Háború és béke az emberi bélben: a mikrobiom vizsgálata

Új koronavírus-információk

Cikk: Richard Harth, The Biodesign Institute

Az emberi jólét a külső konfliktusok és viszályok időszakában gyakran virágzik a másokkal való együttműködés és a csapongás körülményei között.

Athena Aktipis, az Arizonai Állami Egyetem Biodesign Intézetének és az Evolúciós és Orvostudományi Központ kutatója szerint a testen belüli mikrobák - együttesen mikrobiota néven - szintén együttműködő és harcias magatartást tanúsítanak a környezetükben lévő emberi sejtekkel. Ez különösen igaz az emberi bélben, ahol ezek közül sok billió létezik az emésztőrendszerben a zavaró sokszínűségű közösségekben.

A New York-i Tudományos Akadémia Annals folyóiratának aktuális számában megjelent kutatásban Aktipis és munkatársai, Helen Wasielewski (ASU Pszichológiai Tanszék) és Joe Alcock (az Új-Mexikói Egyetem Sürgősségi Orvostudományi Tanszékén) megvizsgálják a szerepet mikrobák a bélben. Tanulmányuk feltárja, hogy az étrendi döntések miként mozdítják elő az együttműködést, illetve hogyan ösztönözhetik a konfliktusokat a bélmikrobák és az emberek között, akikkel kölcsönhatásba lépnek, megőrzik az egészséget vagy ösztönzik a betegség kialakulását.

Az új kutatás fontos betekintést nyújt az étrend és az emberi egészség finom kölcsönhatásába, valamint utat nyit a mikrobiom kezelésében, különösen a gyulladásos és anyagcsere-betegségek kezelésében és megelőzésében.

„Bélmikrobáink nemcsak passzív befogadói az elfogyasztott ételeknek - fejlődnek és változnak, reagálva arra, hogy mit táplálunk testünkkel. Vannak olyan ételek, amelyek erőforrás-megosztáshoz vezetnek köztünk és mikrobáink között, míg más ételek konfliktusokhoz és erőforrás-versenyhez vezethetnek testünk és mikrobáink között ”- mondja Aktipis. "Ez az együttműködési és konfliktuskeret segíthet megérteni bizonyos szempontokat annak, hogy miért betegedünk meg és hogyan tudunk egészségesek maradni."

Baktérium nemzet

A tudósok csak most kezdik felfogni a mikrobiotát tartalmazó baktériumok jelentőségét és összetettségét, amelyek körülbelül 30 billió, körülbelül ugyanannyian, mint az emberi sejtek. A test kolonizációja mikrobák széles skálájával születéskor kezdődik, amikor az újszülött anyai hüvelyi, széklet- és bőrflóra hatásának van kitéve.

Az emberi mikrobiota nagy része a bélben található. Legalább 500 különféle faj létezik, bár a legtöbb több jól elismert csoportba tartozik. Az új kutatások szerint ezek a mikrobák összetétele egész életen át mély hatást gyakorol az emberi egészségre, beleértve az elhízásra való hajlamot és az allergiára való hajlamot. Még a viselkedésre is hatással lehetnek.

Az új kéziratban Aktipis és munkatársai az élelmiszerekben található egyes tápanyagok hatását vizsgálják a bélbaktériumok viselkedésére. Innovatív megközelítésük az evolúciós elméletet alkalmazza a kérdésre, és azt javasolja, hogy az emberi bélben élő mikrobák versengő vagy együttműködő magatartást tanúsítsanak, részben attól függően, hogy milyen étrendnek vannak kitéve.

Támogatás vs viszály

Az együttműködés és a verseny az evolúciós folyamatok fémjelzi az összes élő szervezet sorsát. Az emberi testben a különböző genetikai felépítésű sejtek közötti konfliktus és együttműködés fontos következményekkel járhat az egészségre és a betegségekre nézve.

Az egyik klasszikus példa a rákos sejtekre, amelyek genetikailag mutálódnak, független klasztereket alkotnak, és erőforrásokat rabolnak el a gazdától saját hasznukra. Sejtverseny is előfordulhat az anyai sejtek és a fejlődő magzat sejtjei között - egy másik témát Aktipis a korábbi kutatások során.

A jelenlegi tanulmányban Aktipis és munkatársai megvizsgálják az emberi és a nem emberi, azaz az emberi szöveteket és szerveket alkotó sejtek és a mikrobák (pl. Baktériumok, gombák és archeonok) közötti együttműködést és versenyt ugyanazon egyénnél.

Az emberek és a bél mikroflóra közötti kooperatív viselkedés akkor fordul elő, amikor a baktériumsejtek energiát és vitaminokat termelnek, és segítenek kiszűrni a gazdát fenyegető kórokozókat. Cserébe a gazdasejtek segítenek fenntartani a mikrobiális élőhelyet, olyan környezetet biztosítva számukra, amely elősegíti növekedésüket és szaporodásukat - mindenki számára előnyös helyzet.

A szerzők azt javasolják, hogy a szükségletek kooperatív összehangolása a bélmikrobák és az emberi gazdaszervezet között pozitív egészségügyi eredményeket eredményezzen, míg az erőforrás-felhasználás körüli konfliktusok gyakran betegségeket okozhatnak.

Helen Wasielewski, az Aktipis Lab posztdoktori tudósának véleménye szerint a mikrobiális perspektíva felhasználása hasznos ezeknek az együttműködési kapcsolatoknak a megértésében: „Itt nagyon fontos a transzmisszióra gondolni, vagy arra, hogy miként mozognak ezek a mikroorganizmusok a gazdák között. Ha a baktériumok képesek könnyedén mozogni a gazdaszervezetek között, akkor kiaknázhatják a jelenlegi gazdaszervezetet és továbbléphetnek, míg ha korlátozottabbak, akkor a saját gazdájuk számára a gazdaszervezet reproduktív sikerétől függhetnek ”- mondja. "Szélsőséges esetekben a szimbiontusok olyan mértékben válnak függővé házigazdáiktól, hogy már nem képesek a házigazdán kívül élni - erre néhány gerinctelen állatnál látunk példákat."

Ételcsata

A belső viták akkor törhetnek ki, amikor a mikrobák és az emberek szükségletei keresztbe állnak. Ha az együttműködés körülményei megbomlanak, a bél mikrobiota hozzájárulhat a krónikus betegségekhez, beleértve a gyulladásos, anyagcsere- és szív- és érrendszeri betegségeket, vagy a gazdaszervezetnek szánt tápanyagokat használhatja, gyulladást és egyéb negatív egészségügyi hatásokat okozva.

Az étrendben lévő cukor és zsír recept lehet egy ilyen belső konfliktusra. Az élelmi rostokkal ellentétben a zsírokat és az egyszerű cukrokat nemcsak a gazdasejtek, hanem potenciálisan káros mikrobák, például patogén E. coli is felhasználhatják. Az erőforrások megosztása helyett mikrobiális kötélhúzás következik.

Ha az étrendben az alacsony rostbevitel bőséges cukorral kombinálódik, a káros mikrobák populációi kibővülhetnek, ami gyulladással összefüggő betegséghez vezethet. A vas bevitele bizonyos egészségügyi kockázatokkal is jár, és néha belső konfliktusokhoz vezethet. Különböző kórokozók lopják el a vasat közvetlenül a gazdasejt fehérjéiből. Amikor a káros mikrobák hozzáférnek olyan kulcsfontosságú tápanyagokhoz, mint a vas, a test azáltal reagál, hogy fokozza az immunaktivitást ezek ellen a mikrobák ellen. Ez fokozódó konfliktust eredményezhet az emberi és a mikrobiális sejtek között, káros hatásokkal az emberi egészségre, beleértve a zsírgyulladást, az elhízást és a cukorbetegséget.

Mi a főzés?

A modern nyugati étrend egészségügyi hatásainak felmérése során az új tanulmány azonosítja az emberi bélben való együttműködéssel és konfliktusokkal járó előnyöket és kockázatokat.

A magas táplálkozási sűrűségű és alacsony kórokozóterhelésű élelmiszerek széles körű hozzáférhetősége elősegíti az egészséget a mikroba és az emberi együttműködés révén. A vizsgálatban megvizsgált specifikus tápanyagok közül az anyatejet kiemelik mind az anya, mind a csecsemő számára nyújtott előnyök miatt. Számára a csecsemőhalandóság csökkentését és a krónikus betegségek kockázatának korlátozását jelentik későbbi életük során.

A tejben található emészthetetlen szénhidrátok védő mikrobiotát táplálnak a bélben. Az anyatejben lévő speciális fehérjék immunológiai hatást fejtenek ki, beleértve a citokineket, immunglobulinokat és laktoferrint, amelyek csökkentik a fertőzés kockázatát.

Másrészről a nyugati étrend hozzájárulhat az emberi betegségekhez, beleértve az elhízást és más krónikus gyulladásos betegségeket, alacsony rosttartalmuk, valamint az egyszerű cukrok, telített zsírok és emulgeálószerek magas arányának következtében.

Az ebben a cikkben kiemelt kutatási eredmények eltérést mutatnak az étrenddel kapcsolatos hagyományos elképzeléstől, ami azt sugallja, hogy egyes ételek negatív egészségügyi következményei lehetnek a gazda és a mikrobiom finom összekapcsolódására gyakorolt hatásuk miatt.