Метабиотики и ферментированные продукты: новый уровень поддержки микробиоты и ЖКТ

Ещё недавно разговор о поддержке кишечной микробиоты почти всегда сводился к пробиотикам: если полезных бактерий недостаточно, их нужно «добавить». Сегодня представление о работе микробиоты стало намного шире. Значение имеют не только сами микроорганизмы, но и то, чем они питаются, какие вещества образуют и как меняют среду кишечника.

Отсюда интерес к пребиотикам, синбиотикам, метабиотикам и ферментированным продуктам. Они действуют по-разному, но связаны одной общей идеей: кишечная микробиота — это не просто набор бактерий, а активная экосистема, которая постоянно взаимодействует с пищей, слизистой кишечника и продуктами собственного обмена.

Поэтому выражение «новый уровень» в данном случае не означает, что метабиотики «лучше» пробиотиков. Речь идёт о более глубоком понимании способов поддержки кишечной экосистемы: можно не только добавлять живые бактерии, но и обеспечивать их питанием, использовать продукты их жизнедеятельности и регулярно включать в рацион пищу, преобразованную микроорганизмами.

Пробиотики, пребиотики, синбиотики и метабиотики: сначала разберёмся в понятиях

Эти названия похожи, поэтому их легко перепутать.

Пробиотики, пребиотики и синбиотики имеют международные консенсусные определения. С понятием «метабиотик» ситуация несколько иная: оно используется для описания препаратов и комплексов, в которых основной акцент сделан на готовых бактериальных метаболитах, но единого международного определения, сопоставимого по статусу с определениями пробиотика или пребиотика, пока нет.

Также не следует путать метабиотики с постбиотиками. Согласно определению Международной научной ассоциации пробиотиков и пребиотиков (ISAPP), постбиотик должен содержать инактивированные микроорганизмы или их компоненты и обладать доказанной пользой для хозяина. Одни лишь выделенные микробные метаболиты под это определение не подпадают.

Для этой статьи под метабиотическим подходом мы будем понимать именно использование готовых продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

Что производят бактерии и почему это вообще важно

Микроорганизмы кишечника постоянно перерабатывают вещества, поступающие с пищей. Особенно активно они работают с теми углеводами и пищевыми волокнами, которые человек сам полностью переварить не способен.

Результатом становятся многочисленные продукты микробного обмена — метаболиты. Так называют вещества, образующиеся в процессе жизнедеятельности клеток.

К наиболее интересным с точки зрения кишечной экосистемы относятся органические кислоты, короткоцепочечные жирные кислоты, различные пептиды, ферменты и другие сигнальные молекулы. Некоторые бактерии способны также образовывать бактериоцины — вещества, с помощью которых микроорганизмы взаимодействуют и конкурируют друг с другом.

Особенно часто в исследованиях микробиоты обсуждаются короткоцепочечные жирные кислоты — ацетат, пропионат и бутират. Они образуются преимущественно при бактериальной ферментации пищевых волокон и участвуют в сложной системе взаимодействия между микробиотой, клетками кишечника и обменными процессами организма.

Получается, что значение микробиоты определяется не только ответом на вопрос «какие бактерии живут в кишечнике?», но и вопросом «что эти бактерии делают?»

Именно эта идея лежит в основе интереса к метабиотикам.

Что такое метабиотический подход

Классический пробиотический продукт содержит живые микроорганизмы. Его принцип понятен: определённое количество жизнеспособных бактерий должно попасть в организм.

У метабиотического подхода логика другая. В продукт вводят соединения, полученные в результате жизнедеятельности микроорганизмов, поэтому акцент переносится с самой бактериальной клетки на созданные ею вещества.

Например, существуют жидкие комплексы на основе биологически активных метаболитов Bacillus subtilis 3H. В качестве дополнительного компонента в них может использоваться арабиногалактан — растительный полисахарид из лиственницы. Именно такой принцип состава реализован, например, в Хомоспорин М Форте: метаболиты Bacillus subtilis сочетаются с арабиногалактаном.

То есть здесь организм получает не дополнительную популяцию живых Bacillus subtilis, а продукты их жизнедеятельности плюс растительный субстрат для кишечной микробиоты.

Чем метабиотик отличается от пробиотика

Главное отличие очень простое:

пробиотик предоставляет микроорганизм, метабиотик — продукты микробного обмена.

Это разные способы взаимодействия с кишечной экосистемой.

У пробиотиков при этом есть важная особенность: свойства зависят не только от вида бактерии, но и от штамма.

Штамм можно представить как конкретную «линию» внутри одного вида бактерий. Две бактерии одного вида необязательно обладают полностью одинаковыми свойствами. Поэтому надпись Lactobacillus plantarum сама по себе сообщает меньше, чем полное название с указанием конкретного штамма. Современные обзоры исследований Lactiplantibacillus plantarum также подчёркивают штамм-специфичность эффектов.

Метабиотик + пребиотик: зачем объединять два направления

Интересный вариант — сочетание готовых бактериальных метаболитов и вещества, которое может использовать собственная кишечная микробиота.

Именно такую конструкцию мы видим в уже приведённом примере:

метаболиты Bacillus subtilis 3H + арабиногалактан.

Арабиногалактан — это сложный растительный полисахарид и разновидность растворимого пищевого волокна. Он плохо расщепляется пищеварительными ферментами человека и достигает толстого кишечника, где может ферментироваться микроорганизмами. В небольших исследованиях у людей и в экспериментальных работах показана способность арабиногалактана влиять на состав микробиоты и использоваться некоторыми представителями Bifidobacterium и Lactobacillus.

Получается два параллельных направления:

• бактериальные метаболиты — уже готовый результат деятельности микроорганизмов;

• арабиногалактан — субстрат для дальнейшей работы собственной микробиоты.

И это уже значительно шире привычной идеи «добавить полезные бактерии».

А где тогда остаются пробиотики и синбиотики?

Они никуда не исчезают. Более того, метабиотический подход не отменяет смысла использования живых микроорганизмов.

Иногда состав строится по другому принципу: живая бактерия + пребиотический компонент.

Например, Хомоспорин Лакт сочетает Lactobacillus plantarum 12 в концентрации не менее 10810^8 КОЕ/мл и арабиногалактан. Здесь КОЕ — это колониеобразующие единицы, то есть показатель количества жизнеспособных микроорганизмов. Такой состав построен по синбиотическому принципу: живые бактерии сочетаются с пребиотическим компонентом.

Другой пример — Хомоспорин Бифидум, где с арабиногалактаном сочетается Bifidobacterium animalis 8-3. Здесь также речь идёт уже не о готовых бактериальных метаболитах, а о введении живых микроорганизмов.

Таким образом, внешне похожие продукты для поддержки микробиоты могут быть устроены совершенно по-разному:

• Хомоспорин М Форте — бактериальные метаболиты + пребиотический компонент;

• Хомоспорин Лакт — Lactobacillus plantarum + пребиотический компонент;

• Хомоспорин Бифидум — Bifidobacterium animalis + пребиотический компонент.

Это хорошая иллюстрация того, почему при выборе продукта важно смотреть не только на слово «для микрофлоры», но и на сам принцип состава.

Lactobacillus и Bifidobacterium — это одно и то же?

Нет. Это разные группы бактерий.

Лактобактерии, в том числе представители Lactiplantibacillus plantarum, способны перерабатывать углеводы с образованием молочной кислоты и широко встречаются в ферментированной пище. Разные штаммы L. plantarum активно исследуются в связи с пищеварением, кишечным комфортом и другими направлениями, однако результаты для одного штамма нельзя автоматически переносить на все остальные.

Бифидобактерии относятся к характерным представителям кишечной микробиоты человека. Они активно используют определённые углеводы и участвуют в сложной системе перекрёстного питания микробного сообщества: продукт обмена одной бактерии может становиться субстратом для другой.

Поэтому вопрос «что лучше — лактобактерии или бифидобактерии?» поставлен не совсем правильно. Это разные участники кишечной экосистемы, а свойства пробиотического продукта зависят от конкретного штамма, количества микроорганизмов и общей композиции.

Ферментированные продукты: микробная переработка прямо в тарелке

Похожую по смыслу, хотя и не идентичную, модель мы ежедневно можем получать с пищей.

Согласно международному научному консенсусу, ферментированными называют продукты, изготовленные посредством направленного роста микроорганизмов и ферментативного преобразования компонентов пищи.

К ним относятся, например:

• натуральный йогурт и кефир;
• квашеная капуста, кимчи и другие действительно ферментированные овощи;
• мисо и темпе;
• некоторые ферментированные молочные, зерновые и растительные продукты.

Просто огурец или капуста, залитые уксусом, ферментированным продуктом не становятся. Для ферментации необходима работа микроорганизмов.

Что происходит с продуктом во время ферментации

Микроорганизмы используют вещества исходного продукта как сырьё. В результате меняются и химический состав, и вкус, и физические свойства пищи.

Например, бактерии могут перерабатывать часть углеводов и образовывать органические кислоты. Белковые компоненты могут частично расщепляться на более короткие пептиды. Изменяются кислотность и доступность отдельных питательных веществ.

Поэтому ферментированный продукт — это уже не совсем тот же продукт плюс бактерии. Это преобразованная пищевая матрица.

Хороший пример — молочная ферментация. В кисломолочных продуктах микроорганизмы используют часть лактозы, поэтому свойства исходного молока меняются. Более того, для живых йогуртовых культур в ЕС существует официально признанное утверждение об улучшении переваривания лактозы у людей, которым трудно её переваривать. Международные определения пробиотиков и ферментированных продуктов прямо приводят этот пример как особый подтверждённый случай.

Ферментированный продукт — не обязательно пробиотик

Это одно из самых распространённых заблуждений.

В кефире, йогурте или квашеной капусте действительно могут находиться живые микроорганизмы. Но одного факта их присутствия недостаточно, чтобы назвать продукт пробиотиком.

Для пробиотика важны идентифицированный микроорганизм, достаточное количество живых клеток и подтверждённый полезный эффект. Ферментированная пища таких требований сама по себе не предполагает.

Кроме того, некоторые ферментированные продукты после ферментации пастеризуют или нагревают. Микроорганизмы могут погибнуть, но сам продукт от этого не перестаёт быть ферментированным: изменения, которые произошли во время его производства, уже состоялись.

Поэтому возможны совершенно разные варианты:

• ферментированный продукт с живыми культурами;

• ферментированный продукт без живых микроорганизмов;

• ферментированный продукт, содержащий конкретный доказанный пробиотический штамм.

Это три разные ситуации.

Есть ли данные о влиянии ферментированной пищи на микробиоту?

Да, и именно они во многом объясняют современный интерес к этому направлению.

В известном рандомизированном исследовании Стэнфордского университета 36 здоровых взрослых распределили между рационом с повышенным количеством пищевых волокон и рационом с большим количеством ферментированных продуктов. Исследование продолжалось 17 недель. В группе ферментированной пищи наблюдалось постепенное увеличение разнообразия кишечной микробиоты и снижение ряда воспалительных маркеров.

Это интересный результат, но он не означает, что любой ферментированный продукт автоматически будет давать такой же эффект. Другие исследования получают более умеренные результаты. Например, восьминедельное исследование регулярного употребления ферментированных овощей у взрослых с повышенным сердечно-сосудистым риском не выявило значимого изменения микробного альфа-разнообразия и ряда воспалительных маркеров.

Практический вывод из этих данных простой: ферментированные продукты — перспективная часть рациона, но это большая и неоднородная группа, и эффект зависит от конкретного продукта, его количества, исходного питания и микробиоты человека.

Что объединяет ферментированные продукты и метабиотики

Они не являются одной категорией и не действуют одинаково. Но оба направления заставляют посмотреть на микроорганизмы шире, чем просто на «полезные бактерии, которые нужно заселить в кишечник».

В случае метабиотика нас интересуют соединения, уже образованные микроорганизмами.

При ферментации микроорганизмы сначала преобразуют сам продукт, создавая новую пищевую среду, органические кислоты и другие продукты обмена.

А в кишечнике тот же принцип продолжается уже внутри организма: собственная микробиота перерабатывает доступные ей пищевые компоненты и образует метаболиты.

Получается цепочка:

пища → субстрат для микроорганизмов → микробная ферментация → метаболиты → взаимодействие с кишечной средой.

Именно поэтому современный интерес всё сильнее смещается от вопроса «сколько полезных бактерий мы получили?» к вопросу «какую функцию выполняет вся микробная система?»

Что выбрать: метабиотик, синбиотик или ферментированные продукты

Выбор зависит не столько от того, какое средство считается более современным, сколько от задачи. Ферментированная пища подходит для регулярного рациона, синбиотики позволяют дополнительно получить живые бактерии вместе с пребиотическим компонентом, а метабиотики используют уже готовые продукты жизнедеятельности микроорганизмов.

При этом пробиотические и синбиотические продукты отличаются по штаммам бактерий, поэтому одинаковая надпись «для микрофлоры» ещё не означает одинакового действия. Для пробиотиков особенно важно, чтобы конкретный штамм был изучен именно в отношении нужного эффекта.

Не всегда. Такие симптомы могут возникать по совершенно разным причинам.

Например, при запоре ключевой проблемой может быть недостаток клетчатки и жидкости, низкая двигательная активность или нарушение моторики кишечника. При вздутии — особенности питания, избыток быстро ферментируемых углеводов, запор, непереносимость отдельных продуктов или функциональные нарушения ЖКТ.

Поэтому правило «вздутие — метабиотик, запор — синбиотик» было бы слишком упрощённым.

Гораздо полезнее ориентироваться так:

если нужно добавить живые бактерии → пробиотический или синбиотический подход;

если нужны живые бактерии + пребиотический субстрат → синбиотик;

если интересуют готовые продукты деятельности бактерий без введения самих живых микроорганизмов → метабиотик;

если задача — ежедневная поддержка через рацион → ферментированные продукты + разнообразные источники пищевых волокон.

При этом для конкретного пробиотического эффекта важен именно штамм, а не просто принадлежность бактерии к лактобактериям или бифидобактериям. Разные штаммы могут давать разные результаты.

Можно ли сочетать метабиотики, синбиотики и ферментированные продукты

Да, поскольку они воздействуют на разные составляющие кишечной экосистемы.

Например, рацион может включать овощи, цельные крупы и другие источники пищевых волокон, хорошо переносимые ферментированные продукты, а при необходимости — специализированный биотический комплекс.

В таком случае возможны разные варианты:

• метаболиты Bacillus subtilis + арабиногалактан — пример метабиотического направления с пребиотическим компонентом;

• Lactobacillus plantarum + арабиногалактан — пример синбиотического подхода с лактобактериями;

• Bifidobacterium animalis + арабиногалактан — пример синбиотического подхода с бифидобактериями.

То есть выбор делается не между «старым» и «новым» поколением средств, а между разными способами поддержки микробиоты.

Главное

Поддержка кишечной микробиоты не сводится к тому, чтобы периодически «заселять полезные бактерии».

Микроорганизмам нужен субстрат для работы, поэтому большое значение сохраняют пищевые волокна и разнообразный рацион. Ферментированные продукты позволяют регулярно получать пищу, уже преобразованную микроорганизмами. Пробиотики и синбиотики используются, когда требуется добавить определённые живые бактерии, а метабиотики предлагают другой путь — использование готовых продуктов микробного обмена.

Поэтому эти направления не заменяют друг друга. На практике они могут дополнять друг друга, а выбор зависит от того, что именно требуется: изменить рацион, добавить живые бактерии, одновременно поддержать их пребиотическим субстратом или использовать бактериальные метаболиты без введения живых микроорганизмов.