Rostanyagcsere krónikus obstruktív tüdőbetegségben

Az élelmi rostok emészthetetlen szénhidrátok, amelyek számos napi élelmiszerben, például babban, hüvelyesekben, teljes kiőrlésű termékekben, valamint teljes értékű gyümölcsökben és zöldségekben megtalálhatók. A Food and Drug Administration napi 25 g rostbevitelt javasol. 2009 és 2010 között azonban az amerikai felnőttek átlagos rostbevitele napi 17 g volt. A rostokat az emberi enzimek nem tudják megemészteni, és emésztetlenül jutnak el a vastagbélbe. A rost kémiai szerkezetétől (oldékonyságától, polimerizációs fokától) függően a bélbaktériumok fermentálhatják vagy nem. Az oldhatatlan, fermentálatlan rostok, mint például a cellulóz, segítik a székrekedés megelőzését azáltal, hogy fokozzák a bélmozgást és a széklet áthaladási idejét. A legtöbb oldható rost, például az inulin, a bélbaktériumok által fermentálható. A bakteriális fermentáció során rövid szénláncú zsírsavak (SCFA) képződnek, például acetát (C2), propionát (C3) és butirát (C4). A termelés a proximális vastagbélben a legmagasabb, ahol a legmagasabb a rostbőség. A kolonociták az SCFA-k több mint 90%-át felszívják, a többi a széklettel ürül. A butirát nagy része a kolonocitákban oxidálódik, ez a fő energiaforrás. A propionát a májban metabolizálódik. Különösen az acetát kerül be a szisztémás keringésbe, és gyulladásgátló és immunmoduláló hatású lehet. Az indol és az izovalerát a bakteriális aminosav fermentáció termékei. Az indolt kizárólag bakteriális enzimek termelik a triptofán esszenciális aminosavból (TRP) és az elágazó láncú aminosavak izovalerátja.

COPD-ben a fokozott tüdőgyulladásos válasz a kis légúti betegségek (például obstruktív bronchiolitis) és/vagy a tüdőparenchyma (emfizéma) pusztulását okozza. Ez progresszív és tartós légáramlás-korlátozáshoz vezet. Kimutatták, hogy az egészséges általános étrend, valamint a magas rosttartalmú étrend a jó tüdőfunkcióval és a COPD előfordulásának csökkenésével hozható összefüggésbe. A fermentálható rostokban gazdag étrend megváltoztatta az egerek bél- és tüdőmikrobióta összetételét, főként a Firmicutes-Bacteroidetes arány csökkenése révén, amit a keringő SCFA-k emelkedett koncentrációja kísért. Ezek az egerek védettek voltak a tüdő allergiás gyulladásaival szemben. Korábbi humán kutatások kimutatták, hogy a bélmikrobióta összetétele befolyásolja az asztma kockázatát, és összefüggésbe hozható a cisztás fibrózis korai életszakasz súlyosbodásával, ami a bél-tüdő keresztbeszédét mutatja. Halnes et al. szignifikánsan csökkenti a légúti gyulladást az asztmás betegeknél, négy órával az oldható rostokat és prebiotikumokat tartalmazó étkezés elfogyasztása után, mint egy placebo étkezésnél. Stabil nyomjelző vizsgálatokra van szükség az SCFA-k vastagbél-termelésének és metabolikus sorsának vizsgálatához egészséges és beteg alanyokban.

Az idősebb egyedek bélmikrobiótája kevésbé változatos, nagyobb az egyedek közötti variabilitása, és alacsonyabb az SCFA termelő kapacitása a fiatalabb felnőttekhez képest. Ennélfogva a bélmikrobióta diszbiózisa számos, életkorral összefüggő krónikus szisztémás betegség kialakulásában is szerepet játszhat, mint például a szarkopénia és az alacsonyabb izomminőség vagy a kognitív diszfunkció. Ezek az életkorral összefüggő károsodások csökkent fizikai teljesítménnyel, valamint az esések, törések, testi fogyatékosság és a halálozás fokozott kockázatával járnak. A bélmikrobióta diszbiózisa (azaz megváltozott mikrobiális összetétel és funkció) hozzájárulhat a szarkopénia kialakulásához az izomméret, összetétel és funkció módosításával. Ezenkívül az SCFA-k, a hasznos baktériumok által termelt metabolitok gyulladásgátló és génszabályozó tulajdonságaik révén segítik a kognitív funkciók és a pszichés jólét fenntartását. Ezért a táplálkozási beavatkozásokat, például a rostpótlást a mikrobiális összetétel és az SCFA termelési sebesség, valamint az izom- és kognitív egészségre, valamint az általános jólétre gyakorolt ​​későbbi hatások modulátoraként kell vizsgálni.