Част 1. Ролята на ограничения прием на фибри
Автор: Розалин КОСТОВ, маг. фарм.
Резултатите от многобройни проучвания посочват бедността и западния начин на живот, свързан с намалена физическа активност и нездравословно хранене, като едни от основните фактори за все по-често срещаните случаи на наднормено тегло и затлъстяване и при децата и при възрастните. Със затлъстяването се свързва и появата и развитието на диабет тип 2, сърдечносъдовите заболявания, исхемичния мозъчен инсулт, различни видове рак и др. В световен мащаб броят на хората с наднормено тегло надхвърля 1.9 милиарда души, от които около 600 милиона са затлъстели, а при децата тази цифра е около 42 милиона по данни на СЗО.[1а]
През последните години както наднорменото тегло и затлъстяването, така и бедността и нездравословния начин на живот и хранене, допълнени от динамични социални промени, повишен стрес, полова дискриминация и погазване на права, социално изключване, тормоз и др. се свързват с негативно повлияване на умственото здраве и промени в мозъка. Тези процеси са особено значими при децата и юношите, когато мозъкът се развива и се оформят неговите функции.[1в]
Напоследък редица проучвания дават основание да се утвърждава въздействието на статуса на чревната микрофлора върху мозъчните функции и се установява връзката с възникването на редица проблеми, като например Болестта на Паркинсон, аутизма, тревожността и депресивните състояния и др.[5]
Посочените по-горе фактори в различна степен, пряко и косвено повлияват и познавателния (когнитивния) капацитет и контрол, включващ способността да се поддържа вниманието, работната памет и манипулирането на информацията, както и когнитивната еластичност способстваща справянето с повече от една задачи едновременно. В йерархията на факторите въздействащи върху тези познавателни функции на мозъка, водещите места са за храненето и физическата активност, бедността и ниския социално-икономически статус, наднорменото тегло и затлъстяването и влиянието на микробиалната чревна екосистема, които могат и да се повлияват взаимно. Познавателният капацитет играе важна роля в образователното развитие и постижения на децата и юношите, като влиянието му се запазва и през целия живот и неговото ощетяване е една от сериозните причини за различни житейски неудачи.[10]
У нас картината на важните за когнитивните функции фактори би следвало да буди основателни тревоги, свързани с настоящото и бъдещото развитие както на децата, така и на утрешните възрастни.
Въпреки липсата на категорични данни, около половината от населението живее в бедност и произтичащото от нея влошено хранене, приблизително 30% от населението страда от наднормено тегло и затлъстяване, а при децата до 5 год. – респективно около 20%. Съобщените данни от проучването на PISA показват, че при 40% от 15-годишните ученици са налице съществени дефицити на когнитивните функции свързани с неразбиране и възпроизвеждане на прочетен текст, несправяне с обикновени ежедневни проблеми и др. Такива проблеми, макар и не така изразени, се установяват и в други страни, което подчертава сериозността на проблемите и причините, които ги причиняват.
ПРЯКАТА И КОСВЕНАТА РОЛЯ НА ФИБРИТЕ ЗА УМСТВЕНИЯ ПОЗНАВАТЕЛЕН КАПАЦИТЕТ.
Редица данни от проучвания обосновават твърденията, че адекватната консумация на храни, които са добри източници на хранителни фибри, като например пълнозърнестите храни, бобовите храни, плодовете, зеленчуците и ядките, способства за отчетливо и достоверно намаляване на рисковете от наднормено тегло и затлъстяване, диабет тип 2, сърдечносъдови заболявания и от някои видове рак. (Cho SS etal. 2013 [1], Dahl WJ etal. 2015 [2]).
Оценявайки важната роля на хранителните фибри Академията по Хранене и Диететика на САЩ препоръчва за адекватен дневен прием на 14 г фибри за всеки 1000 ксаl, което средно прави не по-малко от 25 г фибри/ден за жените и не по-малко от 38 г/ден за мъжете. Установеният среден прием за населението на САЩ е около 17 г/ден или значително по-ниско количество от препоръчвания дневен прием, като само около 5% от населението приема достатъчно хранителни фибри. (Dahl WJ etal 2015 [2]) Европейската служба за безопасност на храните определя за дневен референтен прием на хранителни фибри не по-малко от 25 г/ден за възрастните хора и по 2 г/MJ за деца, но и в европейските страни много малка част от населението приема достатъчни количества фибри.[3]
Напоследък изследователите ориентират интереса си към ролята на хранителните фибри за превенцията на влошаването на мозъчните функции и подобряването на когнитивния капацитет. Така например съобщените от Smith AP etal. 2015 [4] резултати от проучването за въздействието на приема на фруктани върху настроението, себеусещането и познавателните функции показват, че ежедневната консумация на 5 г обогатен с олигофруктоза инулин от млади хора (19 – 30 години) съществено подобрява креативността, работната памет, концентрацията и точността при изпълнението на поставените задачи. Отчетеното подобрение на познавателните функции, според изследователите се дължи на упражнения пребиотичен ефект върху микробиалния състав на чревната микрофлора. През последните години съобщените данни от множество проучвания показват наличието на ендокринни и неврокринни механизми за взаимодействия между чревната микрофлора и развитието на мозъка и неговите функции.
За пълноценното положително функциониране на тази връзка от съществено значение са статусът и оптималният състав на микрофлората, които могат да бъдат сравнително лесно променяни от приема на пробиотици, антибиотици, психичен стрес и др., като неблагоприятните промени в микрофлората се установява, че водят до появата и развитието на редица заболявания, включително и такива, свързани с изменения на функциите на централната нервна система. Хранителните фибри, доставяни най-вече с храненето, са важен фактор за протичането на тези процеси или за тяхната превенция, когато са приемани регулярно и в достатъчни количества. Установява се, че крайните им метаболитни продукти (късоверижни мастни киселини), получени в резултат от ферментационното им разграждане от чревната микрофлора, играят ролята на сигнални молекули за поддържането на връзката между микрофлората и мозъка, което обуславя важната роля на фибрите в храненето. (Mayer EA etal. 2015 [5])
Независимо от очерталата се широкообхватна роля на хранителните фибри за превенцията на рисковете както за физическото, така и за менталното здраве, в страните където основно се практикува Западния начин на хранене, приемът на хранителни фибри остава нисък и далеч от препоръките. Освен в САЩ [2], аналогична е картината напр. и във Франция, където резултатите от проучването на Bellisle F etal. 2014 [6] показват, че половината от участвалите деца, юноши и възрастни не консумират пълнозърнести храни – едни от основните доставчици на хранителни фибри, докато при останалите деца ежедневният прием е средно 9.1 г, а при възрастните – 14.4 г, което е много нисък прием. Данните от проведената студия (Tap J etal. 2015 [7]) за установяването на положителното въздействие на хранителните фибри върху развитието, обогатяването и стабилността на чревната микрофлора показват, че завишеният и продължителен прием на хранителни фибри с храната води до постигане на посочените фактори и са правилният подход за трайно съхраняване, разширяване и стабилизиране на микрофлората и нейните благоприятстващи здравето функции. В обзорен анализ Gillings MR etal. 2015 [7a] съобщават за допълнителните негативни въздействия върху поддържането на разнообразието и стабилността на чревната микробиална екосистема на различни фактори, като например използването на биоциди, дезинфектанти, консерванти и антибиотици, а също и раждането чрез Цезарово сечение, избягване на кърменето и изкуствено хранене и др., които също допринасят за нарастване на честотата от редица заболявания. Всички тези неблагоприятни фактори, но най-вече трайната тенденция за недостатъчния прием на хранителни фибри води до установяване на значими и в много случаи драматични и необратими загуби в разнообразието и положителната функционална активност на чревната микрофлора с всички здравни последици от това. (Deehan EC etal. 2016 [8])
Червата на хората се обитават от трилиони разнообразни микроорганизми, които формират микробна екосистема, чиито общ обем от гени нeколкократно надвишава човешкия геном. Това може да бъде илюстрирано например с факта, че гените на чревната микрофлора отделят до около 60000 ензима за разграждане на връзките на различните комплексни въглехидрати при тяхната чревна ферментация, докато човешките гени отделят за целта 17 чревни ензима. Балансът в тази сложна екосистема е крехък и динамичен и е в пряка зависимост и от осигуряването на различни, подлежащи на ферментационно разграждане въглехидрати, които обхващат и хранителните фибри, като пектини, гуми, слузни вещества, резистентно нишесте, фруктани, арабиноксилани, ксилоолигозахариди и др.Тези вещества, които не се разграждат от храносмилателната система на хората, осигуряват хранителни субстрати за чревната бактериална флора, която чрез ферментационни процеси ги разгражда до основните метаболитни крайни продукти като късоверижните мастни киселини. Последните участват в регулирането на енергийната хомеостаза на организма, включително глюконеогенезата, подобряване на метаболитния профил, свързан с риска от наднормено тегло и затлъстяване, упражняват също противовъзпалителни ефекти и имуномодулираща активност, както и въздействат върху мозъка и неговите функции.
Промените в храненето свързани с ограничен прием на хранителни фибри, което е характерно за Западния начин на хранене, води до „гладуване“ на чревната бактериална флора и до промени в състава и функционирането ú, предизвикващи съществени негативни изменения в симбиотичните процеси с човешкия организъм.
Това състояние на дисбиоза е отчетливо изразено и масово разпространено при хората практикуващи Западния начин на живот и хранене и е предпоставка за появата и развитието на редица физически и умствени здравни проблеми и при децата и при възрастните, които биха могли да се профилактират и преодолеят с адекватни корекции в диетата, трайно осигуряващи достатъчни количества от разнообразни фибри. (Sonnenburg ED etal. 2014 [9])
Връзката между приема на хранителни фибри и в частност на фруктаните и положителните им ефекти върху когнитивните функции (Smith AP etal. 2015 [4]), открива нов хоризонт пред изследователите. Ползите от прякото въздействие на хранителните фибри, подлежащи на бактериална ферментация в червата и на неразтворимите фибри (лигнин, целулоза и др.) върху мозъчните познавателни функции, се потвърждават от резултатите от проучването, което е част от рандомизирано и контролирано по-голямо такова и е проведено от Khan NA etal. 2015 [10] с участието на деца в предпубертетна възраст (7-9 год.). Завишеният прием на фибри води до повишаване на точността при справянето с различните задачи, както и с подобряване регулирането и контрола върху поддържането на вниманието, работната памет свързана с обработването на информацията и повишаване на способността за справяне едновременно с повече задачи.
Същевременно в проучването се установява, че при консумацията на храни, бедни на фибри, се влошават отчетливо познавателния функционален капацитет и получените обучителни резултати. В заключение, изследователите категорично препоръчват подобряване на качеството на храненето на децата по отношение на адекватния прием на фибри с цел поддържане на добър статус на когнитивните им функции.
Косвеното въздействие на хранителните фибри върху мозъчния познавателен капацитет се свързва с влиянието на приема им върху наднорменото тегло и затлъстяването. В рамката на SUN студията включваща 5094 мъже и 6613 жени от средиземноморския регион, които са наблюдавани в продължение на 5 години, Bes-Rastrollo M etal. 2006 [11] съобщават за установена обратнопропорционална зависимост между консумацията на храни, доставчици на хранителни фибри и също така на плодове и зеленчуци и повишаването на телесното тегло. Аналогични резултати съобщават и Du H etal. 2010 [12] от проведеното проучване с участието на 89 432 мъже и жени на възраст от 20 до 78 год. и наблюдавани в продължение на 6.5 години.
Изследователите установяват, че обратнопропорционалната зависимост между приема на фибри и риска от наднормено тегло и затлъстяване е по-добре изразена при фибрите от зърнените храни и по-слабо при тези от плодове и зеленчуци. Същевременно се установява, че за всеки 10 г/ден общ прием на фибри се намалява телесното тегло на годишна база с 39 г, като също така този процес засяга пряко и намаляването на мазнините в областта на талията.
През последните години се установи връзката между състава и функциите на чревната микрофлора и ограничаването на риска или появата на наднормено тегло и затлъстяване, като функция на храненето. Бяха установени редица комплексни механизми на това взаимодействие, както и възможностите чрез адекватни интервенции с храни, съдържащи хранителни фибри с пребиотичен потенциал, като фруктани от инулинов тип, арабиноксилани, хитин глюкани, резистентни нишестета и др., да се намали активността и ролята на чревната микрофлора върху разрастването на мастните тъкани в организма. (Greurtz L etal. 2014 [13])
Ролята на хранителните фибри върху контрола на наднорменото тегло и затлъстяването е от голямо значение, тъй като през последните няколко години се установи тяхното въздействие върху появата на негативни промени в мозъчните структури и функции свързани с влошаването и загуби на познавателния мозъчен капацитет. Това ощетяване се проявява още в детска и юношеска възраст и е особено изразено при случаите на отлагане на мастната тъкан в областта на талията (централен тип затлъстяване).
Наднорменото тегло и най-вече затлъстяването доказано разстройват вербалната и работната памет, активното поддържане на вниманието и изпълнителните функции, които водят до отчетливо и трайно влошаване на образователните постижения на децата и юношите, свързани със затруднения при четенето, разказването, правилното писане и решаването на задачи по математика и други предмети, като момичетата са по-често засегнатите. (Kamijo K etal. 2012 [14], Schwartz DH etal. 2013 [15]).
Резултатите от редица проучвания показват, че негативното въздействие на наднорменото тегло и затлъстяването върху познавателните функции и моторните поведенчески реакции продължава и при напредването на възрастта, което води до отчетливи затруднения при справянето с различни професионални и житейски задължения. (Chan JS. etal. 2013 [16], Wang C etal. 2016 [17])
Изложеното по-горе обуславя значимата роля на начина на хранене, включващ храни, които са доставчици на достатъчни и различни хранителни фибри, с цел прякото им или косвеното им въздействие върху съхраняването на потенциала на познавателния капацитет както на децата и юношите, така и на по-възрастните хора и осигуряване на ползотворен живот и работа.
БИБЛИОГРАФИЯ
1 А. WHO. Obesity and overweight. WHO, 2014. 1 B. WHO. Mental health: strengthening our responses.Fact sheet up dated April 2016 1. Cho SS etal. Consumption of cereal fiber mixture of whole grains and bran and risk reduction of Type 2 diabetes, obesity and CVD. AJCN 2013; 98: 594-619 2. Dahl WJ etal. Position of the Academy of Nutrition and Dietetics: health implications of dietary fiber. JAND 2015; 115: 1861- 70 3. EFSA. Scientific opinion on dietary reference values for carbohydrates and dietary fiber. EFSA J 2010 4. Smith AP. etal. An investigation of the acute effects of oligofructose-enriched inulin on subjective wellbeing, mood and cognitive performance. Nutrients 2015; 7(11): 8887-96 5. Mayer EA etal. Gut/ brain axis and the microbiota J Clin Inv 2015; 125: 926-38 6. Bellisle F etal. Consumption of whole grains in French children,adolescents and adults. Br J Nutr 2014; 112 (10): 1674-84 7. Tap J etal. Gut microbiota richness promotes its stability upon increased dietary fiber intake in healthy adults. Env Mic 2015; 17(12): 4954-64 7 A. Gillings MR etal. Ecology and evolution of human microbiota: fire,farming and antibiotics.Genes (Basel) 2015; 6(3): 841-57 8. Deehan EC etal. The fiber gap - The disappearing gut microbiome: implications for human nutrition. TEM 2016; 27(5): 239-42 9. Sonnenburg ED etal. Starving our microbial self: The deleterious consequences of a diet deficient in microbiotaaccessible carbohydrates. Cell Met 2014; 20: 779-86 10. Khan NA etal. Dietary fiber is positively associated with cognitive control among prebubertal children. J Nutr 2015; 145(1): 143-9 11. Bes-Rastrollo M etal. Association of fiber intake and fruit and vegetable consumption with weight gain in a Mediterranean population. Nutrition 2006; 22: 504-11 12. Du H etal. Dietary fiber and subsequent chandes in body weight and weist circumference in european men and women AJCN 2010; 91: 329-36 13. Geurtz L etal. Gut microbiota controls adipose tissue expantion, gut barrier and glucose metabolism: novel insights into molecular targets and interventions using prebiotics. Ben Mic 2014; 5(1): 3-17 14. Kamijo K etal. The relation of adiposity to cognitive control and scholastic achievement in preadolescent children. Obes (Silver spring) 2012; 20: 2406-11 15. Schwartz DH etal. Visceral fat is associated with lower executive functioning in adolescents. Int J Obes 2013; 37(10): 1336-43 16. Chan JS etal. The impact of obesity and exercise on cognitive aging. Front Aging Neur 2013; 5: 97 17. Wang C etal. Obesity reduces cognitive and motor functions across the lifespan. Neur Plast 2016; 2473081