Эффекты включения пищевых волокон в состав рациона питания при ожирении

Обоснование

В настоящее время ожирение рассматривается как глобальная медико-социальная проблема, что обусловлено, с одной стороны, растущей распространенностью данной патологии, а с другой – доказанным влиянием избыточной жировой ткани на развитие и/или прогрессирование сахарного диабета, сердечно-сосудистых, ревматологических и эндокринных заболеваний [1, 2]. Приблизительно каждый седьмой житель в мире имеет избыточную массу тела или страдает ожирением с непропорционально более высокой заболеваемостью в экономически развитых странах [3].

Среди предрасполагающих факторов развития ожирения выделяют генетическую предрасположенность, различные эндокринопатии, гиподинамию, нарушения пищевого поведения и некоторые другие [3, 4, 5]. В то же время за последние годы появились клинические работы, в которых обнаружены корреляционные связи между нарушениями количественного и/или качественного состава микробиоты кишечника и развитием различных аллергических и иммунопатологических реакций, воспалительных заболеваний кишечника, ожирения и других дисметаболических состояний [6, 7]. Благодаря появлению высокоинформативных методов исследования микробиоты кишечника, таких как анализ метаболитов микроорганизмов в кале – короткоцепочечных жирных кислот (КЖК), возможности изучения функциональной активности микробиоты кишечника существенно расширились [8, 9, 10]. В настоящее время фармацевтическая отрасль производит огромное количество лекарственных препаратов и биологически активных добавок с заявленным содержанием в своем составе определенного количества различных пре- и главным образом пробиотиков [7, 11, 12]. В то же время в случае любого нарушения симбионтного пищеварения необходима осторожная и взвешенная его коррекция, одним из наиболее доступных способов которой является оптимизация рациона обогащением продуктами функционального питания с пищевыми волокнами (ПВ), являющимися пребиотиками для микроорганизмов кишечника [13].

Цель

Оценить влияние дополнительного включения в диетическую программу продуктов питания с высоким содержанием ПВ на антропометрические и микробиотические показатели при ожирении.

Методы

Дизайн исследования

В открытом контролируемом исследовании приняли участие 50 человек с алиментарно-конституциональным ожирением 2–3 степеней (ИМТ≥35 кг/м2) по ВОЗ, которые методом стратификационной рандомизации (однородность по средним значениям ИМТ) были разделены в две группы для динамического 6-месячного наблюдения. В группе А (n=25) применялась диетическая модель, основанная на классических принципах рационального питания: умеренная редукция энергетической ценности суточного рациона на 15–20% полученных расчетным путем значений с учетом пола, возраста и физической активности; ограничение в рационе потребления жиров в пределах 20–30% калорийности; снижение менее 10% калорийности доли насыщенных жирных кислот (НЖК); обеспечение белками 10–15% суточной калорийности; снижение в рационе простых углеводов ниже 10% суточной калорийности и др. В качестве базы для диетической модели брались Европейские клинические рекомендации по профилактике сердечно-сосудистых заболеваний 2012 г. пересмотра [14]. В группе Б (n=25) к указанной выше методике добавлялись компоненты функционального питания, в которых технологическим способом осуществлялось увеличение содержания преимущественно нерастворимых ПВ (от 10 до 50% суточной физиологической потребности) – экструзионные отруби из цельнозерновой (обойной) либо обдирной муки грубого помола различных видов злаков (пшеница, ячмень, гречиха, овес, рожь, кукуруза и др.). Функциональные продукты не относились ни к лекарственным препаратам, ни к биологически активным добавкам, были полностью безопасны и предназначены для употребления в качестве продуктов питания. Количество ежедневного потребления функциональных продуктов подбиралось индивидуально согласно целевым уровням потребления ПВ, рассчитанным по формуле Американского института медицины (The American Institute of medicine): суточная потребность в ПВ (г) = 14 г/1000 ккал × суточная калорийность рациона (ккал) [15].

Фактическое питание анализировалось методом ретроспективной регистрации количества, частоты и вида потребляемого продукта питания в течение предшествующего месяца, осуществляемое посредством заполнения формы-вопросника, включающего 67 видов продуктов и блюд с последующей обработкой результатов [15].

Функциональная активность микробиоты кишечника оценивалась по качественному и количественному определению метаболитов микроорганизмов в кале (КЖК) на газожидкостном хроматографе с изотермическим режимом работы (температура термостата 150 °С, температура испарителя и детектора 230 °С, газ-носитель – азот, с давлением на входе в колонку 1,8 атм., расход газа-носителя – 2 мл/мин, воздуха 300 мл/мин). Время хроматографирования одной пробы составляло около 8 мин. Протеолитическую активность микроорганизмов оценивали по сумме концентраций изокислот С4–С6 – ИзоСn ∑(изоС4+изоС5+изоС6), а также пропорции всех изокислот С4–С6 ко всем неразветвленным кислотам С4–С6 (ИзоСn/Сn).

Статистический анализ

Анализ данных исследования проводился с использованием статистического пакета программы STATISTIСA (версия 6.0). При создании базы данных использовался редактор электронных таблиц MS Excel 2013. Обе группы исследования были сопоставимы по основным медико-биологическим характеристикам и при проведении сравнительного анализа с применением критерия Манна-Уитни уровень значимости (p) не принимал значений меньше 0,05. Для оценки динамических изменений внутри групп применяли непараметрический критерий Вилкоксона для парных величин.

Результаты

По основным социо-демографическим и клинико-антропометрическим показателям исследуемые в обеих группах были сопоставимы (p>0,05). Средний возраст исследуемых в группе А составил 42,8±4,3 лет, в группе Б – 43,2±3,7 лет. В обеих группах исследования превалировали женщины (62,7% и 64,8% соответственно).

Коррекция рациона питания в течение 6 мес привела к существенному изменению нутриционного статуса при исходной сопоставимости (p>0,05) в исследуемых группах (табл. 1). Энергетическую ценность в группе А удалось снизить в среднем на 23,3% (p<0,001), в то время как в группе Б за счет дополнительного обогащения рациона продуктами с ПВ – в среднем на 17,2% (p<0,01). В обеих группах с немедикаментозным вмешательством установлено статистически значимое повышение употребления полисахаридов (p<0,05 для группы А и p<0,01 для группы Б), снижение употребления холестерина (p<0,05 для группы А и p<0,01 для группы Б), НЖК (p<0,01 для группы А и p<0,05 для группы Б), мононенасыщенных жирных кислот (МНЖК) (p<0,01 для группы А и p<0,05 для группы Б).

Таблица 1. Характеристика суточного рациона у лиц с ожирением в зависимости от группы лечения исходно и через 6 месяцев, M±SD

Примечание: * – p<0,05; ** – p<0,01; *** – p<0,001 по сравнению с аналогичной группой в динамике, критерий Вилкоксона

В группе 1 суточное потребление ПВ на классической диетической модели увеличилось на 25% (p<0,05), тем не менее не достигло рекомендуемых к употреблению в данной группе 28,0±6,6 г ПВ [14]. Введение дополнительно продуктов с высоким содержанием ПВ в состав ежедневного рациона в группе 2 привело к более значимому приросту потребляемых ПВ (p<0,001) с достижением рекомендуемой для данной группы суточной потребности в 29,7±2,6 г ПВ [14]. Различия в значениях фактического и целевого уровня потребления ПВ в группе 2 через 6 мес оказались статистически не значимы (p>0,05).

Анализ антропометрических данных с помощью критерия Вилкоксона показал более выраженную динамику основных антропометрических данных в группе Б (p<0,01). Медиана массы тела в группе на функциональном питании снизилась в среднем на 8,2% – с 98,7 до 90,6 кг (p<0,01), медиана ИМТ в среднем на 7,9% – с 37,6 до 34,6 кг/м2 (p<0,01), медиана окружности талии (ОТ) – с 109,2 до 102,7 см (p<0,05), медиана ОТ/окружности бедер (ОБ) – с 1,12 до 1,05 (p<0,01), в группе на классической диетической модели медиана массы тела снизилась в среднем на 4,0% – с 93,2 до 89,4 кг (p<0,01), медиана ИМТ в среднем на 4,2% – с 37,57 до 35,96 кг/м2 (p<0,01), медиана ОТ – с 108,4 до 105,6 см (p<0,001), медиана ОТ/ОБ – с 1,12 до 1,07 (p<0,01).

Анализ динамики данных хроматографического исследования КЖК в кале показал более существенные изменения как в общей концентрации КЖК ∑ (C2+…C6) (p<0,01), так и в профиле КЖК (p<0,05) в группе Б (табл. 2). При включении в рацион питания продуктов с повышенным содержанием ПВ установлено уменьшение относительной концентрации уксусной кислоты в среднем на 3,8% (p<0,05), увеличение относительной концентрации масляной кислоты в среднем на 13,3% (p<0,05). В группе Б статистически значимо (p<0,01) снизилась относительная концентрация суммы изокислот (изоС4+изоС5+изоС6), что свидетельствует о снижении в просвете кишечника микроорганизмов, обладающих протеолитическими свойствами. Нормализация концентрации и профиля КЖК в группе Б свидетельствует об увеличении функциональной активности облигатных доминирующих анаэробных микроорганизмов (род Lactobacilius, род Bifidobacterium и др.), увеличении активности транзиторных анаэробных микроорганизмов (род Bacteroides, род Eubacterium и др.) и снижении активности минорных аэробных микроорганизмов (род Enterococcus, род Coprococcus и др.). Клинически указанные изменения функциональной активности микробиоты кишечника в группе Б подтверждались статистически значимым уменьшением частоты предъявляемых жалоб: на метеоризм и флатуленцию – с 38,3% до 13,7% (p<0,05), на дискомфорт в животе – с 63,4% до 25,5% (p<0,05), на запор – с 44,5% до 13,8% (p<0,05), на урчание в животе при пальпации – с 50,4% до 18,8% (p<0,05). В группе А общая концентрация КЖК и их профиль статистически значимо не изменялись (p>0,05), что сопровождалось менее выраженным снижением частоты предъявляемых жалоб на нарушенное собственное и симбионтное пищеварение (p<0,05). Следует отметить, что в настоящее время классификация нарушений микробиоты кишечника сопряжена с рядом трудностей, поэтому нозологический учет патологий микробиоты кишечника при ожирении в ходе настоящего исследования целенаправленно не проводился.

Проведенное исследование показало, что даже при полном соблюдении всех принципов рационального питания на современном этапе развития пищевой промышленности организм человека не получает с пищевыми продуктами необходимого уровня ПВ. Возможности повышения суточного потребления пищевых волокон могут быть реализованы либо продуктами питания природного происхождения, в нативном виде содержащими большое количество пребиотических веществ (высушенные фрукты и ягоды, плоды растений семейства бобовых, морские растительные гидробионты и др.), либо продуктами питания, в которых технологическим способом увеличивается доля пребиотических веществ, изначально входящих в состав продукта (отруби различных видов злаков), либо продуктами питания с дополнительно обогащенными пребиотическими веществами, изначально не входящими в состав продукта (мясные изделия, молочная продукция и др.).

Таблица 2. Данные хроматографического исследования КЖК в кале в зависимости от группы лечения исходно и через 6 мес, M±SD

Примечание: * – p<0,05; ** – p<0,01; *** – p<0,001 по сравнению с аналогичной группой в динамике, критерий Вилкоксона.

Заключение

Шестимесячное наблюдение за пациентами с ожирением продемонстрировало более значимое улучшение антропометрических и метаболических параметров на фоне применения диетической модели с использованием продуктов функционального питания с ПВ. Благодаря пребиотическому воздействию ПВ на спектр и активность микроорганизмов желудочно-кишечного тракта изменяются физиологические процессы не только в просвете кишечника, но и в организме в целом, что выражается в улучшении клинико-метаболических параметров при ожирении.

Таким образом, обогащение рациона питания продуктами питания с повышенным содержанием пищевых волокон предопределяет возможности использования ПВ в рамках комплексных программ по лечению и профилактике ожирения.

Дополнительная информация.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.