Kép jóváírás: Flickr

A tudósok felfedezték, hogy a gazdaszervezetek éhezik a mikrobiális tápanyagtartalmukat, ami lényegében arra kényszeríti a bélben lévő mikrobákat, hogy tegyék meg licitálásunkat.

Mindannyian csak félig vagyunk emberek. A másik fele mikrobiális. Milliárd vírus, gomba, baktérium és más mikroszkopikus organizmus borítja be bőrünket és vonja be létfontosságú szerveinket. Ezektől a mikrobaközösségektől függünk az élelmiszer megemésztésében, a vitaminok szintetizálásában, az immunrendszer megerősítésében és a mentális egészség megőrzésében is.

Az új eredmények azt mutatják, hogy a modern étrend és az antibiotikumok túlzott használata alááshatja jóindulatú főuraként elfoglalt helyzetünket, ami az esélyeket a mikrobák javára helyezi.

Tápanyag-paradicsom

"Úgy tűnik, hogy a baktériumoknak és nekünk egy természetes csipkedési sorrend van" - mondja Lawrence A. David, a Duke Egyetem Orvostudományi Karának molekuláris genetika és mikrobiológia adjunktusa. "Bizonyos szempontból nem meglepő, hogy nekünk, a házigazda-nak többet kell birtokolnunk a kártyákból."

Grammenként több baktérium él a bélben, mint a világ bármely más ökoszisztémájában.

De David szerint a mikrobiom uralkodó nézete, különösen a bélben, tápanyagokban gazdag paradicsomot jelent, „ahol rengeteg élelmiszer és erőforrás árad, például Willy Wonka csokoládégyárában”. Grammenként több baktérium él a bélben, mint a világ bármely más ökoszisztémájában.

Összességében ezek a bélmikrobák körülbelül három fontot nyomnak egy emberben, körülbelül annyit, mint a máj vagy az agy. Tehát nem meglepő, hogy sok tudós azt hinné, hogy ezek a mikrobák annyira bőségesek, mert a bél egyedülállóan vendégszerető környezet.

De a közelmúltban néhány kutató megkérdőjelezte ezt az elméletet, köztük Aspen Reese, David laboratóriumának PhD-jelöltje, aki nemrég a Harvard Egyetem vezető kutatója lett.

Mindenféle kaka

Képzett ökológusként Reese megértette, hogy a bolygó gyakorlatilag minden más ökoszisztémájában vannak olyan tagok, akik versenyeznek az erőforrásokért. Miért lenne más a bél? Az olyan tápanyagok, mint a nitrogén vagy a foszfor, gyakran korlátozzák a patakokban vagy tavakban található baktériumokat. Reese arra gondolt, vajon a nitrogén korlátozott erőforrás-e a bélben is.

Úgy döntött, hogy megméri a bél mikrobiomjának nitrogénszintjét. Mivel a bélmikrobák kakóban élnek, ez a székletminták gyűjtését jelentette. Kollégák, különösen Rob Pringle, a Princetoni Egyetemen segítségével Reese-nek sikerült több mint 30 különböző emlősből székletet beszereznie, köztük vad zebrák, zsiráfok és elefántok Kenyából; házi juhok, szarvasmarhák és lovak New Jersey-ből; és az emberek Észak-Karolinából.

Összemosta a mintákat, és megszámolta a mikrobák rendelkezésére álló nitrogén- és szénatomok számát.

"A baktériumok egyedi organizmusok, csak megpróbálnak kijönni - és csak annyi étel van körülötte."

Reese megállapította, hogy az emberi bélben lévő mikrobák átlagosan csak egy nitrogénatomhoz juthatnak tíz szénatomonként, míg a legtöbb szabadon élő mikrobának étrendje van, amely minden egyes szénatomra egy nitrogénből áll.

Annak igazolására, hogy a nitrogénszint valóban kordában tudja tartani a mikrobiomot, Reese egereknek fehérjében gazdag étrendet is adott, amely természetesen sok nitrogént tartalmaz. Amikor megnövelte a fehérje mennyiségét, az egerek bélében a baktériumok száma tízszeresére nőtt.

Csak próbálok kijönni

Sőt, amikor nitrogént juttatott az egerek véráramába, a nitrogén egy része a bélbaktériumokba került, ami arra utal, hogy a gazda a bélét szegélyező sejteken keresztül nitrogént képes kiválasztani, hogy megmentsék a mikrobákat az éhezéstől. A megállapítások Természet Microbiology.

"Megállapításaink alátámasztják azt az elképzelést, hogy kifejlesztettük a baktériumaink pórázon tartásának módját úgy, hogy nitrogénnel éheztettük őket" - mondja David. „Ez megmagyarázza azt is, hogy miért is lehet rossz nekünk a nyugati étrend. Ha az emberek túl sok fehérjét esznek, az megnöveli a gazdaszervezet azon képességét, hogy felvegye ezt a nitrogént a vékonybélben, és ennek több része a vastagbélbe jut, megszüntetve a mikrobaközösségeink irányításának képességét.

A helyzet analóg azzal, amit az ökológusok eutrofizációnak neveznek, amely jelenség akkor keletkezik, amikor a műtrágya tavakba vagy tavakba folyik, növelve a víz nitrogén- vagy foszfortartalmát, és serkenti az algák vagy az algavirágzás túlzott növekedését.

"Könnyebb elképzelni, hogy a bél kevésbé" vörös a fogában és a karomban ", mint a természet más részei, mert a mikrobiota annyira hasznos lehet az emberek számára" - mondja Reese, aki a Harvard Társak Társaságának munkatársa. . "De a baktériumok egyedi organizmusok, csak megpróbálnak kijönni - és csak annyi étel van, amit körül lehet menni."

Mi a megfelelő szám?

Ha az elmélet azt állítja, hogy az emberi gazdaszervezetek elveszítik mikrobák alattvalóink ​​irányítását, úgy tűnhet, hogy az antibiotikumok használata a mikrobák teljes populációjának kiirtására nagyszerű módja annak, hogy megmutassák nekik, ki a főnök. De Reese és David egy másik tanulmánya szerint a taktika nem lenne tanácsos.

A csapat 10 egérnek adott ötnapos orális antibiotikum kezelést, és naponta elemezte székletmintáikat. Eredményeik, amelyeket júniusban tettek közzé eLife, kimutatta, hogy a mikrobákra támaszkodó számos energiaforrás - mint például a nitrát vagy a szulfát vegyi anyagok - a mikrobák kimerülésével kezdtek felhalmozódni.

- Nem igazán tudjuk, hogy mi a „megfelelő” baktériumszám a bélben. Természetesen a nulla túl kevés, és csak baktériumokkal teli lenne túl sok. ”

Nem sokkal az antibiotikum-kúra befejezése után az egerek bélében a kémiai környezet visszatért a status quo-hoz, és a mikrobák ismét virágozni kezdtek.

"Nem igazán tudjuk, hogy mi a" megfelelő "baktériumok száma a bélben" - mondja Reese. "Természetesen a nulla túl kevés, és csak baktériumokkal teli lenne túl sok."

David óvatosságra int, hogy az antibiotikumok által kipusztított több mint ezer bélbaktériumból sok valószínűleg soha nem fog visszatérni. Kísérleteiben csapata megállapította, hogy ezeknek a mikrobáknak csak az volt a módja, hogy visszataláljanak az egerek hasába, ha hagyják, hogy az egerek tegyék azt, amit szoktak, vagyis megeszik egymás székletét. "Az emberek valószínűleg nem akarják ezt megtenni" - mondja.

Számos tanulmány kimutatta, hogy az antibiotikus kezelés után az emberek mikrobiómái hónapokig, ha nem évekig változhatnak. Ez a változás kedvező táptalajt teremthet a kórokozók számára.

"Normális esetben a kórokozók nehezen gyarmatosítják a bélet" - mondja David. - Trillió más baktérium van, amelyeket ki kell verni a túlélés érdekében. De ha hirtelen elvesszük az erőforrásokért folytatott mikrobiális versenyt, elveszítjük az irányítást, és a rossz baktériumokat, amelyek csúnya betegségeket okoznak, mint például C. difficile a vastagbélgyulladásnak egyértelműbb az útja. ”

David és csapata azt vizsgálja, hogy az ételválasztásunk - beleértve a prebiotikumokat és a probiotikumokat - hogyan tudja fenntartani kapcsolatunkat mikrobiomunkkal és végső soron egészségünkkel.

"Az evolúciós történelem során testünknek alkalma volt mindezt kitalálni, és rendszereket kiépíteni a mikrobiota kordában tartása érdekében" - mondja Reese. "De a modern korban élő kutatókként azt gondolom, hogy még mindig megpróbáljuk kezelni, mi a helyes érték a kettő között, és hogyan tartsunk ott bennünket."

A Nemzeti Tudományos Alapítvány, a Hartwell Alapítvány, az Alfred P. Sloan Alapítvány, a Searle Tudósok Program, az Európai Kutatási Tanács és az Osztrák Tudományos Alap támogatta a munkát.

Forrás: Duke Egyetem

Kapcsolódó könyvek

at InnerSelf Market és Amazon