Vezelarme voeding slecht voor darmflora, generaties lang*
Voedingsvezels in de voeding zijn zeer belangrijk voor een gezonde darmflora, ze zijn het voedsel voor de in symbiose levende bacteriën, van meer dan duizend verschillende soorten. De voeding van de laatste tientallen jaren bevat doorgaans weinig
vezels, ongeveer 15 gram per dag, waardoor de darmflora niet optimaal is met allerlei gezondheidsproblemen als gevolg. In een studie met muizen werd dit nog eens vastgesteld, vezelarme voeding bleek het aantal en de diversiteit aan bacteriën duidelijk te verminderen, sommige soorten verdwenen helemaal. Later vezelrijke voeding deed ook niet alle soorten weer doen toenemen, een derde van de soorten herstelde nooit meer volledig. Bovendien bleek uit de studie dat eenzelfde slechte darmflora ook te vinden was in de volgende generaties. Volgens de onderzoekers is er geen reden te bedenken waarom hetzelfde bij mensen niet zou gebeuren.
De studie.
(Maart 2016)
Low-fiber diet may cause irreversible depletion of gut bacteria over generations
A study by Stanford University School of Medicine investigators raises concerns that the lower-fiber diets typical in industrialized societies may produce internal deficiencies that get passed along to future generations.
The study, conducted in mice, indicates that low-fiber diets not only deplete the complex microbial ecosystems residing in every mammalian gut, but can cause an irreversible loss of diversity within those ecosystems in as few as three or four generations.
Once an entire population has experienced the extinction of key bacterial species, simply "eating right" may no longer be enough to restore these lost species to the guts of individuals in that population, the study suggests. Those of us who live in advanced industrial societies may already be heading down that path.
The proliferation of nearly fiber-free, processed convenience foods since the mid-20th century has resulted in average per capita fiber consumption in industrialized societies of about 15 grams per day. That's as little as one-tenth of the intake among the world's dwindling hunter-gatherer and rural agrarian populations, whose living conditions and dietary intake presumably most closely resemble those of our common human ancestors, said Justin Sonnenburg, PhD, associate professor of microbiology and immunology and senior author of the study, to be published in Nature.
Suboptimal diets
Virtually all health experts agree that low-fiber diets are suboptimal. Probably the chief reason for this is that fiber, which can't be digested by human enzymes, is the main food source for the commensal bacteria that colonize our colons, Sonnenburg said.
Thousands of distinct bacterial species inhabit every healthy individual's large intestine. "We would have difficulty living without them," he said. "They fend off pathogens, train our immune systems and even guide the development of our tissues." While we pick up these microscopic passengers in the course of routine exposures throughout our lifetimes, one of the most significant sources of our intestinal bacterial populations is our immediate family, especially our mothers during childbirth and infancy.
Surveys of humans' gut-dwelling microbes have shown that the diversity of bacterial species inhabiting the intestines of individual members of hunter-gatherer and rural agrarian populations greatly exceeds that of individuals living in modern industrialized societies, Sonnenburg said. In fact, these studies indicate the complete absence, throughout industrialized populations, of numerous bacterial species that are shared among many of the hunter-gatherer and rural agrarian populations surveyed, despite those groups' being dispersed across vast geographic expanses ranging from Africa to South America to Papua New Guinea.
High- versus low-fiber diet
"Numerous factors including widespread antibiotic use, more-frequent cesarean sections and less-frequent breastfeeding have been proposed for why we see this depletion in industrialized populations," said the study's lead author, Erica Sonnenburg, PhD, a senior research scientist at Stanford (she and Justin Sonnenburg are married). "We asked ourselves whether the huge difference in dietary fiber intake between traditional and modern populations could, alone, account for it."
The Stanford researchers employed young laboratory mice that had been specially bred and raised in aseptic environments so that, unlike ordinary mice (and ordinary humans), their intestines were devoid of any microbial inhabitants. After populating the mice's guts with microbes from a human donor, the scientists divided them into two groups. One group was fed a diet rich in plant-derived fiber. The other group's diet, equivalent to the first with respect to protein, fat and calories, was practically devoid of fiber content.
During the experimentation that followed, the researchers analyzed fecal samples from the animals. The two groups' gut-bacteria profiles were initially indistinguishable but soon diverged. "Within a couple of weeks, we saw a massive change," said Justin Sonnenburg. "The low-fiber-intake mice harbored fewer bacterial species in their gut." More than half of these bacterial species' numbers had dwindled by over 75 percent, and many species seemed to have disappeared altogether.
After seven weeks, the mice that had consumed a low-fiber diet were switched back to a high-fiber diet for four weeks. The mice's gut-bacteria profiles partly recovered -- probably due to an uptick in abundance of some bacteria whose ranks had declined to undetectable levels during the low-fiber-intake period. Still, this restoration was only partial: One-third of the original species never fully recovered despite their return to a high-fiber diet.
No such changes were seen in the control mice consistently fed a high-fiber diet.
Generational effects
The real surprise came after mice had been bred and maintained on low-fiber diets for a few generations. In their experimental confines, these mice were exposed to microbes only through contact with their parents. Each successive generation's gut-bacterial ecosystem declined in diversity. By generation four, the depletion had reached a point where nearly three-quarters of the bacterial species resident in their great-grandparents' guts appeared absent in their own. Even after these mice were put back on a high-fiber diet, more than two-thirds of the bacterial species identified in the guts of their first-generation ancestors proved irretrievable, indicating extinction of those species by the fourth generation of fiber deprivation.
On the other hand, a somewhat more aggressive measure -- fecal transplantation -- did result in these lost species' retrieval, the study found. Introducing fecal contents of fourth-generation high-fiber-diet mice into the intestines of fourth-generation low-fiber mice, together with putting them on the high-fiber diet for two weeks, fully restored their bacterial profiles. Within 10 days of the procedure, the composition and diversity of the bacteria in the intestines of this group were indistinguishable from those of control mice.
These findings hold major implications for humans, said Erica Sonnenburg. "There are very few ecosystems where low species diversity is a good thing. There's no reason to think our gut is any exception," she said.
Possible fixes
"The extremely low-fiber intake in industrialized countries has occurred relatively recently," noted Justin Sonnenburg. "Is it possible that over the next few generations we'll lose even more species in our gut? And what will the ramifications be for our health?"
Simple tweaks in our cultural practices -- for example, not washing our hands after gardening or petting our dogs -- could be a step in the right direction, and steering away from overuse of antibiotics certainly is, he said. More extreme measures, such as mass fecal transplants, would require large-scale testing to make sure they are both necessary and safe.
Reference:
1. Erica D. Sonnenburg, Samuel A. Smits, Mikhail Tikhonov, Steven K. Higginbottom, Ned S. Wingreen, Justin L. Sonnenburg. Diet-induced extinctions in the gut microbiota compound over generations. Nature, 2016; 529 (7585): 212 DOI: 10.1038/nature16504
De door de computer vertaalde Engelse tekst (let op: gelet op de vaak technische inhoud van een artikel kunnen bij het vertalen wellicht vreemde en soms niet helemaal juiste woorden en/of zinnen gevormd worden)
Laag-fiber dieet kan onomkeerbare uitputting van de darmbacteriën over generaties veroorzaken
Een studie van de Stanford University School of Medicine onderzoekers maakt zich zorgen dat de lagere-fiber diëten typisch in de geïndustrialiseerde samenlevingen interne tekortkomingen die krijgen doorgegeven aan toekomstige generaties kunnen produceren.
De studie, uitgevoerd bij muizen, geeft aan dat de lage-fiber dieet niet alleen afbreken van de complexe microbiële ecosystemen die woonachtig zijn in elk zoogdier darm, maar kan een onomkeerbaar verlies van diversiteit binnen deze ecosystemen in slechts drie of vier generaties veroorzaken.
Zodra een hele bevolking het uitsterven van belangrijke bacteriesoorten heeft ervaren, gewoon "goed eten" mag niet langer genoeg om deze verloren soorten te herstellen naar de ingewanden van individuen in die bevolking, de studie suggereert. Degenen onder ons die in geavanceerde industriële samenlevingen leven mogelijk al op weg naar beneden dat pad.
De proliferatie van bijna fiber-vrij, bewerkte gemaksvoedsel sinds het midden van de 20e eeuw heeft geresulteerd in een gemiddeld per hoofd van de vezelconsumptie in de geïndustrialiseerde samenlevingen van ongeveer 15 gram per dag. Dat is zo weinig als een tiende van de intake tot 's werelds slinkende jager-verzamelaars en landelijke agrarische bevolking, waar de levensomstandigheden en de voedselopname vermoedelijk het meest lijken op die van onze gemeenschappelijke menselijke voorouders, zei Justin Sonnenburg, PhD, associate professor in de microbiologie en immunologie en senior auteur van de studie, worden gepubliceerd in Nature.
suboptimale diëten
Vrijwel alle gezondheid deskundigen het erover eens dat de lage-fiber diëten zijn niet optimaal. Waarschijnlijk de belangrijkste reden hiervoor is dat vezels die niet worden verteerd door menselijke enzymen, is de belangrijkste voedselbron voor de commensale bacteriën die onze darmen koloniseren, zei Sonnenburg.
Duizenden verschillende bacteriesoorten bewonen dikke darm elk gezond individu. "We zouden moeilijk leven zonder hen hebben," zei hij. "Ze afweren ziekteverwekkers, trainen ons immuunsysteem en zelfs de ontwikkeling van onze weefsels te leiden." Terwijl we pikken deze microscopisch kleine passagiers in de loop van routine blootstelling gedurende ons leven, een van de belangrijkste bronnen van onze darm bacteriële populatie is onze directe familie, in het bijzonder onze moeders tijdens de bevalling en kinderschoenen.
Enquêtes van-gut woning microben mensen 'hebben aangetoond dat de diversiteit van de bacteriële soorten bevolken de darmen van de individuele leden van de jager-verzamelaar en landelijke agrarische bevolking veel groter is dan dat van de personen die in de moderne geïndustrialiseerde samenlevingen, zei Sonnenburg. In feite zijn deze studies geven de volledige afwezigheid gehele geïndustrialiseerde populaties van verschillende bacteriesoorten die worden gedeeld door veel van de jager-verzamelaar en landelijke agrarische populaties onderzocht, ondanks deze groepen wordt verspreid over grote geografische uitgestrekte variërend van Afrika naar Zuid Amerika naar Papoea-Nieuw-Guinea.
High- versus lage-fiber dieet
"Tal van factoren, zoals de wijdverbreide gebruik van antibiotica, meer frequente keizersneden en minder frequente borstvoeding zijn waarom we dit zien uitputting in de geïndustrialiseerde bevolkingen voorgesteld," zei leiden auteur van de studie, Erica Sonnenburg, PhD, een senior onderzoeker aan de Stanford ( zij en Justin Sonnenburg zijn getrouwd). "We vroegen ons af of het enorme verschil in vezelconsumptie tussen traditionele en moderne bevolking kon, alleen, goed voor het."
De onderzoekers van Stanford in dienst jong laboratorium muizen die speciaal waren gefokt en opgegroeid in steriele omgevingen, zodat, in tegenstelling tot de gewone muizen (en de gewone mensen), hun ingewanden waren verstoken van enige microbiële inwoners. Na het vullen van darmen van de muizen met bacteriën uit een menselijke donor, de wetenschappers verdeelde hen in twee groepen. Een groep kreeg een dieet rijk aan plantaardige vezels. Het dieet van de andere groep, gelijk aan de eerste ten opzichte van eiwit, vet en calorieën, was vrijwel geen vezels.
Tijdens de experimenten die volgden, analyseerden de onderzoekers fecale monsters van de dieren. De twee groepen 'gut-bacterie profielen waren in eerste instantie niet te onderscheiden, maar al snel uiteen. "Binnen een paar weken, zagen we een enorme verandering," zei Justin Sonnenburg. "De lage-fiber-intake muizen koesterde minder soorten bacteriën in hun darmen." Meer dan de helft van de nummers van deze bacteriesoorten 'geslonken door meer dan 75 procent, en vele soorten leek helemaal te zijn verdwenen.
Na zeven weken werden de muizen die een laag vezel dieet had verbruikt teruggeschakeld naar een vezelrijk dieet gedurende vier weken. De muizen's gut-bacteriën profielen deels hersteld - waarschijnlijk te wijten aan een stijging in overvloed van sommige bacteriën waarvan rangen tijdens het laag-fiber-intake periode stellen niveaus gedaald. Toch is deze restauratie was slechts gedeeltelijk: Een derde van de oorspronkelijke soorten nooit volledig hersteld, ondanks hun terugkeer naar een vezelrijk dieet.
Dergelijke veranderingen werden gezien bij de controlemuizen constant gevoed een vezelrijk dieet.
generational effecten
De echte verrassing kwam na muizen werden gekweekt en onderhouden op lage-fiber dieet voor een paar generaties. In hun experimentele grenzen, werden deze muizen blootgesteld aan microben alleen door contact met hun ouders. gut-bacteriële ecosysteem elke volgende generatie daalde in verscheidenheid. Door generatie vier, had de uitputting een punt waar bijna driekwart van de bacteriële species inwoner van lef hun overgrootouders 'verscheen afwezig in hun eigen bereikt. Zelfs na deze muizen terug op een vezelrijk dieet werden gezet, meer dan tweederde van de bacteriële soorten die in de ingewanden van hun eerste-generatie voorouders bleek onherstelbaar, met vermelding van het uitsterven van deze soorten door de vierde generatie van vezels ontbering.
Anderzijds, een iets agressievere tenuitvoerlegging - fecale transplantatie - resulteerde in retrieval deze verloren species, de studie gevonden. De invoering van fecale inhoud van de vierde generatie high-fiber-dieet muizen in de darmen van de vierde generatie low-fiber muizen, samen met ze op de vezelrijk dieet voor twee weken, volledig gerestaureerd hun bacteriële profielen. Binnen 10 dagen na de procedure, de samenstelling en diversiteit van de bacteriën in de darmen van deze groep waren niet te onderscheiden van die van controlemuizen.
Deze bevindingen houden grote gevolgen hebben voor de mens, zei Erica Sonnenburg. "Er zijn maar weinig ecosystemen waar de lage soortenrijkdom is een goede zaak. Er is geen reden om te denken dat onze darmen is geen uitzondering," zei ze.
mogelijke oplossingen
"De extreem lage inname van vezels in de geïndustrialiseerde landen heeft vrij recent plaatsgevonden", aldus Justin Sonnenburg. "Is het mogelijk dat in de komende generaties zullen we nog meer soorten in onze darmen te verliezen? En wat zullen de gevolgen zijn voor onze gezondheid? '
Eenvoudige tweaks in onze culturele praktijken - bijvoorbeeld, niet onze handen te wassen na het tuinieren of aaien van onze honden - een stap in de goede richting zou kunnen zijn, en sturen uit de buurt van overmatig gebruik van antibiotica is zeker, zei hij. Meer extreme maatregelen, zoals massale fecal transplantaties, zou op grote schaal testen nodig om ervoor te zorgen dat ze noodzakelijk en veilig zijn.
Reacties: