Микробиом фруктов и овощей положительно влияет на разнообразие бактерий в кишечнике человека. Это недавно доказала команда исследователей Института экологической биотехнологии Технического университета Граца (TU Graz). И это первое доказательство того, что растительные микробы способны колонизировать кишечник человека, передает EastFruit.
В исследовании, опубликованном в журнале Gut Microbes, исследователи отмечают, что бактериальное разнообразие в кишечнике играет важную роль в здоровье человека. Ключевой вопрос, однако, заключается в том, откуда берется это разнообразие? Известно, что важная часть материнской микробиомы передается ребенку при рождении, и то же самое происходит в период грудного вскармливания через грудное молоко. Однако команда под руководством Висну Ади Вичаксоне и Габриэле Берг из Института экологической биотехнологии Технического университета Граца смогла доказать, что растительные микроорганизмы из фруктов и овощей способствуют разнообразию микробиома человека (Wicaksono et al., 2023).
Микробиом — собирательное название микроорганизмов, находящихся в симбиозе с организмом хозяина. Также под микробиомом подразумевают совокупность геномов микробных популяций в человеке.
Как отмечают исследователи, микробиом свежих фруктов и овощей и кишечника человека представлены бактериями Enterobacterales, Burkholderiales и Lactobacillales. Потенциально воздействие бактерий через потребление фруктов и овощей оказывает благотворное влияние на функциональное разнообразие микробиоты кишечника, в частности, благодаря наличию предполагаемых генов, способствующих здоровью, для производства витаминов и короткоцепочечных жирных кислот. В кишечнике человека они присутствовали постоянно, хотя и в небольшом количестве — около 2,2%. Возраст человека, частота потребления овощей и разнообразие потребляемых растений были факторами, способствующими увеличению их доли. В целом, результаты исследования позволяют установить одну из основных связей между микробиомом человека и микробиомом окружающей среды. Это исследование показало, что микроорганизмы, полученные из фруктов и овощей, могут быть обнаружены в кишечнике человека и вносить вклад в разнообразие микробиома кишечника.
Авторам удалось доказать, что частота потребления фруктов и овощей и разнообразие потребляемых растений влияют на количество связанных с фруктами и овощами бактерий в кишечнике человека. Особенно раннее детство представляет собой окно возможностей для колонизации бактериями, связанными с потреблением фруктов и овощей. Также было продемонстрировано, что микроорганизмы растительного происхождения обладают пробиотическими и оздоровительными свойствами.
Микробиом — это совокупность всех микроорганизмов, колонизирующих макроорганизм (человека, животного, растение) или его часть, например, кишечник или фрукт. Хотя отдельные микробиомы становятся все более понятными, мало что известно о их взаимосвязях. Висну Ади Вичаксоне говорит о том, что потребление фруктов и овощей, особенно в младенчестве, положительно влияет на развитие иммунной системы в первые три года жизни, так как в это время развивается кишечный микробиом. Но даже после этого разнообразие бактерий кишечника полезно для здоровья. «Это просто влияет на все. Разнообразие влияет на устойчивость всего организма; более высокое разнообразие передает больше устойчивости», — говорит глава Института Габриэле Берг.
Для того чтобы определить, что потребление фруктов и овощей и их микробиомов действительно приводит к изменениям в кишечном микробиоме, команда сначала создала каталог данных микробиома из фруктов и овощей, что позволило им присвоить их бактерии. Они сравнили эти данные с общедоступными данными из двух исследований кишечной флоры. Проект TEDDY изучал развитие младенцев в долгосрочном исследовании, а проект American Gut Project изучал кишечный микробиом взрослых — оба проекта также собирали данные о потреблении пищи испытуемыми. В общей сложности исследователи имели в своем распоряжении метагеномные данные из около 2500 образцов кала, каждый из которых содержал от одного до десяти миллионов последовательностей — в общей сложности было оценено несколько миллиардов последовательностей. Используя этот обширный набор данных, можно было доказать наличие микрофлоры фруктов и овощей в кишечнике. Это доказательство является важным строительным блоком в подтверждении концепции ВОЗ «Одно здоровье», которая тесно связывает здоровье человека, животных и окружающей среды.
Микробы, обитающие в почве, растениях и человеке, взаимосвязаны (Sessitsch et al., 2023), поскольку микробиом почвы является важным резервуаром микробиома растений, ученые предполагают, что сельскохозяйственные практики влияют не только на микробное разнообразие почвы, но и на микробное разнообразие фруктов и овощей и, следовательно, на микробное разнообразие кишечника.
По мере того, как человеческая деятельность сокращает естественные экосистемы и уничтожает природные бактерии, снижение поступления микроорганизмов из сельскохозяйственных продуктов может в будущем негативно сказаться на здоровье людей. Мы только начинаем осознавать масштаб этих последствий.
Чтобы глубже изучить эту связь, вместе с международными коллегами и в рамках финансируемого ЕС проекта HEDIMED Габриэле Берг из Института экологической биотехнологии уже работает над интервенционным исследованием, в котором люди на трех континентах будут есть одинаковые продукты в течение определенного периода времени, после чего будет проведен анализ. Но даже помимо этого, Габриэле Берг видит множество областей, на которые могут повлиять результаты исследования, начиная с самых первых стадий выращивания, так как почва, удобрения и пестициды влияют на растительный микробиом. В зависимости от результатов запланированного исследования, могут появиться новые персонализированные предложения для здорового питания. Так как каждый фрукт и овощ имеет уникальный микробиом, и поэтому, возможно, когда-нибудь можно будет составить персонализированную диету на основе этой информации.
По словам Катерины Зверевой, руководителя сайта Международной информационно-аналитической платформы EastFruit, директора по развитию Украинской плодоовощной ассоциации, последние исследования в области микробиома фруктов и овощей и их влияния на здоровье человека касаются основных ключевых моментов, связанных с пользой употребления овощей и фруктов для здоровья, создания персонализированных диет на основе уникальных микробиом разной плодоовощной продукции, а также влияние сельскохозяйственных методов (например, использование пестицидов) при производстве фруктов и овощей на состав микробиоты кишечника человека. Так, как выше сообщал EastFruit, исследование, проведенное в Технологическом университете Граца, показало, что микроорганизмы из фруктов и овощей могут заселять кишечник человека, увеличивая бактериальное разнообразие. Это очень важно, поскольку разнообразный микробиом кишечника связан с улучшением здоровья и устойчивостью организма к болезням.
Микробиом человека занимает ключевое место в этом исследовании, в ходе которого были установлены связи между ним и такими заболеваниями, как рак, диабет и рассеянный склероз.
Полезные бактерии, которые появляются в кишечнике, благодаря употреблению фруктов и овощей обладают пробиотическими и оздоровительными свойствами, которые могут помочь в развитии и укреплении иммунной системы, особенно в младенческом возрасте.
«В современных исследованиях также подчеркивается важность устойчивых сельскохозяйственных практик, поскольку методы, используемые при выращивании, защите растений и послеуборочной обработке, могут влиять на микробиоту, присутствующую в овощах и фруктах, употребляемых человеком, что в конечном итоге оказывает непосредственное влияние на состав микробиоты кишечника человека. Поэтому сейчас актуальным становится разработка персонализированных диет и рекомендаций для человека на основе уникальных микробиомов различных фруктов и овощей, ведь человек есть то, что он ест», — отмечает Катерина Зверева, ссылаясь на исследование Института экологической биотехнологии Технического университета Граца (TU Graz).
Эти выводы подчеркивают критическую роль потребления фруктов и овощей в формировании здорового микробиома кишечника, влияние сельскохозяйственных практик на этот процесс и потенциал для персонализированных стратегий питания.
Ученые впервые обнаружили, что более 2% микробов в кишечнике человека происходят из фруктов и овощей. Эти растительные микроорганизмы сохраняются на протяжении многих лет, дополняя человеческие гены путем выработки соединений, способствующих укреплению здоровья. Бактерии, связанные с растениями, мигрируют в пищеварительный тракт человека и сохраняются в нем. Это исследование представляет собой первое доказательство того, что растительные микробы попадают в кишечник человека через пищу.
В то время, как человеческая деятельность сокращает природные экосистемы и истощает бактерии окружающей среды, уменьшение количества микроорганизмов в свежих продуктах может иметь далеко идущие последствия для здоровья населения планеты, о которых мы только начинаем догадываться. Актуальные исследования подчеркивают, что фрукты и овощи являются жизненно важными проводниками, питающими экосистему кишечника человека. А интенсивное выращивание менее богатые микробиомом фрукты и овощи может иметь негативные последствия для здоровья населения. Это внимание к фруктам и овощам как к жизненно важным, но уязвимым каналам, по которым бактерии окружающей среды попадают в наш кишечник, имеет серьезные последствия для сельского хозяйства, охраны природы и медицины.
Источники:
Sessitsch, A., Wakelin, S., Schloter, M., Maguin, E., Cernava, T., Champomier-Verges, M.-C., Charles, T. C., Cotter, P. D., Ferrocino, I., Kriaa, A., Lebre, P., Cowan, D., Lange, L., Kiran, S., Markiewicz, L., Meisner, A., Olivares, M., Sarand, I., Schelkle, B., … Kostic, T. (2023). Microbiome Interconnectedness throughout Environments with Major Consequences for Healthy People and a Healthy Planet. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 87(3). https://doi.org/10.1128/mmbr.00212-22
Wicaksono, W. A., Cernava, T., Wassermann, B., Abdelfattah, A., Soto-Giron, M. J., Toledo, G. V., Virtanen, S. M., Knip, M., Hyoty, H., & Berg, G. (2023). The edible plant microbiome: evidence for the occurrence of fruit and vegetable bacteria in the human gut. Gut Microbes, 15(2). https://doi.org/10.1080/19490976.2023.2258565 (EastFruit)
