FOS / ФОЗ

Фруктоолигозахаридите (ФОЗ)  се намират като естествени компоненти в плодовете, зеленчуците и меда. Като серия от фруктозолигомери и полимери, получени от захароза, те се срещат в много висши растения като резервни въглехидрати. Аспержи, захарно цвекло, чесън, цикория, лук, йерусалимски артишок, пшеница, мед, банан, ечемик, домат и ръж са известни източници на ФОЗ. За повечето от тези източници концентрациите на ФОЗ варират между 0,3 и 6%; за цикория, тези стойности са между 5 и 10%, докато в йерусалимския артишок те могат да достигнат 20%. Въз основа на обичайната консумация на тези природни източници е изчислена средна дневна консумация на ФОЗ от приблизително 13,7 mg / kg телесно тегло на ден или 806mg дневно. ФОЗ също така не съдържат калории, тъй като не се хидролизират от храносмилателните ензими и не се използват като източник на енергия в организма. По този начин те са безопасни за диабетици. Известно е, че пребиотиците предотвратяват колонизирането на човешките черва от патогенни микроорганизми, тъй като те насърчават растежа на полезните бактерии. Тъй като те не могат да бъдат усвоявани от ензимите на тънките черва, те се ферментират в дебелото черво и стимулират селективно растежа на бактериите, които са част от съпътстващата чревна микрофлора, които    произвеждат мастни киселини с къса верига (SCFAs) главно ацетат, пропионат и бутират. Те  служат за храна на чревните клетки (ентероцити).

Положителните физиологични функции, които са доказани за ФОЗ са:

Имуномодулаторен ефект

Отчита се, че функционалните храни повишават имунитета на потребителите. В действителност, хранителните компоненти и техните ферментационни метаболити са в близък контакт с чревната лимфоидна тъкан (GALT), която е най-голямата тъкан в имунната система, съдържаща 60% от всички лимфоцити в тялото. Установено е, че около 10-60 g / ден   въглехидрат достига дебелото черво, действащ като растежен фактор, към конкретни коменсални  бактерии, които инхибират придържането и инвазията на патогени в епитела на дебелото черво чрез конкуриране за същите гликоконюгати, присъстващи на повърхността на епителните клетки, промяна на рН на дебелото черво, благоприятстване на бариерната функция, подобряване на продукцията на слуз, продуциране на SCFAs и индуциране на цитокиновата продукция. Много изследователи разпознават ефекта от пребиотичното орално приложение. През 1997 г. Pier at al . съобщават за развитието на GALT, свързано с приема на инулин и FOS. Освен това, Hosono et al.  заявява, че инулинът и FOS модулират различни параметри на имунната система. Schley and Field показаха някои доказателства за имунно-усилващите ефекти на хранителните влакна и пребиотиците и идентифицираха за пръв път генните маркери, свързани с физиологичните ефекти на даден ФОЗ върху животно-гостоприемник, като по този начин се даде възможност за изясняване механизмите зад имуномодулаторните ефекти на ФОЗ.

Подобряване на минералната абсорбция

Интересна особеност на ФОЗ е положителният им ефект върху абсорбцията на минерали. Дефицитът на минерали остава важен хранителен проблем в света. Приемът на калций (Ca) в много слабо развити страни е под препоръчителната дневна доза, което води до прогресивна костна загуба. Са е от решаващо значение за постигане на оптимална пикова костна маса и за модулиране на скоростта на костна загуба, свързана със стареенето. След това, ако приемането на Ca не е достатъчно, за да компенсира задължителните загуби, придобитата скелетна маса не може да бъде поддържана,  водещо до остеопороза, което е сериозен проблем за общественото здраве. Магнезият е вторият най-голям вътреклетъчен катион при гръбначните животни и неговият дефицит е замесен като рисков фактор за остеопорозата. Друг минерал с нисък прием е желязото (Fe), което е основна причина за анемията. Значението за подпомагането на растежа и развитието на цинка (Zn) е широко документирано. Очевидно е, че дефицитът на  цинк е широко разпространен при популации, които силно зависят от храненето на зърнени храни, съдържащо малко животински продукти. Предложени са няколко механизма за изясняване на възможните роли на ФОЗ за подобряване на минералната абсорбция. Въпреки, че минералната абсорбция обикновено се осъществява  в горната част на червата, изглежда, че след консумацията на ФОЗ основното място на действие, което води до подобрена бионаличност на минералите, е дебелото черво. Основното действие на ФОЗ се свързва главно с тяхната ферментация от нормалната микрофлора. SCFA намаляват луменното рН и по този начин създават кисела среда, по-благоприятна за минералната разтворимост. Друг начин да се допринесе за подобрената минерална абсорбция е трофичният ефект на пребиотиците върху червата (клетъчен растеж и функционално усилване на абсорбиращата повърхност). Предполага се, че това се дължи на увеличеното производство на бутират и / или някои полиамини.

Превенция срещу рак на дебелото черво 

Пребиотиците са смятани за предпазващи от развитието на рак на дебелото черво, което е вторият най-разпространен рак при хората. Известно е, че няколко вида бактерии, които обикновено се срещат в дебелото черво, произвеждат канцерогени и туморни промотори от метаболизма на хранителните компоненти. Има няколко проучвания за употребата на пребиотици при профилактиката на рака, която се фокусира основно върху животинските модели, но „хипотезата за диетични фибри”  за предпазване от колоректален рак е развита от Burkitt (1969) въз основа на епидемиологични доказателства, подкрепящи връзката между диетата и здравето на дебелото черво. Тези открития показват по-ниски нива на колоректален рак   в Африка в сравнение с индустриализираните западни страни, където традиционните диети се състоят от големи количества нерафинирани влакна и високи дози от рафинирани въглехидрати (Manning and Gibson 2004, Lim et al. 2005). Двата основни вида ферментация, които се извършват в червата, са захаролитични и протеолитични. Захаролитичната активност е по-благоприятна от протеолитичната, благодарение на вида метаболитни крайни продукти, които се образуват, като късоверижните мастни киселини ( ацетат, пропионат и бутират). Бутиратът е важен източник на енергия и се смята, че има противотуморни свойства. Много изследвания са проведени, за да се демонстрира такава активност, и според Kim et al. (1982), бутиратът е защитен агент срещу рак на дебелото черво чрез насърчаване на клетъчната диференциация.  Bugaut и Bentjac (1993) съобщават, че бутиратът се използва от епителните клетки на лигавицата на дебелото черво като източник на енергия, също като растежен фактор, а последните клинични проучвания показват, че той може да бъде химиопротективен при канцерогенеза (Scheppach and Weiler
2004 г.). В допълнение към бутират, пропионатът може да има противовъзпалителни ефекти върху раковите клетки на дебелото черво (Munjal et al., 2009)

Затлъстяване и диабет

Приемът на фибри е свързан с повишено чувство на ситост  и по-ниско телесно тегло. Освен гликемичният контрол, ферментацията на фибрите в червата може също да повлияе на чувството за ситост. Тези механизми обаче не са напълно разбрани. Една хипотеза е, че производството на SCFA влияе върху постпрандиалния глюкозен отговор чрез намаляване на конкуренцията на мазнините за усвояването им с глюкозата. Друга хипотеза разчита на идеята, че ферментацията на SCFA влияе върху чревните хормони и подвижността на стомаха (Brighenti et al. 2006 ;Nilsson et al. 2008). Също така, други научни данни показват, че намаляването на приема на пребиотици в храната при животни, може да бъде свързано с модулацията на стомашно-чревните пептиди, участващи в регулирането на приема на храна (Druce et al., 2004, Chaudhri et al.
2008). Затлъстяването и свързаният със затлъстяването тип II диабет са типични за днешното западно общество. Настоящите препоръки за менажиране  на диабет тип II и затлъстяване включват повишаване на приема на диетични фибри. Вискозната и влакнеста структура на хранителните влакна може да контролира времето за отделяне на глюкоза в кръвта, като по този начин спомага за правилния контрол и управление на захарния диабет и затлъстяването (Bennett et al., 2006).