Utjecaj konzumacije jestivih insekata na mikrofloru crijeva

Uz visoku razinu proteina, šturci sadrže hitin i druga vlakna koja mogu utjecati na zdravlje crijeva. U ovom istraživanju analiziran je učinak konzumacije 25 g  praha šturaka Gryllodes sigillatus dnevno na sastav mikroflore crijeva, uz istodobnu procjenu sigurnost i podnošljivosti. Rezultati pokazuju da je, u ispitivanoj dozi, konzumiranje šturaka podnošljivo i netoksično. Prah od šturaka podržavao je rast probiotske bakterije Bifidobacterium animalis koji se povećao 5,7 puta.

Također, konzumacija šturaka bila je povezana i sa smanjenom plazmom TNF-α. Ovi podaci sugeriraju da konzumiranje šturaka može poboljšati zdravlje crijeva i smanjiti sistemsku upalu. Međutim, potrebno je više istraživanja da bismo razumjeli ove učinke i temeljne mehanizme.

Ljudski gastrointestinalni trakt

Ljudski gastrointestinalni trakt dom je mnoštvu bakterijskih stanica. Ove stanice premašuju ljudske stanice za faktor tri i kodiraju najmanje 100 puta više gena koji utječu na ljudsku fiziologiju, metabolizam i ekspresiju gena koji su povezani sa imunološkom funkcijom, energijom, pa čak i raspoloženjem.

Opsežna istraživanja pokazuju da mikrobiota (sastav crijevnih bakterija) u crijevima reagira na prehrambene znakove i stvara signale slične hormonima koji utječu na normalnu fiziologiju, prehrambeni status, metabolizam, imunološku funkciju, kao i na progresiju bolesti. Neravnoteže u mikrorbioti  crijeva, poznate i kao disbioza, i niska mikrobna raznolikost povezani su s metaboličkim i nezaraznim bolestima, gastrointestinalnim stanjima, alergijama, astmom, pa čak i neuropsihijatrijskim poremećajima.

Prehrana je posebno relevantan faktor u određivanju sastava mikrobiote crijeva. Prehrambena raznolikost povezana je s raznovrsnijom, zdravom mikrobiotom koja se više prilagođava smetnjama. Neprobavljivi dijetalni ugljikohidrati (dijetalna vlakna) su primarni izvori energije za mikrobiotu crijeva i na taj način oblikuju rast mikroba.

Ne iznenađuje što je dokazano da unos prehrambenih vlakana doprinosi zdravlju mikrobioma crijeva povećanjem raznolikosti fekalne mikrobiote, a visok unos vlakana povezan je sa smanjenim rizikom od karcinoma dojke, divertikularnom bolešću, koronarnom srčanom bolešću i metabolički sindromom.

Jestivi insekti

Jestivi insekti su dobar izvor bioraspoloživih animalnih proteina, uključujući sve esencijalne aminokiseline kao i vitamine B skupine, minerale i esencijalne masne kiseline. Insekti također sadrže odgovarajuće razine sirovih vlakana, većinom u obliku hitina. Nedavna procjena hitina i hitozana temeljena na postotku težine suhih šturaka iznosi između 4,3–7,1%.

Hitin (C8H13O5N) je modificirani polisaharid (poli-beta-1,4-N-acetilglukozamin) koji sadrži dušik sa strukturom analognom neprobavljivoj celulozi. Smatra se netopljivim vlaknom s potencijalnim prebiotičkim svojstvima koja bi mogla pridonijeti ljudskom zdravlju selektivnim poticanjem rasta korisnih bakterijskih vrsta u crijevima.

Cilj istraživanja

Iako su hranjive vrijednosti jestivih insekata istražene, druga potencijalno korisna svojstva jestivih insekata izvan prehrane nisu procijenjena. Do danas nijedna sveobuhvatna klinička ispitivanja nisu istraživala utjecaj konzumiranja insekata na ljudski mikrobiom. Zdravstvene procjene i podnošljivost insekata, hrane koja se temelji na insektima i dijetalnih vlakana koja potiču od insekata, uključujući hitin, nisu procijenjena.

Tolerancija i sigurnost jestivih insekata kao izvora hrane i vlakana, kao i učinci konzumacije insekata na ljudsku mikrobiotu, imunitet sluznice i druge parametre moraju se bolje razumjeti kako bi se predvidjeli i optimizirali učinci jestivih insekata na zdravlje ljudi.

Ova studija željela je utvrditi djeluje li prah insekata kao prebiotik, podržavajući rast selektivnih komenzalnih bakterijskih vrsta koje daju zdravstvene koristi. Uz to, procijenjena je sigurnost i podnošljivost. Cilj ove studije bio je prikupljanje osnovnih podataka o utjecaju konzumiranja šturaka na mikrobiotu crijeva u zdravih odraslih osoba te utvrđivanje razine podnošljivosti.

Rezultati istraživanja

Procjene gastrointestinalnih simptoma i podaci sveobuhvatnih metaboličkih parametara sugeriraju da je konzumiranje šturaka bila sigurna i podnošljiva u ispitnoj populaciji. Konzumiranje šturaka tijekom razdoblja ispitivanja nije dramatično poremetilo mikrobiotu zdrave odrasle osobe. Međutim, unos šturaka bio je povezan s povećanjem broja pet bakterijskih vrsta, od kojih je jedna najbliže sekvenci Bifidobacterium animalis

U pitanju je Gram-pozitivna bakterija koja proizvodi mliječnu kiselinu i ne stvara spore. To je jedan od najbolje proučavanih probiotika i komercijalni soj, B. animalis subsp. laktis BB-12®, u kliničkim studijama pokazao se dobrim za poboljšanje rada probavnog sustava, zaštitu od proljeva, smanjenje nuspojava liječenja antibioticima i povećanje otpornosti na uobičajene respiratorne infekcije.

Koliko je  poznato, ovo je prvi put da je cijela hrana koja sadrži hitin pokazala bifidogeni potencijal u zdravih ljudi.

Konzumiranje šturaka povezano je s suzbijanjem Acidaminococcus-a među sudionicima istraživanja. Pojačano obilje Acidaminococcusa povezano je s linearnim deficitom rasta u dojenčadi iz Malavija i Bangladeša. Iako linearni deficit rasta nije relevantan u trenutnoj populaciji studije, mogu postojati važni implikacije na potrošnju šturaka na zdravlje majke i djeteta u okruženju s malim resursima.

SCFAs služe kao signalne molekule između mikrobiote i ljudskog domaćina pomažući u regulaciji intermedijarnog i perifernog metabolizma. Zna se da SCFAs utječu na integritet crijeva, homeostazu glukoze, metabolizam lipida, regulaciju apetita i imunološku funkciju. Fekalne razine SCFAs često odražavaju unos dijetalnih vlakana i obično se smatraju korisnim biomarkerom za aktivnost mikrobiote crijeva i zdravlje, iako se 90–95% obično apsorbira u crijevima.

Ovo istraživanje analiziralo je izlučene SCFA za mjerenje promjena u mikrobnom metabolizmu. Primijećena su mala smanjenja izlučenog acetata i propionata vezana uz konzumaciju šturaka, iako su razine butirata bile nepromijenjene. Ova smanjenja sugeriraju da bi potpuna zamjena za doručak mogla iz prehrane ukloniti neka ključna topljiva vlakna (npr. zobene pahuljice) koja stvaraju ove SCFAs fermentacijom.

Hitin može biti učinkovit u kontroli apsorpcije lipida u crijevima. Unos hitina u količini od 5% težine ukupnog unosa hrane u štakora, doveo je do nižeg ukupnog kolesterola u plazmi i nižeg LDL-kolesterola, kao i do veće izlučivanja triglicerida u izmetu.

Međutim, lipidi u plazmi nisu ispitivani zbog kratkog trajanja istraživanja, a rezultati nisu ukazivali na promjene u metabolizmu lipida kao što su pokazale fekalni trigliceridi i izlučivanje žučne kiseline. Ovi rezultati podudaraju se s pilot istraživanjem konzumacije hitozana kod zdravih odraslih muškaraca s hranom s visokim udjelom masti, gdje nisu primijetili nikakve učinke na apsorpciju masti.

Na kraju su ispitani parametri imunosti sluznice i sistemske upale. Konzumiranje šturaka nije značajno promijenilo sIgA, mjeru imunosti mukoze. Nizak sIgA povezan je s ugroženom imunitetom sluznice, što bi moglo biti povezano s blagim GI stanjem ili stresom, dok se visoki sIgA obično javlja kod izloženosti patogenima.

Ispitivanje 13 hemokina/citokina otkrilo je da je TNF-α u plazmi unosom šturaka smanjen u odnosu na kontrolnu prehranu. TNF-α je pro-upalni citokin, a povećane razine povezane su s upalom crijeva i nekoliko upalnih stanja crijeva.

Promatranje značajno povišenog ALP-a u kombinaciji sa smanjenim cirkulirajućim TNF-α može ukazivati na ukupno poboljšanje crijevne homeostaze. Štoviše, utjecaj prehrane na proizvodnju upalnih citokina poput TNF-a povezan je s nizom važnih krajnjih točaka zdravlja, uključujući incidenciju raka, kardiovaskularne bolesti i depresiju.

No, pitanje treba li preporučiti konzumiranje jestivih insekata kao strategiju za poboljšanje ukupne kvalitete prehrane i pozitivan utjecaj na zdravlje zahtijeva dodatne empirijske dokaze. Ovo istraživanje daje preliminarne dokaze da je konzumiranje šturaka u dozi od 25 g dnevno sigurno i može izmijeniti određene populacije unutar mikrobiote crijeva.

Autori istraživanja: Valerie J. Stull (Center for Sustainability and the Global Environment, University of Wisconsin-Madison), Elijah Finer (Department of Food Science and Human Nutrition, Colorado State University), Rachel S. Bergmans (Department of Psychiatry, School of Medicine, University of Michigan), Hallie P. Febvre (Department of Food Science and Human Nutrition, Colorado State University), Colin Longhurst (Department of Biostatistics and Medical Informatics, University of Wisconsin-Madison), Daniel K. Manter (USDA-ARS-Soil Management and Sugarbeet Research), Jonathan A. Patz (Center for Sustainability and the Global Environment, University of Wisconsin-Madison) i Tiffany L. Weir (Department of Food Science and Human Nutrition, Colorado State University)