Relația dintre RS și butirat în colonul uman

Amidon rezistent ca „mijloc de a oferi beneficii pentru sănătate” colonului uman

Rezumat extins

Introducere

Polizaharide non-amidon (NSP), amidon și sănătatea umană

Amidonul rezistent face de fapt parte din fibrele dietetice, iar unele au fost măsurate în analiza fibrelor dietetice totale (TDF). Cu toate acestea, trebuie recunoscut faptul că toate procesele de fibre dietetice sunt concepute pentru a îndepărta amidonul prin mijloace enzimatice, ceea ce înseamnă că amidonul rezistent trebuie să rămână. Cu toate acestea, amidonul rezistent apare din mai multe motive, dintre care unele nu sunt duplicate în toate procesele de fibre dietetice, deci fără o procedură de măsurare standardizată și fiabilă, contribuția exactă a amidonului rezistent la aportul de alimente ar trebui determinată la nivel de populație și individual (12).

Amidon rezistent, fermentație bacteriană a colonului și sănătatea umană

Cei trei acizi grași cu lanț scurt, găsiți la adulți (acetat, propionat și butirat) au o serie de efecte comune în conducta internă a colonului. De exemplu, produsul său scade pH-ul intestinului atât prin acidificare directă, cât și prin utilizarea NH4 + pentru a furniza azot pentru creșterea bacteriană. Se crede că pH-ul mai scăzut reglează creșterea excesivă a bacteriilor potențial patogene și reduce riscul de diaree infecțioasă. Un mediu mai acid va limita absorbția substanțelor potențial citotoxice, cum ar fi NH4 +. Absorbția acizilor grași cu lanț scurt este asociată cu absorbția apei și a cationilor. S-a crezut anterior că efectul este limitat la Na + - și K +, dar devine evident că există și o absorbție semnificativă a Ca 2+ și Mg 2+. Aprovizionarea în creștere cu acizi grași cu lanț scurt către colon ar trebui să îmbunătățească utilizarea apei. Amidonul rezistent (cum ar fi amidonul de porumb cu conținut ridicat de amiloză) a fost utilizat cu succes pentru a trata persoanele cu holeră (1 =), deși nu au fost raportate niveluri de acid gras cu lanț scurt.

Un element cheie în dezvoltare care a devenit cunoscut sub numele de „ipoteza butiratului” care leagă consumul mai mare de amidon rezistent la un risc mai scăzut de boală de colon netransmisibilă este demonstrația că acele populații erau protejate de consumul de carbohidrați fermentabil, în special de consumul de amidon rezistent. . Acest lucru a fost făcut de către africanii indigeni de către Segal și colegi (20). Consumul de terci de porumb în picioare (de exemplu, terci care a fost gătit și lăsat să se răcească de ceva timp) a fost demonstrat de voluntarii de ileostomie pentru a da niveluri mult mai ridicate de acid gras cu lanț scurt, inclusiv butirat, în efluentul ileal comparativ cu porumbul proaspăt terci. Diferența dintre cele două este că există amidon mai rezistent în amidonul de porumb lăsat să stea din cauza retrogradării. Într-adevăr, tulburarea de absorbție a carbohidraților intestinului subțire a fost ridicată ca un mecanism de protecție cheie împotriva bolilor de colon la sud-africani nativi (21), care au o rată de cancer de colon mult mai mică decât afro-americanii din SUA (22).

Inversarea daunelor genetice și a subțierii mucusului la amidon, butirat și celule de colon induse de proteine la șobolani

Reglarea digestibilității amidonului pentru îmbunătățirea sănătății umane

Amidonul rezistent apare în alimente din mai multe motive, ducând la clasificarea acestuia în patru tipuri principale (Tabelul I) (31). RS1 este amidonul inaccesibil din punct de vedere fizic găsit în alimente precum semințele parțial măcinate în care componente precum polizaharidele care nu sunt amidon formează o barieră fizică între amilază și substratul acesteia. RS2 este amidonul granular (ne-gelatinizat) care se găsește în alimentele crude sau parțial fierte. Gătirea este necesară pentru a hidrata granulele de amidon pentru a permite accesul la amilaza intestinului subțire. RS3 se formează prin retrogradarea amidonului gătit, prin reconectarea lanțurilor de amidon în timpul răcirii și stării (de exemplu, știulete de porumb consumate de africani). Acest lucru limitează accesul amilazei la lanțuri. În cele din urmă, categoria RS4 descrie amidonul modificat chimic utilizat în prezent în industria alimentară datorită proprietăților lor tehnologice (dar nu nutriționale).

Modificarea chimică duce la substituții, ceea ce slăbește amiloliza.

Generarea de acizi grași cu lanț scurt în colon este un aspect cheie al funcției amidonului rezistent și există un interes considerabil în dezvoltarea unei metode care să le livreze în mod eficient colonului pentru utilizare în aplicații specifice (clinice). Clasificarea RS4 acoperă o gamă largă de amidonuri modificate chimic utilizate industrial în producția de alimente procesate. Amidonul acilat aparține acestui grup și este un potențial transportator pentru livrarea acizilor grași cu lanț scurt în colon. Aceste amidonuri au o serie de efecte benefice, dintre care cel mai mic este că acizii grași specifici (adică acetat, propionat sau butirat) pot fi combinați pentru a permite personalizarea produselor pentru anumite aplicații. S-a demonstrat că amidonul acilat transportă acizii grași cu lanț scurt în colonul șobolanilor (39,40). Gradul de acetilare necesar pentru transportul acizilor grași cu lanț scurt este destul de mare (

20%) decât ceea ce este utilizat în prezent de industria alimentară (2%) pentru producția de ingrediente. Acest lucru se datorează faptului că situl catalitic al α-amilazei intestinului subțire uman pune în legătură patru unități glucozil, deci este necesar un grad mai mare de substituție pentru atenuare. De îndată ce intră în colon, lipazele bacteriene și/sau esterazele eliberează grupările acil în timp ce amidonul rămas este fermentat. Un avantaj suplimentar al amidonului acilat este că capacitatea lor de a transporta acizi grași cu lanț scurt supraviețuiește condițiilor de gătit utilizate în producția de alimente (41). Se fac studii pentru a determina eficacitatea acestor amidon la om.

Concluzii

Amidonul alimentar este o sursă importantă și acceptată de energie într-o mare varietate de societăți umane, dar este clar că acestea contribuie și la sănătate. În colon, aceste beneficii provin în principal din fermentarea amidonului nedigerat (RS) în acizi grași cu lanț scurt de către microflora de acolo. Studiile la om și animale au arătat că efectele acizilor grași cu lanț scurt sunt în concordanță cu funcția crescută a colonului și protecția împotriva bolilor severe de colon. Multe semifabricate moderne au un conținut redus de amidon, ceea ce oferă o oportunitate de a dezvolta noi culturi de cereale și ingrediente pe bază de amidon pentru produse alimentare care pot îmbunătăți sănătatea publică. Aceste produse pot fi utilizate și clinic.

Declarație de interese: Autorii declară că nu există niciun conflict de interese. Autorii sunt singurii responsabili pentru conținutul și scrierea acestui studiu.

Clasificarea nutrițională a amidonului rezistent.

Tipuri de amidon rezistente	Exemple de apariție a acestora
RS1 - inaccesibil fizic	Cereale și semințe parțial măcinate
Particule rezistente la RS2	Cartofi crudi, banane verzi, unele leguminoase și amidon ridicat de amiloză
RS3 - retrogradat	Cartofi fierți și răciți, pâine și fulgi de porumb
RS4 - modificat chimic	Amidon, eterificat, esterificat sau reticulat (pentru utilizare în alimentele procesate)