Витамины для кишечника: делится ли ими микробиота с нами

Рассказываем, зачем бактериям витамины и делятся ли они этими полезными соединениями с нами.

Содержание

• 1. Метаболизм каких витаминов зависит от микробиоты
• 2. Зачем бактериям витамины
• 3. Какие бактерии синтезируют витамины
• 4. Бактерии и добавки
• 5. Что это значит на практике

Для здоровой жизни человеку необходимо более 10 витаминов. Каждый важен для нормальной работы организма и играет свою роль.

Чаще всего витамины участвуют в отдельных биохимических реакциях, а иногда выступают в роли гормонов и влияют сразу на весь организм. Так происходит, например, с витамином D.

Витамины нужны не только нам, но и бактериям в кишечнике. Причем микроорганизмы могут сами синтезировать витамины из продуктов питания.

Хотите знать, как бактерии вашего кишечника справляются с синтезом витаминов? Тест микробиоты Атлас поможет оценить состояние микрофлоры и улучшить защиту от воспаления и 5 заболеваний.

Какие витамины связаны с микробиотой кишечника

В кишечнике человека проживают миллионы бактерий, которые могут синтезировать витамины.

Кишечные бактерии производят:

• витамин К,
• витамин В1 (тиамин),
• витамин В2 (рибофлавин),
• витамин В3 (никотиновая кислота),
• витамин В5 (пантотеновая кислота),
• витамин В6 (пиридоксин),
• витамин В12 (цианокобаламин),
• витамин B9 (фолиевая кислота).

Зачем бактериям витамины

Как и люди, бактерии используют витамины в биохимических реакциях для поддержания своей жизнедеятельности.

Нехватка витаминов снижает разнообразие микробиоты, что плохо сказывается на остальных показателях организма. Например, дефицит витамина D связан с дисбактериозом кишечника и воспалением.‌

Витамины группы В

Бактерии тонкой и толстой кишки синтезируют фолиевую кислоту (В9). Она может усваиваться человеком — ученые обнаружили ее в эпителии стенок толстой кишки, а также выяснили, как именно клетки поглощают витамин, чтобы использовать для своих нужд.

Обычно всасывание большинства веществ происходит в верхних отделах ЖКТ, в основном в тонкой кишке. Но некоторые витамины синтезируются и всасываются в том числе и в толстой кишке.

Около половины кишечных микробов кодируют ферменты и для синтеза тиамина (В1). Усвоению витамина В1 бактерии кишечника тоже способствуют.

Чтобы исследовать, какую роль микробиота играет в разных процессах, ученые выводят стерильных животных, в кишечнике которых вообще нет микробов.‌

Исследования показали, например, что у стерильных крыс тиамин (В1) усваивается плохо. Бактерии кишечника необходимы для усвоения витаминов, хотя механизм пока недостаточно ясен. Возможно, дело в том, что микробиота защищает эпителий кишечника от воспаления и других повреждающих факторов — без бактерий всасывательная способность слизистой нарушается.

В одном исследовании обычных и стерильных крыс посадили на диету, бедную витамином В6. Ученые наблюдали, как отсутствие микробиоты повлияет на устойчивость к недостатку витамина. За крысами наблюдали 9 недель. К концу эксперимента часть стерильных животных умерла, но все обычные крысы выжили, причем до 6 недели даже не теряли в весе.

Это исследование дало основания полагать, что микробы кишечника помогают организму поддерживать нужный уровень витамина даже в условиях неполноценного питания.

Витамин К

Микробиота синтезирует в том числе и витамин К2 — менахинон. Витамин К, который мы получаем из растительной пищи, например, зеленых листовых овощей, капусты и яиц, — К1, филлохинон.

«Стерильным» животным этот витамин особенно необходим. А в норме потребность в витамине К может частично покрываться за счет синтеза в кишечнике.

Так, у стерильных крыс на диете, обедненной витамином К, быстро развиваются нарушения свертывания крови и, как следствие, возникают патологические кровотечения.

Отдельное внимание заслуживает витамин D

Дефицит витамина D приводит к изменению микробного состава кишечника.

Бактерии не синтезируют этот витамин, но могут влиять на его всасывание и уровни в организме. Возможно, микробиота кишечника регулирует метаболизм и усвоение витамина D через белок FGF23 (фактор роста фибробластов 23).

Так, в одном исследовании вв организм стерильных мышей вводили бактерии в течение двух недель и наблюдали, как меняется уровень витамина D.

В начале эксперимента уровень витамина был низким, а вот белка FGF23 — высоким. Однако по мере заселения кишечника животных бактериями уровень витамина нормализовался, а белка — снизился. При этом снижение уровня белка произошло раньше.

Может быть, микробиота вызывает снижение экспрессии белка, что и помогает витамину усваиваться.

Вывод

Микробиота кишечника синтезирует витамины в основном для своих нужд. В толстой кишке найдены транспортеры этих витаминов в кровь, однако оценить их вклад в общий уровень витаминов, поступающих в организм с пищей, ученые пока не могут.

Уровни витаминов в организме зависят в основном от питания и генетики. Узнать о генетической предрасположенности к понижению или повышению уровней витаминов можно с помощью Генетического теста Атлас.

Какие бактерии синтезируют витамины

Десятки родов бактерий могут производить витамины. Например, некоторые виды и штаммы бифидо- и лактобактерий (молочнокислые бактерии) синтезируют фолиевую кислоту (В9).

Такие штаммы пробовали вводить людям и крысам — и у тех и у других увеличилось количество метаболитов витамина в фекалиях. Это показало, что бактерии синтезировали витамин в толстой кишке.

Дело в том, что фолиевая кислота, полученная из пищи, всасывается в тонкой кишке, не доходя до толстой. А бактерии заселяют толстую кишку и синтезируют витамины в ней.

Небольшая часть витамина может всасываться оттуда, а еще — участвовать во внутриклеточные реакциях энтероцитов толстой кишки. То есть бактерии — дополнительный и, что важно, постоянный источник некоторых витаминов.

Молочнокислые бактерии способны синтезировать и другие водорастворимые витамины, в основном витамины группы B: В1, В2, В3, В6 и В12.

Узнать, какие бактерии синтезируют витамины для вашей микробиоты, можно с помощью Теста микробиоты Атлас.

Бактерии и добавки

Ученые используют способность бактерий синтезировать витамины для производства витаминных добавок. Иногда это оказывается эффективнее, чем химический синтез. Чаще всего используют «мутантные» или генно-модифицированные штаммы бактерий.

Так, в лабораториях для синтеза витамина В2 (рибофлавина) используют модифицированную Bacillus subtilis и Escherichia coli, некоторые штаммы которых несут мутации, позволяющие им производить очень много рибофлавина.

Бактерии могут синтезировать витамины не только в кишечнике человека, но и внутри других живых организмов. Так, витамины, произведенные кишечными бактериями, используют коровы и другие жвачные животные.

Цитата эксперта:

«У животных основное всасывание питательных веществ, в том числе витаминов, из еды происходит в тонкой кишке. У жвачных основная бактериальная масса приходится на рубец — это «выше по течению», поэтому синтезированные витамины успешно всасываются. В основном это витамины группы В и витамин К. У людей основная бактериальная масса в толстой кишке — это «ниже по течению», поэтому некоторое всасывание может происходить, но основную долю витаминов мы получаем из пищи». — Анна Попенко, руководитель отдела исследований микробиоты биомедицинского холдинга Атлас.

Факт: Витамин В12 нельзя получить из растительной пищи, которой питаются жвачные — он вырабатывается исключительно микроорганизмами.

Что это значит на практике

Ученые могут использовать способность бактерий синтезировать и улучшать усвоение витаминов для генной инженерии, чтобы заставить микроорганизмы производить больше витаминов. Потом такие штаммы можно вводить людям — перорально в виде пробиотиков или другими способами.

А обычным людям полезно об этом знать, чтобы следить за балансом витаминов в организме и за состоянием микробиоты. Ведь изменение состава бактерий кишечника может вызвать дефицит какого-то витамина, а это приведет к новым изменениям микробиоты и, как следствие, другим нарушениям метаболизма.‌

Тест микробиоты Атлас подскажет, какие продукты стоит добавить в ваш рацион, чтобы поддержать здоровье микробиоты.

Статьи о влиянии микробиоты на здоровье в блоге Атласа:

• Как болезни и микробиота влияют на аппетит
• Микробиота после антибиотиков
• Связь иммунитета и микробиоты