Hínár és a bél mikrobioma: Te vagy az, amit eszel

A belünkben három kiló baktérium él. Mi etetjük őket, ők pedig minket. Segítenek abban, hogy táplálékunkból fehérjéket, lipideket és szénhidrátokat bontsunk tápanyagokra, amelyeket aztán felszívhatunk. Nélkülük nem élhetnénk ki a sok elfogyasztott étel előnyeit.

Például a bélmikrobák olyan géneket tartalmaznak, amelyek olyan enzimeket kódolnak, amelyek lebontják a növényi poliszacharidokat, amelyeket aztán megemészthetünk. Bélmikrobáink nélkül nem tudnánk tápanyagokat szerezni ezekből a szénhidrátokból. De a bélmikrobáink eleve honnan vették ezeket a géneket?

A hínármikrobától a bélmikrobáig

2010-ben a Pierre és Marie Curie egyetem kutatói arról számoltak be, hogy a tengeri moszat szénhidrátjainak lebontására használt gének tengeri baktériumból mikrobába kerültek a japán bélmikrobiomban.

Ezt az átvitelt (viszonylag) egyszerű megfejteni, mert a tengeri algák eltérő poliszacharidokat tartalmaznak, mint a szárazföldi növényeké. Ezek a poliszacharidok, mint például az agar és a karragenán, nem találhatók a szárazföldi növényekben, és lebontásukhoz különböző enzimekre van szükség. A vörös algákon (más néven norinak) élő tengeri mikrobák, a Zobellia galactanivorans ezeket az enzimeket tartalmazzák, és még sok más.

moszat
Vörös alga. Forrás: Peter D. TIlman.

A Zobellia galactanivorans DNS-szekvenciáinak vizsgálatakor a kutatók megállapították, hogy a mikroba öt olyan gént tartalmaz, amelyek a növényi poliszacharidok emésztéséhez hasonló enzimeket kódolnak. Ezek az újonnan azonosított enzimek tartalmazzák az aláírási mintázatot, amely a tengeri poliszacharidok lebomlását jelzi, de úgy tűnik, hogy hiányoznak az agar és a karrageenán felismerésére használt részek. Ehelyett az enzim lebontja a vörös alga jellemző porfiránt.

A porfiránt lebontó enzimek (úgynevezett porfiranázok) prevalenciájának számszerűsítése érdekében a kutató az összes nyilvánosan elérhető DNS-szekvenciát tartalmazó adatbázis alapján kereste szekvenciáikat. Valamennyi találatot a tengeri baktériumok genomjában találtuk, egy kivételével: az emberi Bacteroides plebeius bélbaktériumot, amelyet csak japán egyedek mikrobiomjából izoláltak.

Saját kutatásaik során a kutatók azt találták, hogy 13 japán önkéntes közül négy potenciális porfiranáz volt négy ember mikrobiomjában és négy feltételezett agar-lebontó enzim négy emberben. Ebből a 13 egyedből egy anyának és csecsemőjének egyaránt voltak bélmikrobiómái, amelyek porfiranáz- és agarázgéneket tartalmaztak, ami arra utal, hogy az ezeket a géneket tartalmazó mikrobák generációkból származnak.

Ezzel szemben 18 észak-amerikai mintából származó bélmikrobiomákban nem találtak porfiranázt vagy agarózt lebontó gént a bélmikrobiomákban.

Hínár múlt és jelen

Ezen gének átadásának pontos időzítését nehéz meghatározni. A kutatók úgy vélik, hogy ez viszonylag nemrég történt az emlősök bélmikrobiomjának több millió éves fejlődése kapcsán. Ezeknek a géneknek a szekvenciája viszonylag hasonló a bélmikrobában és a tengeri mikrobában. Ha az átvitel az emberi bél mikrobiómájának történetében korán megtörtént volna, ezek a szekvenciák sokkal tovább tértek volna el egymástól.

Valószínűleg arra kíváncsi, hogy ez a géntranszfer gyakrabban fordulhat-e elő, ha a sushi és a nori népszerűvé vált a nyugati étrendben. Nem valószínű, hogy az ilyen génátadási események bekövetkeznének, mert nincs szelektív nyomás arra, hogy ezek a gének lógjanak. Átlagosan egy nap japán konyha 14 gramm hínár elfogyasztását jelenti; minden olyan bélmikroba, amely porfiranázokat szerzett, nagyobb valószínűséggel boldogulna a porfirán állandó forrásával. „A legnagyobb különbség Japánban az a moszatmennyiség, amelyet minden nap elfogyasztanak. Sokkal magasabb, mint csak hetente egyszer sushit enni. Nem hiszem, hogy a nyomás elég nagy ahhoz, hogy a géneket a bélben tartsuk. ”- mondta Gurvan Michel, a cikk egyik szerzője a Nature-nek. Ezenkívül korábban a vörös algákat nem úgy pörkölték, mint manapság, ami azt jelenti, hogy ma kevésbé valószínű az érintkezés a hínárral társult mikrobákkal.

Yum sushi… és mikrobák?

A bél mikrobiomjának kialakítása

2018-ban egy stanfordi kutatócsoport kimutatta, hogy amikor az egereket porfiránnal etették a porfiránt felhasználni képes Bacteroides törzzsel együtt, be tudták vezetni a törzset ezen egerek bélmikrobiomjába. Ez csak akkor fordul elő, ha a bevezetett törzs porfiránt használhat: a porfiránt nem használó bevitt törzsek nem telepítik a bélet.

És még szembetűnőbb, hogy a porfirán-emésztő baktériumok mennyiségét a bélben szabályozni tudták a porfirán-bevitel változtatásával. A beadott porfirán minden 10-szeres csökkenése esetén a Bacteriodes törzs bőségének tízszeres csökkenését tapasztalták.

A távoli jövőben lehetséges lehet a mikrobiom „újraprogramozása”, hogy mikrobiomunk testreszabható legyen a bélben található hasznos mikrobák elősegítésére, a betegségek elhárítására vagy az immunrendszer modulálására.

A hínár és a mikrobák e beszámolója megmutatja nekünk, hogy ez a közmondás igaz: te vagy az, amit eszel.