Običajna hrana spreminja črevesne bakterije z vplivom na viruse
Skupina raziskovalcev je idejo o hrani kot zdravilu približala korak bližje. Ugotovili so nekatera pogosta živila, ki spreminjajo naš mikrobiom.
V današnji znanosti sta hrana in črevesne bakterije dve temi, ki bosta zagotovo spodbudili zanimanje in razprave. Oba sta seveda medsebojno povezana, nova študija pa se osredotoča na nekatere tankočutnosti tega odnosa.
Pomanjkanje zdrave populacije črevesnih bakterij ogroža naše zdravje; enako velja, kadar se ne prehranjujemo zdravo. Znanstveniki pa ne razumejo povsem natančnega vpliva določenih živil na črevesne bakterije.
Ta vrzel v znanju je delno posledica neverjetne zapletenosti mikrobioma. Eden od dejavnikov, ki blatni vodo, so bakteriofagi ali na kratko fagi.
Fag
Fagi so virusi, ki napadajo samo bakterije. Ti virusi v črevesju presegajo vrtoglavo številne črevesne bakterije.
Vsak fag napada samo določeno vrsto bakterije, kar pomeni, da lahko vpliva na raven črevesnih bakterij. Fagi potrebujejo bakterije za življenje, zato, če bakterij ni, fagi ne morejo preživeti.
To pomeni, da lahko vsa živila, ki vplivajo na fage, vplivajo na črevesne bakterije in obratno. Če se na primer poveča populacija ene vrste fagov, se bakterije, ki jih zaužijejo, zmanjšajo, kar lahko omogoči razmnoževanje druge vrste bakterij.
Na ta način lahko virusi vplivajo na celoten mikrobiom - z obrezovanjem ene vrste zagotovijo prostor za zapolnitev drugih vrst.
Prehod iz profaga
Večina fagov v črevesju je prisotnih v mirujoči obliki - njihova DNK je integrirana v genom bakterije. V tej obliki jih imenujemo profagi.
Znanstveniki so prepoznali nekatere spojine, ki profage sprožijo, da se vrnejo v svojo aktivno obliko. Ko se to zgodi, iz bakterijske celice izbije na stotine novih fagov, ki ubijejo gostitelja in napadejo druge bakterije; te spojine vključujejo sojino omako, nikotin in nekatere antibiotike, kot je ciprofloksacin. Do danes je seznam spojin za spodbujanje fagov razmeroma kratek.
Bistvenega pomena je odkriti, katere kemikalije spodbujajo aktivnost fagov. Ker fagi napadajo in ubijajo bakterije, bi lahko, če razumemo, kako z njimi manipulirati, delovali kot močni naravni antibiotiki.
Nedavna študija je razširila seznam spojin, ki inducirajo fagovo aktivnost. Znanstveniki z državne univerze v San Diegu v Kaliforniji so svoje ugotovitve objavili v reviji Črevesni mikrobi. Upajo, da bodo njihovi rezultati uvedli "možnost uporabe diete za namerno urejanje mikrobioma človeškega črevesja z indukcijo profagov."
"Z nekaterimi pogoji bi se dejansko lahko lotili s prilagoditvijo hrane, ki jo uživamo, kar bo vplivalo na raznolikost mikrobov, kar pa bo vplivalo na zdravje in bolezni."
Raziskovalni sodelavec Lance Boling
Za raziskovanje so raziskovalci izbrali širok spekter spojin, ki bi lahko vplivale na aktivnost fagov. Izbrali so vrsto bakterij med dvema vrstama, ki so pogoste v črevesju: Bacteroidetes in Firmicutes. Vključevali so tako koristne kot tudi patogene seve bakterij.
Med 117 prehranskimi spojinami so iskanje zmanjšali na le 28. Raziskovalci so opazovali rast bakterij v prisotnosti posamezne spojine; opazili so tudi njeno rast brez spojine kot nadzora. Nato so uporabili pretočno citometrijo, postopek, ki je dovolj občutljiv za odkrivanje nepredstavljivo majhnih delcev virusa.
Katera hrana vpliva na fage?
Od 28 kandidatov je 11 spojin proizvedlo ravni virusnih delcev s hitrostjo, višjo od kontrol, kar pomeni, da so vplivale na aktivnost fagov.
Nekateri najpomembnejši povečani fagi so se pojavili v prisotnosti nageljnovih žbic, propolisa (spojina, ki jo proizvajajo čebele), uva ursi (znan tudi kot kinnikinnick ali medveja) in aspartama.
Najmočnejši induktor profaga je bila stevija, ki je rastlinski nadomestek sladkorja. Pri nekaterih vrstah bakterijskih sevov je stevija povečala število virusnih delcev za več kot 400%.
Nasprotno pa so nekatera živila zmanjšala število virusnih delcev; med njimi so bili rabarbara, fernet (vrsta italijanske pijače), kava in origano.
Da bi zapletle stvari, so nekatere spojine povečale fagovo aktivnost, povezano z nekaterimi bakterijami, zmanjšale pa fagovo aktivnost, povezano z drugimi; te spojine vključujejo zobno pasto, izvleček semen grenivke in granatno jabolko.
Po mnenju avtorjev je bilo eno najmočnejših antibakterijskih živil vroča omaka tabasco, ki je "zmanjšala rast vseh treh [prebavil] vrst, razen oportunističnega patogena P. aeruginosa, v povprečju za 92%. "
Tabasco vsebuje kis, a ko so preizkusili samo kis, je le zmanjšal rast bakterij za 71%. Verjamejo, da lahko kapsaicin - začinjena spojina v čiliju - pojasni dodatne antibakterijske sposobnosti. Vendar pa v poskusih s tabaskom niso našli nobenih virusnih delcev, zato verjetno ne bodo vključeni fagi.
Prihodnost
Te ugotovitve so pomembne. Znanstveniki zdaj vedo, da lahko mikrobiom vpliva na naše fizično in duševno zdravje; lahko povzroči tudi vnetje in poveča tveganje za raka. Če lahko znanstveniki ugotovijo, kako spremeniti mikrobiom na določene načine, lahko teoretično ta tveganja odstranijo ali zmanjšajo.
Kot pojasnjuje eden od avtorjev Forest Rohwer, "Sposobnost ubijanja določenih bakterij, ne da bi vplivale na druge, naredi te spojine zelo zanimive."
Novi seznam spojin seveda nikakor ni izčrpen, kot pravi Rohwer: "Verjetno obstaja na tisoče spojin, ki bi bile koristne za odstranjevanje neželenih bakterij."
Avtorji upajo, da bodo znanstveniki nadaljevali v tej smeri. Pojasnjujejo tudi, da bodo morali znanstveniki poskusiti ugotoviti molekularne mehanizme, ki fag iz neaktivnosti preusmerijo v aktivnost.
