Arabinogalaktan moduluje mikrobiotę jelitową poprzez znaczące zmniejszenie Firmicutes, zwiększenie liczebności Bifidobacterium i Lactobacillus oraz zwiększa produkcję korzystnych SCFA octowego, propionowego i masłowego, a zmniejsza szkodliwych BSCFA.
Na skład i funkcje mikrobioty jelitowej może wpływać wiele czynników, w tym dieta, wiek, aktywność fizyczna, środowisko życia i uwarunkowania genetyczne. Spośród wszystkich tych czynników najbardziej modyfikowalnym jest dieta, która może bezpośrednio wpływać na ekosystem jelitowy poprzez dostarczanie mikro- i makroskładników odżywczych, fitochemikaliów, a także regulowanie fizjologii jelit. Szacuje się, iż dieta może wyjaśnić ok. 20 proc. zmian w strukturze mikrobioty jelitowej, co sugeruje znaczenie diety w promocji zdrowia i zapobieganiu chorobom. Węglowodany nieulegające trawieniu (NDC, nondigestible carbohydrates) są uważane za najważniejszy element promocji korzystnych zmian w mikrobiocie jelitowej, ponieważ nie są trawione i wchłaniane w jelicie cienkim, więc dostępne są jako substrat fermentacyjny dla bakterii zasiedlających okrężnicę. Nie wszystkie jednak NDC są wykorzystywane przez drobnoustroje jelitowe, zależy to od ich adekwatności fizykochemicznych, w tym wielkości cząstek, struktury chemicznej, rozpuszczalności i lepkości.
Arabinogalaktan, rozpuszczalny błonnik prebiotyczny, znajduje się w wielu warzywach (zboża, fasola, por, gruszki, kukurydza, pszenica) i jest naturalnym NDC obecnym w naszej diecie od tysięcy lat. Arabinogalaktan izolowany z kory modrzewia przy użyciu opatentowanego procesu ekstrakcji parą wodną w postaci suplementu diety został zarejestrowany przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA). W badaniach klinicznych wykazano, iż zmniejsza on epizody przeziębienia u zdrowych osób oraz wzmacnia odpowiedź na szczepienia, co sugeruje poprawę ogólnej odporności organizmu poprzez modulację zarówno wrodzonego, jak i nabytego układu odpornościowego. Suplementacja arabinogalaktanu zwiększa liczbę korzystnych bakterii Lactobacillus w kale oraz wpływa na zwiększenie produkcji endogennych krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA, short chain fatty acids) -octowego, propionowego i masłowego. Bakterie w okrężnicy fermentują arabinogalaktan, aby wytworzyć SCFA, które są ogólnie uważane za korzystne dla organizmu, ponieważ działają jako cząsteczki sygnałowe modulujące wiele procesów fizjologicznych . Niskie spożycie rozpuszczalnego błonnika pokarmowego skutkuje zmniejszeniem całkowitej produkcji SCFA w organizmie.
Autorzy publikacji, która ukazała się w 2021 w czasopiśmie "Nutrition" (IF=3.639) przeprowadzili randomizowane, podwójnie zaślepione, krzyżowe, kontrolowane placebo badanie z dwoma 6-tygodniowymi okresami interwencji (interwencja 1. i 2.) oraz 3-tygodniowym okresem „wash-out” pomiędzy interwencjami. Podczas każdego okresu interwencji 30 uczestników badania spożywało 15 g/d arabinogalaktanu lub 15 g/d maltodekstryny (placebo). Uczestnikami badania były ogólnie zdrowe osoby w wieku 18-60 lat, z BMI pomiędzy 18 a 32 kg/m i regularnymi wypróżnieniami.
Badacze stwierdzili, iż arabinogalaktan moduluje mikrobiotę jelitową poprzez znaczące zmniejszenie Firmicutes i zwiększenie liczebności Bacteroidetes i Bifidobacterium. Liczebność Bifidobacterium miała tendencję do zwiększania się wraz z czasem suplementacji arabinogalaktanu. Spadek liczby gatunków tworzących Firmicutes i wzrost liczby Bacteroidetes, w tym bakterii komensalnych – sugerują, iż obniżony stosunek F/B (Firmicutes/Bacterioidetes) może być związany z korzystnymi skutkami zdrowotnymi, ponieważ niektóre badania wykazują pozytywny związek obniżonego stosunku F/B z pewnymi stanami fizjologicznymi, takimi jak otyłość, zaparcia i choroby zapalne jelit, a także z dietą zachodnią. Arabinogalaktan również znacząco zmniejszył zawartość szkodliwych krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych rozgałęzionych (BSCFA, branched short chain fatty acids) w kale, takich jak kwas izowalerianowy, walerianowy i heksanowy. Zmniejszone stężenie BSCFA po suplementacji arabinogalaktanu sugeruje zmniejszenie fermentacji białek, która prowadzi do produkcji szkodliwych metabolitów, takich jak p-krezol, siarkowodór, amoniak, aminy i związki indolowe.
Nietolerancja żołądkowo-jelitowa, zwłaszcza nadmierne wzdęcie, mogą być niepożądanym efektem zwiększonego spożycia NDC u niektórych osób ze względu na wysoką fermentowalność NDC w jelicie grubym. Na podstawie wyników ośmiu objawów żołądkowo-jelitowych ocenianych w badaniu, suplementacja arabinogalaktanu 15 g/d przez 6 tygodni była dobrze tolerowana. Chociaż dodanie arabinogalaktanu do diety zwiększyło średnie całkowite spożycie błonnika z 15 do 30 g/dzień, nie miało to negatywnego wpływu na częstotliwość wypróżnień i konsystencję stolca (nie nasilało biegunki).
Wyniki badania uzupełniają rosnącą liczbę dowodów na to, iż skład i funkcja mikrobiomu jelitowego mogą być zmieniane przez dietę i dostarczają wyjaśnienia korzyści zdrowotnych suplementacji arabinogalaktanu. Biorąc pod uwagę, iż zdecydowana większość dorosłych w krajach rozwiniętych nie spożywa zalecanej dziennej dawki błonnika (25 g/d dla kobiet i 38 g/d dla mężczyzn), suplementacja arabinogalaktanu jest sposobem na uzupełnienie niedoborów błonnika w diecie i pozytywną modulację mikrobioty jelitowej.
