В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nutrients, ученые изучали связь между кофеином, потреблением кофе и микробиомом толстой кишки.
Кофеин широко используется в напитках и продуктах питания, повышая бодрость и энергию. Кофеин часто связывают со снижением риска сердечно-сосудистых заболеваний, диабета 2 типа и болезни Паркинсона. Потребление кофеина также ассоциируется со снижением вероятности развития острого и язвенного колита, уменьшением фиброза у пациентов с фиброзом печени легкой степени и снижением риска развития колоректального рака. Как сообщалось, кофе изменяет состав микробиома кишечника, особенно численность Prevotella. Повышенное количество противовоспалительных Bifidobacterium было обнаружено в кале людей с высоким ежедневным потреблением кофе. Однако данные о связи между потреблением кофеина и микробиомом толстой кишки ограничены.
В данном исследовании ученые оценили вызванные кофеином и кофе изменения в структуре и составе сообщества микробиома слизистой оболочки толстой кишки человека, используя секвенирование ДНК микроорганизмов для гипервариабельной области 4 гена 16S рибосомальной РНК, сэмплированной с помощью ПЦР, у людей со здоровыми тканями толстой кишки. Участники в возрасте от 50 до 75 лет, были набраны с июля 2013 года по апрель 2017 года и прошли эндоскопию, чтобы предоставить образцы биопсии слизистой оболочки толстой кишки без полипов.
Потребление кофе (и кофеина) в предшествующем исследованию году оценивалось с помощью вопросников частоты употребления пищи (FFQ), а качество питания оценивалось с помощью индекса здорового питания (HEI). Обилие микроорганизмов сравнивалось в зависимости от низкого и высокого (<83 и ≥83 мг) потребления кофеина, а также в зависимости от отсутствия употребления или употребления менее двух чашек кофе в сравнении с двумя чашками и ≥3,0 чашек кофе. Было проведено многомерное регрессионное моделирование биномиального типа и рассчитаны коэффициенты частоты заболеваемости (IRR) с поправкой на возраст, этническую принадлежность, индекс массы тела, привычку курить, употребление алкоголя, баллы HEI.
Микроорганизмы классифицировались на основе вариантов последовательности ампликонов (ASVs), а альфа-разнообразие оценивалось с помощью индекса Шеннона. Авторы исключили участников с наследственным полипозом, воспалительными заболеваниями кишечника, инвазивными раковыми заболеваниями, за исключением рака кожи немеланомного типа, а также тех, у кого полипы в тканях толстой кишки были обнаружены в предшествующие 3 года. Кроме того, были исключены лица с прогрессирующими заболеваниями почек и потребностью в диализе, тяжелыми психическими расстройствами, госпитализацией в течение предыдущего года, системным или пероральным применением антибиотиков в течение предыдущих 3 месяцев, а также с инфекцией вируса гепатита В или С в анамнезе. Также были исключены лица с историей инфекций, вызванных метициллин-резистентным золотистым стафилококком (MRSA), вирусом иммунодефицита человека и лица, которым противопоказано проведение биопсии слизистой оболочки.
Первоначально для исследования было набрано 612 человек, и из 174 человек со здоровой толстой кишкой 134 согласились пройти биопсию толстой кишки. Образцы 69 здоровых людей подверглись микробиомному профилированию. Пять участников, потреблявших <800,0 или >5000,0 ккал в день, были исключены, поэтому в итоге были проанализированы данные 97 биопсийных образцов от 34 взрослых.
Среднее потребление кофеина среди людей с низким и высоким потреблением кофеина составило 39 мг и 139 мг, соответственно. Было отмечено, что среди людей с высоким потреблением кофеина и кофе было также значительно выше регулярное потребление витамина В2 (рибофлавина). Большее потребление кофеина и кофе ассоциировалось с большим альфа-разнообразием, повышенным количеством Alistipes и Faecalibacterium и пониженным количеством Erysipelatoclostridium. На уровне семейств, по сравнению с низким потреблением кофеина, высокое потребление кофеина ассоциировалось с увеличением количества Ruminococcaceae и снижением количества Erysipelotrichaceae.
Различия на уровне родов включали большее обилие Alistipes, Faecalibacterium, Prevotella и Subdoligranulum и меньшее обилие Lachnospiraceae и Erysipelatoclostridium среди лиц, потребляющих кофеин в больших количествах. Отношение частоты встречаемости Alistipes и Faecalibacterium было больше, чем отношение частоты встречаемости Erysipelatoclostridium среди потребителей кофеина с высоким содержанием кофеина, чем среди потребителей с низким содержанием кофеина. Высокое потребление кофе ассоциировалось с повышенным количеством Alistipes и Faecalibacterium и пониженным количеством Erysipelatoclostridium по сравнению с низким потреблением кофе.
В целом, результаты исследования выявили значительные различия в структуре и составе бактериальных сообществ слизистой оболочки толстой кишки в зависимости от регулярного употребления кофеина и кофе среди взрослых. Большее потребление кофеина и кофе ассоциировалось с большей равномерностью и богатством микробиома толстой кишки, с увеличением численности Alistipes и Faecalibacterium и снижением численности Erysipelatoclostridium.
Польза для здоровья от употребления кофе может быть частично объяснена рибофлавином. Необходимы дальнейшие метаболомные и нутригеномные исследования для выявления людей, способных получить максимальную пользу от кофе. Улучшение нашего понимания ассоциаций между фитохимическими веществами, питательными веществами и микробиомом кишечника может привести к раскрытию новых механизмов профилактики заболеваний.
