Mikroba yang hidup di usus adalah kunci kesihatan yang baik. Dr_Microbe / iStock / Getty Images Plus

Anda mungkin tidak mengetahuinya, tetapi anda mempunyai sekumpulan mikroba yang tinggal di dalam diri anda yang penting untuk melawan ancaman, termasuk virus yang menyebabkan COVID-19.

Dalam dua dekad kebelakangan ini para saintis telah mengetahui bahawa badan kita adalah rumah kepada sel-sel bakteria lebih banyak daripada yang ada pada manusia. Komuniti bakteria yang hidup di dalam kita - disebut mikrobioma - menyerupai syarikat, dengan setiap spesies mikroba melakukan pekerjaan khusus tetapi semuanya berfungsi untuk menjaga kita sihat. Di dalam usus, bakteria menyeimbangkan tindak balas imun terhadap patogen. Bakteria ini memastikan tindak balas imun berkesan tetapi tidak terlalu ganas sehingga menyebabkan kerosakan pada tuan rumah.

Bakteria dalam usus kita dapat menimbulkan tindak balas imun yang berkesan terhadap virus yang tidak hanya menjangkiti usus, seperti norovirus dan rotavirus, tetapi juga mereka yang menjangkiti paru-paru, seperti virus selesema. Mikroba usus yang bermanfaat melakukan ini dengan memerintahkan sel-sel kekebalan khusus untuk menghasilkan protein antivirus yang kuat yang akhirnya dapat menghilangkan jangkitan virus. Dan tubuh seseorang yang kekurangan bakteria usus yang bermanfaat ini tidak akan mempunyai tindak balas imun yang kuat terhadap virus yang menyerang. Akibatnya, jangkitan mungkin tidak dapat dikendalikan, sehingga menjejaskan kesihatan.

Saya seorang ahli mikrobiologi terpesona dengan cara bakteria membentuk kesihatan manusia. Fokus penting dalam penyelidikan saya sedang mencari tahu bagaimana bakteria bermanfaat yang menghidupkan usus kita melawan penyakit dan jangkitan. Karya terbaru saya tertumpu pada pautan antara mikroba tertentu dan keparahan COVID-19 pada pesakit. Tujuan utama saya adalah untuk mengetahui bagaimana meningkatkan mikrobioma usus dengan diet untuk membangkitkan tindak balas imun yang kuat - bukan hanya SARS-CoV-2 tetapi semua patogen.

Bakteria baik membantu sistem imun menangkal mikrob berbahaya. chombosan / iStock / Getty Images Plus

Bagaimana bakteria penduduk menjadikan anda sihat?

Pertahanan imun kita adalah sebahagian daripada tindak balas biologi yang kompleks terhadap patogen berbahaya, seperti virus atau bakteria. Namun, kerana badan kita dihuni oleh triliunan bakteria, virus dan kulat yang bermanfaat, pengaktifan tindak balas imun kita diatur dengan ketat untuk membezakan antara mikroba berbahaya dan bermanfaat.

Bakteria kita adalah sahabat yang luar biasa dengan tekun membantu meningkatkan pertahanan sistem imun kita untuk melawan jangkitan. Satu kajian seminalis mendapati bahawa tikus yang dirawat dengan antibiotik yang menghilangkan bakteria di usus menunjukkan tindak balas imun yang terganggu. Haiwan-haiwan ini mempunyai jumlah sel darah putih yang melawan virus, tindak balas antibodi yang lemah dan penghasilan protein yang lemah yang sangat penting memerangi jangkitan virus dan memodulasi tindak balas imun.

Dalam satu lagi kajian, tikus diberi makan Lactobacillus bakteria, biasanya digunakan sebagai probiotik dalam makanan fermentasi. Mikroba ini mengurangkan keparahan jangkitan influenza. The Lactobacillustikus yang dirawat tidak menurunkan berat badan dan hanya mengalami kerosakan paru-paru ringan berbanding dengan tikus yang tidak dirawat. Begitu juga, yang lain mendapati bahawa rawatan tikus dengan Lactobacillus melindungi daripada berbeza subjenis mempengaruhi virus dan virus sisittial pernafasan manusia - penyebab utama bronkiolitis virus dan radang paru-paru pada kanak-kanak.

Makanan fermentasi seperti kimchi, bit merah, cuka sari apel, yogurt santan, acar timun dan sauerkraut dapat membantu memberi bakteria bermanfaat. marekuliasz / iStock / Getty Images Plus

Penyakit kronik dan mikrob

Pesakit dengan penyakit kronik termasuk diabetes Jenis 2, obesiti dan penyakit kardiovaskular menunjukkan sistem imun hiperaktif yang gagal mengenali rangsangan yang tidak berbahaya dan dikaitkan dengan mikrobioma usus yang diubah.

Dalam penyakit kronik ini, mikrobioma usus kekurangan bakteria yang mengaktifkan sel imun yang menyekat tindak balas terhadap bakteria tidak berbahaya di usus kita. Perubahan mikrobioma usus juga diperhatikan di bayi dihantar melalui pembedahan caesar, individu memakan orang miskin diet dan juga warga tua.

Di AS, 117 juta individu - kira-kira separuh populasi dewasa - menghidap diabetes jenis 2, obesiti, penyakit kardiovaskular atau gabungannya. Itu menunjukkan bahawa separuh daripada orang dewasa Amerika mempunyai tentera mikrobioma yang salah.

Penyelidikan di makmal saya memberi tumpuan kepada mengenal pasti bakteria usus yang penting untuk mewujudkan sistem imun yang seimbang, yang melawan jangkitan bakteria dan virus yang mengancam nyawa, sambil bertolak ansur dengan bakteria bermanfaat di dalam dan pada kita.

Memandangkan diet mempengaruhi kepelbagaian bakteria dalam usus, kajian makmal saya menunjukkan bagaimana diet boleh digunakan sebagai terapi untuk penyakit kronik. Dengan menggunakan makanan yang berbeza, orang dapat mengalihkan mikrobioma usus mereka menjadi makanan yang meningkatkan tindak balas imun yang sihat.

Sebilangan kecil pesakit yang dijangkiti SARS-CoV-2, virus yang menyebabkan penyakit COVID-19, mengalami komplikasi teruk yang memerlukan kemasukan ke hospital di unit rawatan intensif. Apa kesamaan dari banyak pesakit tersebut? Berusia dan penyakit yang berkaitan dengan diet kronik seperti obesiti, diabetes jenis 2 dan penyakit kardiovaskular.

Orang kulit hitam dan Latin terkena obesiti, diabetes jenis 2 dan penyakit kardiovaskular, semuanya berkaitan dengan pemakanan yang buruk. Oleh itu, bukan kebetulan bahawa kumpulan ini telah mengalami lebih banyak kematian akibat COVID-19 berbanding dengan orang kulit putih. Perkara ini bukan sahaja berlaku di AS tetapi juga di Britain.

Menemui mikroba yang meramalkan keparahan COVID-19

Pandemik COVID-19 telah memberi inspirasi kepada saya untuk mengubah penyelidikan saya dan meneroka peranan mikrobioma usus dalam tindak balas imun yang terlalu agresif terhadap jangkitan SARS-CoV-2.

Saya dan rakan sekerja telah membuat hipotesis bahawa pesakit SARS-CoV-2 yang sakit teruk dengan keadaan seperti obesiti, diabetes Jenis 2 dan penyakit kardiovaskular menunjukkan mikrobioma usus yang berubah-ubah yang memburukkan lagi. sindrom kecemasan respiratori akut.

Sindrom gangguan pernafasan akut, kecederaan paru-paru yang mengancam nyawa, pada pesakit SARS-CoV-2 dianggap berkembang dari tindak balas imun yang berlebihan dipanggil a badai sitokin yang menyebabkan banjir tidak terkawal sel-sel imun ke dalam paru-paru. Pada pesakit ini, tindak balas imun radang mereka yang tidak terkawal, daripada virus itu sendiri, menyebabkan kecederaan paru-paru yang teruk dan kegagalan multiorgan yang membawa kepada kematian.

Beberapa kajian dijelaskan dalam satu tinjauan baru-baru ini telah mengenal pasti mikrobioma usus yang diubah pada pesakit dengan COVID-19. Walau bagaimanapun, pengenalpastian bakteria spesifik dalam mikrobioma yang dapat meramalkan keparahan COVID-19 masih kurang.

Untuk mengatasi persoalan ini, saya dan rakan sekerja merekrut COVID-19 pesakit yang dimasukkan ke hospital dengan gejala yang teruk dan sederhana. Kami mengumpulkan sampel tinja dan air liur untuk menentukan sama ada bakteria di dalam usus dan mikrobioma oral dapat meramalkan keparahan COVID-19. Pengenalpastian penanda mikrobioma yang dapat meramalkan hasil klinikal penyakit COVID-19 adalah kunci untuk membantu memprioritaskan pesakit yang memerlukan rawatan segera.

Kami menunjukkan, dalam sebuah makalah yang belum dikaji oleh rakan sebaya, bahawa komposisi mikrobioma usus adalah peramal terkuat terhadap keparahan COVID-19 berbanding dengan gambaran klinikal pesakit yang biasa digunakan untuk melakukannya. Secara khusus, kami mengenal pasti bahawa kehadiran bakteria dalam tinja - disebut Enterococcus faecalis- adalah peramal kuat COVID-19 keterukan. Tidak mengejutkan, Enterococcus faecalis telah dikaitkan dengan kronik keradangan.

Enterococcus faecalis dikumpulkan dari tinja boleh tumbuh di luar badan di makmal klinikal. Oleh itu, sebuah E. faecalis ujian mungkin merupakan kaedah yang menjimatkan, cepat dan agak mudah untuk mengenal pasti pesakit yang mungkin memerlukan intervensi rawatan dan terapi yang lebih menyokong untuk meningkatkan peluang mereka untuk terus hidup.

Tetapi belum jelas dari penyelidikan kami apa sumbangan mikrobioma yang berubah dalam tindak balas imun terhadap jangkitan SARS-CoV-2. Kajian terbaru menunjukkan bahawa Jangkitan SARS-CoV-2 mencetuskan ketidakseimbangan sel imun dipanggil Sel pengawal sel T yang penting untuk keseimbangan imun.

Bakteria dari mikrobioma usus bertanggungjawab untuk pengaktifan yang betul dari peraturan T tersebut sel-sel. Oleh itu, penyelidik seperti saya perlu mengambil sampel najis, air liur dan darah pesakit berulang dalam jangka masa yang lebih lama untuk mengetahui bagaimana mikrobioma yang diubah pada pesakit COVID-19 dapat memodulasi keparahan penyakit COVID-19, mungkin dengan mengubah perkembangan T- sel pengawalseliaan.

Sebagai saintis Latina yang menyelidiki interaksi antara diet, mikrobioma dan imuniti, saya harus menekankan pentingnya dasar yang lebih baik untuk meningkatkan akses kepada makanan sihat, yang membawa kepada mikrobioma yang lebih sihat. Juga penting untuk merancang intervensi diet sensitif budaya untuk masyarakat Black dan Latinx. Walaupun diet berkualiti baik mungkin tidak mencegah jangkitan SARS-CoV-2, diet ini dapat merawat keadaan yang berkaitan dengan keparahannya.

Takeaways

• Usus anda adalah rumah bagi triliunan bakteria yang sangat penting untuk menjaga kesihatan anda.

• Sebilangan mikroba ini membantu mengatur sistem imun.

• Penyelidikan baru, yang belum ditinjau oleh rakan sebaya, menunjukkan kehadiran bakteria tertentu dalam usus dapat menunjukkan orang mana yang lebih rentan terhadap kes COVID-19 yang lebih parah.

Tentang Pengarang

Ana Maldonado-Contreras, Penolong Profesor Sistem Mikrobiologi dan Fisiologi, Sekolah Perubatan University of Massachusetts

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

Video Berkaitan:

books_health