Влияние добавок кальция на состав и активность микробиома кишечника при ферментации инулина in vitro
Введение
Микробиом кишечника играет ключевую роль в доступности микронутриентов в желудочно-кишечном тракте. Однако влияние пребиотических волокон и лактозы на ферментацию в толстой кишке в присутствии микронутриентов и при различных уровнях pH остается недостаточно изученным.
Цель
Исследовать влияние различных солей кальция (фосфата кальция (CaPi), цитрата кальция (CaCi) и карбоната кальция (CaCa)) на состав и метаболизм микробиома кишечника при ферментации инулина и лактозы в условиях различных градиентов pH in vitro.
Методы
Исследование проводилось с использованием in vitro модели толстой кишки с тремя уровнями pH (низкий, средний, высокий). В качестве источников углеводов использовались инулин и лактоза. Оценивались:
- разнообразие микробиома (ASVs и индекс Шеннона),
- изменения в составе микробиоты,
- продукция короткоцепочечных жирных кислот (SCFA).
Результаты
Градиент pH оказал значительное влияние на разнообразие микробиома (p < 0,05). Через 24 часа ферментации все соли кальция значимо изменяли бета-разнообразие (скорректированное p < 0,05).
- Группа CaPi показала повышенное содержание Leuconostoc через 6 часов и более высокую численность Blautia при высоком pH через 24 часа.
- Группы CaCi и CaCa продемонстрировали зависимое от pH снижение численности Bacteroides.
- Уровень Bifidobacterium оставался стабильным (>1%) независимо от условий.
Продукция SCFA зависела от типа соли кальция: CaCi увеличивал выработку ацетата, а CaPi и CaCa — лактата.
Выводы
Соли кальция по-разному влияют на состав и метаболическую активность микробиома кишечника в зависимости от pH среды. Полученные данные расширяют понимание влияния богатой кальцием диеты на микробиоту и могут быть полезны для разработки персонализированных нутритивных стратегий.
Термины и сокращения
- ASVs (Amplicon Sequence Variants) — варианты ампликонных последовательностей, единицы учета разнообразия микробиома.
- SCFA (Short-Chain Fatty Acids) — короткоцепочечные жирные кислоты (ацетат, пропионат, бутират).
- CaPi — фосфат кальция.
- CaCi — цитрат кальция.
- CaCa — карбонат кальция.