노화시 뇌 염증을 줄이는 식이성 섬유 VIDEO: Dietary fiber reduces brain inflammation during aging
Dietary fiber reduces brain inflammation during aging
Date: September 14, 2018
Source:
University of Illinois College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences
Natural Products INSIDER
노화시 뇌 염증을 줄이는 *식이성 섬유(Dietary fiber) 나이가 들어갈 때, 만성적 염증 발생 식이성 섬유, 장 내 좋은 세균들 성장 촉진 *식이성 섬유 (Dietary fiber) 사람의 소화 효소로는 소화가 곤란한 곡물이나 식물의 부분. 주로 식물의 섬유나 세포벽을 구성하는 다당류로, 동맥 경화증ㆍ 당뇨병ㆍ비만증ㆍ곧창자암 따위의 성인병 예방에 효과가 크다. 포유동물이 나이가 들어갈 때, 소교세포라고 알려진 뇌에 있는 면역 세포들이 만성적으로 염증을 일으킨다. 이 상태에서, 그것들은 인지와 운동 기능을 악화시키는 것으로 알려진 화학물질을 만든다. 그것이 노년에 왜 기억이 쇠하고 다른 뇌 기능들이 쇠퇴하는지에 대한 한 가지 설명이다. 그러나, 새 연구에 따르면, 식이 섬유가 이것을 지연시킬 방법이 될지도 모른다. 식이 섬유는 장에 있는 좋은 세균들의 성장을 촉진한다. 이 세균들이 섬유를 소화시킬 때, 그것들은 부산물로서, 낙산염(butyrate)을 포함하는 짧은 사슬 지방산(short-chain-fatty-acids (SCFAs))들을 만든다. 낙산염은 약물학적으로 투여했을 때, 쥐에서 기억을 향상시키고 소교세포에서 항염증 성질을 가지는 것으로 나타났기 때문에, 흥미롭다. 약물 형태의 낙산 나트륨이 이전의 연구들에서 긍정적인 결과를 보였음에도 불구하고, 그 기전은 명확하지 않았다. 새 연구는 나이가 든 쥐에서 염증이 생긴 소교세포가 손상을 일으키는 화학물질들을 만드는 것을 낙산염이 억제한다는 것을 드러냈다. 그 화학물질들 중의 하나는 인터루킨-1β(interleukin-1 β)인데, 이것은 사람에서 알츠하이머병과 연관되었다. 낙산 나트륨이 어떻게 작용하는지를 더 잘 이해하게 되었다. 그 연구자들은 단순히 쥐들에게 더 많은 섬유를 먹이임으로써, 같은 효과를 얻을 수 있는지 알고 싶었다. 유독한 냄새 때문에 사람들은 낙산 나트륨을 바로 먹고 싶어하지 않을 것이다. 낙산염을 높이는 실용적인 방법은 수용성 섬유가 높은 식사를 하는 것이다. 장내 세균이 섬유를 자연적으로 낙산염으로 바꾼다는 사실을 이용하는 것이다. 식습관은 장에 있는 미생물의 조성과 기능에 큰 영향을 주며 섬유가 높은 식습관은 좋은 미생물에 유익하고, 지방과 단백질이 높은 식습관은 미생물 조성과 기능에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 식습관은 장내 미생물을 바꾸는 것을 통해서 질병에 영향을 주는 한 가지 방법이라고 그 연구자들은 말했다. 식이성 섬유에서 유래한 낙산염은 약물 형태와 뇌에 같은 효과를 가질 것이지만, 아무도 시험해본 적은 없었다. 그 연구자들은 어린 쥐와 늙은 쥐의 집단에 섬유가 높은 식사와 낮은 식사를 먹이고, 장에 있는 염증성 화학물질과 함께, 혈액에 있는 낙산염과 다른 SCFAs의 수준을 쟀다. 식이성 섬유 식품/Rakuten edited by kcontents 섬유가 높은 식이는 어린 쥐와 늙은 쥐 둘 다에서 혈액에 있는 낙산염과 다른 SCFAs를 높였다. 그러나, 나이 든 쥐만 섬유가 낮은 식이에서 장 염증을 보였다. 어린 쥐가 같은 식이에서 염증성 반응을 보이지 않은 것은 흥미롭다. 그것은 노화의 취약성을 잘 보여준다. 반면에, 나이 든 쥐가 섬유가 높은 식사를 했을 때, 장내 염증이 크게 줄어서, 다른 나이의 집단들 사이의 차이가 없었다. 식이성 섬유는 실제로 장에서 염증 환경을 조절할 수 있다고 그들은 결론지었다. 그들은 뇌에서 염증의 신호도 살폈다. 그들은 소교세포에서 50가지의 독특한 유전자들을 조사하고 고섬유 식이가 늙은 동물들에서 염증을 줄였다는 알아냈다. 섬유를 충분히 먹지 않으면 뇌 건강과 염증에서의 연관성과 같이 생각지도 못했던 부정적인 결과를 나을 수 있다. ndsl.kr 식이섬유가 몸에 좋은 이유 |
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Summary:
As mammals age, immune cells in the brain known as microglia become chronically inflamed. In this state, they produce chemicals known to impair cognitive and motor function. That's one explanation for why memory fades and other brain functions decline during old age. But, according to a new study, there may be a remedy to delay the inevitable: dietary fiber.
As mammals age, immune cells in the brain known as microglia become chronically inflamed. In this state, they produce chemicals known to impair cognitive and motor function. That's one explanation for why memory fades and other brain functions decline during old age. But, according to a new study from the University of Illinois, there may be a remedy to delay the inevitable: dietary fiber.
Dietary fiber promotes the growth of good bacteria in the gut. When these bacteria digest fiber, they produce short-chain-fatty-acids (SCFAs), including butyrate, as byproducts.
"Butyrate is of interest because it has been shown to have anti-inflammatory properties on microglia and improve memory in mice when administered pharmacologically," says Rodney Johnson, professor and head of the Department of Animal Sciences at U of I, and corresponding author on the Frontiers in Immunology study.
Although positive outcomes of sodium butyrate -- the drug form -- were seen in previous studies, the mechanism wasn't clear. The new study reveals, in old mice, that butyrate inhibits production of damaging chemicals by inflamed microglia. One of those chemicals is interleukin-1?, which has been associated with Alzheimer's disease in humans.
Understanding how sodium butyrate works is a step forward, but the researchers were more interested in knowing whether the same effects could be obtained simply by feeding the mice more fiber.
"People are not likely to consume sodium butyrate directly, due to its noxious odor," Johnson says. "A practical way to get elevated butyrate is to consume a diet high in soluble fiber."
The concept takes advantage of the fact that gut bacteria convert fiber into butyrate naturally.
"We know that diet has a major influence on the composition and function of microbes in the gut and that diets high in fiber benefit good microbes, while diets high in fat and protein can have a negative influence on microbial composition and function. Diet, through altering gut microbes, is one way in which it affects disease," says Jeff Woods, professor in the Department of Kinesiology and Community Health at U of I, and co-author on the study.
Butyrate derived from dietary fiber should have the same benefits in the brain as the drug form, but no one had tested it before. The researchers fed low- and high-fiber diets to groups of young and old mice, then measured the levels of butyrate and other SCFAs in the blood, as well as inflammatory chemicals in the intestine.
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"The high-fiber diet elevated butyrate and other SCFAs in the blood both for young and old mice. But only the old mice showed intestinal inflammation on the low-fiber diet," Johnson says. "It's interesting that young adults didn't have that inflammatory response on the same diet. It clearly highlights the vulnerability of being old."
On the other hand, when old mice consumed the high-fiber diet, their intestinal inflammation was reduced dramatically, showing no difference between the age groups. Johnson concludes, "Dietary fiber can really manipulate the inflammatory environment in the gut."
The next step was looking at signs of inflammation in the brain. The researchers examined about 50 unique genes in microglia and found the high-fiber diet reduced the inflammatory profile in aged animals.
The researchers did not examine the effects of the diets on cognition and behavior or the precise mechanisms in the gut-brain axis, but they plan to tackle that work in the future as part of a new, almost-$2 million grant from the National Institute on Aging, part of the National Institutes of Health.
Although the study was conducted in mice, Johnson is comfortable extending his findings to humans, if only in a general sense. "What you eat matters. We know that older adults consume 40 percent less dietary fiber than is recommended. Not getting enough fiber could have negative consequences for things you don't even think about, such as connections to brain health and inflammation in general."
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https://www.sciencedaily.com/releases/2018/09/180914084850.htm
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