Bagaimana Makanan Kita Boleh Mengawal Kawalan Kami Daripada Bakteria Gut

Bagaimana Makanan Kita Boleh Mengawal Kawalan Kami Daripada Bakteria Gut
Kredit imej: Flickr

Para saintis telah menemui bahawa tuan rumah menyedihkan kebolehan nutrien mikrob mereka, pada dasarnya memaksa mikroba dalam usaha kami untuk melakukan pembida kami.

Setiap daripada kita hanya separuh manusia. Bahagian yang lain adalah mikroba. Trillions of virus, fungi, bacteria and other microscopic organisms coat our skin and line organ vital kita. Kami bergantung kepada komuniti mikroba ini untuk mencerna makanan, mensintesis vitamin, meningkatkan sistem imun, dan juga mengekalkan kesihatan mental.

Penemuan baru menunjukkan bahawa diet moden dan berlebihan antibiotik boleh melemahkan kedudukan kami sebagai tuan yang baik, meletakkan peluang yang berpihak kepada mikroba.

Syurga nutrien

"Nampaknya terdapat urutan pecking alami kepada bakteria dan kami," kata Lawrence A. David, pembantu profesor genetik dan mikrobiologi molekul di Sekolah Perubatan Duke University. "Dengan cara ini tidak menghairankan bahawa kami, tuan rumah, harus memegang lebih banyak kad."

Setiap gram, terdapat lebih banyak bakteria yang tinggal di usus daripada di mana-mana ekosistem lain di dunia.

Namun, kata David, pandangan mikrobiotik yang lazimnya terdapat di dalam usus itu, adalah seperti syurga yang kaya nutrien "di mana terdapat makanan dan sumber yang berlimpah, seperti Kilang Coklat Willy Wonka." Per gram, terdapat lebih banyak bakteria yang tinggal di usus daripada dalam ekosistem lain di dunia.

Secara keseluruhannya, mikroba usus ini beratnya kira-kira tiga kilogram pada manusia, kira-kira seperti hati atau otak. Jadi, tidak hairanlah ramai saintis percaya mikroba ini begitu banyak kerana usus adalah persekitaran yang unik.

Tetapi baru-baru ini, beberapa penyelidik telah mempersoalkan teori itu, termasuk Aspen Reese, seorang calon PhD di makmal David yang baru-baru ini berpindah menjadi penyiasat utama di Harvard University.


Dapatkan yang terbaru dari InnerSelf


Semua jenis kotoran

Sebagai ahli ekologi terlatih, Reese memahami bahawa hampir setiap ekosistem lain di planet ini mempunyai ahli yang bersaing untuk sumber. Kenapa usus itu berbeza? Nutrien seperti nitrogen atau fosfor sering menghalang bakteria di sungai atau tasik. Reese tertanya-tanya jika nitrogen adalah sumber terhad dalam usus juga.

Dia memutuskan untuk mengukur tahap nitrogen dalam mikrobaom usus. Kerana mikrob usus hidup dalam kotoran, itu bermakna mengumpul sampel najis. Dengan bantuan rakan sekerja, terutamanya Rob Pringle di Princeton University, Reese berjaya mendapatkan najis dari pelbagai jenis mamalia, termasuk zebra liar, zirafah, dan gajah dari Kenya; domba domestik, lembu dan kuda dari New Jersey; dan manusia dari North Carolina.

Dia meletakkan sampel dan menghitung jumlah nitrogen dan atom karbon yang terdapat pada mikrob.

"Bakteria adalah organisma individu, hanya cuba untuk mendapatkan-dan hanya ada banyak makanan untuk dikunjungi."

Reese mendapati bahawa mikroba dalam usus manusia mempunyai akses kepada purata hanya satu atom nitrogen untuk setiap sepuluh atom karbon, sedangkan kebanyakan mikroba hidup bebas menikmati diet yang terdiri daripada satu nitrogen kepada setiap empat karbon.

Untuk mengesahkan bahawa tahap nitrogen sebenarnya boleh menyimpan microbiome dalam pemeriksaan, Reese juga memberi tikus diet yang kaya dengan protein, yang secara semula jadi mengandung banyak nitrogen. Apabila dia meningkatkan jumlah protein, jumlah bakteria dalam usus tikus tumbuh sepuluh kali ganda.

Hanya cuba mendapatkan

Lebih-lebih lagi, apabila dia menyuntik nitrogen ke dalam aliran darah tikus, sebahagian daripada nitrogen itu ternyata di dalam bakteria usus, menunjukkan bahawa tuan rumah dapat mengecilkan nitrogen melalui sel-sel yang melapisi usus untuk menyelamatkan mikrob daripada kelaparan. Penemuan muncul dalam Alam Mikrobiologi.

"Penemuan kami menyokong idea bahawa kami telah berkembang cara untuk menjaga bakteria kami di leash dengan meninggalkan mereka kelaparan untuk nitrogen," kata David. "Ia juga menjelaskan mengapa diet Barat mungkin buruk bagi kami. Apabila orang makan terlalu banyak protein, ia meresap keupayaan tuan rumah untuk mengambil nitrogen dalam usus kecil, dan lebih banyak ia akhirnya membuat perjalanan ke usus besar, menghapuskan keupayaan kita untuk mengawal komuniti mikrob kita. "

Keadaan ini sama dengan apa yang disebut ecologist eutrophication, fenomena yang disebabkan apabila baja berleluasa ke kolam atau tasik, menaikkan kepekatan nitrogen atau fosforus air dan merangsang pertumbuhan berlebihan alga, atau bunga alga.

"Mungkin lebih mudah untuk membayangkan bahawa usus kurang 'merah dalam gigi dan cakar' daripada bahagian-bahagian alam semula jadi, kerana microbiota boleh memberi manfaat kepada manusia," kata Reese, yang merupakan seorang anak muda di Harvard Society of Fellows . "Tetapi bakteria adalah organisma individu, hanya cuba untuk mendapatkan-dan hanya ada banyak makanan untuk dikunjungi."

Apa nombor yang betul?

Sekiranya teori itu menegaskan bahawa tuan rumah manusia kehilangan kawalan terhadap anak mikroba kita, ia mungkin kelihatan seperti menggunakan antibiotik untuk menghapuskan seluruh mikroba akan menjadi cara terbaik untuk menunjukkan mereka yang menjadi bos. Tetapi kajian lain oleh Reese dan David menunjukkan bahawa taktik itu tidak akan disarankan.

Pasukan ini memberi tikus 10 rawatan lima hari antibiotik oral dan menganalisis sampel najis setiap hari. Penemuan mereka, yang diterbitkan pada bulan Jun di eLife, menunjukkan bahawa banyak sumber mikrob tenaga bergantung pada-seperti bahan kimia nitrat atau sulfat-mula berkumpul apabila mikrob telah habis.

"Kami tidak benar-benar memahami jumlah bakteria 'betul' yang terdapat dalam usus itu. Sudah tentu sifar terlalu sedikit, dan penuh dengan hanya bakteria akan terlalu banyak. "

Tak lama selepas kursus antibiotik selesai, persekitaran kimia di usus tikus kembali ke status quo, dan mikroba mula berkembang lagi.

"Kami tidak benar-benar memahami jumlah bakteria 'betul' dalam usus," kata Reese. "Sudah tentu sifar terlalu sedikit, dan penuh dengan bakteria sahaja akan terlalu banyak."

David menambah dengan berhati-hati bahawa banyak daripada lebih daripada seribu spesies bakteria usus yang dihapuskan oleh antibiotik mungkin tidak akan kembali. Dalam eksperimen mereka, pasukannya mendapati bahawa satu-satunya cara mikroba yang berjaya mencari cara mereka kembali ke dalam perut tikus adalah dengan membiarkan tikus melakukan apa yang biasanya mereka lakukan, yang memakan kotoran masing-masing. "Orang mungkin tidak mahu berbuat demikian," katanya.

Banyak kajian telah menunjukkan bahawa selepas rawatan antibiotik, microbiomes orang boleh diubah selama berbulan-bulan, jika tidak bertahun-tahun. Perubahan itu boleh mewujudkan tempat pembiakan yang baik untuk patogen.

"Biasanya, patogen akan mengalami kesukaran menjajah usus," kata David. "Terdapat trillions bakteria lain yang mereka perlu mengalahkan untuk terus hidup. Tetapi jika kita tiba-tiba mengambil persaingan mikroba untuk sumber, kita kehilangan kawalan, dan bakteria buruk yang menyebabkan penyakit jahat seperti C. difficile kolitis mempunyai jalan yang lebih jelas. "

David dan pasukannya sedang menyiasat bagaimana pilihan makanan kita-termasuk prebiotik dan probiotik-boleh mengekalkan hubungan kita dengan mikrobiologi kita, dan pada akhirnya, kesihatan kita.

"Lebih dari sejarah evolusi, badan kita mempunyai peluang untuk memikirkan semua ini, dan membina sistem untuk memastikan microbiota di cek," kata Reese. "Tetapi sebagai penyelidik yang tinggal di era moden, saya fikir kita masih berusaha untuk mengendalikan apa yang betul-betul di antara nilai, dan bagaimana untuk menjaga kita di sana."

Yayasan Sains Nasional, Yayasan Hartwell, Yayasan Alfred P. Sloan, Program Searle Scholars, Majlis Penyelidikan Eropa, dan Dana Sains Austria menyokong kerja tersebut.

sumber: Universiti Duke

Buku-buku yang berkaitan

{amazonWS: searchindex = Books; keywords = makan mikrobiotik; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf pada

icon-facebooktwitter-iconrss-icon

Dapatkan Yang Terbaru Dengan E-mel

{Emailcloak = mati}