дрожжи на борьбе с диареей или Saccharomyces boulardii

Дрожжи S. boulardii  — это HSO, Soil based organisms, пробиотики из почвы в контексте этой заметки.

Их включают во многие пробиотические смеси, но с ними есть они большой нюанс – это формируют эндоспоры. Сформировав эндоспору, бактерия/гриб может пережить неблагоприятный для нее период: голодание, высокая температура. Лучше всего этот вопрос раскрыл Джон Бриссон в серии HSO заметок.

Это короткая заметка о S. boulardii написана из-за моего положительного опыта с этими дрожжами, и отчасти из-за профильной заметки Бриссона.

Saccharomyces boulardii – исключение из почвенных организмов. У них полностью расшифрован геном, и они довольно тщательно исследованы. Побочных эффектов, характерных для других HSO, у них не обнаружили.

Saccharomyces boulardii полезна при (стандартный взгляд) [1]:

  • диарее, поноса во время путешествий;
    диарее, вызванной антибиотиками, клостридиями, сменой диеты;
  • инфекции Helicobacter Pylory [2, 6];
  • диарее, вызванной ВИЧ;
  • болезни Крона, язвенном колите, раздраженном кишечнике;
  • некоторых паразитических инфекциях (Amebic colitis, Giardiasis, Blastocystis hominis);

Менее очевидны плюсы

  • Может быть полезна при стеатозе и других болезнях печених [3, 5];
  • Безопасно в использовании на детях от полугода (в инструкции препаратов в РФ – от года) [4];
  • Способствует восстановлению микрофлоры после дисбиоза [7];

Почему именно эти дрожжи при диарее?

В целом безопасно, можно даже маленьким детям. Выращенный аналог натур-продукта из мангостинов и личи. В отличии, например, от лоперамида (иммодиум), который является опиатом и действует тем, что расслабляет мускулатуру кишечника.

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3296087/
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28115360
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28073414
  4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27530282
  5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28465509
  6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26848376
  7. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26316791

Биодоступность разных форм омега-3 и поклонники Джека Круза

Джек Круз зачастую прекрасен даже тогда, когда он не прав. И иногда он оказывает прав даже при сомнительных вводных, что не менее интересно. Чтение его заметок – занятие непростое. Отчасти от того, что некоторое время он пишет их не лично, а наговаривает на диктофон тезисы, которые за него пишут другие. Он сам это утверждал у Эвана Бренда на подкасте Not Just Paleo. К слову там 4 выпуска с Крузом, и все заслуживают внимания. В целом это не меняет содержательной части, но тезисную форму с «прыжковыми» переходами не всегда просто воспринимать.

В его постоянном арсенале есть сомнительные концепции вроде EZ-воды (воды зоны эксклюзии). Идея Поллака о том, что вода образует зону эксклюзии вокруг любой гидрофильной поверхности, обладает негативным зарядом итд. Достаточно посмотреть критику «дипольной модели» (читайте теории Линга) в книжке Поллака 4-я фаза воды,  чтобы зародились сомнения в его интеллектуальных способностях. У Круза EZ-вода – один из важных столпов объяснения метаболизма. И это может быть вполне не бредом, так как есть теория Линга о многослойной организации поляризованной воды в клетке, которая перекликается с бредом Поллака. По итогу при чтении Круза нужно отделять зерна от плевел, и он не застрахован от ошибок, как и любой другой человек.

Теперь возьмем статью «Как монополя создают время для клеток?». Магнитные монополя — это теоретическая концепция Дирака. Их наличие (что пока не доказано) позволит объяснить квантование электрического заряда (что есть минимальная неделимая и при этом постоянная величина заряда – как есть де факто). Их наличие позволит объединить все известные силы Вселенной в одну теорию (чего пока нет). В этой же заметке эта концепция смешивает с топологическими изоляторам, поверхность которых может быть (по идее Круза) быть магнитным монополем. И все это заканчивается пространными и в хорошем смысле провокационными идеями о том, что это может значить для нашего здоровья.

Круз интересен, но требователен к эрудиции читателя, сознательно провокационен, не застрахован от ошибок и не всегда легок в восприятии.

Как говорится, не так страшен черт, как его бездумные фанаты. И у Круза таких немало.

Возьмем эту ветку, основанную на заметке «Запашок у рыбного жира» (на момент написания не открывалась) некого Денниса Кларка.  Статья посвящена биодоступности разных форм ДГК и написана в духе «журналистской сенсации». Давайте разбираться.

Пропуская базовые вводные от автора про ДГК, рассмотрим его основные тезисы и все ссылки, которые они приводит (всего 3).

БАДы рыбьего жира в Новой Зеландии сильно окислены, и содержание омега-3 не соответствует заявленным на упаковке значениям.

С этим невозможно спорить. ПНЖК (любые: и омега-3, и омега-6) нестабильны и быстро окисляются. Я и сам экспериментировал. Открыл плотную и непрозрачную стеклянную банку с омега-3 и оставил ее не в холодильнике как обычно, а просто на кухне. Чем 2-2,5 месяца продукт был прогоркшим и явно испорченным. В самом конце Кларк советует нам хранить омега-3 в холодильнике, если мы решим пользоваться БАДами. Всесторонне поддерживаю эту рекомендацию и хочу ее расширить на все масла, даже насыщенные.

Затем он говорит о том, что есть разные формы ДГК (тоже верно): эфиры, триглицериды. А далее начинается любимое многими занятие – «подкручивание» реальности в угоду своему мировоззрению. «Правда заключается в том, что биохимики не знают как ДГК и ЭПК, вне зависимости от эфирной или триглицеридной формы, усваиваются кишечником,» — срывает нам несуществующие покровы г-н Кларк. «Ученые не знают сами» или «ученые все врут» — известные приемы вешанья лапши на уши. Схематичный путь метаболизма ПНЖК от кишечника до органов вы найдете на смехе ниже.

Дальше Кларк делится ссылкой на известное исследование 2011 года: ДГК, древний нутриент современного человеческого мозга. Из которого он берет лишь то, что в ДГК в мозгу находится в виде фосфолипидов, где находится как правило в позиции Sn-2. И это приводится как аргумент того, что для большей биодоступности омега-3 должны быть в sn-2 позиции (чуть позже раскроем, что это на картинках).

И последняя ссылка, которую приводит автор, это исследование о Mfsd2a, транспортном белке, который протаскивает ДГК в мозг через гемато-энцефалический барьер. Смысл научной статьи в том, что такой транспортный белок уже обнаружен. Соответственно, могут быть разработаны фармакологические стратегии доставки лекарств в мозг с помощью этого белка или стратегии компенсации недостаточной выраженности этого белка. Также важно заметить, что ДГК во время пересечения ГЭБ находится в форме лизофосфатидилхолина (LPC-DHA). Где ДГК также находится в позиции Sn-2.

Из всего этого делается вывод, что ДГК из рыбьего жира – почти мусор, только рыба. Давайте разбираться, стоит ли печалиться, живя в местах, где со свежей рыбой большие сложности.

У нас в БАДах (и в продуктах) есть 3 основных вида соединений омега-3: эфиры, триглицериды и фосфолипиды.

Эфиры – самая распространенная форма в БАДах, триглицериды – естественная форма в рыбе, также до нее восстанавливают более продвинутые производители, фосфолипиды – крилевый жир. Разные виды липазы участвуют в метаболизме разных форм.

Sn-1, Sn-2 и Sn-3 позиции – это место крепления жировой кислоты к молекуле глицерина. Первая позиция (Sn-1) предпочтительна для насыщенных жиров, вторая (Sn-2) для полиненасыщенных (омега-3 и омега-6), позицию Sn-3 в молекуле фосфолипида занимает (как видно на картинке выше) собственно фосфатная группа.

Давайте вернемся к пути метаболизма ПНЖК. Как видите, в клетках кишечника сначала происходит расщепление до свободных жирных кислот, затем происходит ре-эстерификация до нужной формы (триглицерид, фосфолипид).

Сразу зарождаются сомнения в правоте Кларка. Если омега-3 в любом случае будут расщеплены на свободные жировые кислоты, то не кажется ли проблема биодоступности надуманной. Nordøy et al 1991 советовали, что биодоступность эфирных и триглицеридных форм одинакова. И замечали, что естественная концентрация ЭПК (противовоспалительные свойства) в форме триглицеридов составляет всего 18%, поэтому в клинической практике и исследованиях сознательно используется форма эфиров.

Дальше будет еще интересней. Когда мы не хотим спекулировать, а хотим знать наверняка – проводим эксперимент. Кушаем разные формы омега-3, затем изменяем уровень омега-3 в плазме крови. Dyerberg et al проделали это в 2010 году. 72 участникам исследования предлагали смесь ЭПК/ДГК в течение двух недель. Ниже легенда для понимания графиков:

  • Ре-эстерифицированные триглицериды (rTG)
  • Жир тела рыбы (natural TG, FBO, fish body oil)
  • Жир печени трески (natural TG, CLO, cod liver oil)
  • Свободные жирные кислоты, free fatty acid (FFA)
  • Эфиры этила, ethyl-ester (EE)
  • Кукурузное масло, corn oil (CO, placebo)

Как видим, уровень ДГК лучше всего поднимал жир печени трески (но в нем самом концентрация ДГК большая). Уровень ЭПК больше всего поднимала форма ре эстерифицированных триглицеридов (rTG). Что тоже логично, так как в такой форме ЭПК будет не только в позиции Sn-2, а во всех. И топ-3 по смеси ЭПК+ДГК: rTG, FBO, печень трески. Получается, что БАДом можно быстрее поднять концентрацию омега-3 в плазме крови, чем натур-продуктами: рыбьим жиром или жиром печени трески.

Neubronner et al 2011 сравнивали уровень омега-3 в крови через 6 месяце потребления триглицеридной и эфирных форм. 150 человек ежедневной принимали 1,01 грамм ЭПК и 0,67 грамм ДГК в той или иной форме. Форма rTG поднимает уровень омега-3 в крови быстрее и больше.

Осталась непокрытой только одна форма. Euphausia superba (арктический криль). В крилевом жире мало омега-3, но он там находится в виде фосфолипидов. В крови у нас в итоге все равно будут свободные жировые кислоты, поэтому формула less is more (больше эффекта при меньшей дозировке крилевого жира) требует проверки. Производители нас уверяли, что форма фосфолипидов как-то напрямую усваивается, и в этой форме омега-3 является структурным компонентом мембраны клетки. Давайте смотреть на ресерч.

Ulven et al 2011 продемонстрировали, что метаболический эффект крилевого и рыбьего жира одинаков.

Ramprasath et al в 2013 году показали, что крилевый жир лучше рыбьего, но исследование спонсировано компанией-производителем, и к нему есть процедурные вопросы. И кост-эффективность все равно на стороне рыбьего жира.

И есть небольшое, но очень интересное исследование Schuchardt et al 2011, сравнивающее включение омега-3 в фосфолипиды плазы из рыбьего и крилевого жира после одной дозы омега-3 разных форм.

  • 7,0 г крилевого жира (1050 мг ЭПК: 630мг ДГК)
  • 3,4 г рыбьего жира в виде эфиров (1008мг ЭПК: 672мг ДГК)
  • 3,4 г рыбьего жира в виде триглицеридов (1008мг ЭПК: 672мг ДГК)

Результаты исследования:

  • Максимальная концентрация фосфолипидов плазмы была через 24 часа после принятия;
  • Крилевый жир > Рыбий жир в форме триглицеридов > Рыбий жир в форме эфиров. Только учитывайте экономику. Аплифт в 0,5% концентрации омега-3 стоил в два с лишним раза дороже;
  • В крилевом жире больше свободных жирных кислот, чем фосфолипидов;
  • Выборка маленькая, разброс данных большой. Нельзя сделать однозначный вывод, что фосфолипиды однозначно значительно лучше.

В целом получается:

  • Похоже, что крилевый жир немного более биодоступен, хотя доказательства недостаточны и туманны;
  • Крилевый жир в 2+ раза дороже рыбьего;
  • В крилевом еще есть астаксантин;
  • Форма триглицеридов рыбьего жира более биодоступна, чем эфирная;
  • Рыба лучше тем, что это не только омега-3, но и другие нутриенты, но капсульный рыбий жир как источник омега-3 не менее эффективен.

И напоследок давайте скажем то, чего не сказал Кларк. Почему ПНЖК нестабильны. Идеальной картинки нет, ДГК была бы еще немного в спираль закручена. В общем C=C (двойные углеродные связи) в ПНЖК довольно слабы на электростатическом уровне, и легко нарушаются кислородом / теплом. Поэтому любые ПНЖК: будь то растительные жиры или рыбий жир надо покупать строго в непрозрачной упаковке и хранить строго в холодильнике.

P.S. Графики (да и куча информации) взяты из презентации Нины Бейли на Slideshare.

Загадка для любителей подсчета калорий

1 молекула глюкозы дает 38 молекул АТФ;
1 молекула 18-углеродной стеариновой кислоты дает 147 молекул АТФ, притом всего лишь в 2 раза больше калорий.

Вопрос: в чем термодинамический смысл подсчета калорий из пищи?

P.S. http://facstaff.bloomu.edu/jandreac/…ectureFL07.pdf

Кишечная микрофлора и кардио-метаболическое здоровье

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25825594

В целом

Новорожденных первыми колонизирую энтеробактерии, стрептококки, стафилококки. От влагалища и ануса матери.

При Кесарево сечении и преждевременных родах у детей меньшее разнообразие бактерий, что связывают с риском развития некоторых заболеваний, в частности ожирения.

С грудью кишечная палочка, стрептококки, за которыми следуют бифидобактерии, которые быстро начинают доминировать. У детей на молочной смеси еще больше разнообразие микробиоты: меньше бифидобактерии и больше клостридий и энтерококков.

У взрослых (исследование американское, потому речь идет об американцах). Большинство видов бактерий во взрослом кишечнике человека принадлежат к типам Firmicutes (около 60%), Bacteroidetes (около 15%) и Actinobacteria (около 15%), но таких типов как Verrucomicrobia (около 2%), протеобактерий (около 1%) и Methanobacteriales (археи) (около 1%). Все с огромной индивидуальной вариабельностью.

Ожирение

При пересадке каловых масс нормальные мыши тоже становились жирными, что говорить о роли микробиоты в метаболических процессах, ведущих к ожирению.

Диабет

У диабетиков 2-го типа микрофлора кишечника отличается от здоровых людей. Одно китайское исследование нашло среды дисбиоза и расплода оппортунистских бактерий в кишечники диабетиков.

SCFa, КЦЖК, короткоцепочные жирные кислоты

Кишечная микробиота играет огромную роль в поглощении энергии. Стерильным (без кишечных бактерий) мышам требовалось на 30% больше калорий из еды, чтобы поддерживать мышечную массу.

Бактерии занимаются гидролизом и ферментации неперевариваемых самим организмом полисахаридов. На выходе получаем моносахариды и КЦЖК.

Три основные КЦЖК: пропионовая (propionate) уксусная кислота (acetate), масляная кислота (butyric).

Масляная кислота (как уже ранее писал) уменьшает кишечную проницаемость и усиливает выработку мукозы.

Один из вариантов как КЦЖК влияют на метаболическое здоровье – через желчь. Стерильные мыши имеют большее высокую концентрацию желчной кислоты в желчи.

В одном исследовании жирных (из-за диеты) мышей пичкали холевой кислотой и смогли обратить ожирение, обусловленное диетой. Эффект был опосредован усилением экспрессии 2 йодтиронин деиодиназа (D2) фермента и как следствие повышенной конверсии неактивного тироксина (Т4) в активный три-йодтиронин (Т3) в бурой жировой ткани, эффективно повышая расход энергии за счет окисления жиров.

13073_2015_157_fig2_html

Самое необычное в исследовании

Соединения с триэтиламином, такие как фосфатидилхолин (PS) и карнитин связывают с развитием сердечно-сосудисных заболеваний. Кишечная микробиота их перерабатывает до триэтиламина, который в печени преобразовывает до триэтиламиноксида (TMAO). Последний традиционно связывают с атеросклерозом (формированием бляшек) и ССЗ. Хотя механизм действия не ясен и с этим постулатом спорят другие исследования. И карнтитина значительно меньше TMAO (так как конвертируется опосредованно). Из лецитина больше. Буду следить, очень уж мне нравится лецитин и фосфолипиды оттуда для поддержки печени.

Пребиотики – это в основном неперевариваемые олигосахариды – компоненты пищи, которые стимулируют расплод определенных бактерий.

Пробиотики – сами бактерии, которые могу привнести изменения в работу ЖКТ. Лактобактерии и бифидобактерии показывали хороший результат в улучшении метаболического профиля: ожирения, диабета, гликированного гемоглобина, ЛПНП, триглицеридов итд.

Соответственно антибиотики этой самой кишечной среде заметно вредят.

Влияние вирусов на кишечную микробиоту

Molecular Bases and Role of Viruses in the Human Microbiome

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022283614003301

http://dx.doi.org.sci-hub.cc/10.1016/j.jmb.2014.07.002

Бактерии, археи и грибки имеют соотношение ко всем остальным клеткам в организме примерно 10 к 1.

Больше всего бактерий, а еще больше бактерий – вирусов-бактериофагов (или фагов), которые атакуют бактерии, а не клетки человека.

Большая часть вирусов в организме – бактериофаги, а не эукариоты.

Бактерии и фаги сосуществуют 3-5 млрд лет. Фаги – основной стимул эволюционной изменчивости бактерий.

На Земле примерно 1031 фагов и 1030 бактерий. 10 бактериофагов на 1 бактерию.

Фаги – основной источники горизонтального обмена генами между различными штаммами, видами и даже родами бактерий.

Совершенно необязательно, что вирусы-бактериофаги вредят «фитнесу» бактерий.

Защитные механизмы бактерий:

  1. Защищают свои рецепторы от литических вирусов, вплоть до создания экстраклеточных матриц;
  2. Деградация ДНК атакующего вируса (у 90% бактерий нашли подобную защиту);
  3. Подмножество бактерий самоуничтожается, чтобы ограничить расплод вируса;
  4. CRISPR-Cas – когда хранится определенная «сигнатура» вирусов в бактериальной ДНК. Затем бактерии узнают вирусы по «сигнатуре» и мешают им плодиться, а иногда и атакуют. В основе этого метода (четкое вырезание части ДНК) построены самые современные методы генетической модификации.

Вирусы отвечают точечной мутацией, перегруппировкой генома, словом, быстрой адаптацией/контрадаптацией.

Возможные плюсы бактериофагов:

  1. Вирусы могут привнести гены, потенциально полезные бактериям;
  2. Контролируют размеры популяции отдельного штамма бактерий; Потому человеческая микробиота становится более разнообразной;
  3. Несут в себе гены патогенов (антибиотиков), что помогает бактериям адаптироваться к ним;

Кровь не стерильна, в ней тоже есть вирусы-бактериофаги (и эукариоты). Проникать в кровь они могут через ослабленный кишечный барьер.

А вот на коже большинство вирусов – эукариоты.

Что это всё значит? Ничего нового.

Вирусы – такой же источник изменчивости/адаптации нашего организма по отношению к среде как, допустим, воздействие среды на митохондрии. Еще одна переменная в уравнении.