Az étrendi vas és a bél mikrobiota kapcsolata. Kihasználható-e az étrendi vas-rezsim az egészség javítására?

Absztrakt

100 billió mikroba, együttesen „mikrobiota” néven ismert. A bél mikrobiota nagyrészt baktériumokból áll, és kulcsszerepet játszik jólétünk fenntartásában. A mikrobiota segíti az élelmiszer feldolgozását az egészségünket fenntartó kedvező energiaforrásokká, emellett nélkülözhetetlen vitaminokat (pl. K-vitamin, folát, biotin) is termel, véd a bélfertőzések ellen és hozzájárul immunrendszerünk fejlődéséhez. A bélben több mint 1000 különféle baktérium található, de az összetétel egyedenként változó és változhat. Fontos, hogy ma már egyértelmű, hogy mikrobiotánk változásai különféle betegségekhez kapcsolódnak, pl. allergia, étvágytalanság, autizmus, Coeliac-kór, Crohn-kór/fekélyes vastagbélgyulladás (IBD), elhízás és cukorbetegség. Azonban azt, hogy miként befolyásolja a mikrobiota a betegség állapotát, nemigen értjük, ahogyan azt sem, hogy az étrend hogyan befolyásolja a bél mikrobiota összetételét a betegség befolyásolására.

A vas egy kisebb, ugyanakkor kulcsfontosságú étrendi összetevő, amelyet gyakorlatilag minden életforma megkövetel. Az emberek vashiánya az alultápláltság leggyakoribb formája, amely vashiányos vérszegénységet (IDA) okoz

2,4 millió felnőtt és

Ez a projekt a vastagbélünk kontrollált in vitro modelljeit alkalmazza (ahol a bélben lévő mikrobiota a legtöbb helyen található), valamint az emberi kísérleteket annak megvizsgálására, hogy a mikrobiota összetételét és metabolikus aktivitását hogyan befolyásolja a vas, és ennek hatását az egészséggel kapcsolatos kimenetelekre. Megvizsgáljuk a különböző vasforrásokat, valamint olyan étrendi összetevőket, amelyek fokozzák vagy csökkentik a vas rendelkezésre állását. A prebiotikumok azon képességét is megvizsgálják, hogy a bél mikrobiotájában a kedvezőtlen vas által kiváltott változások visszafordíthatók-e. Ezenkívül megvizsgálják a vasnak a bél mikrobiotájára gyakorolt hatását az elválasztás során, mivel ez a döntő periódus az étrendi vastartalom és a hozzáférhetőség drámai növekedésével jár együtt a bél mikrobiomjában bekövetkezett jelentős változásokkal. Az étrendben lévő vas mennyiségének növekedése kulcsfontosságú lehet egy „felnőtt” típusú mikrobiota kialakulásában az elválasztás után, ez a lehetőség továbbra is feltáratlan. Így új megvilágításba helyezzük a mikrobiotánk, valamint az étrend és az egészség kapcsolatát, lehetővé téve számunkra, hogy tájékoztassuk a kulcsfontosságú érdekcsoportokat, például a táplálkozástudományi tudósokat, az élelmiszer- és italipart, a kormányt és a nagyközönséget, hogy az étrendi vas hatása a mikrobiotánk állapota beépülhet a jelenlegi gondolkodásba az egészség javítása érdekében.

Műszaki összefoglaló

Korábbi munkák rámutattak a vas fő szerepére a bél mikrobiomjának felépítésének diktálásában, megmutatva, hogy a specifikus baktériumfajok általi kolonizációt azok vasszerzési képessége szabályozza. Nem végeztek azonban olyan szisztematikus elemzést, amely lehetővé tenné annak megértését, hogy az étkezési vas formái és mennyiségei hogyan befolyásolják a teljes bélmikrobiális közösség profilját és anyagcseretermelését, valamint ezeknek az egészségre gyakorolt hatásainak következményeit. Célunk ennek az információs résnek a megszüntetése olyan in vitro bélrendszerek felhasználásával, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy ellenőrzött módon feltárjuk a vasrendszerek sokféle hatását a bél mikrobiotájára.

A béltenyészetekben egészséges felnőttek széklet-oltásait alkalmazzák újrafogalmazott „alacsony vastartalmú” bélmodell közeggel (lásd az előzetes adatokat). Ez kiegészül egy sor releváns vasvegyülettel, amelyek a növekedés során megváltoztathatják a mikrobiota összetételét. Megvizsgálunk más releváns tényezőket, beleértve a vas-kelátképzőket és reduktánsokat, amelyek befolyásolják a vasspecifikációt, valamint azokat a prebiotikumokat, amelyek enyhíthetik a vas-kiegészítők okozta negatív hatásokat. A tenyészminták különféle elemzéseit fogjuk végezni a Fe-rezsim hatásának tesztelésére: NGS-közösség profilozása, SCFA, NH3, Fe újraeloszlás, metabonómia, összes baktérium (FISH-Flow) és citotoxicitás. Összehasonlítjuk az elválasztás előtti/utáni csecsemők székletének oltóanyagát is, hogy meghatározzuk, hogyan modulálja az elválasztott mikrobiota közösséget a vas-rezsim. Az összegyűjtött adatokat a folyamatos tenyésztésű bélmodell-rendszerek rendjének megtervezéséhez fogják felhasználni, hogy feltárják az alacsony vagy magas vas-hozzáférhetőségről (és fordítva) történő áttérés hatását, amely feltárja, hogy a mikrobiota képes-e helyreállni a vas-zavar miatt. Kettős-vak emberi beavatkozási vizsgálatokkal tesztelik a vas-kiegészítők és a kelátképzők hatását a bél mikrobiotájára, a bél egészségi állapotára és a vas-állapotra. Mindkét esetben meghatározza a prebiotikumok további hatása.