Transcript mer än bara bulk!, Margareta Nyman
Fibrers fysiologiska effekter -‐ mer än bara bulk
Margareta Nyman Industriell Näringslära och Livsmedelskemi
[email protected] CG Johansson
KosFiber på Medline 2013 (17 500)
§ Intag 6 600 § Hälsa 4 000 § ÖversiktsarAklar 3 000 § Cancer 3 000 § Kolesterol 2 600 (NGAs nr 200) § Glukosmetabolism/diabetes 1 800 (NGAs nr 115) § Fermentering 1 500 § Fetma 1 400 § Kortkedjiga feWsyror 1 300 § Tjocktarmscancer 1 300 (NGAs nr 100) § Kardiovaskulära sjukdomar 1 100 § Minerals 1 000 §
Förstoppning 850
§ PrebioAka 800 § Mikroflora 400 § InflammaAon 300 § MäWnad 260 § Metabola syndromet 250 § Hjärna 130 § Ulcerös kolit 120 §
Bulkningskapacitet 18
MN NGA § Människa 11 000 § RåWor 1 800 § Gris 550 § Möss 380
Epidemiologiska studier – fibrers fysiologiska effekter
• • • • • • • • KosFiberintaget är omvänt proporAonellt mot serum koncentraAoner av CRP (t.ex NHANES, 4900 försökspersoner, 40-‐65 år) (King et al 2003)
Enda komponent av betydelse
Minskat BMI (35 30), minskade koncentraAoner av IL-‐6, IL-‐18 och CRP medan koncentraAoner av mäWnads hormonet adiponekAn ökade (120 övervikAga kvinnor, 20-‐46 år) eder intag av Medelhavskost i 2 år (25 vs 16 g/d i kontrollgruppen) (Esposito et al 2003). Intag av fullkorn och cerealiefiber är omvänt proporAonellt All CRP, TNF-‐ α och blodtryck (kvinnor med typ-‐2 diabetes) (Qi et al 2006). Ökat intag av cerealiefiber och frukFiber kan relateras All ökade koncentraAoner av adiponecAn (902 kvinnor med typ-‐2 diabetes) (Qi et al 2006). Kost, gener och mikrobiota påverkar uppkomst av tjocktarmscancer (Birt & Phillips 2013) Alla kosFibertyper påverkar inte mäWnad och apAt på samma säW (Clark Slavin 2013)
β-‐glukaner bra
al 2011)
Mikrobiota, prebio9ka och biomarkörer (Clark et al 2012)
Galisteo M, Duarte J, Zarzuelo A, 2008, Journal of NutriAonal Biochemistry
2013-‐11-‐21 1
Fibrers fysiologiska effekter
Effect of Dietary Fiber on the InducEon of Colorectal Tumors and Fecal β-‐Glucuronidase AcEvity in the Rat
Hans G. Bauer, Nils-‐Georg Asp, Richard Öste, Arne Dahlqvist and Per E. Fredlund
Cancer Res
1979;39:3752-‐3756. PekAn gav mer cancer!?!
Effect of Two Kinds of PecEn and Guar Gum on 1,2-‐Dimethylhydrazine IniEaEon of Colon Tumors and on Fecal β-‐Glucuronidase AcEvity in the Rat
Hans G. Bauer, Nils-‐Georg Asp, Arne Dahlqvist, Per E. Fredlund, Margareta Nyman and Richard Öste
Cancer Research 1981 Jun;41(6):2518-‐23
Olika typer av pekAn gav mer cancer igen!!!
Wheat bran increases high-‐density-‐lipoprotein cholesterol in the rat
N.-‐G. ASP, H. G. BAUER, P. NILSSON-‐EHLE, MARGARETA NYMAN and R. OSTE
Br. J. Nurr. (1981). 46, 385 385
PekAn hade ingen effekt men däremot guargummi och vetekli
Dietary fibre in type II diabetes
Asp NG, Agardh CD, Ahrén B, Dencker I, Johansson CG, Lundquist I, Nyman M, Sartor G, Scherstén B
Acta Med Scand Suppl 1981; 656:47-‐50.
EW högt fiberinnehåll (hela äpplen och vete/rågbröd) gav eW lägre blodsockersvar än eW lågt fiberinnehåll (äppeljuice och viW vetebröd)
Mekanismer
Då
• • Olösliga kosFiber – resistenta mot fermentering – ökar bulk och motverkar förstoppning och cancer Lösliga viskösa kosFiber – förlångsammad absorpAon (lipider och glukos) i mage och tunntarm
Idag
• Samma som ovanstående, men tarmflorans sammansäWning och vilken typ av metaboliter som bildas i tarmen har stor betydelse för vår hälsa
Caecar et al 2010
Odigererbara komponenter, t ex kosXiber
Fermentering i tjocktarmen
Bakteriella metaboliter
Mikroflora Fermentering
• Äwksyra (+/
-‐
) •
Propionsyra (+)
•
Smörsyra (+)
•
Primära gallsalter (+)
• Sekundära gallsalter (+/-‐) • LPS (-‐)
Design av livsmedel OpEmera bildning av bakteriella metaboliter genom a] välja rä] typ av process och råmaterial
2013-‐11-‐21 2
EFFEKT AV HAVRE
Studie på patienter med ulcerös kolit
En normal frisk tarm och en tarm på en person med måNligt svår ulcerös kolit
• • • • • • • 23 patienter > 18 år Multicenter försök (tre sjukhus) 60 g ß-glukan anrikat havrekli = 20 g kostfiber 12 veckor 4 skivor bröd och frukostflingor I remission i åtminstone 3 månader Ingen antibiotika, inga bulklaxativ
15
Effekt av ß-glukan anrikat havrekli på smörsyra koncentration i faeces på ulcerös kolit patienter (n=19, µ mol/g) Ökad smörsyra konc Mindre symptom
10 5 0
Start Hallert et al 2003 4 veckor 4-12 veckor
Effekt av molekylvikt och löslighet
KoncentraAon av propionsyra och smörsyra i blindtarm på råWa med fruktooligosackarider
Polymeriseringsgrad
25 20 15 10 5 0 Propionic acid Butyric acid DP 2-‐8 DP 10-‐60 25 20 15 10 5 0 Propionic acid
Löslighet
Butyric acid High -‐ caecum Low -‐ distal colon
Nilsson & Nyman, 2005
2013-‐11-‐21 3
Behandling av fiberrikt vetemjöl
Fiberrikt vetemjöl Etanollösligt Olösligt i 70% etanol Vattenlösligt Olösligt
Kortkedjiga fe]syror i blindtarm på rå]a 20 Förhållande mellan äaksyra Ell propionsyra (portåderblod ) 250 200 150 100 50 0 Fiberrikt mjöl Olösligt Vattenlösligt Etanollösligt 15 Smörsyra Propionsyra Ättiksyra 10 5 a 0 Fiberrikt mjöl a Olösligt b ab Vattenlösligt Etanollösligt
Haskå et al 2011 Effekt av diet på mikrofloran ( ), SCFA, lever kolesterol och TG samt MCP-‐1 PEKTIN Blindtarm äwksyra Blindtarm propionsyra Blindtarm smörsyra GUAR GUMMI Bacteroides Serum smörsyra MCP-‐1 Lever kolesterol FIBERFRI Akkermansia Lever TG
JakobsdoUr et al, PloS ONE, 2013
Smörsyra och bärnstensyra i blindtarm på råWor med låg respekAve högfeW diet
1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Low Fat 2w
Bärnstensyra
High Fat 2w High Fat 4w PecAn GuarGum Pec+GG
Smörsyra
4 3 2 1 0 8 7 6 5 Low Fat 2w PecAn Guar Gum Pec+GG High Fat 2w High Fat 4w
JakobsdoUr et al, PloS ONE, 2013
2013-‐11-‐21 4
Primära gallsalter
Gallsalter i blindtarm på råWa
3000 2500 2000 1500 1000 500 0 CA CDCA α-‐ MCA Fibre Free PecAn Guar Gum Mixture
Sekundära gallsalter
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 LCA DCA Fibre Free PecAn Guar Gum Mixture
Ghaffarzadegan et al, J. Chrom. B, 2013, in press
Bärnstensyra -‐ ny bakteriell metabolit med hög feW diet
Blod
?
JakobsdoUr et al, PloS ONE, 2013
Ulf Nilsson Frida Fåk Lina Haskå Greta Jakobsdowr Tannaz Ghaffarzadegan Yadong Zhong CrisAna Teixeira Camilla Bränning Claes Hallert Inger Björck Margareta Sandahl Jan Åke Jönsson Narda Blanco Olov Sterner
Samarbetspartners 2013-‐11-‐21 5
Tack