Изучение влияния воздействия сои в раннем возрасте на развитие костей и кишечную микробиоту

Пиковая костная масса, достигаемая в конце периода роста, играет решающую роль в риске остеопоротических переломов, возникающих в более позднем возрасте. Было предсказано, что увеличение пиковой костной массы на 10% отсрочит развитие остеопороза на 13 лет. Детерминанты пиковой костной массы включают как генетические факторы (такие как пол и раса), на долю которых приходится до 75% костной массы, так и факторы образа жизни (такие как диета и физическая активность), на долю которых приходится оставшиеся 25%. Факторы образа жизни играют важную роль в оптимизации прироста костей во время роста, например, диетический кальций, как было показано, предсказывает 10-15% удержания кальция в скелете в подростковом возрасте, в то время как физические упражнения могут усиливать эффекты диетического кальция за счет улучшения геометрии кости.

Недавние исследования показывают, что микробиота кишечника является ключевым регулятором костной массы. Экспериментальные исследования показали, что минеральная плотность костной ткани (МПКТ) изменялась за счет удаления кишечной микробиоты у стерильных мышей, а также у мышей, получавших антибиотики. Кроме того, было показано, что введение антибиотика либо при рождении, либо при отъеме оказывает более продолжительный эффект на МПК у самок мышей C57BL/6 в возрасте 20 недель, но не у самцов мышей. Это открытие предполагает, что изменение микробиоты в критическом окне развития оказывает долгосрочное влияние на здоровье костей. Действительно, считается, что формирование кишечной микробиоты у человека начинается с рождения, когда бактерии от матери немедленно колонизируют желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) новорожденного до его стабилизации до конфигурации, подобной взрослой, в течение 3-летнего периода после рождения. рождение. На развитие кишечной микробиоты в этот критический период, вероятно, будут влиять различные факторы окружающей среды, включая грудное вскармливание, диету и лечение антибиотиками. Таким образом, создание оптимальной микробиоты кишечника в критический период развития является потенциальным средством улучшения здоровья костей.

Сообщается, что состав кишечной микробиоты изменяется под влиянием животной диеты, средиземноморской диеты, а также различных диетических факторов, таких как пищевые/пребиотические волокна и пробиотики. Например, галактоолигосахариды представляют собой пребиотическое волокно, которое может увеличить долю бифидобактерий в желудочно-кишечном тракте, увеличить содержание короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК) и снизить рН слепой кишки, тем самым увеличивая абсорбцию минералов, биомеханическую прочность костей, а также МПК растущих мужчин. крысы. Точно так же было показано, что пробиотики Lactobacillus rhamnosus GG снижают проницаемость кишечника, уменьшают воспаление кишечника и костного мозга и полностью защищают от потери костной массы, связанной с дефицитом половых стероидов. Также считается, что различия в составе микробиоты кишечника способствуют различиям в способности человека вырабатывать эквол, нестероидный эстроген, метаболизируемый бактериями из изофлавонов сои, что объясняет эстрогенное действие сои на кости. Такие различия могут объяснить эффективность изофлавонов сои для защиты от потери костной массы в азиатском, но не в западном населении. Было обнаружено, что способность вырабатывать эквол у здоровых младенцев регулируется в процессе развития и зависит от состава рациона, при котором в плазме младенцев в возрасте 6 месяцев можно было обнаружить лишь следовые количества эквола, возможно, из-за отсутствия развитой кишечной микрофлоры. Последующие исследования указывают на важность привычного рациона питания для производства эквола, при котором производители эквола потребляют больше углеводов и пищевых волокон, сои и растительного белка и меньше жиров, чем непроизводители. Таким образом, очень важно определить диетические факторы, которые могут оптимизировать развитие микробиоты кишечника и выработку эквола для улучшения здоровья костей.

Сообщается, что диеты, содержащие сою, являются диетическими факторами в раннем возрасте, которые оптимизируют формирование костей. Было обнаружено, что воздействие сои в раннем возрасте способствует росту костей, а введение изофлавонов сои новорожденным может ослабить разрушение костей во взрослом возрасте. Однако влияние компонентов сои на микробиоту кишечника в этих исследованиях не было охарактеризовано, и неясно, связаны ли эти эффекты срастания костей с действием сои на состав микробиоты кишечника. Кроме того, следует отметить, что в различных доклинических и клинических исследованиях использовались различные препараты сои, в том числе экстракт изофлавонов сои или очищенные соединения (генистеин и даидзеин), изоляты соевого белка с изофлавонами, продукты из цельной сои (соевое молоко и другие продукты из сои). Различия в препаратах сои могут по-разному влиять на микрофлору кишечника и, следовательно, на кости. Действительно, помимо того, что соевые бобы являются пищевыми источниками белка и изофлавонов, они также богаты клетчаткой (полисахаридами и олигосахаридами). Сообщалось, что олигосахариды сои (SBOS) увеличивают популяцию бифидобактерий в образцах фекалий человека. Кроме того, растворимые волокна сои могут ферментироваться кишечными бактериями, что приводит к образованию короткоцепочечных жирных кислот, потенциально оказывая благоприятное воздействие на кости. Таким образом, будет важно определить, какие пищевые компоненты сои (соевые волокна или изофлавоны сои), подвергшиеся воздействию в раннем возрасте, обеспечат оптимальное формирование костей и микробиоту кишечника.

Изменение состава кишечной микробиоты в раннем возрасте с помощью диетической сои представляется многообещающим подходом к усилению роста костей. Тем не менее, необходимы дополнительные исследования, чтобы ответить на следующие вопросы, прежде чем можно будет дать какие-либо диетические рекомендации по использованию сои для оптимизации роста костей: Когда будет лучшее время (до рождения, кормления грудью или после отъема) для диетического воздействия сои для оптимального кишечника микробиота и рост костей? Какой компонент сои (клетчатка или изофлавоны, или и то, и другое) лучше влияет на рост костей за счет модуляции кишечного микробиома? Какие микробы, измененные соей, связаны с оптимальным ростом костей? Какие биомаркеры/метаболиты (SCFAs, equol или новые метаболиты) могут объяснить оптимальный рост костей при воздействии сои?