Wpływ błonnika (w tym galaktooligosacharydów) na mikrobiotę jelitową

Błonnik pokarmowy należy do podstawowych składników uwzględnianych w zaleceniach żywieniowych. Jego znaczenie nie ogranicza się do wpływu na pasaż jelitowy. Część frakcji błonnika może być metabolizowana przez mikrobiotę jelitową w procesie fermentacji, a tym samym uczestniczyć w kształtowaniu składu i aktywności mikroorganizmów zasiedlających przewód pokarmowy. Szczególne miejsce zajmują tu galaktooligosacharydy, określane jako GOS.

Błonnik, prebiotyki i mikrobiota

Błonnik pokarmowy obejmuje związki oporne na działanie enzymów trawiennych człowieka. Nie są one trawione ani wchłaniane w jelicie cienkim, ale część z nich może stanowić pożywkę dla bakterii jelitowych. Do frakcji szczególnie podatnych na fermentację zalicza się między innymi oligosacharydy, do których należą również GOS.

Część włókien pokarmowych może być zaliczana do prebiotyków, czyli składników selektywnie wykorzystywanych przez mikroorganizmy jelitowe. W praktyce oznacza to, że niektóre frakcje błonnika są dla wybranych bakterii jelitowych źródłem energii. Badania nad węglowodanami dostępnymi dla mikrobioty pokazują, że mikrobiota może reagować na zmianę ilości błonnika w diecie bardzo dynamicznie. Obserwowano, że już w ciągu 24 godzin od ograniczenia podaży takich składników mogą pojawiać się zmiany w proporcjach wybranych grup bakterii oraz w ilości wytwarzanych przez nie metabolitów, w tym krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych.

Czym właściwie są galaktooligosacharydy, czyli GOS?

Galaktooligosacharydy, w skrócie GOS, to polimery galaktozy składające się z 2 do 10 podjednostek monomerowych – czyli krótkołańcuchowe węglowodany zbudowane z cząsteczek galaktozy. Ich naturalnym źródłem jest mleko matki, natomiast produkty na bazie mleka krowiego zawierają ich niewielkie ilości. Ze względu na niską masę cząsteczkową i dobrą rozpuszczalność w wodzie GOS zalicza się do frakcji błonnika rozpuszczalnego i łatwo fermentującego.

W kontekście mikrobioty jelitowej omawia się tzw. efekt bifidogenny GOS, czyli możliwość wspierania wzrostu bakterii z rodzaju Bifidobacterium. W badaniach porównujących różne frakcje błonnika obserwowano, że GOS mogą należeć do składników dobrze wykorzystywanych przez bifidobakterie.

Fermentacja i środowisko jelitowe

Organizm człowieka nie trawi części błonnika, ale mogą ją wykorzystywać bakterie jelitowe. W procesie fermentacji powstają krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, określane jako SCFA, przede wszystkim octan, propionian i maślan. Maślan jest opisywany jako ważne źródło energii dla komórek nabłonka jelita grubego i jeden z czynników uczestniczących w utrzymaniu integralności bariery jelitowej.

Znaczenie ma również tzw. cross-feeding, czyli żywienie krzyżowe. Polega ono na tym, że produkt fermentacji jednego gatunku bakterii może stanowić źródło energii dla innych gatunków, na przykład bakterii produkujących maślan.

GOS a bariera jelitowa

Prebiotyki, takie jak GOS, mogą dostarczać mikrobiocie łatwo fermentujących składników. Przy niskiej podaży błonnika część bakterii może wykorzystywać jako źródło energii składniki warstwy śluzowej jelita, co może niekorzystnie wpływać na środowisko jelitowe.

W badaniach in vitro analizowano możliwy wpływ GOS na komórki kubkowe, odpowiedzialne za wytwarzanie mucyn, czyli ważnych składników śluzu jelitowego.

Błonnik w codziennej diecie

Współczesny sposób żywienia często dostarcza mniej błonnika niż wynikałoby to z zaleceń dla populacji. Dieta typu zachodniego, z wysokim udziałem produktów wysokoprzetworzonych i niską ilością warzyw, owoców, pełnoziarnistych produktów zbożowych oraz nasion roślin strączkowych, może dostarczać poniżej 15 g błonnika dziennie, podczas gdy w zaleceniach wskazuje się na około 30 g na dobę. Zwiększanie podaży błonnika powinno odbywać się stopniowo, ponieważ nagłe wprowadzenie wysokich dawek może wiązać się z przejściowymi objawami ze strony układu pokarmowego, takimi jak wzdęcia, gazy czy dyskomfort.

W badaniach nad GOS stosowano różne dawki, zależnie od badanej populacji i celu obserwacji. Analizowano je między innymi w zespole jelita nadwrażliwego, czynnościowych dolegliwościach przewodu pokarmowego oraz w kontekście biegunki podróżnych. W literaturze GOS omawiane są także w kontekście wsparcia mikrobioty po zakończeniu przyjmowania antybiotyku, przede wszystkim ze względu na możliwość wspierania namnażania Bifidobacterium.

Podstawą pozostaje zróżnicowana dieta zawierająca naturalne źródła błonnika. Jeżeli dostarczenie odpowiedniej ilości lub określonej frakcji błonnika wraz z dietą jest trudne, suplementacja może stanowić jej uzupełnienie.

Podsumowanie

Błonnik pokarmowy, w tym galaktooligosacharydy, może odgrywać istotną rolę we wspieraniu równowagi mikrobioty jelitowej. GOS, jako rozpuszczalna i fermentująca frakcja błonnika, są omawiane przede wszystkim w kontekście wspierania bakterii z rodzaju Bifidobacterium, a ich efekt prebiotyczny obserwowano już przy niewielkich ilościach.