(ЧАСТ II) Пребиотичните въздействия на соевите остатъци (Okara) върху състоянието на еубиозата/дисбиозата на червата и възможните ефекти върху функциите на черния дроб и бъбреците

edmund.chen@wecistanche.com

Валоризация на остатъците от соя (Okara) като функционална хранаКакто беше обсъдено по-рано, окара съдържа високи нива на диетични фибри и протеини и значителни количества изофлавони, заболяване на бъбреците, както и минерални елементи, което му придава висока хранителна стойност и потенциална пребиотична функция. Следователно, той е потенциално полезен като функционална съставка с благоприятни за здравето ефекти [8]. По-конкретно, включването на съставки, получени от соя, в различни продукти с мотива за предоставяне на полезни свойства и функции на тялото е фокусът през годините и предизвика голям интерес от страна на хранително-вкусовата промишленост. Те се наричат ​​„функционални храни“ [104]. Okara се използва в производството на храни за консумация от човека, както и приложение в храненето на животни от няколко години главно в Япония и Китай, както в преработени, така и в сурови форми, за по-лесно осигуряване на справедлив прием на хранителната претенция за фибри и протеини . Okara може да бъде частичен заместител на соевото dl брашно, пшеничното dl брашно и други компоненти за производство на храни, така че да повиши съдържанието на протеини и фибри [49]. Богатото количество протеини, въглехидрати и други форми на хранителни вещества, вградени в окара, го правят потенциален субстрат за микробна ферментация. Бактериите, дрождите и гъбичната ферментация на соеви остатъци се предполага, че намаляват съдържанието на сурови фибри, увеличават съдържанието на протеини, разтворими фибри, изофлавони и аминокиселини и разлагат фитиновата киселина, което води до подобрение и на свойствата за обработка като хранителна стойност [105]. Използването на соеви остатъци в различни хранителни състави като напитки, хляб, колбаси, палачинки, бонбони, бисквити, торта и хранително dl брашно е проучено и доказано по-рано в множество доклади [15,106–109].

Ключови думи:диетични фибри; чревна микробиота; бъбрек; черен дроб; окара; пребиотик; остатък от соя

CISTANCHE ЩЕ ПОДОБРИ БЪБРЕЧНО/БЪБРЕЧНО ЗАБОЛЯВАНЕ

3.1. Приложение на соевите остатъци в храненето на хоратаБогатите свойства на окара за свързване на разтворителя го правят идеална евтина съставка, с която да се насърчат добивите в хлебни и месни продукти [48]. Доказано е, че има положително влияние върху срока на годност на шоколадовите бисквитки, главно при оптимална концентрация от 5 процента, и също така предотвратява синереза ​​в пълнежа на равиоли със сирене по време на размразяване и замразяване. Освен това безвкусният му вкус позволява да се използва при относително високи нива, без да се повлияе неблагоприятно върху текстурата или вкусовите профили на образуваните продукти [1].

Проучването на Park et al. [110], върху влиянието на окара и добавките, включително соево брашно, нишесте и хидроксипропил метилцелулоза върху качеството и хранителната стойност на бисквитките, бяха прегледани. Резултатите показват, че бисквитките, обогатени с окара, имат по-високи нива на въглехидрати (35,3 процента), мазнини (25,7 процента), протеини (11,6 процента) и пепел (6,3 процента) в контраст с пшеничните бисквитки, съдържащи въглехидрати (59,6 процента), мазнини ( 20,2 процента), протеин (15,2 процента) и пепел (2,2 процента). Бисквитка, съдържаща окара, изобразява по-ниско съдържание на въглехидрати и по-високо съдържание на пепел. Бисквитките с добавка на хидроксипропил метилцелулоза показват по-висок капацитет за задържане на вода, т.е. три пъти по-висок от този на контролата, което подобрява производителността на тестото и качеството на обогатените бисквитки. Бисквитките, допълнени с добавки, главно соево брашно и хидроксипропил метилцелулоза, описват намалени водни активности, което подобрява живота на съхранение и твърдостта в съчетание със значително подобрение в хрупкавостта на бисквитките, обогатени с окара. Суда и др. [111] включиха окара на прах (съдържаща 50 процента диетични фибри, 0,45 процента калций и 21,3 процента растителен протеин) в съставките на хляб и палачинки, възнамерявайки да разработят обогатени храни за медицинска употреба. Бяха обработени три различни вида хляб, които включват 10 процента окара хляб, и други добавки, както и консерванти, бяха необходими за насърчаване на ферментацията на дрождите и за съхранение при стайна температура. След ефективно замразяване без консерванти, вкусовете и на трите хляба бяха променени. Мека палачинка беше приготвена със смес от прахове за палачинки с 20 процента окара. Палачинката без консерванти беше подходяща за съхранение в хладилник преди консумация, докато пресните палачинки и тези, съдържащи консерванти, направени с 20 процента окара, бяха приети като добавки за възрастни хоспитализирани пациенти. Проучването показа, че меката палачинка, допълнена с окара и 40 процента вода, е много полезна като подходяща добавка за диетични фибри, калций и растителни протеини, отколкото хлябът, допълнен с окара. Предполага се, че качеството на хляба с добавки от окара се повишава значително с добавянето на ензими (липаза, глюкозооксидаза и пентозаназа). Доказано е, че включването на 4–8 процента соев прах води до повишаване на качеството [112]. Прилагането на 5% соеви диетични фибри върху хляб, третиран с 1% NaOH за един час и 1% HCl при 60 ◦C за 2 часа, показва външен вид и качество, подобни на тези на нормален хляб [1,113].

Скорошно проучване на Kang et al. [15] относно качествените характеристики на оризовата юфка, обогатена с различни нива на брашно okara dl (0–20 процента), беше прегледан. Авторите записват, че адхезивността, твърдостта и загубата при готвене на юфката се увеличават с увеличаване на количеството окара, докато индексът на набъбване, резултатът за кохезия и абсорбцията на вода значително намаляват. Сред всички проби, юфката, подсилена с 10 процента брашно от окара, демонстрира най-нисък резултат за прогнозирания гликемичен индекс. Включването на алгинат с CaCl2 покритие подобри свойствата за готвене, без да повлиява in vitro смилаемостта на нишестето на оризови юфки, обогатени със соеви остатъци. Констатациите показват, че юфка с добро качество и намалени in vitro резултати за смилаемост на нишестето може да бъде разработена чрез включване на брашно от окара до 10 процента ниво. Отново, проучване за качеството на готвене на соев страничен продукт подсилена с влакна от окара юфка съобщава, че юфката е с добро качество на готвене, когато влакната от окара са добавени с 9 процента (размер на частиците 100 меша), 4 процента сол и 0,25 процента натрий алгинат [114]. Пан и др. [106] изследват въздействието на окара и жизненоважния глутен върху физичните и химичните свойства на юфката. Резултатите показват, че по-високото ниво на окара (10-15 процента) значително намалява якостта на опън, разтегливостта, еластичността и оптималното време за готвене на юфката. Юфката, обогатена с окара, показва подобрено съдържание на флавоноиди, общо фенолно и антиоксидантно действие и/или активност за отстраняване на свободните радикали. Резултатите показват, че 6 процента пшеничен глутен и 5–10 процента окара на прах произвеждат юфка с добра текстура, готварски и сензорни свойства. Следователно добавката на соеви диетични фибри в хранителната формулировка може да бъде най-добрата алтернатива за постигане на хранителни продукти с нисък гликемичен индекс. В проучването на Katayama и Wilson [115], закуска на базата на соя е формулирана с помощта на частично изсушена окара (44,3 процента влага) приготвен от соеви зърна без липоксигеназа и търговски изсушен прах от окара (7,7 процента влага), направен от обикновени соеви зърна (съдържащи липоксигеназа). Авторите също са използвали търговско соево масло с ниско съдържание на линоленова киселина и ниско наситено соево масло в търговската мрежа в същата рецепта и са определили най-добрата рецепта за печени или дълбоко пържени соеви хранителни продукти. В края на изследването авторите отбелязват, че печените храни, направени от частично изсушения прах от липоксигеназа без окара и търговското ниско наситено соево масло, имат вкус, външен вид и текстура, успоредни на референтния продукт (т.е. японска закуска на основата на окара). Крайният продукт има 11,4% протеин и 7,4% диетични фибри, което е 2,0 и 1,5 пъти повече в сравнение със стандарта. Количеството калций също е по-високо (4,3 пъти) от референтния резултат. Бедини и др. [116] също регистрира увеличение на функционалните и хранителни свойства на соевото кисело мляко, включено със соев страничен продукт окара. Всички тези констатации предполагат комерсиализацията на окара на индустриално ниво като потенциален хранителен продукт с добавена стойност с повишена хранителна стойност.

CISTANCHE ЩЕ ПОДОБРИ БЪБРЕЧНАТА/БЪБРЕЧНАТА ДИАЛИЗА

3.2. Приложение на соевите остатъци в храненето на животните  Благодарение на по-високото съдържание на невлакнести въглехидрати и протеини в окара, както и че е по-евтино от соевото брашно, го прави привлекателен за използване като храна за млекодайни говеда, кози, овце, свине, птици и риба, с цел замествайки част от нормалната им храна [117–120]. Като цяло е известно, че страничните продукти от хранителни култури имат високо съдържание на влага и поради избягването на високите енергийни разходи за сушене обикновено се съхраняват чрез силаж, техника за съхранение на фураж, която включва подкисляване на растителната маса чрез анаеробни микроорганизми, за да се подпомогне минимизирайте и го предпазвайте от колонизиране от други микроорганизми, което ще доведе до загуба на неговата хранителна стойност. Известна практика в Япония, с цел предотвратяване на загуба на хранителни вещества, ограничава това чрез смесване на сух фураж с мокри странични продукти, за да се постигне ниска влажност на смесения силаж на дажбата. Следователно сместа от фъстъчени люспи и окара може да има синергично влияние върху силажната смес, за да образува правилните въглехидрати, годни за ферментация на сухо вещество за идеална ферментация на силаж. Доказано е, че силажът със съотношение на фъстъчени люспи/окара 22:78 намалява съдържанието на фибри и лигнификацията, както и подобрява ефективността както на in vitro руминална ферментация, така и на моделите на ферментация на силаж след 8 седмици [117]. Постигането на необходимия протеинов профил при млади прасета, особено за производителите на биологични свине, е предизвикателство. По този начин цената на органичния фураж е значително по-висока (т.е. 4 пъти по-висока) и има ограничена наличност. Okara се предлага като алтернатива и потенциален източник на органичен протеин и нейният прием в до 25 процента от диетите на млади прасета не показва ефект върху средния дневен прием на храна, средната дневна печалба и съотношението печалба/фураж за разлика от контролата [121]. Wang и др. [120,122] също замени изсушена окара за соево брашно при млекодайни говеда и жълти говеда за период от 30 дни. Авторите не регистрират значителни разлики в производството на мляко, консумацията на фураж, съдържанието на млечна мазнина и дневните печалби между двете групи. Въпреки това, разходите за хранене на групата, заменена със сушена окара, бяха значително намалени.

В допълнение, окара може да се използва и в производството на микробни протеини, които се синтезират чрез ферментация в твърдо състояние. По време на процеса на ферментация плесента разгражда остатъчните фибри до въглехидрати с ниско молекулно тегло, които се използват от дрождите за синтезиране на протеини. Освен това, някои антихранителни фактори (включително, но не само, инхибитори на трипсин, лектин и сапонин) могат да бъдат допълнително разградени или намалени чрез ферментация [123]. Пан и др. [124] изследват промените в микробното производство чрез твърдотелна ферментация на смесена култура върху окара. Авторите наблюдават удвоено съдържание на суров протеин в контраст с оригиналния материал при използване на пшенични трици и окара (съотношение 2:8) като субстрат и Trichoderma viride, Aspergillus niger, Saccharomyces cerevisiae и Candida utilis (1:1:1:3). ) като смесена култура, след ферментация в продължение на три дни при 32 ◦C. Таблици 3 и 4 представят обобщени проучвания за ефекта от добавянето на окара върху храненето, както и въздействието на обогатяването му върху хранителните свойства и функция съответно (in vivo/in vitro).

4. Физикохимично и пребиотично влияние на диетичните фибри (акцент върху фибрите, получени от Okara) върху червата и свързаните с тях тъкани: черва, черен дроб и бъбреци  Множество доказателства сочат, че чревните микроорганизми могат директно да повлияят на физиологичните състояния при хора/животни, като подобряване на имунната система на гостоприемника, подобряване на ролята на чревната бариера, стимулиране на защитните механизми срещу патогени, както и увеличаване на защитните механизми срещу възпалителни заболявания на червата, производство на биологични метаболити, регулиране на автоимунитета, регулиране на диабета и предотвратяване на затлъстяването и унищожаване на раковите клетки. Взаимодействията между червата и микробиотата на гостоприемника са динамични и силно продиктувани от няколко условия на околната среда, особено диета [135]. Освен това се съобщава, че червата имат двойни и противоположни роли да позволяват на хранителните вещества да навлизат в тялото, като същевременно отричат ​​навлизането на вредни вещества. Доказано е, че функцията на стомашно-чревната бариера и усвояването на хранителни вещества се променят от диетичните фибри. Например, индуцирани от диетичните фибри промени в стомашно-чревната бариера чрез увеличаване на муцините и клетките, които ги произвеждат, "бокаловидни клетки" [136,137]. Муцините са големи гликопротеини, които заедно с липиди, антитела, бактерии, йони, протеини, антимикробни пептиди и вода образуват това, което се нарича слуз [138]. Слузта предпазва чревния епител от механичен стрес, за да предотврати преместването на вредни вещества, както и за смазване на червата и за улесняване на лесното транспортиране на усвоения материал. Проучване, сравняващо стандартна храна/диета за гризачи (т.е. фибри от царевица, овес и пшеница, съставляващи 4,3 процента от теглото на храната) с храна, лишена от каквито и да било фибри, показа, че мишките, хранени с диета с дефицит на фибри, имат по-тънка слуз слой, което позволява на микробите да се доближат до стомашно-чревния епител [139]. Следователно, недостатъчните количества диетични фибри в червата могат да насърчат бактериите да разграждат слузния слой на гостоприемника (т.е. да разрушат една от физическите бариери на гостоприемника) в опит да си осигурят субстрати, необходими за оцеляване.

4.1. Физикохимична роля на диетичните фибри в стомашно-чревния тракт Основната роля на стомашно-чревния тракт е усвояването на хранителните вещества от поетите храни. Това усвояване се предхожда от поредица от храносмилателни процеси в различните отдели на червата. Тези процеси се управляват от секрецията на ензими и свързаните кофактори, както и чрез поддържане на чревния лумен при оптимални условия на рН за храносмилане. [140]. Класически се приема, че консумацията на диетични фибри влияе върху усвояването на хранителни вещества по различни методи. Доказано е, че физикохимичните фактори на диетичните фибри, включително ферментация, обемна способност, вискозитет и образуване на гел, свързваща способност, разтворимост и капацитет за задържане на вода, влияят върху усвояването на хранителни вещества. През последните десетилетия са проведени множество in vivo и in vitro проучвания, за да се подпомогне осветяването на физикохимичните взаимодействия между диетичните фибри и тези хранителни вещества [39]. Изглежда обаче, че водоразтворимите диетични фибри, които са или вискозни, или образуват гел при чревни/стомашни условия, намаляват скоростта на абсорбция в сравнение с фибрите с ниско молекулно тегло и ниско вискозни фибри. Тънките черва са основната абсорбционна област в червата, която от диетична гледна точка участва в абсорбцията на субединиците на смилаемите макронутриенти (т.е. монозахариди от въглехидрати, аминокиселини и някои ди/трипептиди от протеини и мастни киселини/глицерол от ди/триглицериди), както и минерали и витамини и други микронутриенти [140].

CISTANCHE ЩЕ ПОДОБРИ БЪБРЕЧНАТА/БЪБРЕЧНАТА БОЛКА

Диетичните фибри се различават по форма в зависимост от техните биохимични и физиологични свойства и следователно влияят върху бионаличността на хранителните вещества, състава на микробиотата и стомашно-чревните функции. Разтворимите диетични фибри показват повишен вискозитет и намалена смилаемост на нишестето [141], както и потискат активността на -амилазата в стомашно-чревния тракт, което впоследствие намалява бързото покачване на нивата на постпрандиалната кръвна захар [142,143]. Консумацията на разтворими вискозни фибри, заедно с други диетични промени като намален прием на мазнини, е ефективна за намаляване на нивата на холестерола [144]. Sasaki и Kohyama [145] изследват влиянието на различни разтворими диетични фибри върху смилаемостта на нишестето. Те регистрират силна връзка между привидния вискозитет при ниски скорости на срязване и инхибирането на смилаемостта на нишестето. Въпреки това, неразтворимите диетични фибри намаляват смилаемостта на нишестето чрез неспецифична ензимна адсорбция. Нагано и др. [146] систематично прегледаха подобрената функционалност и физикохимичните свойства на окара чрез наноцелулозни технологии, използвани в разработването на храни. Авторите предположиха, че наноцелулозните технологии могат да подобрят физикохимичните роли, като по този начин повлияят на общността на чревната микробиота. Тяхното изследване демонстрира повишен вискозитет, дисперсионна способност, както и специфичната повърхност на целулозата и окарата. Повишеният вискозитет предизвиква потискане на -амилазната активност, докато повишената дисперсионна способност и специфичната повърхност на окара водят до подобрено производство на SCFA от човешки доминиращи чревни бактерии [146]. Бифидобактериите и лактобацилите са най-важните благоприятни за здравето бактерии на чревната микробиота. Следователно и двете са общи цели за диетични интервенции за насърчаване на здравето. Други бактерии, включително enterococci, eubacteria streptococci и Bacteroides, могат да бъдат класифицирани като потенциално вредни или полезни за здравето в зависимост от вида [126,147]. Здравите бактерии упражняват полезни функции за гостоприемника чрез техния метаболизъм като образуване на SCFA (главно пропионат, ацетат и бутират), липса на производство на токсини, както и синтез на дефензини или витамини [126]. Desai и др. [42] изследват последващото въздействие на лишаването от диетични фибри върху чревната микробиота, използвайки гнотобиотичен модел на мишка. Авторите отбелязват, че по време на периодичен или хроничен дефицит на диетични фибри чревната микробиота се обръща към секретираните от гостоприемника слузни гликопротеини като източник на хранителни вещества, което впоследствие води до ерозия на мукусната бариера на дебелото черво. По този начин се насърчава по-голям епителен достъп и смъртоносен колит от лигавичния патоген Citrobacter до dentium. Проучването разкрива сложни пътища, свързващи диетата, чревната микробиота и дисфункцията на чревната бариера, които могат да бъдат подобрени чрез диетична терапия.

4.2. Използването на остатъци от соя като пребиотик Консумацията на окара като пребиотици/несмилаеми хранителни компоненти може селективно да стимулира състава и/или активността на един или ограничен брой стомашно-чревни микроби, които могат да придадат здравни заслуги на гостоприемника [148], както и не-стомашно-чревни свързани състояния като сърдечно-съдови заболявания [149], хроничнизаболяване на бъбреците(CDK) [150], безалкохолни мастничернодробно заболяване(NAFLD) [21] и диабет [151]. Пребиотичното влияние на окара е изследвано в in vitro проучвания с Lactobacillus acidophilus и Bififibacterium bifidum [152,153]. Okara осигури повърхност за адхезия на бактериални клетки, като по този начин позволи усвояването на субстрата, както и клетъчния растеж. Степента на ферментация на остатъка е около 3,6 пъти по-висока при B. Bifidus в сравнение с L. acidophilus [152]. Третирането с -глюканаза (Ultraflflo L®) подобрява съдържанието на разтворими диетични фибри в окара, като впоследствие засилва нейната ферментация от B. Bifidus [154]. Превръщането на неразтворимите диетични фибри от окара в разтворими фибри отново се наблюдава, когато са използвани Streptococcus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus [155].

Има многобройни проучвания за диетичните ефекти на киселото мляко, обогатено със соеви остатъци/окара, получено чрез млечна ферментация на соево мляко и соево мляко, върху нивата на липидите и холестерола при плъхове [156]. Подсиленото кисело мляко Окара се приготвя чрез смесване на изсушена окара със соево мляко в съотношение 1:2 и след това сместа се ферментира с L. delbrueckii подвид delbrueckii. Образуваният продукт се изсушава чрез замразяване и след това се включва в диетата на плъховете. Независимо от диетата си, плъховете, хранени със сушена окара и кисело мляко от соево мляко, показват значително и постоянно по-ниско ниво на общ плазмен холестерол в контраст с контролната група и друга група, хранени само с кисело мляко от соево мляко. Авторите заключават, че употребата на окара предоставя допълнителни предимства на соевото мляко, като по този начин богатият на фибри остатък улеснява отделянето на жлъчни киселини чрез тяхната абсорбция във фекална материя, като по този начин насърчава хипохолестеролемичния ефект [156,157].

Освен това се предполага, че ферментацията играе решаваща роля в ефекта на понижаване на холестерола, тъй като задейства производството на биоактивни пептиди чрез ензимната хидролиза на соевите протеини [156]. Резултатът от анализа на ДНК микрочипове също потвърди, че консумацията на соеви остатъци и кисело мляко от соево мляко намалява синтеза на липиди и холестерол и регулира нагоре окислението на мастни киселини и разграждането на холестерола [157]. В обобщение, тези проучвания показват, че както добавянето на окара, така и последващата й ферментация в матрица от соево мляко и кисело мляко изобразяват хипохолестеролемични ефекти. След това бяха оценени органолептичните качества и текстурните профили на подсиленото кисело мляко okara. Соевото мляко само с изсушени соеви остатъци или с инсулин и изсушена окара е ферментирало с търговска закваска за кисело мляко, която съдържа L. acidophilus, Bifidobacterium animalis subspecies lactis и Streptococcus thermophilus [116]. Тези кисели млека показват значително по-голяма физическа стабилност и са класирани по-ниско в хедоничните тестове, вероятно поради относително големия размер на изсушената окара. Въпреки това добавянето на инсулин изглежда повишава вкуса, поради което резултатът за приемане е най-висок за киселото мляко с добавени както инсулин, така и окара.

4.3. Пребиотичен статус на соеви остатъци върху чревния микробиом Изследванията върху човешката стомашно-чревна микробиота, обозначена като „втори мозък“ или „забравен орган“, се увеличиха експоненциално през последните години след най-новите постижения в технологиите [158]. Червата са основният имунен орган в тялото, който съдържа приблизително 70-80 процента от имунните клетки на тялото и е маркиран като най-големият източник на възпаление, за което е доказано, че допринася за заболявания като NAFLD и CDK [20,159,160]. Доказано е, че чревната микробиота произвежда не само метаболити, които могат да повлияят на физиологията на гостоприемника, но по-скоро с метаболити, които също могат да допринесат съществена роля в имунната система и метаболизма на гостоприемника чрез сложен набор от химични взаимодействия, както и сигнални пътища [161]. –163].

Пребиотиците са несмилаеми части от храната, наречени въглехидрати, които действат като фибри. Непроменени, те достигат до дебелото черво, където се използват от стомашно-чревните микроорганизми, служат като храна за „добрите“ чревни бактерии и насърчават техния растеж, колонизация, както и устойчивост в храносмилателния тракт. Сред пребиотиците или видовете фибри са най-важните галактоолигозахариди и олигозахариди, които се наричат ​​бифидогенни вещества; свързани със способността им селективно да усилват растежа на Bifidobacterium spp. (B. breve, B. longum, B. infantis, B. pseudolongum, B. lactis) и Lactobacil lus spp. (L. plantarum, L. casei, L. reuteri, L. acidophilus) [164]. Най-често използваните пребиотици в проучвания при хора включват, но не се ограничават до, фруктоолигозахарид, галактоолигозахарид, ксилоолигозахарид, арабиноксилан-олигозахариди и соеви олигозахариди [164,165].

Pérez-López и др. [51] изследват пребиотичния ефект на окара върху стомашно-чревната микробиота при плъхове, хранени с високо съдържание на мазнини. За да се подобри разтворимостта на окарата и да се постигне разтворим остатък, обогатен с диетични фибри, авторите прилагат обработка с високо хидростатично налягане заедно с ензима Ultraflflo® L в препарата. Плъхове Wistar бяха хранени с диета с високо съдържание на мазнини, допълнена с 20 процента третирана окара в продължение на четири седмици. Авторите наблюдават намаляване на плазмените триглицериди (14-пъти), загуба на тегло и подобряване на метаболизма на аминокиселините (12-пъти по-ниска урея) за разлика от контролната група . Що се отнася до неговия пребиотичен статус, окара засилва освобождаването на късоверижни мастни киселини (SCFA) и подобрява усвояването на магнезий и калций. Освен това, количествен PCR анализ на избрани бактериални групи потвърди, че okara защитава стойностите на няколко полезни групи в стомашно-чревната микробиота и възстановява дисбиозата, причинена от диета с високо съдържание на мазнини. По този начин се предотвратяват бактериални капки, предизвикани от диета с високо съдържание на мазнини. Авторите заключават, че добавянето на окара упражнява функции, насърчаващи здравето in vivo и следователно може да се използва като пребиотик, както и като функционална съставка в храните

Villanueva и др. [12] също проучи ефекта от диети с високо съдържание на мазнини, допълнени с 13 процента или 20 процента окара върху липидните профили начерен дроб,плазма и изпражнения при мъжки златни сирийски хамстери след три (3) седмици хранене. Диетата не доведе до значителни разлики в наддаването на телесно тегло или приема на храна (p > 0.05). Въпреки това, плазмените нива на триглицериди, общ холестерол и VLDL- плюс LDL холестерол при хамстери, хранени с 20 процента окара, намаляват значително (p <0,05) в="" сравнение="" с="" контролната="" група.="" въпреки="" това,="" не="" са="" наблюдавани="" значителни="" разлики="" (р=""> 0,05) в плазмените нива на HDL- и LDL-холестерол във всички експериментални групи. Концентрации на триглицериди, общи липиди, общ и естерифициран холестерол вчерен дроббяха намалени с 20 процента диета с добавки на окара. По отношение на хамстери, хранени с 13 процента обогатени с окара диети, средните стойности на триглицеридите, общите липиди и холестерола вчерен дроби плазмата е намалена в сравнение с контролната група, но разликите не са статистически значими. Освен това, всички изследвани диети с добавки от окара показват повишена фекална екскреция на общи липиди, свободен холестерол, триглицериди и общ азот (p < 0.05)="" в="" контраст="" със="" съответните="" им="" контроли.="" авторите="" предполагат,="" че="" основните="" компоненти="" на="" окара,="" т.е.="" диетични="" фибри="" и="" протеини,="" могат="" да="" бъдат="" приписани="" на="" общите="" липиди="" и="" холестерол,="" намалени="">черен дроби плазма, както и увеличаването на изпражненията при хамстери, хранени с високо съдържание на мазнини, и следователно може да играе съществена роля в превенцията на хиперлипидемия и може също така да се използва като съставка с добавена стойност за функционално приготвяне на храна. През 2016 г. Villanueva et al. изследва потенциалните пребиотични и понижаващи мазнините ефекти на ензимно третирана окара при хранени с висок холестерол плъхове Wistar [6]. Авторите наблюдават значително намаляване на серума ичерен дробнива на триглицериди (p < {{0}}.01)="" на="" плъхове,="" хранени="" с="" ензимно="" третирана="" окара.="" общите="" липиди,="" жлъчни="" киселини="" и="" триглицериди="" са="" значително="" (p="">< 0.001)="" по-високи="" в="" изпражненията="" на="" плъхове,="" хранени="" с="" ензимно="" третирана="" диета="" окара.="" въпреки="" това,="" ph="" на="" фекалното="" съдържимо="" е="" намалено="" (p="">< 0,001),="" вероятно="" поради="" значителното="" увеличение="" на="" производството="" на="" късоверижни="" мастни="" киселини="" в="" третираната="" група="" в="" сравнение="" с="" контролната="" група="" (т.е.="" общо="" scfa="" (mmol/g)="" на="" 229,2="" ±="" 37,0="" за="" контролната="" група="" и="" 568,2="" ±="" 56,5="" за="" третираната="" група).="" в="" допълнение,="" ензимно="" обработената="" окара="" дава="" намалени="" триглицериди="">черен дроби серум, и подобрява екскрецията на общите липиди, жлъчни киселини и триглицериди, повишавайки липидния профил при плъхове, хранени с висок холестерол. Предполага се, че съдържанието на фибри спомага за подобряване на чревния транзит чрез увеличаване на обема на изпражненията. Авторите заключават, че намаленото pH и подобреното производство на SCFA потвърждават появата на ферментация на фибри, което означава потенциален пребиотичен ефект.

4.4. Отговорите на червата, черния дроб и бъбреците на пребиотичните ефекти на диетичните фибри като цяло В микробния процес на пребиотична ферментация в дебелото черво се образуват SCFA като бутират, пропионова киселина, оцетна киселина, витамин К и витамин В12, които след това се абсорбират от стомашно-чревната лигавица и се разпространяват през лимфната и съдовата система до клетките на организъм [166]. Полученият бутират се метаболизира директно в стомашно-чревния епител, където действа като регулатор на клетъчното делене и растеж. Пропионатът се използва вчерен дроби също така служи като прекурсор, използван за потискане на синтеза на холестерол. Ацетатът се метаболизира предимно в мускулните клетки, сърцето,бъбреци, и мозък. Производството на SCFA намалява pH на околната среда, като по този начин насърчава клетъчната диференциация и растежа на чревните епителни клетки, както и повторното поддържане на микрофлората. Освен това се предполага, че ферментацията в червата произвежда крайната форма на разграждане на вещества като прости газове: въглероден диоксид, водород, метан и сероводород [164]. Фигура 2 представя схематичен преглед на основните пребиотични ефекти на диетичните фибри върху червата, черния дроб ибъбрек [20]. 

4.4.1. Чревни реакцииДоказано е, че увеличаването на производството на късоверижни мастни киселини (SCFA) в резултат на ферментацията на диетични фибри засилва функцията на чревната бариера чрез увеличаване на пролиферацията и разнообразието на чревните клетки [20,167]. SCFA намаляват стомашно-чревното рН, което може да промени чревната микробиота чрез възпрепятстване на растежа на патогени и намаляване на експресията на гени за микробна вирулентност [168]. Отново е доказано, че епителните клетъчни линии метаболизират SCFA бутирата, което води до намаляване на кислорода, което води до стабилизиране на транскрипционния фактор, индуцируем от хипоксия фактор-1 алфа (Hif-1) [169]. Този транскрипционен фактор е замесен в стомашно-чревната бариерна функция чрез регулиране на апоптоза [170] и възпаление [171]. Проучване с микрочипове потвърждава, че устойчивото на високо амилоза нишесте може да подобри хормоните, както и структурата и функцията на червата чрез повишаване на нивата на експресия на Hif-1 заедно с гени, свързани с клетъчния растеж, диференциация, апоптоза и пролиферация в цекална тъкан на плъхове, допълнени с 30 процента устойчиво нишесте, за разлика от плъхове, хранени с равно количество енергия от диета с ниско съдържание на фибри [172]. Скорошно проучване на Zhang et al. [173] оценяват ефектите на пребиотиците върху бионаличността и биотрансформацията на гинзенозиди при плъхове след двуседмична пребиотична (т.е. галактоолигозахарид, фруктоолигозахарид и фибри -2) интервенция. Резултатите показват, че площта под кривата концентрация-време и пиковата плазмена концентрация на гинзенозид и неговите междинни метаболити в групите с пребиотична интервенция са подобрени в различна степен от тези в контролната група. В допълнение, чревната микробиота значително реагира на пребиотичното лечение както на функционално, така и на таксономично ниво. Метагеномният анализ на червата също така разкри функционалното подобряване на гена за поликетид/терпеноиден метаболизъм, глюконеогенеза, гликолиза и пропаноатен метаболизъм и т.н. Авторите заключават, че пребиотиците могат селективно да подкрепят пролиферацията на определени бактериални петна, имащи капацитет за хидролиза на гликозиди, следователно, впоследствие насърчаване бионаличност и биотрансформация на първични гинзенозиди in vivo.

Протеините с плътна връзка са друг ключов компонент на чревната бариера, засегната от диетичните фибри. Проучване на Cani et al. [174] наблюдават, че храненето на стандартна храна за гризачи, допълнена с (10 процента) фруктоолигозахариди, подобрява експресията на гени в протеините на плътната връзка на йеюнума и Zonula occludens -1 (ZO-1), намалява чревната пропускливост и намалени плазмени концентрации на липополизахариди (LPS). Отново Fukunaga et al. [175] изследват ефекта на разтворими фибри пектин върху производството на фекална късоверижна мастна киселина, чревната клетъчна пролиферация и микробната популация. Резултатите показват, че плъхове, хранени с 2,5 процента пектин в продължение на две седмици, показват повишен плазмен глюкагоноподобен пептид -2 (GLP-2) и повишени SCFA в цекума. Бутират, в друг модел на клетъчна култура Caco-2, отново беше демонстрирано, че активира AMP-активирана протеин киназа, позволявайки сглобяване на плътно свързване на протеини, както и подобрена бариерна функция, показана чрез подобрено трансепително електрическо съпротивление [176]. Ohata и др. [177], също използва модела на клетъчна култура Caco-2 и наблюдава, че бутиратът подобрява липоксигеназната активност чрез възпрепятстване на деацетилирането на хистони, което причинява увеличаване на трансепителното електрическо съпротивление. Освен промяната на чревната имунна функция и физическите бариери за минимизиране на увреждането от провъзпалителни фактори, получени от микроби, пребиотиците могат също така да защитят органи катобъбреците и черния дробот метаболитни нарушения. Отдавна е доказано, че постоянната консумация на несмилаеми въглехидрати вместо смилаеми въглехидрати минимизира повишаването на кръвната глюкоза и инсулин [20]. Mithieux и др. [178] изследват чревната глюконеогенеза, която е друг регулаторен път на въглехидратите, повлиян от консумацията на диетични фибри. Смята се, че стомашно-чревното производство на глюкоза подобрява усещането за глюкоза в порталната вена, което води до намаляване на производството на глюкоза в черния дроб, както и повлияно сигнализиране към мозъка, което води до увеличаване на чувството за ситост. Въпреки това се предполага, че генерираните от микробиотата метаболити на пребиотика (напр. пропионат) действат като глюконеогенен прекурсор [179]. В обобщение, това подчертава предимствата на получените от микроби SCFAs в поддържането на физическите компоненти на чревната бариера (мукозен слой, плътни връзки и клетъчност) и повлияване на имунните фактори на гостоприемника, което в последствие ще повлияе на функциите на тъкани каточерен дробибъбреци.

4.4.2. Отговорите на черния дроб наистина, известно е, че кръвта от червата достига дочерен дробпрез порталната вена и следователно е оправдано, че този орган е мишена на произхождащи от червата фактори, променени от диетата и промените в микробиома. Пребиотичните фибри обаче се считат за идеална възможност за лечение и управление на NAFLD и свързаното със затлъстяването и инсулиновата резистентност [21]. Чернодробните ефекти на пребиотичните фибри, както беше обсъдено по-рано, включват повлияване на чревната екология, по този начин чревната пропускливост, системно възпаление, както и циркулиращи стомашно-чревни хормони и метаболитни сигнали. Подкрепяйки връзката между здравето на червата и черния дроб, се наблюдава, че пациентите с NAFLD изобразяват променена чревна микробиота [159] и подобрена чревна пропускливост [180]. Доказано е, че диетичните фибри възпрепятстват транслокацията на бактериални продукти като LPS [181]. По този начин това ще спомогне за намаляване на експозицията на черния дроб на LPS и други свързани провъзпалителни продукти, получени от микроби. Това може да попречи на тенденцията на мастен черен дроб да прогресира до възпалителна форма, наречена неалкохолен стеатохепатит (NASH) [20]. Смята се, че този преход се случва на два етапа, известни като хипотезата за "два удара". „Първият удар“ е състоянието, в коеточерен дробе податлив на метаболитни нарушения или "втори удар", поради натрупване на мазнини в черния дроб. Предполага се, че „вторият удар“ идва от различни източници, като бактериален свръхрастеж, и се предполага, че предизвиква чернодробно възпаление [182]. Cortez-Pinto и др. [183] ​​оценяват ефекта от различни диетични модели при пациенти с NASH. Проучването разкрива, че тези пациенти са консумирали ниско съдържание на фибри, повече мазнини и по-малко въглехидрати от здравите контроли. В допълнение, друго проучване обсъжда терапевтичните ефекти на диетичните фибри, получени от пълнозърнести храни, и демонстрира предимствата им, свързани с метаболитен синдром (MtS) и NAFLD след консумация. Освен намаляването на чернодробните мазнини, диетичните фибри, получени от пълнозърнести храни, също могат да намалят възпалението [184–186].

Предложените ефекти на пребиотичните фибри върху липидния метаболизъм се приписват на инхибирането на синтеза на de novo мастни киселини (FAS) [187–189]. Смята се, че пребиотичните фибри регулират надолу чернодробните липогенни ензими, главно FAS, чрез увеличаване на производството на SCFA пропионат [190]. Отново, поради техните уникални начини на действие по отношение на метаболизма на холестерола, специално свързани с тяхната ферментируемост и модулиране на микрофлората. Както беше съобщено по-рано, SCFA е замесен в метаболизма на холестерола. Levrat и др. [191] изследват ролята на диетичната пропионова киселина върху хипохолестеролемични плъхове. Добавянето на инулин води до увеличаване на SCFA в цекума в сравнение с контролната диета. Въпреки това, концентрациите на SCFA, измерени в порталната вена, показват, чечерен дробе изложен на високи концентрации на SCFA, по-специално на пропионова киселина. Авторите заключават, че наличието на пропионова киселина вчерен дробнамалява холестеролемичните реакции. Друго проучване съобщава за ефекта на пребиотичните фибри върху серумните липиди и експресията на чернодробния ген при JCR: LA-cp плъхове. Авторите съобщават, че пребиотичните фибри причиняват намаляване на нивата на холестерола, като подобряват отделянето на холестерол под формата на жлъчка, както и възпрепятстватчерен дробнатрупване на триацилглицерол. Авторите препоръчват използването на пребиотични фибри като диетично лечение на хиперхолестеролемия [189].

4.4.3. Бъбречни реакцииОсвен черния дроб,бъбреке друг основен орган, засегнат от значителен прием на диетични фибри. В множество доклади е доказано, че диетичните фибри намаляват азотното натоварване, както и системното възпалително злоупотреба при ХБН. Подобно на NAFLD, in vivo експериментите с ХБН често изобразяват променена чревна микробиота [192,193], чревно възпаление, повишена чревна пропускливост, както и повишаване на плазмените концентрации на метаболити, получени от микроби (напр. р-крезол сулфат и индоксил сулфат) [20,194,195 ]. Епидемиологичните изследвания показват, че достатъчният прием на диетични фибри намалява всички потенциални причини за смъртност при пациенти с диагноза ХБН [196]. Въпреки че механизмът не е напълно разбран, той обаче се приписва на ролята на диетичните фибри за поддържане на доставката на субстрат в долната част на червата, което в дългосрочен план променя бактериалния метаболизъм. Разбира се, ако достатъчно количество несмилаеми въглехидрати не е в състояние да достигне дебелото черво, тогава субстрати като аминокиселини ще бъдат ферментирали, което ще доведе до образуването на потенциално вредни метаболити като р-крезол и индоли, което впоследствие ще натоварибъбрек [20,179,197].

CISTANCHE ЩЕ ПОДОБРИ БЪБРЕЧНА/БЪБРЕЧНА ИНФЕКЦИЯ

Известен механизъм, подчертаващ ефектите на диетичните фибри върхубъбреквключва намаляване на натоварването с азот и на дветечерен дробибъбрецичрез увеличаване на микробната биомаса. Генерираната от микроби биомаса помага за отделяне на азот в червата и намаляване на количеството, което достига до порталната циркулация [20,198]. През 2019 г. Адамс и др. изследва ефектите от диетичните добавки на пребиотични фибри върху азотния метаболизъм, чревната морфометрия и биохимията на кръвта при отбити прасенца. Включването доведе до повишаване на азотния метаболизъм чрез увеличаване на смилаемостта и използването на азот, както и намаляване на съдържанието на азот в изпражненията и урината [38]. Отново, Mardinoglu et al. [199] сравняват метаболизма на аминокиселините при конвенционални и свободни от микроби мишки и откриват, че концентрациите на аминокиселини, влизащи вчерен дробпорталната вена при конвенционалните мишки са ниски; намаляването на порталните аминокиселини се свързва с повишено търсене на азот за микробен синтез [200]. Образуването на SCFA е друг предложен механизъм, чрез който диетичните фибри могат да въздействатбъбречна функция. По този начин се предполага, че SCFA оказват влияниебъбреккръвен колега чрез стимулиране на обонятелен рецептор 78 (Olfr-78), свързан с G-протеин рецептор, открит в бъбречния юкстагломеруларен апарат, който насърчава секрецията на ренин, който е отговорен за регулирането на кръвното налягане [201]. Регулирането на кръвното налягане е съществен компонент в управлението на прогресията на ХБН [202]. В обобщение, диетичните фибри се предлагат за подобряванебъбречна функциякакто и намаляване на появата на ХБН чрез предизвикване на промени в микробиома, което впоследствие ще поддържа и подобрява чревната бариера, променяйки метаболизма на уремичния разтвор и микробния азот, както и контролирайки бъбречната кръв.

5. Изводи

Този настоящ преглед съпоставя научни открития за биоактивните съединения в соевите остатъци (окара) и обсъжда възможното пребиотично въздействие на този богат на фибри остатък като функционална диета върху състоянието на аеробиоза/дисбиоза на червата, както и последващото влияние върхучерен дробибъбречни функции. Обезвреждането на окара все още е нерешен проблем. Въпреки това, функционалността, както и вградените хранителни компоненти, го правят търговски подходящ. Хипогликемичният ефект на обогатените с окара храни се дължи на съдържанието на диетични фибри. Множество доклади разкриват, че окара притежава висока хранителна стойност и следователно може да се използва в хранително-вкусовата промишленост за частично заместване на традиционното брашно, за да се подпомогне увеличаването основно на диетичните фибри в хранителните продукти. Диетичните фибри и пребиотиците влияят на гостоприемника чрез многобройни механизми като регулиране на обемните ефекти на изпражненията, кръвната глюкоза или нивата на инсулин, повишаване на киселинността на червата, намаляване на времето за преминаване през червата, конструктивен синтез на SCFAs, насърчаване на растежа на полезни чревни бактерии и възпрепятстване на растежа на патогенни, които от своя страна влияят на производството на микробен метаболит, както и на имунния отговор на гостоприемника, и следователно ще защитибъбрекичерен дробот транслокацията на провъзпалителни бактерии. Въпреки че окара е одобрена в много контексти, все още остава жизненоважно да се приеме подходяща техника като ензимна и химическа обработка, ферментация, високо налягане, екструзия, микронизация и по-нататъшно смилане в прахообразна форма за нейното ефективно използване и приемане. Освен това са необходими по-нататъшни изследвания и експерименти, за да се осигури задълбочено разбиране на хранителните компоненти, както и на функционалните храни, обогатени с окара, за да се потвърдят специфичните микроби и сигнали, които се трансформират в отговор на тези диетични фибри.