Kako in zakaj naša telesa izstradajo črevesne bakterije
Ali imajo bakterije v črevesju neomejeno zalogo hranil? V preteklosti so znanstveniki verjeli, da so črevesja nekakšen raj za te mikroorganizme; toda, kot se je izkazalo, je ta predpostavka napačna - kar je dobra novica za nas.
Po nedavnih raziskavah je v naših telesih morda več bakterij, kot smo si morda predstavljali.
Dejansko je vsaj polovica celic v telesu mikrobna in precejšnje število teh naseli naša črevesja.
Z našimi bakterijami imamo simbiotičen odnos. Ti mikroorganizmi močno vplivajo na stanje našega splošnega zdravja - tako fizičnega kot duševnega.
Vendar pa so bakterije odvisne tudi od našega telesa, da bi se lahko prehranile, živele in rasle, in izkazalo se je, da je naše telo precej spretno pri nadzoru teh mikroorganizmov.
Kako se to zgodi? Z nadzorovanjem, do koliko hranil lahko mikrobi dostopajo. To so ugotovili v novi študiji, ki so jo izvedli znanstveniki z Medicinske fakultete Univerze Duke v Durhamu, NC.
»Zdi se, da je za bakterije in nas naravni kljuven red. Na neki način ni presenetljivo, da bi morali imeti gostitelj več kart, «pravi soavtor študije Lawrence A. David, dr.
To je v nasprotju s prejšnjimi idejami o človeškem črevesnem mikrobiomu, ki nanj gledajo kot na okolje, "kjer poplavlja bogata hrana in viri, kot je tovarna čokolade Willyja Wonke", kot pravi David.
David in sodelavci poročajo o svojih ugotovitvah v študijskem prispevku, ki je objavljen v reviji Narava Mikrobiologija.
Prevlada črevesja nad bakterijami
Predpostavka za to študijo je nastala pri Aspen Reese, ki ima zdaj sedež na univerzi Harvard v Cambridgeu, MA, medtem ko je bila vpisana kot doktorica znanosti. kandidat na univerzi Duke.
Zahvaljujoč se svojem ekološkemu ozadju je Reece razmišljala o črevesnih bakterijah v okviru naravne konkurence za vire. V skoraj vseh ekosistemih je prebivalka ponavadi tekmovala v omejenih virih.
Vprašala se je, ali je morda enako za prebivalce črevesja mikrobov. Kot je še pojasnila, je bakterijam v vodnih telesih omejen omejen dostop do hranil, kot sta dušik ali fosfor. Bi bil dušik tudi v črevesju na voljo v omejenih količinah?
Da bi našli odgovor na to vprašanje, so Reese in sodelavci preučevali vzorce blata, ki so jih odvzeli številnim živalim in ljudem. Preučevali so iztrebke zeber, žiraf, slonov, ovc in konjev, če omenimo le nekatere. Vzorci človeškega blata so prišli od prostovoljcev s sedežem v Severni Karolini.
Rezultati analize Reeseja in sodelavcev so pokazali, da so bakterije na kratkem povodcu v človeškem črevesju: imajo dostop do približno 1 atoma dušika na vsakih 10 atomov ogljika. To je veliko manj od tistega, kar dobijo prosto živi mikrobi: v povprečju 1 atom dušika na vsake 4 atome ogljika.
Da bi potrdili, da je omejena raven dušika v okolju dejansko nadzorovala "svobodo" bakterij, so raziskovalci izvedli poskus na miših. Mišem so hranili hrano z visoko vsebnostjo beljakovin, saj te vsebujejo veliko dušika.
Čim več beljakovin so raziskovalci dali mišim, tem več se je povečalo število črevesnih bakterij. Še več, ko je Reese živalim vbrizgavala dušik, je opazila, da del dušika doseže črevesne bakterije.
To pojasnjuje, da domneva, da lahko gostitelj sesalec izloča dušik skozi celice, ki obložijo črevesje, da nahrani bakterije.
"Naše ugotovitve," pravi David, "podpirajo idejo, da smo razvili način, kako obdržati bakterije na povodcu, tako da jih pustimo stradati pred dušikom."
Vzpostavitev občutljivega ravnovesja
David pojasnjuje, da to "pojasnjuje tudi, zakaj je zahodnjaška prehrana za nas lahko slaba. Ko ljudje pojedo preveč beljakovin, to zmoti gostiteljsko sposobnost, da absorbira ta dušik v tankem črevesu, več pa se konča na poti do debelega črevesa in tako odpravi našo sposobnost nadzora nad mikrobnimi skupnostmi. "
"Morda bi bilo lažje," pravi Reese, "predstavljati si, da so črevesja manj" rdeča v zobeh in krempljih "kot drugi deli narave, ker je mikrobiota lahko tako koristna za ljudi," komentira prejšnjo idejo, ki nakazuje, da črevesje je raj za bakterije.
"Toda bakterije so posamezni organizmi, ki se samo poskušajo rešiti - in hrane je toliko, da gremo naokoli," ugotavlja.
Znanstveniki pa so se poglobili tudi v nevarnosti, ko poskušajo nadzirati bakterije tako, da se z njimi borijo z antibiotiki. Da bi to storili, so znova izvedli poskus na miših, katere rezultate so objavili v reviji eLife v začetku tega leta.
V okviru te študije so znanstveniki dajali antibiotikom 10 miši v obdobju 5 dni in od živali dnevno zbirali vzorce blata, ki so jih analizirali.
Ta poskus je pokazal, da se snovi, kot sta nitrat ali sulfat, v črevesju prekomerno kopičijo, če jih bakterije ne bi "pojedle".
Ko so miši nehali hraniti z antibiotiki, so v črevesju ponovno vzpostavili mikrobno ravnovesje; čeprav, Reese pojasnjuje, "v resnici nimamo občutka, kakšno je" pravo "število bakterij v črevesju."
"Vsekakor je nič premalo in polno samo bakterij bi bilo preveč," nadaljuje. Čeprav lahko miši tudi po agresivni izpostavljenosti zdravilom za brisanje bakterij dokaj enostavno okrevajo, pri ljudeh ni enako, pojasnjuje David.
Pomen konkurence
To pa zato, ker glodavci deloma znova poberejo določene bakterije, tako da pojedo blato drug drugega. David ugotavlja: "Ljudje tega verjetno ne bodo hoteli storiti."
Ko človeški mikrobiom destabiliziramo, lahko to dejansko omogoči lažje prijemanje patogenov, opozarjajo raziskovalci.
»Običajno patogeni težko kolonizirajo črevesje. Obstajajo bilijoni drugih bakterij, ki jih morajo premagati, da preživijo. Toda če nenadoma odvzamemo mikrobno konkurenco za vire, izgubimo nadzor in slabe bakterije, ki povzročajo neprijetne bolezni [...], imajo bolj jasno pot. "
Lawrence A David, dr.
Avtorji ugotavljajo, da morda obstaja način, ki pomaga ohranjati občutljivo bakterijsko ravnovesje. Trenutno ekipa preučuje, kako lahko prehrana - zlasti prisotnost prebiotikov in probiotikov - prispeva k zdravju črevesja.
"Skozi evolucijsko zgodovino so naša telesa imela priložnost vse to ugotoviti in zgraditi sisteme za nadzor mikrobiote," pravi Reese.
"Toda kot raziskovalci, ki živijo v sodobni dobi, mislim, da se še vedno trudimo, da bi ugotovili, kakšna je prava vmesna vrednost, in kako nas obdržati tam," dodaja.
