Hogyan befolyásolhatják az egészségünket a bél mikrobiotájával kapcsolatos felfedezések?

Széles körben elfogadott, hogy az elhízás és a kapcsolódó anyagcsere-betegségek, beleértve a 2-es típusú cukorbetegséget, szorosan összefüggenek az étrenddel. A bélmikrobiota azonban az étrend és az anyagcsere-egészség metszéspontjában végzett kutatások középpontjába is került - mondta Donovan az 5. Joghurt-csúcstalálkozón, a Nemzetközi Táplálkozási Kongresszus keretében, beszédének bemutatásával. Egy ismeretanyag kiemelte a bél mikrobiota szerepét az étrendi hatás közvetítőjeként a gazda metabolikus állapotában. Az erőfeszítések most az étrend, a bél mikrobiota és az egészség közötti ok-okozati összefüggések megállapítására összpontosítanak, valamint a terápiás beavatkozások, például a személyre szabott táplálkozás lehetőségére is.

Milyen funkciói vannak a mikrobiomnak az egészség fenntartása érdekében?

Az elmúlt tíz évben a következő generációs szekvenálási (NGS) technológiák gyors fejlődése nagy hatással volt a metagenomika területére. Valójában egy adott mikrobiom minőségileg és mennyiségileg jellemezhető mélységesen, NGS-alapú megközelítések alkalmazásával, a tenyésztési módszerekhez kapcsolódó szelekciós torzítás és korlátozások nélkül. Ezeket a technológiákat használják a Human Microbiome Projectben is, amelynek célja az emberi test különböző kerületeiben élő mikrobák teljes katalógusának megszerzése és funkcióinak meghatározása. A felfedezések izgalmasak! Az emberi mikrobiom elengedhetetlen az emberi egészség és a test működéséhez: különösen a csonttömeg-sűrűség modulálásában, a zsírraktározás és az angiogenezis előmozdításában, az immunrendszer fejlesztésében és edzésében, a vitaminok és aminosavak bioszintézisében, a kórokozókkal szembeni ellenállóságban játszik szerepet., az idegrendszer módosítása, az étvágyszabályozás ... És ezek az egyetlen ismert funkciók manapság. Elkezdjük tisztázni az emberi mikrobiom óriási tudományos és terápiás potenciálját szinte az összes orvosi területen - kommentálta Donovan.

Mely betegségek kapcsolódnak a mikrobiómához?

Melyek azok a mechanizmusok, amelyek összekapcsolják a mikrobiómát és az egészséget? A bélmikrobiota hozzájárul az étkezési rostokból származó komplex poliszacharidok hidrolíziséhez, és ezáltal hozzájárulhat az energiatermelés növeléséhez és a rövid láncú zsírsavak (SCFA-k) előállításához, amelyek különböző módon befolyásolják a gazda anyagcseréjét. Az SCFA-k aktiválhatják a bélhormonokat, amelyek befolyásolják a bélmozgást, növelhetik a béltranzit sebességét és csökkenthetik az étrendből származó energiatermelést. Az SCFA-k szintén növelhetik az inzulinérzékenységet és jóllakottságot válthatnak ki. A bél diszbiózisa, amelyet részben a telített zsírokban gazdag „obesogén” étrend okozhat, potenciális kórokozók (Gram-negatív baktériumok és származékos lipopoliszacharid (LPS)) növekedéséhez vezethet, gyulladáscsökkentő hatással a perifériás szövetekben. Az elhízás és a cukorbetegség tehát két olyan példa azokra a betegségekre, amelyeket a bél mikrobiota és az immunrendszer közötti kölcsönhatások közvetítenek a későbbi specifikus szerv, autoimmunitás és/vagy metabolikus diszfunkció kialakulásával.

Miért a diéta a bél mikrobiota fő mozgatórugója?

Az étrend valószínűleg a bél mikrobiota összetételének és anyagcseréjének fő tényezője. Az étrendi szokások (például vegetáriánus étrend), a specifikus tápanyagok és a bioaktív étrendi összetevők mind jelentős szerepet játszanak a bél mikrobiomjának alakításában. A mikrobiom összetétele, a metagenóm és a metabolom szintén hosszú távú táplálkozási szokásokhoz kapcsolódik. A teljes egészében állati vagy növényi termékekből álló étrend rövid távú fogyasztása azonban gyorsan megváltoztatja a mikrobiális közösség szerkezetét, és felülírja az egyének közötti különbségeket a mikrobiális gének kifejeződésében. Például kimutatták, hogy a magas zsírtartalmú étrend hátrányosan csökkenti az A. muciniphila és a Lactobacillus baktériumokat, amelyek mindkettő egészséges anyagcsere-állapothoz kapcsolódik. Sharon Donovan azt is megmutatta, hogy a prebiotikumok étrendi bevitele pozitívan befolyásolja-e a bél mikrobiomját, és hogy az élő mikrobiális fajokat tartalmazó erjesztett élelmiszerek, mint például a joghurt vagy a probiotikumokkal dúsított erjesztett tejtermékek, hogyan javíthatják a bél mikrobiomját és az egészséget. Mindazonáltal a joghurtot a mikrobiomra gyakorolt hatások tekintetében viszonylag kevéssé vizsgálták.

Mely egyéb tényezők befolyásolják a mikrobiom összetételét?

A jelenlegi ’omikus korszak gyors előrelépést ígér annak megértése felé, hogy a környezet miként tudja módosítani a bél mikrobiota összetételét és anyagcseréjét, lehetővé téve a kutatók számára, hogy tájékozott tanácsokkal szolgáljanak, amelyeknek javítaniuk kellene a hosszú távú egészségi állapotot. A méhen belüli változásoktól a szülés után gyorsan bekövetkező változásokig a bél mikrobiómánk változik az életkor, a környezet, a stressz, az étrend és az egészségi állapot, valamint a gyógyszeres expozíció (például az antibiotikumok) vagy akár a földrajzi helyzet függvényében. Viszont a bél mikrobiota összetétele és aktivitása befolyásolja a gazdaszervezet anyagcseréjét és a betegség kialakulását. Különösen fontos a bél mikrobiotájának megváltozása az egész életen át. Születés előtt valamennyien többé-kevésbé „sterilek” vagyunk - nincsenek mikrobáink. Néhány éven belül különféle mikrobafajok borítanak minket, és ezek a test minden milliméterén megtelepednek, amely ki van téve a külvilágnak. Mire belépünk az óvodába, a testünk körüli különböző élőhelyeken nagyon különböző populációk élnek. A bél mikrobiotája felnőttként és idős korban is folyamatosan változik.

Mit tudunk a mikrobiomról?

Mit tanultunk a mikrobiomról ebben az évtizedes kutatásban az „omika” * alapú megközelítésekkel? Ma már tudjuk, hogy a bélmikrobiota körülbelül 1000 különféle mikroorganizmus-fajt tartalmaz, amelyek sokkal több gént kódolnak, mint az emberi gazdaszervezet (százszor többet!). A mikrobiom a mikrobiota kollektív genomja. A mikrobiom sokszínű, az élet mindhárom területét (mikrobák, gombák, Archea) képviseli, funkciója jobban konzervált a helyek között, mint a mikrobiális összetétel. De ennek a változékonyságnak ellenére néhány tendenciát azonosítottak. A mikrobiális populációk jobban különböznek a test helyein, mint az egyének között. Például a két különböző ember alkarján élő mikrobák általában jobban hasonlítanak, mint ugyanazon személy alkarján és fülén található mikrobák. Ezenkívül egyes baktériumfajok csak a bélben élnek, míg mások csak a fogakon élnek stb. Végül, de nem utolsósorban, a közelmúltban végzett állatokon végzett kutatások kimutatták a bél mikrobiota alapvető szerepét a normális emésztőrendszeri, immun, metabolikus és kognitív fejlődésben és működésben.

Hogyan vizsgáltuk a mikrobiomot?

Sharon Donovan szerint teljesen újradefiniáltuk, mit jelent embernek lenni az Emberi Genom Projekt sikere után, a 21. század elején. A tudományos közösség egyetértett abban, hogy az emberi bélbaktériumok közössége nagy kihívást jelent az orvosi kutatásban. Mivel ezen bélbaktériumok közül sok nem termeszthető Petri-csészében egy laboratóriumban, keveset tudunk erről a testünket körülölelő hatalmas mikroorganizmus-közösségről. Gyanítani kezdték, hogy kulcsszerepet játszottak az egészségügyben, de a betegségekben is. Abban az időben, vagyis 10 évvel ezelőtt az Egyesült Államok Egészségügyi Intézete úgy döntött, hogy elindítja a Human Microbiome Project projektet, amelyben több orvosbiológiai kutatóintézet vett részt. Európában szinte ugyanabban az időben fogant a MetaHit, bár az amerikai projekttől eltérően a mikrobiota és két és egyre gyakoribb betegség, az elhízás és a 2-es típusú cukorbetegség közötti kapcsolatra összpontosított.

Donovan azzal a megfigyeléssel zárul, hogy ha a kompozícióval kapcsolatos ismereteink gyorsan bővültek, a funkcióval kapcsolatos megértésünk továbbra is korlátozott. Szerinte hosszabb távú megfigyelési vizsgálatokra van szükség részletes metaadatokkal és székletmintákkal, valamint joghurt-beavatkozásra van szükség az adag és a hatásmechanizmus megállapításához.