossRef]
  92. Pedersen, H.K.; Gudmundsdottir, V.; Nielsen, H.B.; Hyotylainen, T.; Nielsen, T.; Jensen, B.A.; Forslund, K.; Hildebrand, F.; Prifti, E.; Falony, G.; et al. Human gut microbes impact host serum metabolome and insulin sensitivity. Nature 2016, 535, 376–381. [Google Scholar] [CrossRef]
  93. Tett, A.; Huang, K.D.; Asnicar, F.; Fehlner-Peach, H.; Pasolli, E.; Karcher, N.; Armanini, F.; Manghi, P.; Bonham, K.; Zolfo, M.; et al. The Prevotella copri Complex Comprises Four Distinct Clades Underrepresented in Westernized Populations. Cell Host Microbe 2019, 26, 666–679.e667. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  94. Hills, R.D., Jr.; Pontefract, B.A.; Mishcon, H.R.; Black, C.A.; Sutton, S.C.; Theberge, C.R. Gut Microbiome: Profound Implications for Diet and Disease. Nutrients 2019, 11, 1613. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  95. Kong, F.; Hua, Y.; Zeng, B.; Ning, R.; Li, Y.; Zhao, J. Gut microbiota signatures of longevity. Curr. Biol. 2016, 26, R832–R833. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  96. Makki, K.; Deehan, E.C.; Walter, J.; Backhed, F. The Impact of Dietary Fiber on Gut Microbiota in Host Health and Disease. Cell Host Microbe 2018, 23, 705–715. [Google Scholar] [CrossRef]
  97. Menni, C.; Jackson, M.A.; Pallister, T.; Steves, C.J.; Spector, T.D.; Valdes, A.M. Gut microbiome diversity and high-fibre intake are related to lower long-term weight gain. Int J. Obes. (Lond.) 2017, 41, 1099–1105. [Google Scholar] [CrossRef]
  98. Oliver, A.; Chase, A.B.; Weihe, C.; Orchanian, S.B.; Riedel, S.F.; Hendrickson, C.L.; Lay, M.; Sewall, J.M.; Martiny, J.B.H.; Whiteson, K. High-Fiber, Whole-Food Dietary Intervention Alters the Human Gut Microbiome but Not Fecal Short-Chain Fatty Acids. mSystems 2021, 6, e00115-21. [Google Scholar] [CrossRef]
  99. Martinez, I.; Kim, J.; Duffy, P.R.; Schlegel, V.L.; Walter, J. Resistant starches types 2 and 4 have differential effects on the composition of the fecal microbiota in human subjects. PLoS ONE 2010, 5, e15046. [Google Scholar] [CrossRef]
  100. Venkataraman, A.; Sieber, J.R.; Schmidt, A.W.; Waldron, C.; Theis, K.R.; Schmidt, T.M. Variable responses of human microbiomes to dietary supplementation with resistant starch. Microbiome 2016, 4, 33. [Google Scholar] [CrossRef]
  101. Ze, X.; Duncan, S.H.; Louis, P.; Flint, H.J. Ruminococcus bromii is a keystone species for the degradation of resistant starch in the human colon. ISME J. 2012, 6, 1535–1543. [Google Scholar] [CrossRef]
  102. Keenan, M.J.; Zhou, J.; Hegsted, M.; Pelkman, C.; Durham, H.A.; Coulon, D.B.; Martin, R.J. Role of resistant starch in improving gut health, adiposity, and insulin resistance. Adv. Nutr 2015, 6, 198–205. [Google Scholar] [CrossRef]
  103. Zhang, Y.; Chen, L.; Hu, M.; Kim, J.J.; Lin, R.; Xu, J.; Fan, L.; Qi, Y.; Wang, L.; Liu, W.; et al. Dietary type 2 resistant starch improves systemic inflammation and intestinal permeability by modulating microbiota and metabolites in aged mice on high-fat diet. Aging (Albany NY) 2020, 12, 9173–9187. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  104. Alfa, M.J.; Strang, D.; Tappia, P.S.; Graham, M.; Van Domselaar, G.; Forbes, J.D.; Laminman, V.; Olson, N.; DeGagne, P.; Bray, D.; et al. A randomized trial to determine the impact of a digestion resistant starch composition on the gut microbiome in older and mid-age adults. Clin. Nutr. 2018, 37, 797–807. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  105. Alfa, M.J.; Strang, D.; Tappia, P.S.; Olson, N.; DeGagne, P.; Bray, D.; Murray, B.L.; Hiebert, B. A Randomized Placebo Controlled Clinical Trial to Determine the Impact of Digestion Resistant Starch MSPrebiotic((R)) on Glucose, Insulin, and Insulin Resistance in Elderly and Mid-Age Adults. Front. Med. (Lausanne) 2017, 4, 260. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  106. Zhou, J.; Keenan, M.J.; Keller, J.; Fernandez-Kim, S.O.; Pistell, P.J.; Tulley, R.T.; Raggio, A.M.; Shen, L.; Zhang, H.; Martin, R.J.; et al. Tolerance, fermentation, and cytokine expression in healthy aged male C57BL/6J mice fed resistant starch. Mol. Nutr. Food Res. 2012, 56, 515–518. [Google Scholar] [CrossRef]
  107. Tachon, S.; Zhou, J.; Keenan, M.; Martin, R.; Marco, M.L. The intestinal microbiota in aged mice is modulated by dietary resistant starch and correlated with improvements in host responses. FEMS Microbiol. Ecol. 2013, 83, 299–309. [Google Scholar] [CrossRef]
  108. Peixoto, M.C.; Ribeiro, E.M.; Maria, A.P.J.; Loureiro, B.A.; di Santo, L.G.; Putarov, T.C.; Yoshitoshi, F.N.; Pereira, G.T.; Sa, L.R.M.; Carciofi, A.C. Effect of resistant starch on the intestinal health of old dogs: Fermentation products and histological features of the intestinal mucosa. J. Anim. Physiol. Anim. Nutr. (Berl.) 2018, 102, e111–e121. [Google Scholar] [CrossRef]
  109. Wang, Y.; Perfetti, R.; Greig, N.H.; Holloway, H.W.; DeOre, K.A.; Montrose-Rafizadeh, C.; Elahi, D.; Egan, J.M. Glucagon-like peptide-1 can reverse the age-related decline in glucose tolerance in rats. J. Clin. Invest. 1997, 99, 2883–2889. [Google Scholar] [CrossRef]
  110. Swanson, K.S.; Grieshop, C.M.; Flickinger, E.A.; Bauer, L.L.; Healy, H.P.; Dawson, K.A.; Merchen, N.R.; Fahey, G.C., Jr. Supplemental fructooligosaccharides and mannanoligosaccharides influence immune function, ileal and total tract nutrient digestibilities, microbial populations and concentrations of protein catabolites in the large bowel of dogs. J. Nutr. 2002, 132, 980–989. [Google Scholar] [CrossRef]
  111. Beloshapka, A.N.; Alexander, L.G.; Buff, P.R.; Swanson, K.S. The effects of feeding resistant starch on apparent total tract macronutrient digestibility, faecal characteristics and faecal fermentative end-products in healthy adult dogs. J. Nutr. Sci. 2014, 3, e38. [Google Scholar] [CrossRef]
  112. Windey, K.; De Preter, V.; Verbeke, K. Relevance of protein fermentation to gut health. Mol. Nutr. Food Res. 2012, 56, 184–196. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  113. Azuma, N.; Kanaya, M.; Kanamoto, R.; Iwami, K. Feeding soybean resistant protein to rats raises fecal bile acid excretion but counteracts a deoxycholate-caused decrease in colonic aberrant crypt foci. J. Nutr. Sci. Vitaminol. (Tokyo) 1999, 45, 183–192. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  114. Das, G.; Shin, H.S.; Campos, E.V.R.; Fraceto, L.F.; Del Pilar Rodriguez-Torres, M.; Mariano, K.C.F.; de Araujo, D.R.; Fernandez-Luqueno, F.; Grillo, R.; Patra, J.K. Sericin based nanoformulations: A comprehensive review on molecular mechanisms of interaction with organisms to biological applications. J. Nanobiotechnol. 2021, 19, 30. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  115. Okazaki, Y.; Tomotake, H.; Tsujimoto, K.; Sasaki, M.; Kato, N. Consumption of a resistant protein, sericin, elevates fecal immunoglobulin A, mucins, and cecal organic acids in rats fed a high-fat diet. J. Nutr. 2011, 141, 1975–1981. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  116. Guarderas, F.; Leavell, Y.; Sengupta, T.; Zhukova, M.; Megraw, T.L. Assessment of Chicken-Egg Membrane as a Dressing for Wound Healing. Adv. Skin Wound Care 2016, 29, 131–134. [Google Scholar] [CrossRef]
  117. Kalman, D.S.; Hewlings, S. The effect of oral hydrolyzed eggshell membrane on the appearance of hair, skin, and nails in healthy middle-aged adults: A randomized double-blind placebo-controlled clinical trial. J. Cosmet. Dermatol. 2020, 19, 1463–1472. [Google Scholar] [CrossRef]
  118. Vuong, T.T.; Ronning, S.B.; Suso, H.P.; Schmidt, R.; Prydz, K.; Lundstrom, M.; Moen, A.; Pedersen, M.E. The extracellular matrix of eggshell displays anti-inflammatory activities through NF-kappaB in LPS-triggered human immune cells. J. Inflamm Res. 2017, 10, 83–96. [Google Scholar] [CrossRef]
  119. Wang, Y.; Fei, Y.; Liu, L.; Xiao, Y.; Pang, Y.; Kang, J.; Wang, Z. Polygonatum odoratum Polysaccharides Modulate Gut Microbiota and Mitigate Experimentally Induced Obesity in Rats. Int. J. Mol. Sci. 2018, 19, 3587. [Google Scholar] [CrossRef]

Будьте здоровы!

 

ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ

  1. ПРОБИОТИКИ
  2. ПРОБИОТИКИ И ПРЕБИОТИКИ
  3. СИНБИОТИКИ
  4. ДОМАШНИЕ ЗАКВАСКИ
  5. КОНЦЕНТРАТ БИФИДОБАКТЕРИЙ ЖИДКИЙ
  6. ПРОПИОНИКС
  7. ЙОДПРОПИОНИКС
  8. СЕЛЕНПРОПИОНИКС
  9. БИФИКАРДИО
  10. ПРОБИОТИКИ С ПНЖК
  11. МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ
  12. БИФИДОБАКТЕРИИ
  13. ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ
  14. МИКРОБИОМ ЧЕЛОВЕКА
  15. МИКРОФЛОРА ЖКТ
  16. ДИСБИОЗ КИШЕЧНИКА
  17. МИКРОБИОМ и ВЗК
  18. МИКРОБИОМ И РАК
  19. МИКРОБИОМ, СЕРДЦЕ И СОСУДЫ
  20. МИКРОБИОМ И ПЕЧЕНЬ
  21. МИКРОБИОМ И ПОЧКИ
  22. МИКРОБИОМ И ЛЕГКИЕ
  23. МИКРОБИОМ И ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА
  24. МИКРОБИОМ И ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА
  25. МИКРОБИОМ И КОЖНЫЕ БОЛЕЗНИ
  26. МИКРОБИОМ И КОСТИ
  27. МИКРОБИОМ И ОЖИРЕНИЕ
  28. МИКРОБИОМ И САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
  29. МИКРОБИОМ И ФУНКЦИИ МОЗГА
  30. АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА
  31. АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ
  32. АНТИМУТАГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ
  33. МИКРОБИОМ и ИММУНИТЕТ
  34. МИКРОБИОМ И АУТОИММУННЫЕ БОЛЕЗНИ
  35. ПРОБИОТИКИ и ГРУДНЫЕ ДЕТИ
  36. ПРОБИОТИКИ, БЕРЕМЕННОСТЬ, РОДЫ
  37. ВИТАМИННЫЙ СИНТЕЗ
  38. АМИНОКИСЛОТНЫЙ СИНТЕЗ
  39. АНТИМИКРОБНЫЕ СВОЙСТВА
  40. КОРОТКОЦЕПОЧЕЧНЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ
  41. СИНТЕЗ БАКТЕРИОЦИНОВ
  42. АЛИМЕНТАРНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
  43. МИКРОБИОМ И ПРЕЦИЗИОННОЕ ПИТАНИЕ
  44. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
  45. ПРОБИОТИКИ ДЛЯ СПОРТСМЕНОВ
  46. ПРОИЗВОДСТВО ПРОБИОТИКОВ
  47. ЗАКВАСКИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
  48. НОВОСТИ

Комментарии


Комментариев пока нет

Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.
Я согласен(на) на обработку моих персональных данных. Подробнее
Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.

Авторизация
Введите Ваш логин или e-mail:

Пароль :
запомнить