Проф. Асена Серезова, дф, дмн: Фибри: Невидимият защитник на нашето здраве

Проф. Асена Сербезова е преподавател във Факултета по обществено здраве „Проф. д-р Цекомир Воденичаров, дмн“, Медицински университет – София. Преподава фармацевтично законодателство, лекарствена безопасност, управление на клиничните изпитвания и медицинска психология. Фармацевт, здравен мениджър и психолог. Изпълнителен директор на Изпълнителната агенция по лекарствата в периода 2014-2018 г. Министър на здравеопазването в 99-ото правителство на България. Одитор към международни одиторски компании в областта на клиничните изпитвания и производството и разпространението на лекарства.

---

В последните години, диетичните фибри (наричани още влакнини), сложни въглехидрати, намиращи се в растителнитe храни, се очертаха като  важен фактор за модулирането на различни аспекти на човешкото здраве, разширявайки влиянието си отвъд сферата на храносмилателното благосъстояние. Специалистите по хранене препоръчват прием на 25-30 g фибри дневно, за да се радваме на добро храносмилане, балансирана енергия и добър имунитет. Основните ефекти на фибрите върху здравето могат да се обобщят в няколко направления: сърдечно-съдово здраве, при диабет, за намаляване на телесното тегло, за чревно здраве и за намаляване на възпалението в организма. Биологичните механизми, по които фибрите оказват тези ефекти включват понижаване на концентрацията на серумния холестерол и кръвното налягане, модулиране на глюкозата и инсулина и влияние върху регулирането на телесното тегло. Чревната микробиота (съвкупността от бактерии, които населяват нашето тяло), играе решаваща роля в медиирането на ползите за здравето от диетичните фибри, като някои бактериални видове ферментират фибрите в късоверижни мастни киселини. Те служат като източник на енергия за колоноцитите (епителните клетки, покриващи дебелото черво), и могат да се използват и от други тъкани. Също така, помагат за поддържане целостта на бариерата на чревната лигавица, модулират чревната подвижност и влияят върху абсорбцията (усвояването) на течности и електролити. Късоверижните мастни киселини могат да регулират възпалението и да повлияят на функцията на имунните клетки. Бутиратът, по-специално, е известен с поддържането на бариерата на чревната лигавица, която предотвратява навлизането на вредни вещества в кръвта. Освен това, късоверижните мастни киселини играят роля в регулирането на енергийния метаболизъм и могат да повлияят на нивата на кръвната захар.

Сърдечно-съдово здраве

По-високият прием на фибри е свързан с намален риск от сърдечно-съдови заболявания. Изследователите коментират няколко потенциални механизма за обяснение на благоприятните ефекти на диетичните фибри върху сърдечно-съдовото здраве, включително намаляване на серумната концентрация на холестерол и кръвното налягане, модулиране на нивата на глюкоза и инсулин и влияние върху регулирането на телесното тегло и фибринолизата (фибринолизата е процес, който предотвратява образуването на кръвни съсиреци и позволява на тялото да изчисти тромбите безопасно). Въздействието на диетичните фибри върху здравето на сърдечно-съдовата система е обстойно изследвано чрез клинични изпитвания с различни методологии и резултати. Някои проучвания показват ясни благоприятни ефекти върху метаболизма на кръвната глюкоза и LDL-холестерола, като проучванията на Bozzetto и кол., публикувани през 2018 г. Ефектите на диетичните фибри върху липидните профили на кръвта са изследвани в множество проучвания, като някои показват подобрения в нивата на LDL-холестерола и съотношението LDL/HDL, независимо от вида на добавените фибри – Granado-Serrano и кол., 2022. Галакто-олигозахариди, разтворими диетични фибри, получени от преобразуването на лактоза, показват способността си да променят селективно състава на чревната микробиота и да стимулират растежа на полезни бактериални родове като Bifidobacterium (бифидобактерии) и Lactobacillus (лактобацили). Промените в състава и функцията на чревната микробиота са замесени в патогенезата на сърдечно-съдовите заболявания, като специфични бактериални метаболити влияят на кръвното налягане, липидния метаболизъм и възпалението. Консумацията на диетични фибри е свързана с по-ниски концентрации на маркери за възпалителен и оксидативен стрес, които от своя страна влияят върху развитието и прогресията на сърдечно-съдовите заболявания.Епидемиологичните проучвания последователно показват обратна връзка между приема на диетични фибри и кръвното налягане (Anderson и кол., 2009). Това предполага, че хората, които консумират храна, богата на фибри, са склонни да имат по-ниско кръвно налягане в сравнение с тези с по-нисък прием на фибри. Точните механизми, чрез които фибрите понижават кръвното налягане, са сложни и многостранни, включващи симфония от взаимодействия в стомашно-чревния тракт и системното кръвообращение. По време на ферментация на диетичните фибри в дебелото черво се образуват късоверижни мастни киселини, като ацетат, пропионат и бутират, които имат благоприятни ефекти върху сърдечно-съдовото здраве, включително регулиране на кръвното налягане чрез модулиране на активността на симпатиковата нервна система, насърчаване на вазодилатацията и подобряване на ендотелната функция. Освен това диетичните фибри могат да повлияят на кръвното налягане чрез въздействието си върху състава на чревната микробиота. Също така, консумацията на диетични фибри насърчава отделянето на жлъчни киселини, които се синтезират от холестерола. Този процес може да понижи кръвното налягане чрез намаляване на нивата на холестерола и подобряване на съдовата функция.

Фибри при диабет

Американската диабетна асоциация препоръчва дневен прием на фибри от 14 g на 1000 kcal, подчертавайки значението на фибрите за подобряване на гликемичния контрол при пациенти с диабет. Механизмите, чрез които диетичните фибри упражняват своите полезни ефекти, са многостранни и включват сложни взаимодействия в стомашно-чревния тракт и извън него. Разтворимите фибри образуват вискозен гел в червата, който забавя изпразването на стомаха и намалява скоростта на абсорбция на глюкоза, като по този начин намалява постпрандиалните глюкозни отклонения. Това притъпяване на постпрандиалната (след нахранване) хипергликемия е от решаващо значение при управлението както на диабет тип 1, така и на тип 2, тъй като минимизира тежестта върху панкреатичните β-клетки на панкреаса и подобрява общата гликемична стабилност. Освен това, ферментацията на диетични фибри от чревната микробиота дава късоверижни мастни киселини като ацетат, пропионат и бутират, които могат да повишат инсулиновата чувствителност в периферните тъкани, да намалят производството на глюкоза в черния дроб и да модулират апетита, като всички те допринасят за подобряване на глюкозната хомеостаза. Доказателствата сочат, че диетичните модели, характеризиращи се с по-ниска консумация на въглехидрати, наситени мазнини и преработени храни, съчетани с по-висок прием на плодове, зеленчуци, бобови растения, кафе и чай, са свързани с намален риск от диабет и подобрен глюкозен и липиден метаболизъм. Освен това потенциалните терапевтични механизми на антидиабетни лекарства като метформин могат да включват взаимодействия с чревната микробиота, подчертавайки значението на червата в метаболитната регулация. Това взаимодействие може да намали изобилието на определени бактерии. Така например, метформин (използван при лечението на диабет) може да регулира нагоре изобилието на Akkermansia muciniphila в червата на затлъстели мишки, да поддържа целостта на чревната стена, както и ефективно да подобри чревното възпаление. Пребиотичните влакна се очертават като обещаващи кандидати за модулиране на чревната микробиота за подобряване на взаимодействията гостоприемник-бактерия при затлъстяване и инсулинова резистентност. Много данни за пребиотичните ефекти на диетичните фибри са получени от проучвания или с фруктоолигозахариди от инулинов тип, или с галактоолигозахариди. Тези несмилаеми олигозахариди се ферментират от захаролитични бактерии като Bifidobacteria и Lactobacilli, което води до увеличаване на бактериалната маса, производството на късоверижни мастни киселини и намаляване на чревното pH.

За намаляване на телесното тегло

Диетичните фибри отдавна са признати за своите благоприятни ефекти върху управлението на теглото. Все повече клинични доказателства сочат, че включването на адекватни количества диетични фибри в диетата може да бъде ценна стратегия за насърчаване на загуба на тегло и поддържане на здравословно телесно тегло. Механизмите, чрез които диетичните фибри влияят върху управлението на теглото, са многостранни и включват няколко физиологични процеса, като насърчаване на ситост, модулиране на състава на чревната микробиота и повлияване на метаболизма на глюкозата (последните два вече бяха дискутирани). Вискозните фибри, като тези в овеса, бобовите растения и псилиума, образуват подобна на гел матрица в храносмилателния тракт, забавяйки изпразването на стомаха и удължавайки усещането за ситост. Това забавено изпразване на стомаха може да доведе до намален прием на храна при следващите хранения, което допринася за по-нисък общ енергиен прием.  Освен това, ферментацията на диетични фибри в дебелото черво произвежда късоверижни мастни киселини, като ацетат, пропионат и бутират, за които е доказано, че влияят върху регулирането на апетита. Тези мастни киселини могат да стимулират освобождаването на чревни хормони, като пептид YY и глюкагоноподобен пептид-1, които сигнализират на мозъка да намали апетита и да увеличи усещането за ситост. Модулирането на чревната микробиота чрез диетични фибри може да повлияе на енергийния метаболизъм, възпалението и имунната функция, всички от които са от значение за управлението на теглото.

Чревно здраве

Диетичните фибри упражняват своите полезни ефекти върху чревното здраве чрез сложен набор от механизми, основно съсредоточени върху тяхното взаимодействие с чревната микробиота. Както вече беше обсъдено, тези взаимодействия водят до производството на късоверижни мастни киселини, като ацетат, пропионат и бутират, които служат като ключови източници на енергия за колоноцитите, епителните клетки, покриващи дебелото черво, като по този начин насърчават тяхното здраве и функция. Фибрите имат ефект на пробиотици. В допълнение към техните пребиотични ефекти, диетичните фибри допринасят за здравето на червата чрез увеличаване на обема на изпражненията, насърчаване на редовните движения на червата и намаляване на риска от запек и дивертикулит (торбовидни разширения на стената на дебелото черво). Освен това, ферментацията на диетични фибри в дебелото черво води до производството на различни метаболити, включително газове и летливи органични съединения, които могат да повлияят на чревната подвижност и усещане. Разбирането на сложната връзка между диетичните фибри, чревната микробиота и здравето на червата е от решаващо значение за разработването на ефективни диетични стратегии за предотвратяване и управление на широк спектър от стомашно-чревни разстройства.

Противовъзпалителен ефект

Приемът на диетични фибри е свързан с по-ниски концентрации на възпалителни маркери. Натрупаните научни доказателства предполагат силна обратна връзка между приема на диетични фибри и циркулиращите концентрации на възпалителни маркери, подчертавайки потенциален механизъм, чрез който фибрите упражняват своите защитни ефекти срещу много хронични заболявания.

Намаляването на възпалението, поддържането на чревната бариера и повишаването на нивата на ендоканабиноидите, секретирани от чревните пептиди, може да се постигне чрез използването на определени бактерии. Akkermansia muciniphila е бактерия, за която е известно, че ефективно облекчава чревното възпаление, причинено от затлъстяване. Възпалението, което някога е било признато единствено като отговор на инфекция или нараняване, сега се признава като ключов двигател в патогенезата на множество хронични състояния, включително сърдечно-съдови заболявания, диабет тип 2 и някои видове рак. Връзката между диетичните фибри и възпалението е многостранна, включваща сложни взаимодействия с чревната микробиота производството на късоверижни мастни киселини и модулирането на функцията на имунните клетки. Бактерията A. muciniphila процъфтява от консумацията на диетични фибри и е известно, че подобрява целостта на чревните стени и намалява чревното възпаление. Чревната микробиота играе решаваща роля в медиирането на противовъзпалителните ефекти на диетичните фибри. Ферментиращите диетични фибри, които избягват храносмилането в горната част на стомашно-чревния тракт, служат като основен източник на енергия за коменсалните бактерии (коменсалите извличат храна или други ползи от гостоприемника, без да го нараняват), подхранвайки тяхната метаболитна активност и оказвайки влияние върху техния състав и функция.  Диетата играе роля в разнообразието, състава и стабилността на чревната микробиота и също така включва несмилаеми компоненти, като диетични фибри. Ферментацията на диетични фибри от чревната микробиота води до производството на късоверижни мастни киселини, предимно ацетат, пропионат и бутират, които упражняват широк спектър от благоприятни ефекти върху физиологията на гостоприемника. Тези метаболити служат не само като източник на енергия за колоноцитите, епителните клетки, покриващи дебелото черво, но действат и като сигнални молекули, влияещи върху генната експресия и функцията на имунните клетки. Някои късоверижни мастни киселини, като бутират, са от решаващо значение за поддържането на целостта на бариерата на чревната лигавица, която възпрепятства движението на причиняващи възпаление микроби или микробни части в кръвния поток на гостоприемника. Късоверижните мастни киселини изпълняват локални и системни функции, които влияят на състава и функцията на чревната микробиота, което засяга човешкото здраве, пряко или непряко. Чревната микробиота допринася за неврологични заболявания и влияе върху поведението на гостоприемника. Консумацията на диетични фибри може да увеличи популацията на Bifidobacterium (бифидобактерии). Бифидобактериите са група бактерии, наречени пробиотици, които нормално живеят в червата и стомаха. Те помагат на тялото да изпълнява важни функции като храносмилане и предпазване от вредни бактерии.Те са съставка на много продукти, предимно млечни. Много заболявания са свързани с нисък брой бифидобактерии в червата. Например, проучванията показват, че хората с цьолиакия (заболяване на автоимунната система), затлъстяване, диабет, алергична астма и дерматит имат по – ниски нива на бифидобактерии в червата си в сравнение със здравите хора. Някои видове могат да помогнат за подобряване на симптомите на синдрома на раздразнените черва, включително подуване на корема, спазми и коремна болка. Проучване с 362 души установи, че приемането на бифидобактерии в продължение на четири седмици значително подобрява симптомите на синдрома на раздразненото черво. Друго проучване показва, че приема на бифидобактерии в продължение на 45 дни намалява индекса на телесна маса и холестерола в кръвта при хора с метаболитен синдром.

Какви фибри да приемаме? Фибрите се намират в зеленчуците, плодовете, пълнозърнестите брашна, овесените трици, варивата (зрял боб, леща, грах, соя). Към тях спадат целулозата, лигнинът, пектинът, желатинът, слизестите вещества, гуарът, арабската гума и други. Млечните и животинските храни не съдържат фибри. Като цяло, храните, богати на мазнини, са бедни на влакнини и обратното. Можете да приемате фибри и като хранителни добавки, но не забравяйте да пиете повече вода, за да не предизвикате стомашно-чревни проблеми. Въвеждането на повече фибри в диетата трябва да става постепенно.

Някои предупреждения при прием на фибри

Трябва да имате предвид, че диетите с високо съдържание на фибри могат да причинят стомашно-чревен дискомфорт, включително коремна болка, диария, гадене и повръщане. Приемът с високо съдържание на фибри може да изисква добавки с калций и микроелементи, особено за тези от нас, които са изложени на риск от дефицит. Хората с дисфункция на горната част на стомашно-чревния тракт трябва да внимават с диети с високо съдържание на фибри от типа листни зеленчуци поради риска от образуване на безоар. Безоарът представлява неразграден или частично усвоен (несмлян) материал в стомашно-чревния тракт, който може да причини запушване. Безоарите се причиняват от натрупване на материал в стомашно-чревния тракт, който стомахът не може да смила. Фитобезоари са най-разпространеният вид безоар и са съставени от несмилаеми хранителни частици, които се намират в растителни или плодови влакна. Най-честите от тях са безоарите, образувани от влакната на райска ябълка. Един от рисковите фактори за образуването на безоари, освен операции на храносмилателния тракт, прием на лекарства, които забавят стомашното изпразване, диабет и други заболявания, е и прекомерната употреба на фибри. Ако имате диабет и приемате фибри, трябва да го правите с повишено внимание, защото фибрите намаляват кръвната захар и е възможно да се наложи корекция на лечението ви, иначе можете да изпаднете в хипогликемия. Консултирайте се с Вашия лекар или фармацевт и за потенциални лекарствени взаимодействия, преди да приемате фибри под форма на хранителни добавки.

Използвана литература:  

1. Abreu, A. T. A. y, Milke-García, M. P., Argüello-Arévalo, G. A., Barca, C. de la, Carmona-Sánchez, R., Consuelo‐Sánchez, A., Coss‐Adame, E., Cedillo, M. F. G., Hernández-Rosiles, V., Icaza-Chávez, M. E., Martinez-Medina, J. N., Morán‐Ramos, S., Ochoa-Ortiz, E., Reyes-Apodaca, M., Rivera-Flores, R. L., Zamarripa-Dorsey, F., Zárate-Mondragón, F., & Vázquez-Frías, R. (2021). Fibra dietaria y microbiota, revisión narrativa de un grupo de expertos de la Asociación Mexicana de Gastroenterología. Revista de Gastroenterología de México, 86(3), 287. https://doi.org/10.1016/j.rgmx.2021.02.004 

2. Ajani, U. A., Ford, E. S., & Mokdad, A. H. (2004). Dietary Fiber and C-Reactive Protein: Findings from National Health and Nutrition Examination Survey Data. Journal of Nutrition, 134(5), 1181. https://doi.org/10.1093/jn/134.5.1181 

3. Anderson, J. W., Baird, P., Davis, R. H., Ferreri, S. P., Knudtson, M., Koraym, A., Waters, V., & Williams, C. L. (2009). Health benefits of dietary fiber [Review of Health benefits of dietary fiber]. Nutrition Reviews, 67(4), 188. Oxford University Press. https://doi.org/10.1111/j.1753-4887.2009.00189.x 

4. Andreadi, A., Muscoli, S., Tajmir, R., Meloni, M., Minasi, A., Muscoli, C., Ilari, S., Mollace, V., Della-Morte, D., Bellia, A., Campione, E., Di Daniele, N., & Lauro, D. (2022). Insulin Resistance and Acne: The Role of Metformin as Alternative Therapy in Men. Pharmaceuticals, 16(1), 27. https://doi.org/10.3390/ph16010027 

5. Bazzano, L., Green, T., Harrison, T. N., & Reynolds, K. (2013). Dietary Approaches to Prevent Hypertension. Current Hypertension Reports, 15(6), 694. https://doi.org/10.1007/s11906-013-0390-z 

6. Birt, D. F., Boylston, T. D., Hendrich, S., Jane, J., Hollis, J., Li, L., McClelland, J. F., Moore, S. A., Phillips, G. J., Rowling, M. J., Schalinske, K. L., Scott, M. P., & Whitley, E. M. (2013). Resistant Starch: Promise for Improving Human Health [Review of Resistant Starch: Promise for Improving Human Health]. Advances in Nutrition, 4(6), 587. Elsevier BV. https://doi.org/10.3945/an.113.004325 

7. Cantu-Jungles, T. M., Bulut, N., Chambry, E., Ruthes, A. C., Iacomini, M., Keshavarzian, A., Johnson, T. A., & Hamaker, B. R. (2021). Dietary Fiber Hierarchical Specificity: the Missing Link for Predictable and Strong Shifts in Gut Bacterial Communities. mBio, 12(3). https://doi.org/10.1128/mbio.01028-21 

8. Chiba, M., Tsuji, T., Nakane, K., & Komatsu, M. (2015). High Amount of Dietary Fiber Not Harmful But Favorable for Crohn Disease. The Permanente Journal, 19(1), 58. https://doi.org/10.7812/tpp/14-124 

9. Dahl, W. J., Agro, N. C., Eliasson, Å. M., Mialki, K., Olivera, J. D., Rusch, C., & Young, C. N. (2017). Health Benefits of Fiber Fermentation [Review of Health Benefits of Fiber Fermentation]. Journal of the American College of Nutrition, 36(2), 127. Taylor & Francis. https://doi.org/10.1080/07315724.2016.1188737 

10. Economou, V., & Gousia, P. (2015). Agriculture and food animals as a source of antimicrobial-resistant bacteria. Infection and Drug Resistance, 49. https://doi.org/10.2147/idr.s55778 

11. Granado‐Serrano, A. B., Martin‐Garí, M., Sánchez, V., Solans, M. R., Giribets, A. L., Berdún, R., Vilaprinyó, E., Portero‐Otín, M., & Serrano, J. C. E. (2022). Colonic Microbiota Profile Characterization of the Responsiveness to Dietary Fibre Treatment in Hypercholesterolemia. Nutrients, 14(3), 525. https://doi.org/10.3390/nu14030525 

12. King, D. E. (2005). Dietary fiber, inflammation, and cardiovascular disease [Review of Dietary fiber, inflammation, and cardiovascular disease]. Molecular Nutrition & Food Research, 49(6), 594. Wiley. https://doi.org/10.1002/mnfr.200400112 

13. Oh, L., Rahman, S. A., Dubinsky, K., Azanan, M. S., & Ariffin, H. (2023). Manipulating the Gut Microbiome as a Therapeutic Strategy to Mitigate Late Effects in Childhood Cancer Survivors [Review of Manipulating the Gut Microbiome as a Therapeutic Strategy to Mitigate Late Effects in Childhood Cancer Survivors]. Technology in Cancer Research & Treatment, 22. SAGE Publishing. https://doi.org/10.1177/15330338221149799 

14. Pancheva, R., Zhelyazkova, D., Ahmed, F., Gillon-Keren, M., Usheva, N., Bocheva, Y., Boyadzhieva, M., Valchev, G., Yotov, Y., & Iotova, V. (2021). Dietary Intake and Adherence to the Recommendations for Healthy Eating in Patients With Type 1 Diabetes: A Narrative Review. Frontiers in Nutrition, 8. https://doi.org/10.3389/fnut.2021.782670 

15. Parnell, J. A., & Reimer, R. A. (2012). Prebiotic fiber modulation of the gut microbiota improves risk factors for obesity and the metabolic syndrome [Review of Prebiotic fiber modulation of the gut microbiota improves risk factors for obesity and the metabolic syndrome]. Gut Microbes, 3(1), 29. Landes Bioscience. https://doi.org/10.4161/gmic.19246 

16. Shivakoti, R., Biggs, M. L., Djoussé, L., Durda, P., Kizer, J. R., Psaty, B. M., Reiner, A. P., Tracy, R. P., Siscovick, D. S., & Mukamal, K. J. (2022). Intake and Sources of Dietary Fiber, Inflammation, and Cardiovascular Disease in Older US Adults. JAMA Network Open, 5(3). https://doi.org/10.1001/jamanetworkopen.2022.5012 

17. Singh, R. P., & Bhardwaj, A. (2023). β-glucans: a potential source for maintaining gut microbiota and the immune system [Review of β-glucans: a potential source for maintaining gut microbiota and the immune system]. Frontiers in Nutrition, 10. Frontiers Media. https://doi.org/10.3389/fnut.2023.1143682 

18. Veronese, N., Solmi, M., Caruso, M. G., Giannelli, G., Osella, A. R., Εvangelou, Ε., Maggi, S., Fontana, L., Stubbs, B., & Tzoulaki, I. (2018). Dietary fiber and health outcomes: an umbrella review of systematic reviews and meta-analyses [Review of Dietary fiber and health outcomes: an umbrella review of systematic reviews and meta-analyses]. American Journal of Clinical Nutrition, 107(3), 436. Elsevier BV. https://doi.org/10.1093/ajcn/nqx082 

19. Zhang, Y., Zuo, J., Yan, L., Yang, C., Li, Q., W. Thring, R., Yang, Y., Gao, Y., Wu, M., & Tong, H. (2020). Metformin increases tauroursodeoxycholic acid levels to improve insulin resistance in diet-induced obese mice. bioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory). https://doi.org/10.1101/2020.05.26.116715.