100 |
СПОРТИВНАЯ НУТРИЦИОЛОГИЯ |
|
|
|
|
+ питание). Взаимодействие МБ и нутриентов – важная часть не только научных исследований в спортивной нутрициологии, но и незаменимый элемент практической подготовки спортсмена (нутритивно-метаболической поддержки). К сожалению, приходитсяконстатировать, чтопокавэтом вопросенаукатольконаначальномэтаперазвития данногонаправления, а наличиегораздобольшего количества «белых пятен» по сравнению с уже имеющимисяфактамитребуетпродолженияинтенсивных исследований с позиции доказательной медицины.
Оптимизация состава кишечного микробиома как стратегия улучшения физической формы и общего здоровья спортсмена. Пре-, про- и синбиотики
Пре-, про- и синбиотики являются целевыми нутриентами для применения в клинической и спортивной медицине. Рассмотрим отдельно каждую позицию.
Пребиотики. В соответствии с определением, данным в «Глобальных практических рекомендациях Всемирной гастроэнтерологической организации» (2017), а ранее сформулированном в Консенсусе Международной научной ассоциации по пробиотикам и пребиотикам 2014 г. (Hill C. et al., 2014), пребиотики– «этодиетарные вещества (в основном состоящие из некрахмальных полисахаридов и олигосахаридов)». Пребиотики как компоненты пищи не перевариваются и не усваиваются в верхних отделах желудочно-кишеч- ного тракта, но ферментируются микрофлорой толстого кишечника человека и стимулируют ее рост и жизнедеятельность. К ним относятся: олигофруктоза (натуральная олигофруктоза содержится в пшенице, луке, бананах, меде, чесноке и луке-порее), инулин, галакто-олигосахариды,
лактулоза. Олигофруктоза, как натуральная, так и синтезированная ферментативным путем из сукрозы, является одним из наиболее важных пребиотиков, поскольку увеличивает количество бифидобактерийвтолстойкишке, увеличиваетвес фекалий, усиливает всасывание кальция, ускоряет прохождение пищевых масс в ЖКТ, что косвенно улучшает липидный профиль сывротки крови, снижает уровень аммиака.
Термин«пребиотики» сточкизрениядиетологии и клинической нутрициологии связан с термином «пищевыеволокна». Европейскоеобществоклинического питания и метаболизма (E.S.P.E.N., 2016) дает следующее определение термину «пищевые волокна»: «Пищевые волокна (ПВ, «резистентные углеводы») представляют собой субстраты, которые в тонкой кишке не расщепляются или метаболизируются и всасываются лишь в незначительномколичестве. ПВявляютсяэндогенными компонентамирастительныхклеток(структуры и матрикса) или их стенок. Они не подвергаются расщеплениюферментами, выделяющимисявтонкой кишке человека. В основном они относятся к полисахаридам. В эту группу также следует включить лигнин и ряд других нерасщепляемых (но содержащихся в пище в малых количествах) компонентов, которые связаны с полисахаридами пищевыхволоконимогутоказыватьвлияниенаих физиологические свойства… Международная группа экспертов E.S.P.E.N. предложила следующее определение (консенсус): 1) пищевые волокна (за исключением лигнина) состоят из углеводных полимеровсостепеньюполимеризациинеменее3; 2) пищевые волокна состоят из нерасщепляемых иневсасываемыхуглеводовилигнина, источником которых являются растения; 3) функциональные волокна состоят из изолированных нерасщепляемыхуглеводов, которыеоказываютблагоприятные физиологические эффекты в организме человека; 4) общеесодержаниеволоконпредставляетсобой
Глава 3. Микробиом кишечника спортсмена. Пре-, про- и синбиотики |
101 |
|
|
|
|
сумму содержания пищевых волокон и волокон, добавленных дополнительно. В пище может присутствоватьодинилинесколькоизследующихвидов волокон: съедобныеуглеводныеполимеры, поступающиеворганизмспотребляемойпищей; углеводные полимеры, образующиеся из веществ сырой пищи прифизическом, ферментативномилихимическом воздействии; синтетическиеуглеводныеполимеры».
ПоложительноевлияниеПВзаключаетсявформировании чувства насыщения, снижении холестеринаиглюкозывкрови, образованиисубстрата длядеятельностимикробиомаидр. Похимической структуре ПВ классифицируются на: сахара (степень полимеризации 1–2); олигосахариды (степень полимеризации 3–9); полисахариды (степень полимеризации ≥ 10). Варианты классификации ПВ по химической структуре и происхождению, атакжефизико-химическимсвойствамданывтаб-
лицах 19, 20, 21.
Концепция пребиотиков сформулирована в работах группы под руководством професора отдела питания и пищевых наук Университета Рединга(Великобритания) G.R. Gibson в90-хгодах прошлого столетия (Gibson G.R., Roberfroid M.B., 1995; Fuller R., Gibson G.R., 1997) ипозднееразвита на новой научной основе в составе интернационального коллектива исследователей из Италии,
Греции, Великобритании (Likotrafiti E. et al., 2013, 2014). В основе концепции лежит существование особой категории неперевариваемых углеводов
инекоторых других веществ с благоприятным влиянием на организм за счет стимулирования роста и/или активности бактерий в ободочной кишке (фрукто- и галактоолигосахариды, пектин, β-глюканы, инулин, лактитол, лактулоза, лактосукроза). Инулин индуцирует рост полезных лактобацилл и бифидобактерий в ободочной кишке
испособствует снижению количества потенциальнопатогенныхмикроорганизмов. Такоежедействиеоказываютфруктоигалактоолигосахариды.
Некоторые нерасщепляемые углеводы способствуют возникновению чувства насыщения путем замедления опорожнения желудка и снижения аппетита, темсамыммодулируяпоступлениеэнергии и контроль массы тела. Образование при этом в просвете ЖКТ вязких гелей снижает уровень липопротеинов низкой плотности и холестерина, уменьшает колебания содержания глюкозы крови и инсулина после приема пищи. Нерасщепляемые неферментируемые углеводы формируют объем каловых масс, снижают время их прохождения по ободочной кишке.
Пробиотики. В соответствии с определением, данным в «Глобальных практических рекомендациях Всемирной гастроэнтерологической организации» (2017), а ранее сформулированном в Консенсусе Международной научной ассоциации попробиотикамипребиотикам, «пробиотики– это живыемикроорганизмы, приносящиепользухозяину при введении в адекватных количествах» (Hill C. et al., 2014). Как пробиотики чаще всего использу-
ютсявидыLactobacillus иBifidobacterium, нотакже этурольиграютидрожжиSaccharomyces boulardii
и некоторые виды E. coli и Bacillus. Недавно как новыйпищевойпродуктвЕвропейскомСоюзебыла зарегистрированаClostridium butyricum. Молочнокислые бактерии, включая вид Lactobacillus, ферментация которых в течение тысяч лет использовалась для сохранения пищи, могут действовать и как средство для ферментации и в дополнение к этому потенциально способны оказывать благотворный эффект на состояние здоровья. Тем неменее, строгоговоря, термин«пробиотик» должен резервироваться для живых микробов, которые обладают доказанными положительными эффектами на состояние здоровья в контролируемых клинических исследованиях, проведенных у человека. Понятие «ферментация» во всем мире употребляетсявотношениисохранениямножества сырых сельскохозяйственных продуктов (круп,
102 |
СПОРТИВНАЯ НУТРИЦИОЛОГИЯ |
|
|
|
|
Таблица 19. Классификация ПВ по химической структуре и источнику (цит. по: Европейское общество клинического питания и метаболизма (E.S.P.E.N., 2016); Основы клинического питания: под ред. Л. Соботки, 4-е изд.)
|
|
|
|
Вид пищевых волокон |
Источник |
|
|
|
|
Полисахариды, не являющиеся крахмалами |
Цельнозерновая пшеничная мука, отруби |
|
Целлюлоза |
Овощи, необработанное зерно |
|
Гемицеллюлоза |
Яблоки, цитрусовые |
|
Пектин |
Овес, овощи, гуар, ячмень |
|
Смолы |
Различные растения |
|
Растительная мякоть |
Созревшие овощи, съедобные семена |
|
Лигнин |
|
|
Олигосахариды |
|
|
Альфа-глюканы |
|
|
Другие глюканы |
|
|
Раффиноза |
|
|
Стахиоза |
Овощи |
|
Вербаскоза |
Лук, цикорий, артишок, банан |
|
Фруктоолигосахариды |
|
|
Галактоолигосахариды |
Молоко (коровье, человеческое) |
|
Инулин |
Лук, артишоки |
|
Резистентный крахмал |
Картофель, кукуруза |
|
|
|
Таблица 20. Классификация ПВ по их физико-химическим свойствам (цит. по: Европейское общество клинического питания и метаболизма (E.S.P.E.N., 2016); Основы клинического питания: под ред. Л. Соботки, 4-е изд.)
|
|
|
|
|
|
Пищевые волокна |
Растворимость |
Ферментируемость, |
Метаболизм |
|
|
|
% |
в ободочной кишке |
|
Структурные полисахариды |
Отсутствует |
< 50 |
Умеренный |
|
Целлюлоза |
|||
|
Гемицеллюлоза А |
Хорошая |
70 |
Умеренный |
|
Гемицеллюлоза В |
Плохая |
30 |
Умеренный |
|
|
|
|
|
|
Структурные соединения, не являющиеся |
|
|
|
|
полисахаридами |
Отсутствует |
5 |
Нет |
|
Лигнин |
|||
|
|
|
|
|
|
Неструктурные полисахариды |
Очень хорошая |
100 |
Выраженный |
|
Пектин |
|||
|
Смолы |
Очень хорошая |
100 |
Выраженный |
|
Слизи |
Хорошая |
100 |
Выраженный |
|
|
|
|
|
|
Олигосахариды |
Хорошая |
100 |
Выраженный |
|
Инулин |
|||
|
Фруктоолигосахариды (ФОС) |
Хорошая |
100 |
Выраженный |
|
Галактоолигосахариды (ГОС) |
Хорошая |
100 |
Выраженный |
|
|
|
|
|
|
Резистентный крахмал |
Плохая |
100 |
Умереный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глава 3. Микробиом кишечника спортсмена. Пре-, про- и синбиотики |
103 |
|
|
|
|
Таблица 21. Определения некоторых наиболее важных понятий, употребляемых в Глобальных практических рекомендациях Всемирной гастроэнтерологической организации (цит. по: Guarner F. et al., 2017)
|
|
|
|
Понятие |
Определение |
|
|
|
|
Пробиотики |
Живые микроорганизмы, которые при введении в адекватных количествах |
|
оказывают положительное влияние на состояние здоровья «хозяина» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Селективно ферментированный ингредиент, который образуется при специ- |
|
Пребиотики |
фичных изменениях в составе и/или активности желудочно-кишечной |
|
микробиоты и таким образом оказывает положительный эффект(ы) |
|
|
|
|
|
|
на состояние здоровья «хозяина» |
|
|
|
|
Синбиотики |
Продукты, содержащие как пробиотики, так и пребиотики, |
|
оказывающие положительное влияние на состояние здоровья |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Функциональная классификация непатогенной, нетоксигенной, грампо- |
|
|
ложительной, ферментативной бактерии, которая связана с продукцией |
|
Молочно-кислая бактерия |
молочной кислоты из углеводов, что делает их пригодными для фермен- |
|
(МКБ) |
тации пищи. В эту группу включаются виды Lactobacillus, Lactococcus |
|
и Streptococcus thermophilus. Многие пробиотики также входят в группу |
|
|
|
|
|
|
МКБ, но некоторые (такие как определенные штаммы E.coli, спорообразу- |
|
|
ющие и дрожжи, используемые в качестве пробиотиков) в нее не входят |
|
|
|
|
Ферментация |
Процесс, при котором микроорганизм трансформирует пищу в другие про- |
|
дукты, обычно посредством образования молочной кислоты, этанола и дру- |
|
|
|
гих конечных веществ метаболизма |
|
|
|
|
|
|
кореньев, клубней, овощейифруктов, молока, мяса, рыбы и др.). Данное определение зафиксировало достижениянаукивобластипробиотиков, которые были сделаны в период после принятия международныхрекомендацийВОЗпооценкепробиотиков еще в 2001–2002 гг. (Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food).
Синбиотики представляют собой комбинации пре- и пробиотиков, что обусловливает сочетание эффектов обеих групп веществ (табл. 21).
Номенклатура микроорганизмов, относящихся к пробиотикам, также регламентирована ГлобальнымипрактическимирекомендациямиВсемирной гастроэнтерологической организации (табл. 22).
В Глобальных практических рекомендациях Всемирной гастроэнтерологической организации
(Guarner F. et al., 2012, 2017) прямо указывается,
что «у некоторых штаммов имеются уникальные качества, которые могут отвечать за определенные неврологические, иммунологические и антимикробные эффекты. Тем не менее новой концепцией в сфере пробиотиков служит понимание того, что некоторые механизмы пробиотической активности, вероятно, являются общими для различных штаммов, видов и даже типов. Многие пробиотики могут действовать сходным образом в отношении способности к стимуляции резистентности к колонизации, регулирования
104 |
СПОРТИВНАЯ НУТРИЦИОЛОГИЯ |
|
|
|
|
Таблица 22. Номенклатура, используемая для пробиотических микроорганизмов в соответствии с Глобальными практическими рекомендациями Всемирной гастроэнтерологической организации (цит. по: Guarner F. et al., 2017)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обозначение |
Краткое |
|
|
|
|
|
|
международного |
Название |
|
|
Тип |
Вид |
Подвид |
Штамм |
название |
||
|
депозитория |
продукта |
|||||
|
|
|
|
|
штаммов |
штамма |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lactobacillus |
rhamnosus |
нет |
GG |
ATTC53103 |
LGG |
Culturelle |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Bifidobacterium |
animalis |
lactis |
DN-173 010 |
CNCM I-2494 |
Bifidus |
Activia |
|
regularis |
йогурт |
|||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Bifidobacterium |
longum |
longum |
35624 |
NCIMB41003 |
Bifantis |
Align |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: пробиотический штамм идентифицируется типом, видом, подвидом (если применимо) и бук-
венно-цифровым обозначением специфического штамма. В научном сообществе существует общепринятая номенклатура для микроорганизмов – например, Lactobacillus casei DN-114 001 или Lactobacillus rhamnosus GG.
Маркетинговые и торговые названия научным сообществом не контролируются. В соответствии с практическими рекомендациями ВГО/FAO (http://www.fao.org/3/a-a0512e.pdf) производители пробиотика должны регистри-
ровать их штаммы в международном депозитарии. Депозитарии дают дополнительные обозначения штаммов. В таблице даны несколько примеров коммерческих штаммов и связанных с ними названий. Обозначение штамма важно, т. к. именно с ним связывают в процессе экспериментальных и клинических исследований наличие/ отсутствие положительных эффектов.
желудочно-кишечного транзита, или нормализации нарушений в микробиоте. Например, способностькувеличениюпродукциикороткоцепочечных жирных кислот или к снижению pH просвета толстой кишки могут быть главным эффектом, производимым многими различными штаммами пробиотиков. Следовательно, некоторые пробиотические эффекты могут быть оказаны многими штаммамиопределенныххорошоизученныхвидов
Lactobacillus и Bifidobacterium. Если целью при-
ема пробиотиков является поддержка здорового пищеварения, то, возможно, будет достаточным употребление многих разнообразных пробиотических смесей, содержащих адекватное количество хорошо изученных видов. Сейчас в сфере изучения пробиотиков общепринятым считается вклю- чатьвсистемныеобзорыимета-анализымноже-
ственные штаммы. Такой подход возможен, если общиемеханизмыдействияразличныхвключенных штаммовпозволяютсчитатьихответственными за полученный эффект».
Необходимо понимать, что дополнительное введение вдиетуБАД, вчастностифармаконутриентов, проипребиотиков, нетолькообеспечивает изменениеметаболическихпроцессоввнутриорганизма, ноиизменяетдеятельностьмикробиома, так как является питательной средой и для «хозяина», и для микроорганизмов. Таким образом, влияние приема пробиотиков и пребиотиков является суммой изменений микробиома кишечника и метаболизма макроорганизма «хозяина».
Следуетконстатировать, чтовнастоящеевремя не существует строгой преемственности между результатами исследований особенностей микро-