Soolestiku tervis vol 4 - kiudaine ja lühikese ahelaga rasvhapped

 

Loen dr. Gebrielle Fundaro ja dr. Jesse Hoffmani raamatut  "The Science of Gut Health"

Raamatus on päris pikalt  peen- ja jämesoole tööst, ma nopin siit üht-teist mikrobioomiga seotut välja:

Peen- ja jämesoole osa on ümbritsetud silelihaste kihtidega, mida nimetatakse muscularis externa ja mis tõmbuvad kokku, et lükata toitu edasi. 

Soole siseõõnsust nimetatakse luumeniks (valendik). See on õõnsus, mille kaudu seeditud toit liigub nagu vesi läbi vooliku. Luumeni ja silelihaste vahel on mitu kihti absorbeerivaid ja immuunrakke. Tehniliselt on seedetrakti vooder limaskest, kuna see koosneb limaga kaetud absorbeerivate epiteelirakkude monokihist, mida toetab sidekude. Seda nimetatakse soole limaskestaks: soolte füüsikalised, bakteriaalsed ja biokeemilised elemendid, mis toimivad koos immuunkaitse esmase vormina. Füüsiliste elementide hulka kuuluvad sooleepiteel ehk soolerakud, mis on kaetud ühe (peensooles) või kahe (jämesooles) paksu limakihiga (üks kiht, milles elavad bakterid ja sügavam kiht, mis peaks olema bakterivaba), samuti soolestikus elavad bakterid. Soolerakkude all asub lamina propria, immuunrakkude rikas toetav sidekude. Mikrobioomi lähedus lamina propriale ja paljudele immuunrakkudele ja -retseptoritele annab võimaluse kahesuunaliseks suhtluseks kogu eluea jooksul.  

Ensüümid, antikehad ja immuunrakud mängivad samuti olulist rolli haiguste ennetamisel. Seetõttu ei ole sooled mitte ainult peamine seedimise ja toitainete imendumise koht, vaid ka esimene kaitseliin meie toidus sisalduvate nakkusetekitajate vastu.

Peensool on nii hämmastavalt kohanemisvõimeline, et kuni 50% sellest võib kaduda enne, kui selle funktsionaalne suutlikkus on kahjustatud, ja voldiline ehitus suurendavad selle imamisvõimet 600 korda võrreldes sirge toruga. Peensool on peamine toitainete imendumise koht ja see on jagatud kolmeks osaks, millest igaühel on ainulaadne bakteriprofiil. Kaksteistsõrmiksool asub maole kõige lähemal, nii et see säilitab happelisema pH, mis piirab sarnaselt maoga bakterite paljunemist. Siin on bakterite arv ja mitmekesisus madal, domineerivad streptokokid ja laktobatsillid. 

Peensoole keskmist osa nimetatakse tühisooleks (jejunum) ja kuna see on vähem happeline, on bakterite arv suurem kui kaksteistsõrmiksooles. Iileum on peensoole kõige suurema rahvaarvuga ja mitmekesisem osa. Bakterite arv selles peensoole osas on kaks kuni neli korda suurem kui maos ja kaksteistsõrmiksooles ning sellised perekonnad, nagu Bacteroides ja Bifidobacteria, saavad siin areneda.  

Jämesoole karikrakud (Goblet cells) toodavad palju  lima, mis tekitabki soolestiku rakke katteva paksu kahekihilise limaskesta. Jämesooles toimuvad samuti kokkutõmbed, mida nimetatakse haustratsioonideks, mis hoiavad chyme (Chyme on osaliselt seeditud toidu poolvedelik mass, mille inimese mao väljutab püloorklapi kaudu kaksteistsõrmiksoole.

 Jämesool on koduks mitmekesisele peamiselt anaeroobsete bakterite populatsioonile, kes toituvad suures osas inimeste poolt seedimatutest süsivesikutest. Jämesool ehk käärsool on esmane bakteriaalse fermentatsiooni ja makrotoitainete metabolismi koht, mille saaduste hulka kuuluvad gaasid (nt metaan), lühikese ahelaga rasvhapped (nt butüraat), neurotransmitterid, aminohapped ja indoolid. Mõned bakterid toodavad ka piiratud koguses vitamiine, nagu biotiin ja K-vitamiin. Bakterite arv jämesooles on ligikaudu kümme korda suurem kui maos ja kaksteistsõrmiksooles ning kuni 2,5 korda suurem kui tühisooles ja niudesooles. Siin elavad paljud kasulikud mikroobid, sealhulgas butüraadi tootjad, mis on seotud kardiorespiratoorse võimekuse ja kiudainete tarbimisega.

Käärsoole rakke kattev limaskesta ülemine kiht on peavarju ja toitainete allikaks mõnedele mikroobidele, mis metaboliseerivad limas olemasolevaid süsivesikuid. Seega on mikroobide luminaalne ja limaskestade populatsioon erinev ka jämesooles.

Inimese mikrobioomi mõjutavad paljud tegurid, sealhulgas tema geograafiline asupaik, sünniviis, rinnaga toitmine, vanus, sugu, uimastite tarbimine, toitumine ja kehalise aktiivsuse tase. Füüsiline aktiivsus ja toitumisharjumused näivad olevat meie kontrolli all olevad tegurid, mille arvele võib panna hinnanguliselt 20% mikrobioomide erinevustest. Kuid nagu on näidatud mõned sekkumisuuringud (intervention studies), võivad individuaalsed reaktsioonid treeningule, toidulisanditele ja toitumise muutustele varieeruda ja mõned ei pruugi üldse reaktsiooni anda. Mõned uuringud on näidanud, et suurema mitmekesisusega bioomid on dieedist põhjustatud muutuste suhtes vastupidavamad, samas kui vanus ja ebapiisav kiudainete tarbimine võivad kahjustada positiivset korrelatsiooni treeningu ja mikroobide mitmekesisuse vahel.

Sellegipoolest on toitumisharjumuste ja soolestiku mikrobioomi vahel selged seosed, mida on illustreeritud nii suuremahulistes epidemioloogilistes uuringutes kui ka lühiajalistes sekkumisuuringutes.

Praeguseks ei ole soolestiku mikrobioomi toetamiseks "õigeks" valikuks ükski toitumismuster, kuid nii inimestel kui loomadel tehtud vaatlusuuringute ja randomiseeritud kontrolluuringute andmete süntees on selgitanud teatud suundumusi. Toitumisharjumused, mis hõlmavad erinevaid puuvilju, köögivilju, täisteratooteid ja kaunvilju, pakuvad mitmesuguseid mikroobidele ligipääsetavaid süsivesikuid ning teatud toiduained, nagu kohv ja kreeka pähklid, on seotud teatud kasulike taksonite kõrgenenud tasemega.

Süsivesikute- ja kiudainerikas dieet on seotud mitmekesisema mikrobioomiga, mis sisaldab baktereid, mis on võimelised kääritama kiudaineid soolestikule kasulikeks lühikese ahelaga rasvhapeteks.

Rasva- ja valgurikas dieet on seotud vähem mitmekesise mikrobioomiga, mis sisaldab baktereid, mis lagundavad soole limaskesta ja vabastavad ühendeid, mis on seotud seedetrakti haiguste, näiteks kolorektaalse vähi patogeneesiga. Toitumismuutused võivad mõnede bakteriliikide puhul põhjustada kiireid, mööduvaid kõikumisi. Üleminek läänelikult kõrge rasvasisaldusega dieedilt madala rasvasisaldusega ja kiudainerikkale dieedile võib 24 tunni jooksul tekitada mõõdetavaid ja reprodutseeritavaid muutusi mikrobioomi profiilis.

Kuigi kiudainesse salvestatud energiat ei saa inimese seedimisprotsessid vabastada, saavad seda teha soolestiku mikroobid -  fermenteerimisprotsessis toodetavad SCFA-d (lühikese ahelaga rasvhapped) võivad moodustada kuni 10% põhienergiavajadusest. Seda nimetatakse energia kogumiseks (energy harvesting) ja see on üks teoreetiline seletus kaalutõusu eelsoodumuse puhul, mida energiatasakaalu võrrandid ei seleta.

Võrreldes tavaliste närilistega on mikroobivabad närilised (kellel puudub soolestiku mikrobioom) kaalutõusu suhtes vastupidavad.

 Hiirtega uuringute asjakohasus inimeste jaoks on aga piiratud, kuna inimese mikrobioomi on võimatu välja juurida ja isegi tugevatoimeliste antibiootikumide kasutamine, mis oluliselt vähendavad mikroobide arvu, ei ole kaasa toonud inimeste kehakaalu langust. Samuti ei ole uuringud näidanud, et kõhnade doonorite väljaheite siirdamine muudaks rasvunud inimeste kehakaalu ega metaboolseid markereid. Kalorite tarbimine näib muutvat mikroobide mitmekesisust, kuigi seos on ebaselge, kuna nii liigset kui ka ebapiisavat kaloritarbimist on seostatud mõnel juhul mitmekesisuse vähenemisega. Need leiud näitavad seost energia tasakaalu, metaboolse tervise ja mikrobioomi vahel, kuigi selle põhjuslik seos ja suund on endiselt ebaselge.

Kuigi seos rasvumise ja 2. tüüpi diabeedi riski vahel on juba ammu kindlaks tehtud, on mikrobioom kujunemas oluliseks osaliseks ainevahetushaiguste tekkes. Ainevahetushaiguse patogeneesis on seostatud metaboolset endotokseemiat ehk krooniliselt kõrgenenud LPS-i tasemeid, mis võivad põhjustada põletikulist reaktsiooni. Põletik on tavaliselt äge keha poolt kontrollitud protsess, mis tuleneb immuunrakkude kemikaalide tootmisest vastuseks stressitegurile, nagu treening, vigastus või infektsioon. Need kemikaalid aktiveerivad kõik vajalikud immuunsüsteemi rakud, et eemaldada kahjulik aine ja alustada paranemisprotsessi. Põletik on normaalne ja tervislik reaktsioon, mis on oluline immuunkaitseks, treeningutega kohanemiseks ja üldiseks homöostaasi säilitamiseks.

Kroonilist põletikku seostatakse aga ainevahetushaiguste, autoimmuunhäirete ja erinevate seedetrakti haigustega.  

Kirjutaks siia juurde veidi lühikese ahelaga rashapetest, kuna paljud langevad reklaami võrku, mis lubab sada imet probiootikumidest. Palju enam toetab mikrobioomi prebiootikum - taimses toidus olev kiudaine.

Lühikese ahelaga rasvhappeid (SCFA) toodavad meie mikrobioomi kasulikud bakterid ja need on soolestiku, keha ja isegi aju tervise jaoks olulised.

Lühikese ahelaga rasvhappeid saab valmistada kõigist süsivesikutest, kuid peamiselt prebiootilistest kiudainetest, mis soodustavad kasulike bakterite tegevust. Nendel orgaanilistel ühenditel on palju olulisi rolle seedetraktis ja tervise jaoks laiemalt. Seetõttu ei tohiks kiudainete tähtsust alahinnata.

Kiudaineid leidub täistaimsetes toiduainetes ja kuna need toidavad soolestikus olevaid häid baktereid, on need tuntud kui "prebiootikumid". Saate suurendada oma SCFA tootmist, suurendades kiudainete tarbimist.

Atsetaat, butüraat ja propionaat on peamised bakteriaalse kääritamise teel toodetud SCFA-d. Kuigi laktaat ei ole ametlikult SCFA tüüp, on see piimhappebakterite süsivesikute lagunemise saadus ja ka sellest on tervisele palju kasu .

Butüraati ja propionaati hinnatakse eriti nende tervist edendavate omaduste tõttu. Näiteks butüraat on hästi tuntud oma vähivastaste omaduste poolest, propionaat aga aitab meil pärast söömist tunda täiskõhutunnet ja alandab kolesterooli.

Suurepärane on see, et nende tervist edendavate metaboliitide tootmist on ülilihtne suurendada. Peate lihtsalt sööma kiudainerikast toitu. Lääne dieedis on traditsiooniliselt vähe taimseid toite, kuid teie keha mikrobioom vajab neid.

SCFA	Peamine tootja	Kasulikud omadused
Atsetaat	Bifidobacteria, Lactobacillus,         Akkermansia muciniphila, Prevotella spp.,      Ruminococcus spp.	reguleerib soolestiku pH-d; kontrollib söögiisu; toidab butüraati tootvaid baktereid; kaitseb patogeenide eest
Butüraat	Faecalibacterium prausnitzii,     Eubacterium   rectale and Roseburia spp.	jämesoolerakkude energiaallikas; aitab vältida soolestiku leket, võitleb põletike ja vähiga, kaitseb aju
Propionaat	Bacteroidetes, Firmicutes,                  Lachnospiraceae	reguleerib söögiisu; võitleb põletikuga; aitab kaitsta vähi eest
Laktaat	Lactic acid bacteria	toidab butüraati tootvaid baktereid; reguleerib immuunsüsteemi; võitleb oportunistlike bakteritega