Image krediet: Flickr

Wetenskaplikes het ontdek dat leërs hul mikrobiese denizens van voedingsstowwe honger, en dwing die mikrobes in ons dringend om ons aanbod te doen.

Elkeen van ons is net die helfte van die mens. Die ander helfte is mikrobies. Triljoene virusse, swamme, bakterieë en ander mikroskopiese organismes bedek ons ​​vel en rig ons vitale organe. Ons is afhanklik van hierdie mikrobiese gemeenskappe om voedsel te verteer, vitamiene te sintetiseer, immuunsisteme te versterk, en selfs geestesgesondheid te handhaaf.

Die nuwe bevindings dui aan dat die moderne dieet en oorbenutting van antibiotika ons posisie as welwillende oorlewendes kan ondermyn, wat die kanse ten gunste van die mikrobes inhou.

Voedingsparadijs

"Daar lyk na die bakterieë en ons 'n natuurlike pikbestelling," sê Lawrence A. David, assistent professor in molekulêre genetika en mikrobiologie aan die Duke-universiteitskool vir Geneeskunde. "Op 'n manier is dit nie verbasend dat ons die gasheer meer van die kaarte moet hou nie."

Per gram is daar meer bakterieë in die ingewande as in enige ander ekosisteem in die wêreld.

Tog sê Dawid dat die oorheersende siening van die mikrobioom in die maag veral van 'n voedingsryke paradys is "waar daar oorvloedige kos en hulpbronne vloei, soos Willy Wonka se Sjokoladefabriek." Per gram is daar meer bakterieë wat in die derm as in enige ander ekosisteem in die wêreld.

Altesaam weeg die darmmikrobes ongeveer drie pond in 'n mens, omtrent soveel as die lewer of brein. Dit is dus nie verbasend dat baie wetenskaplikes sal glo dat hierdie mikrobes so volop is nie omdat die derm 'n unieke gasvrye omgewing is.

Maar onlangs het sommige navorsers die teorie bevraagteken, waaronder Aspen Reese, 'n PhD-kandidaat in die laboratorium van David, wat onlangs die hoofondersoeker aan die Harvard-universiteit geword het.

Alle soorte kak

As 'n opgeleide ekoloog het Reese verstaan ​​dat feitlik elke ander ekosisteem op die planeet lede wat kompeteer vir hulpbronne, ken. Hoekom sal die derm anders wees? Voedingstowwe soos stikstof of fosfor beperk bakterieë dikwels in strome of mere. Reese het gewonder of stikstof ook 'n beperkte hulpbron in die maag was.

Sy het besluit om die vlakke van stikstof in die darmmikrobiome te meet. Omdat darmmikrobes in die kak lewe, het dit beteken dat stoelmonsters versamel word. Met hulp van kollegas, veral Rob Pringle aan die Princeton-universiteit, het Reese daarin geslaag om stoel te kry van meer as 30 verskillende soogdiere, insluitend wilde sebras, kameelperde en olifante uit Kenia; binnelandse skape, beeste en perde uit New Jersey; en mense uit Noord-Carolina.

Sy het die monsters opgemaak en die aantal stikstof- en koolstofatome wat aan die mikrobes beskikbaar was, getel.

"Die bakterieë is individuele organismes, net probeer om te kry, en daar is net soveel kos om rond te gaan."

Reese het bevind dat die mikrobes in die menslike ingewande toegang gehad het tot 'n gemiddeld van slegs een stikstofatoom vir elke tien koolstofatome, terwyl die meeste vrylewende mikrobes 'n dieet bevat wat bestaan ​​uit een stikstof vir elke vier koolstowwe.

Om te verifieer dat stikstofvlakke die mikrobiome in werklikheid kan hou, het Reese ook muise 'n dieet gegee wat ryk is aan proteïene, wat natuurlik baie stikstof bevat. Toe sy die hoeveelheid proteïen verhoog het, het die aantal bakterieë in die maag se maag tienvoudig gegroei.

Net probeer om by te kom

Bowendien, toe sy stikstof in die bloedstroom van muise ingespuit het, het sommige van die stikstof in die darmbakterieë geëindig, wat daarop dui dat die gasheer stikstof kan skei deur middel van die selle wat sy maag spat om mikrobes van hongersnood te red. Die bevindings verskyn in Nature Mikrobiologie.

"Ons bevindings ondersteun die idee dat ons 'n manier ontwikkel het om ons bakterieë op 'n leiband te hou deur hulle te laat honger kry vir stikstof," sê David. "Dit verduidelik ook hoekom die Westerse dieet vir ons sleg kan wees. Wanneer mense te veel proteïene eet, dompel dit die gasheer se vermoë om die stikstof in die dunderm op te neem, en meer daarvan maak sy weg na die dikderm, wat ons vermoë om ons mikrobiese gemeenskappe te beheer, uitskakel. "

Die situasie is analoog aan wat ekoloë eutrofiëring noem, 'n verskynsel wat veroorsaak word wanneer kunsmis in damme of mere spring, wat die stikstof- of fosforkonsentrasies van die water opsteek en die oormatige groei van alge, of algblomme stimuleer.

"Dit kan makliker wees om te verbeel dat die derm minder rooi in tand en klou is as ander dele van die natuur, want die mikrobiota kan so voordelig vir mense wees," sê Reese, wat 'n junior mede in die Harvard Society of Fellows is. . "Maar die bakterieë is individuele organismes, net probeer om te kry, en daar is net soveel kos om rond te gaan."

Wat is die regte nommer?

As die teorie vasstel dat menslike leërskare beheer oor ons mikrobiese onderlinge beheer verloor, kan dit voorkom asof antibiotika gebruik word om hele populasies mikrobes uit te wis, 'n goeie manier om hulle te wys wie 'n baas is. Maar nog 'n studie deur Reese en Dawid dui daarop dat taktiek onaangeraak sal word.

Die span het 10-muise 'n vyf-dag-behandeling van orale antibiotika gegee en daagliks hul stoelmonsters ontleed. Hul bevindings, gepubliseer in Junie in eLife, het getoon dat baie van die bronne van energie mikrobes staatmaak op - soos die chemikalieë nitraat of sulfate - begin akkumuleer aangesien die mikrobes uitgeput was.

"Ons het nie regtig 'n gevoel van wat die 'regte' aantal bakterieë in die ingewande het nie. Sekerlik, nul is te min, en om vol bakterieë te wees, sal te veel wees. "

Kort nadat die antibiotika-kursus verby was, het die chemiese omgewing in die maagarm teruggekeer na die status quo, en die mikrobes het weer begin floreer.

"Ons het nie regtig 'n gevoel van wat die 'regte' aantal bakterieë in die ingewande het nie, 'sê Reese. "Sekerlik, nul is te min, en om vol bakterieë te wees, sal te veel wees."

Dawid voeg 'n waarskuwing by dat baie van die meer as 'n duisend spesies van darmbakterieë wat deur antibiotika uitgewis word, waarskynlik nooit terug sal kom nie. In hul eksperimente het sy span bevind dat die enigste manier waarop die mikrobes daarin geslaag het om hul pad terug te vind in die buikspiere van muise, was om die muise te laat doen wat hulle normaalweg doen, wat mekaar se stoel eet. "Mense sal dit seker nie wil doen nie," sê hy.

Baie studies het getoon dat na die behandeling van antibiotika mense se mikrobiome maande verander kan word, indien nie jare nie. Die verandering kan 'n gunstige teelaarde vir patogene skep.

"Gewoonlik gaan patogene 'n harde tyd koloniseer," sê David. "Daar is triljoene ander bakterieë wat hulle moet uitbreek om te oorleef. Maar as ons skielik die mikrobiese kompetisie vir hulpbronne wegneem, verloor ons beheer, en die slegte bakterieë wat slegte siektes veroorsaak C. difficile kolitis het 'n duideliker pad. "

Dawid en sy span ondersoek hoe ons koskeuses, insluitende prebiotika en probiotika, ons verhouding met ons mikrobiome kan handhaaf, en uiteindelik ons ​​gesondheid.

"Oor die evolusionêre geskiedenis het ons liggame 'n kans gehad om hierdie alles uit te vind, en stelsels te bou om die mikrobiota in beheer te hou," sê Reese. "Maar as navorsers wat in die moderne era leef, dink ek ons ​​probeer steeds hanteer wat die regte tussen-waarde is en hoe om ons daar te hou."

Die Nasionale Wetenskapstigting, die Hartwell-stigting, die Alfred P. Sloan-stigting, die Searle-akademici, die Europese Navorsingsraad en die Oostenrykse Wetenskapsfonds het die werk ondersteun.

Bron: Duke University

verwante Boeke

at InnerSelf Market en Amazon