Лечебные свойства пищевых волокон

ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН

 

Физические и метаболические эффекты пищевых волокон при различных патологических состояниях макроорганизма

 

 

1. Пищевые волокна (ПВ) и заболевания гастродуоденальной зоны
2. Пищевые волокна и заболевания кишечника
3. Пищевые волокна и рак толстой кишки
4. Пищевые волокна и холелитиаз (Желчнокаменная болезнь) 
5. Пищевые волокна и цирроз печени
6. Пищевые волокна и заболевания обмена веществ
7. Пищевые волокна и сахарный диабет
8. Пищевые волокна и нарушения липидного обмена при заболеваниях сердечно-сосудистой системы
9. Пищевые волокна и ожирение
10. Пищевые волокна и аллергические реакции и псевдоаллергические синдромы

Пищевые волокна (ПВ) и заболевания гастродуоденальной зоны

Экспериментальные и клинические исследования выявили полезное воздействие ПВ у лиц с заболеваниями гастродуоденальной зоны, реализуемые несколькими путями:

• Увеличение полупериода эвакуации из желудка как жидкой, так и твердой пищи (в основном пектины и слизи), увеличение моторного индекса двенадцатиперстной кишки.
• Стимуляция репаративных процессов в стенке желудка (наиболее выраженное у люцерны, эспарцета и микрокристаллической целлюлозы); восстанавливающее действие на железистый аппарат желудка (возрастание функции желез с низкой их активностью до лечения и снижение секреторной функции с изначально гиперфункциональным состоянием).
• Торможение секреторной активности желудочного сока.
• Повышение рН в теле и антральном отделе желудка.
• Уменьшение регургитации желчи в желудок посредством увеличения абсорбции желчных кислот.

Что касается предупреждений обострений язвенной болезни и удлинении сроков ремиссии, мнения исследователей противоположны: по данным Kang J.Y. et al (1988) прием ПВ не вызывал снижения частоты рецидивов, однако в работах Rydning A (1990) указано на достоверное удлинение периода ремиссии и снижение частоты обострений.

Более важное значение приобретает потребление ПВ пациентами, перенесшими резекцию желудка.

Благотворное действие ПВ направлено на:

• Профилактику рака ободочной и прямой кишки (воздействие на желудочную секрецию и метаболизм желчных кислот)
• Профилактику и лечение демпинг-синдрома:
• За счет влияния ПВ на эвакуаторную функцию желудка (увеличение времени)
• Модификация инкреции интестинальных гормонов (энтероглюкагона и желудочного ингибирующего полипептида).

Пищевые волокна и заболевания кишечника

Заболевания кишечника по ряду эпидемиологических исследований занимают 2–3 место среди других патологий ЖКТ. Лидирующее положение в списке заболеваний кишечника отводят хроническим колитам различной этиологии, синдромураздраженного кишечника и другим функциональным заболеваниям с нарушениеммоторно-эвакуаторной функции, а также дивертикулезу толстой кишки, который развивается как результат чрезвычайного напряжения при акте дефекации, что характерно при потреблении так называемой западной (содержащей мало ПВ) диете.

Как указывалось ранее, к метаболитам, ответственным за энергообеспечение эпителия, поставке субстратов липо- и глюконеогенеза, поддержание ионного обмена (схема 1) относят короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК) и их соли, продуцируемые микрофлорой кишечника. Поэтому ПВ, помимо прямых физических эффектов, являясь субстратом для микрофлоры, оказывают многофункциональное действие при хронической патологии кишечника.

Эффекты, оказываемые ПВ при хронических заболеваниях толстой кишки, можно суммировать в следующем списке:

• ПВ при различных видах обработки оказывают разнонаправленное воздействие на транзит химуса и кала по пищеварительному тракту, а также на массу и состав кала:

1. увеличивают массу фекалий, содержание в них жидкости, уменьшают время кишечного транзита при заваривании кипятком и увеличении потребления суточного количества жидкости до 1,5–2 л/с;
2. уменьшают массу фекалий, содержание в них жидкости, увеличивают время кишечного транзита при употреблении сухих отрубей.

Изложенное разнонаправленное действие ПВ предполагает их назначение при патологии кишечника с различными типами моторно-эвакуаторных нарушений.

Схема 1. Окислительный и синтетический  вклады КЖК в обменные процессы колоноцита, связанные с функциями всасывания Na⁺, детоксикацией и липогенезом (W.E.W. Roediger, 1990)

• ПВ изменяют миоэлектрическую активность кишечника, приводят в равновесие пропульсивные и тонические сокращения мускулатуры толстой кишки.
• ПВ, являясь пищевым субстратом для микрофлоры, способствуют нормализации популяционной численности и активности облигатной микрофлоры, которая в свою очередь поставляет КЖК, необходимые для нормальной трофики, энергообеспечения и дифференцировки колоноцитов.
• ПВ (особенно грубого помола и из семян) снижают внутрикишечное давление, профилактизируя дивертикулез кишечника и его осложнения.
• ПВ не ускоряют транзита химуса в начальном отделе кишечника, где наиболее интенсивно проходят процессы гидролиза нутриентов и значительна степень всасывания пластических и энергетических составных частей пищи, витаминов, микроэлементов и др.

Пищевые волокна и рак толстой кишки

Профилактическая роль ПВ в отношении РТК может быть связана со следующими механизмами:

• Снижение концентрации канцерогенов за счет их связывания вследствие гидрофильности ПВ и удержания в просвете кишки большего количества жидкости,с увеличением общей массы фекалий.
• Ускорение пассажа химуса, т.е. уменьшение времени контакта ко- и канцерогенного вещества и слизистой оболочки кишки.
• Связывание ПВ ко- и канцерогенов, в том числе желчных кислот.
• Изменение внутрикишечного рН, обычно в кислую сторону, вследствие выработки летучих жирных кислот при бактериальной ферментации ПВ, что приводит к снижению концентрации свободного аммиака, который содействует канцерогенезу в толстой кишке.
• Изменение кишечной микрофлоры количественно и качественно, что может приводить к иным воздействиям на некоторые канцерогены, особенно «непрямые» или «требующие активации» (диметилгидразин или афлатоксин Б1).
• Образование при бактериальном расщеплении ПВ, особенно злаковых, лигнанов– энтеролактона и энтеродиола; последние, не обладая эстрогенной активностью, вследствие близости их структуры к структуре синтетических эстрогенов стильбэстрола и гексэстрола связывают рецепторы к эстрогенам; поскольку 30–50% всех опухолей ТК имеют рецепторы к эстрогенам, лигнаны блокируют пролиферативное действие эстрогенов на эпителий ТК.

Пищевые волокна и холелитиаз (Желчнокаменная болезнь) 

В многочисленных экспериментальных исследованиях показана способность ПВ снижать концентрацию холестерина в желчи и предотвращать возникновение холестериновых желчных камней.

Учитывая метаболизм холестерина в организме (схема 2), механизм влияния ПВ на снижение холестерина реализуется следующими путями:

• Абсорбция холестерина и желчных кислот (ЖК) и усиленное выведение их с калом.
• Для поддержания пула ЖК, выводимых с калом, происходит усиленный синтезих из холестерина, уменьшая его количество в желчи.

Схема 2. Метаболизм холестерина в организме (Vanhouny G.V.,1982, модификация Ардатской М.Д., 2001)

Кроме того, действие ПВ на ингредиенты и литогенность желчи связано в большей степени с изменением метаболизма ЖК и их энтерогепатической циркуляции (схема 3).

Схема 3. Энтерогепатическая циркуляция желчных кислот у человека

Влияние ПВ на изменение указанной метаболической цепи осуществляется:

• Путем изменения качественного состава ЖК: ПВ сорбируют желчные кислоты неодинаково. Свободные ЖК связываются больше, чем конъюгаты, что приводит к снижению индекса литогенности
• Изменением метаболической активности и популяционной численности родов микроорганизмов, принимающих участие в 7-α-дегидроксилировании ЖК
• Изменением времени транзита по кишечной трубке.

Пищевые волокна и цирроз печени

Угрожающим синдромом при заболеваниях печени является печеночная энцефалопатия (ПЭ), в конечной стадии приводящая к смерти больного. Существует несколько гипотез патогенеза ПЭ, среди которых значительное место занимает «гипотеза глии», где рассматривается аммиачная и нейротрансмиттерная модели.

Как было установлено, ПВ значительно снижают степень ПЭ, путем прямого:

• Ре- и абсорбирующего действия в отношении аммиака, среднецепочечных жирных кислот (кислот с разветвленной углеродной цепью (изомеров) и др. нейротрансмиттеров (меркаптанов и др.) и выведения их с калом.
• Изменения времени кишечного транзита.

и непрямого:

• Изменения метаболической активности и популяционной численности кишечной микрофлоры – продуцентов короткоцепочечных жирных кислот, аммиака, нейротрансмиттеров бактериального происхождения (меркаптаны, γ-аминомасляная кислота)
• Снижение проницаемости кишечной стенки, вследствие изменения окислительно-восстановительного внутрипросветного потенциала, что приводит к уменьшению проникновения не только бактериальных нейротрансмиттеров в кровяное русло и лимфу, но и снижает проницаемость и непосредственно для микроорганизмов.

Последнее крайне важно, для профилактики другого грозного осложнения ЦП –спонтанного бактериального перитонита, смертность от которого достигает 50%, а у 69% больных наблюдается рецидив в течение года, где общая смертность в течение уже достигает 61–78%.

Пищевые волокна и заболевания обмена веществ

Заболевания обмена веществ также связывают с уменьшением в рационе современного человека содержания ПВ, что относит их также к болезням цивилизации. Следует полагать, что диетотерапия вышеуказанных заболеваний с включением достаточного количества ПВ обеспечит наибольший профилактический и лечебный эффект.

Пищевые волокна и сахарный диабет

Проведенными исследованиями установлено:

• При высоком содержании ПВ в диете увеличивается время всасывания углеводов из ЖКТ, что приводит к более эффективному использованию углеводов периферическими тканями.
• Из пищевых волокон различного происхождения положительное влияние оказывали только волокна из хлебных злаков и трав; волокна из фруктов и овощей подобным действием не обладали.
• ПВ тормозят всасывание глюкозы в кишечника (гуар).
• В меньшей степени способствуют повышению гликемии овощи (а не крупы или картофель).
• ПВ тормозят секрецию интестинальных гормонов и ингибируют действие некоторых антинутриентов, что спообствует снижению глюкозурии и кетоацидоза, уменьшает потребность в инсулине.

Таким образом, ПВ могут модифицировать углеводный обмен путем изменения транзита пищевой кашицы в желудке и тонкой кишке, замедления всасывания простых углеводов, стимуляции гликолиза и изменения инкреции инсулина и интестинальных гормонов.

См. также: Растительная клетчатка защищает от диабета

Пищевые волокна и нарушения липидного обмена при заболеваниях сердечно-сосудистой системы

Выявленная существенная отрицательная корреляция между потреблением  вегетарианских рационов и смертностью в результате ИБС побудила исследователей более детально оценить влияние пищевого рациона на изменение обмена липидов и развитие патологии ССС.

Известно, что морфологическим субстратом ИБС является холестериновая бляшка. На схеме 4 представлен метаболизм холестерина в организме человека. Многочисленные исследования выявили эффекты ПВ на различные звенья метаболической цепи: ПВ способствуют увеличению содержания холестерина липопротеидов высокой плотности и уменьшению уровня общего холестерина крови посредством адсорбции его, увеличения экскреции желчных кислот и восстановления баланса между образованием и выведением холестерина.

Механизмы влияния ПВ на адсорбцию липидов:

Прямые эффекты:

• изменение времени опорожнения желудка;
• изменение времени транзита химуса;
• блокирование волокнами поверхности слизистой оболочки кишечника, что уменьшает всасывание липидов;
• секвестрация желчных кислот и других мицеллярных компонентов.

Непрямые эффекты:

• влияние на величину и состав пула желчных кислот:

1. увеличение фекальной экскреции кислых и нейтральных стероидов как результат нарушения их всасывания из-за недостатка желчных кислот;
2. увеличение 7-альфа-гидроксилации холестерина;

• изменение выброса интестинального глюкагона и панкреатического инсулина
• адаптивные изменения кишечной структуры и функции.

Кроме того, установлено, что уменьшение усвояемости цинка, при высоком потреблении ПВ, может приводить к нарушению обмена холестерина.

Пищевые волокна и ожирение

Обоснованность применения ПВ при лечении избыточной массы тела связана со многими факторами. Например, при ферментации пищевых волокон в кишечнике микроорганизмами образуются короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК), среди которых особый интерес представляет пропионовая кислота, т.к. пропионаты стимулируют секрецию лептина - гормона, регулирующего аппетит и усиливают процесс перевода жиров в энергию.

Факторы влияния ПВ на эффективность лечения ожирения:

• снижение усвояемости энергии рациона;
• наполнение желудка и поддержание чувства насыщения;
• удлинение времени опорожнения желудка;
• изменение моторики тонкой кишки (время транзита химуса и его перемешиваемость);
• изменение профиля рН внутрикишечного содержимого;
• освобождение желудочно-кишечных гормонов;
• изменение полостного пищеварения;
• изменение всасывания в кишечнике;
• нормализация липидно-углеводного обмена.

Кроме того, огромное значение ПВ приобретают в профилактике и лечении поражений органов-мишеней, в частности неалкогольного стеатогепатита. При ожирении увеличивается поступление в печень свободных жирных кислот и формируется стеатоз печени, что рассматривается как «первый удар». Последовательно или одновременно развивается оксидативный стресс («второй удар»), который имеет место при синдроме избыточного бактериального роста в результате повышенной эндогенной секреции этанола и липополисахаридов, стимулирующих избыточную продукцию провоспалительных цитокинов клетками Купффера. Проведенные научные исследования продемонстрировали эффективность назначения ПВ, как средств, обеспечивающих нормальную работу кишечной микрофлоры, что способствует профилактике и лечению заболеваний печени, в том числе у пациентов неалкогольным стеатогепатитом.

Пищевые волокна и аллергические реакции и псевдоаллергические синдромы

Механизм воздействия ПВ реализуется путем:

• Прямого действия – абсорбция аллергенов из ЖКТ.

• Опосредованное действие – изменение метаболической активности микрофлоры кишечника и снижение выработки биогенных аминов, в частности гистамина, а также повышение иммунорезистентности.

ПВ существенно снижают уровень эндогенного гистамина и других биологических аминов, которые реализуют аллергические проявления при болезнях пищеварительной системы.

Таким образом, с учетом многообразия действия пищевых волокон и их влияния на основные механизмы формирования заболеваний желудочно-кишечного тракта и других систем, доказана целесообразность их использования в клинической и профилактической медицине.

В настоящее время разработано много препаратов, имеющих в своем составе различные пищевые волокна.

Источник: Ардатская М.Д. Клиническое применение пищевых волокон: [метод. пособие] / М. Д. Ардатская. – М.: 4ТЕ Арт, 2010. – 48 с.

Дополнительно см.:

Влияние неперевариваемых углеводов на метаболические заболевания

Влияние пищевых волокон на кишечную микробиоту в здоровье и заболевании хозяина

Роль пищевых волокон и модуляции кишечного микробиома в прогрессировании хронической болезни почек

К РАЗДЕЛУ: ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА

Будьте здоровы!