Dieta i mikrobiom, czyli bakterie i kupa

Słyszeliście o superfoods – magicznych pokarmach, które np. sprawiają, że chudniecie. Okazuje się, że pewne rodzaje diety wpływają na ilość energii, którą potrafimy wydobyć z pożywienia – za pośrednictwem bakterii jelitowych. Ostrzegam: temat jest trochę fekalny. Opowiem Wam o wartości energetycznej kału, o mikrobiomie i o tajemniczej diecie wspomagającej mikrobiom.

To, czy chudniemy, czy tyjemy zależy od tego, ile energii nasz organizm przyjmuje, a ile wydaje. Jeśli różnica między tymi dwiema wartościami jest wyższa od zera, będziemy tyć; jeśli niższa – będziemy chudnąć. Nie ma sposobu, żeby to ominąć – “praw fizyki pan nie zmienisz i nie bądź pan rura”.

To oczywiście narzuca dwa realistyczne sposoby na zrzucenie wagi: (i) przyjmować mniej energii, a więc ograniczyć ilość zjadanego pokarmu, oraz (ii) wydawać więcej energii, na przykład przez intensywny trening. Przy czym to pierwsze bywa bardzo trudne, a to drugie, wbrew pozorom, o wiele trudniejsze, bo nawet nieco bardziej intensywny trening to wzrost metabolizmu o ledwie jakieś 5kcal/h/kg masy ciała. Dla stukilowego faceta pół godziny takiego intensysnego treningu to 250 kcal, mniej niż taka średniej wielkości kanapka¹.

I pewnie stąd się bierze obietnica “superfoods”: pokarmu, które przez “zwiększenie metabolizmu” sprawiają, że chudniesz. Tyle że jakoś ciężko znaleźć informacje, w jaki konkretnie sposób zjadanie ziarenek szałwii ma zwiększyć mój metabolizm o tyle, żeby stało się to zauważalne². Superfoods mogą być smaczne i zdrowe, wiele z nich jest, z różnych powodów, zalecanych przez lekarki i dietetyków, ale same z siebie nas nie odchudzą.

Jednak diabeł tkwi w szczegółach. Okazuje się, że pewne rodzaje diety zmieniają efektywność, z jaką wchłaniamy energię. Zanim jednak wykrzykniecie: “Zawsze to mówiłem! Jedzcie więcej brokułów³, a momentalnie schudniecie”, doczytajcie do końca.

Co to właściwie znaczy: “przyjmujemy energię”. To nie jest dokładnie to samo, co wartość energetyczna naszego pokarmu. Część energii w naszym pokarmie wydalamy z kałem i moczem. A kał, proszę państwa, wbrew pozorom nie jest pozbawiony wartości energetycznej⁴.

To, jak trawimy i co wydalamy zależy nie tylko od pokarmu, ale również od bakterii, żyjących w znacznych ilościach w naszym przewodzie pokarmowym. Jelita to złożony ekosystem, tysiące gatunków symbiotycznych bakterii⁵, które biorą aktywny udział w naszych posiłkach, dostarczają nam witamin, a nawet chronią nas przed patogenami. Ta sama E. coli, której nie chcemy w wodzie pitnej (bo może wywołać chorobę, jeśli dostanie się do układu pokarmowego od niewłaściwej strony) jest pożyteczną częścią naszego jelitowego ekosystemu. W ostatnich dwóch dekadach doczekaliśmy się narzędzi pozwalających efektywnie badać mirobiom jelitowy, dzięki czemu coraz bardziej doceniamy jego rolę w zdrowiu i chorobach – od cukrzycy po raka i nieswoistego zapalenia jelit.

W dużej mierze za trawienie na naszego pokarmu oraz formowanie kału odpowiedzialne są jelitowe mikroorganizmy. No i teraz clou: na to, jak wygląda nasz brzuszny ekosystem wpływa oczywiście rodzaj diety. Ba! Zależnie od rodzaju diety możemy nawet mieć różny skład tego ekosystemu. To jednak było wiadomo już od jakiegoś czasu.

Autorki i autorzy artykułu, o którym chciałbym Wam dzisiaj opowiedzieć Corbin et al. 2023 postanowili bardzo dokładnie przyjrzeć się, jak za pośrednictwem naszego mikrobiomu dieta wpływa na ilość energii, którą jesteśmy w stanie przyswoić z pożywienia. Idea była prosta: dwie grupy, każda na innej diecie, otrzymują tyle samo energii z pożywieniem – by potem sprawdzić, jaka część tej energii jest pobierana przez organizm gospodarza⁶.

Badania zostały przeprowadzone bardzo rygorystycznie. Uczestnicy testu przebywali w ośrodku przeznaczonym do badań nad metabolizmem i byli kontrolowani 24/7. Nie tylko kontrolowano ich dietę, pobierano próbki krwi, ważono i mierzono, ale również sprawdzano metabolizm, a także wagę i wartość energetyczną kału i moczu.

Serio: badano jaka jest wartość odżywcza kału, a konkretnie tzw. chemiczne zapotrzebowanie tlenu, czyli ile tlenu jakaś substancja może zredukować. Każdą substancję organiczną można przecież w praktyce utlenić do dwutlenku węgla i wody, co łączy się z wydzieleniem pewnej ilości energii. Tak też, poprzez utlenianie, pozyskujemy energię z pożywienia. Sprawdzając, ile tlenu potrzebuje kupa (niewątpliwie złożona ze związków organicznych) żeby zamienić się w CO₂ i H₂O, możemy dowiedzieć się, ile w niej jeszcze potencjalnie było energii którą mógł wykorzystać nasz organizm.

Mierzono zatem bardzo dokładnie, ile energii ktoś przyjmuje, a ile oddaje. W ten sposób można było dokładnie obliczyć, ile energii trafia do organizmu i jakie to ma dlań skutki.

Ochotników podzielono na dwie grupy. Jedna otrzymywała “standardową dietę zachodnią” (WD, western diet), a druga – specjalną dietę nazwaną “MBD” - “dietą wspomagającą mikrobiom” (microbiome enhancing diet). Uczestnicy otrzymywali tyle samo energii w pokarmie – trochę ponad 2000 kcal / dzień.

Artykuł jest obszerny, bo czegóż tam nie badano! Ale najciekawszy wykres wygląda tak:

Na wykresie powyżej, każdy punkt to jedna osoba; po lewej – dieta kontrolna (WD), po prawej MBD. Jak widać, osoby na diecie WD potrafiły z pożywienia wyciągnąć 95% energii; natomiast te na diecie MBD – mniej niż 90%. Skąd ta różnica? Okazuje się, że kupy osób na diecie MBD zawierały średnio 116 kcal dziennie więcej niż kupy osób na diecie WD (+- 56 kcal, więc ze sporym rozrzutem).

Większa utrata energii przez kał wiązała się to nie tylko z wyższą energetyczną zawartością kupy, ale też jej wagą. I tu ciekawostka: ta różnica w wadze wynikała z większej ilości bakteryjnej biomasy, innymi słowy: żywiony MBD mikrobiom jelit był bardziej prężny i wydajny. Analiza mikrobiomu pokazała na zwiększony udział gatunków bakterii rozkładających błonnik, a także silniejszą fermentację i zwiększoną biomasę. Tak więc przy diecie MDB lepiej dokarmiamy nasz mikrobiom, który w ten sposób odbiera nam część energii z pożywienia, podczas gdy mikrobiom na diecie WD biduje i przymiera głodem, bo pożywienie zabiera mu nasz organizm. Innym efektem diety MBD była zwiększona niemal dwukrotnie produkcja krótkich kwasów tłuszczowych (short chain fatty acids, SCFA).

Mimo, że główny eksperyment trwał tylko sześć dni, w grupie MBD zaobserwowano nawet niewielki spadek wagi (ok. 500g).

Wszystko to pięknie, ale co to właściwie była za dieta? Czym MBD różniła się od “standardowejdiety zachodniej”? Czy zawierała superfoods?

Pewnie tak (tyle ich jest!). Ale jeśli oczekujecie tajnej receptury na dietę redukującą wagę, to chyba muszę Was trochę rozczarować. Przede wszystkim dieta MBD różniła się zawartością błonnika (6 g / 1000 kcal w diecie WD, 26 g/ 1000 kcal w MBD) i zawartością tzw. skrobii opornej (1.2 g / 1000 kcal vs 10.3 g/ 1000 kcal)⁷. Oprócz tego, w MBD było mniej żywności wysokoprzetworzonej.

W gruncie rzeczy, nic nowego: błonnik i skrobia oporna są dla nas gorszymi źródłami energii, wobec tego bogata w nie dieta dostarcza nam netto mniej energii. Korzyści zdrowotne z udziału błonnika i opornej skrobii w pożywieniu są też znane i dobrze udokumentowane, na przykład niższe ryzyko chorób serca, cukrzycy typu 2 no i pomagają przy zatwardzeniach, biegunce i hemoroidach.

Z kolei potrawy wysokoprzetworzone – napoje z cukrem, czipsy, słodycze, lody, sosy, zupki instant, parówki i inne wędliny, chrupki śniadaniowe, mrożona pizza, kiełbaski i tak dalej – nie są dla nas zdrowe, korelują z otyłością i chyba wszyscy o tym wiemy.

Artykuł Corbin et al. jest bardzo ładną ilustracją do tego, jak zawartość błonnika w diecie może przyczynić się do utraty wagi. Może nie jest to duży przyczynek, ale jeśli na stałe będziemy jeść więcej błonnika, a unikać wysokoprzetworzonej żywności, to skuteczny i ciągły.

• Corbin KD, Carnero EA, Dirks B, Igudesman D, Yi F, Marcus A, Davis TL, Pratley RE, Rittmann BE, Krajmalnik-Brown R, Smith SR. Host-diet-gut microbiome interactions influence human energy balance: a randomized clinical trial. Nature Communications. 2023 May 31;14(1):3161.
• Shreiner, Andrew B., John Y. Kao, and Vincent B. Young. “The gut microbiome in health and in disease.” Current Opinion in Gastroenterology 31.1 (2015): 69.