Хронические воспалительные заболевания включают взаимодействие между макроорганизмом-хозяином и его иммунной системой, микроорганизмами, которые взаимодействуют с этим хозяином или сталкиваются с ним, и условиями окружающей среды хозяина, которые включают коллективное воздействие химических, микробных или других стрессовых факторов.
Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК) являются яркими примерами хронических заболеваний, при которых взаимодействие хозяина с микробами и окружающей средой в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) человека может значительно ухудшить повседневную жизнь. Длительное воспаление также связано с повышенным риском развития колоректального рака (КРР).
Паллиативное лечение ВЗК уменьшает симптомы и часто направлено на борьбу с воспалением, чтобы восстановить гомеостаз организма и функциональное микробное сообщество в кишечнике, а также добиться общего снижения побочных эффектов. Однако современные безрецептурные и рецептурные препараты для лечения воспаления могут вызывать язвы и другие осложнения. Риск развития КРР повышается с увеличением длительности ВЗК. Нестероидные противовоспалительные препараты и кортикостероиды снижают риск заболеваемости раком и смертности и широко доступны для лечения воспалительных заболеваний. Однако они ассоциируются с целым рядом серьезных побочных эффектов, включая язву желудка и нарушение структуры микробного сообщества в кишечнике (т.е. дисбиоз кишечника), поэтому растет потребность в нестероидных методах лечения, которые устраняют хроническое воспаление, сохраняя функцию ЖКТ и микробные сообщества.
Было установлено, что диета, богатая крестоцветными овощами, такими как брокколи и ростки брокколи, уменьшает воспаление, что связано со снижением риска развития рака. Важно отметить, что биоактивные метаболиты, связанные с брокколи и ростками брокколи, улучшают обе формы ВЗК, т.е. язвенный колит и болезнь Крона.
Высокое потребление крестоцветных овощей коррелировало со снижением сывороточных уровней провоспалительных цитокинов, таких как IL-1β, TNFα и IL-6. Это также способствовало ингибированию NFκB.
Крестоцветные овощи содержат глюкозинолаты (GSLs), которые могут метаболизироваться в различные соединения. Изотиоцианаты (ITCs) являются побочным продуктом GSLs и относятся к категории диетических биоактивных метаболитов с противовоспалительной и противораковой активностью. Эпитиоспецифический белок (ESP) является метаболитом в цитоплазме растительной клетки и преобразует GSL в ITC-нитрил. Поскольку эти соединения денатурируют при высоких температурах, в вареной брокколи концентрация ITC и GSL ниже.
Сульфорафан (SFN), один из видов ITC, содержится в зрелой брокколи и ростках брокколи. Несколько исследований показали, что SFN регулирует пути воспаления путем ингибирования NF-ᴋB. Это снижение уровня провоспалительных цитокинов чрезвычайно важно для противодействия ВЗК. Теоретически, SFN ингибирует NF-ᴋB, взаимодействуя с Keap1, подавляя полиубиквитинирование и способствуя ядерному накоплению Nrf2.
Недавние исследования предоставили убедительные доказательства взаимодействия между брокколи и ростками брокколи и микробиотой кишечника. Это взаимодействие обеспечило более сильный защитный эффект против воспалительных заболеваний ЖКТ. Несколько исследований показали, что SFN метаболизируется бактериями ЖКТ. Важно отметить, что это соединение также предотвращает дисбиоз микробиома и улучшает барьерную функцию. Эти функции помогают уменьшить тяжесть ВЗК-подобного колита в мышиных моделях. Таким образом, поскольку микробиом кишечника участвует в производстве биоактивных веществ, получаемых из ростков брокколи, изменения в микробиоте кишечника могут повлиять на их доступность и эффективность в профилактике ВЗК.
Хотя известно, что брокколи может модифицировать микробиом кишечника, точная роль клетчатки и ITC в этой модификации еще не изучена. Тем не менее, у мышей, которых кормили диетой из ростков брокколи, и у человеческих клеток, обработанных SFN, было выявлено повышение маркеров липидного обмена, сбалансированный микробиом кишечника и снижение уровня триацилглицеринов. Обогащенная SFN диета брокколи уменьшила количество Desulfovibrionaceae и Mucispirillum schaedleri, которые ассоциируются с провоспалительной активностью в ЖКТ.
Диета на основе брокколи повышает концентрацию Bacteroides в микробиоте кишечника человека. Кроме того, наблюдалось увеличение количества Clostridium spp., Proteobacteria и бутират-продуцирующих бактерий. Эксперименты in vivo показали, что у мышей, которых кормили 10% сублимированной брокколи в течение двух недель, улучшилась микробиота печени, способная гидролизовать GLR. Исходя из полученных данных, брокколи и проростки брокколи эффективно улучшают микробиоту кишечника и уменьшают воспаление при синдроме раздраженного кишечника.
