Kung Paano Maaaring Kontrolin ng Ating Pagkain ang Gastos sa Amin sa Mga Gut Bakterya

Kung Paano Maaaring Kontrolin ng Ating Pagkain ang Gastos sa Amin sa Mga Gut Bakterya
Image credit: Flickr

Natuklasan ng mga siyentipiko na ang mga host ay nagpagutom sa kanilang mga microbial denizen of nutrients, mahalagang pagpwersa sa mga mikrobyo sa aming lakas ng loob upang gawin ang aming pag-bid.

Ang bawat isa sa atin ay kalahati lamang ng tao. Ang iba pang kalahati ay microbial. Ang mga trillions ng mga virus, fungi, bakterya at iba pang mga mikroskopiko na organismo ay sumisipsip sa aming balat at nakahanay sa aming mga mahahalagang bahagi ng katawan. Depende kami sa mga mikrobyong komunidad na ito upang mahuli ang pagkain, mag-synthesize ng mga bitamina, magpalakas ng immune system, at mapanatili pa rin ang kalusugan ng isip.

Ipinapahiwatig ng mga bagong natuklasan na ang modernong diyeta at sobrang paggamit ng mga antibiotics ay maaaring papanghinain ang aming posisyon bilang mabait na mga panginoon, paglalagay ng mga posibilidad na pabor sa mga mikrobyo.

Nakapagpapalusog na paraiso

"Mukhang isang likas na pag-uugali sa bakterya at sa amin," sabi ni Lawrence A. David, katulong na propesor ng molekular genetika at mikrobiolohiya sa Duke University School of Medicine. "Sa paraang hindi nakapagtataka na kami, ang host, ay dapat humawak ng higit pa sa mga kard."

Sa bawat gramo, mayroong higit na bakterya na naninirahan sa usok kaysa sa anumang iba pang ekosistema sa mundo.

Gayunman, sinabi ni David na ang umiiral na pananaw ng microbiome, lalo na sa gut, ay isang mapagbigay na paraiso na mayaman sa nutrient "kung saan maraming pagkain at mapagkukunan ang nagbaha, tulad ng Willy Wonka's Chocolate Factory." Bawat gram, mayroong higit na bakterya na naninirahan sa gat kaysa sa anumang iba pang ecosystem sa mundo.

Sa kabuuan, ang mga mikrobyo na ito ay tumitimbang ng halos tatlong libra sa isang tao, halos pareho ng atay o utak. Kaya't hindi nakakagulat na maraming mga siyentipiko ang maniniwala na ang mga mikrobyo na ito ay napakarami dahil ang gat ay isang natatanging pahanginan na magiliw na kapaligiran.

Ngunit kamakailan, tinanong ng ilang mga mananaliksik ang teorya na iyon, kasama na si Aspen Reese, isang kandidato ng PhD sa lab ni David na kamakailan ay naging isang punong imbestigador sa Harvard University.

Lahat ng uri ng tae

Bilang isang sinanay na eksperto sa ekolohiya, naunawaan ni Reese na halos lahat ng iba pang ecosystem sa planeta ay nagtatampok ng mga miyembro na nakikipagkumpetensya para sa mga mapagkukunan. Bakit naiiba ang gut? Ang mga sustansya tulad ng nitrogen o posporus ay kadalasang pumipigil sa bakterya sa mga daloy o lawa. Si Reese ay nagtaka kung ang nitrogen ay isang limitadong mapagkukunan sa gut pati na rin.

Nagpasya siyang sukatin ang mga antas ng nitrogen sa mikrobiyo ng gat. Sapagkat ang mga mikrobiyo sa tuyong nabubuhay sa tae, ang ibig sabihin ay pagkolekta ng mga sample ng dumi. Sa pamamagitan ng tulong mula sa mga kasamahan, lalo na kay Rob Pringle sa Princeton University, pinangasiwaan ni Reese ang dumi mula sa higit sa 30 iba't ibang uri ng mga mammal, kabilang ang mga ligaw na zebra, giraffe, at mga elepante mula sa Kenya; domestic tupa, baka, at kabayo mula sa New Jersey; at mga tao mula sa North Carolina.

Pinagtibay niya ang mga halimbawa at binibilang ang bilang ng mga nitrogen at carbon atoms na magagamit sa mga mikrobyo.

"Ang mga bakterya ay mga indibidwal na organismo, na sinusubukan lamang upang makakuha ng-at may napakaraming pagkain lamang upang maibalik."

Nakita ni Reese na ang mga mikrobyong nasa tupuk ng tao ay may access sa isang average ng isa lamang nitrogen atom para sa bawat sampung carbon atoms, samantalang ang karamihan sa libreng buhay na microbes ay nagtatamasa ng pagkain na binubuo ng isang nitrogen sa bawat apat na carbon.

Upang ma-verify na ang mga antas ng nitrogen ay maaaring aktwal na panatilihin ang microbiome sa tseke, Reese din fed Mice isang pagkain na mayaman sa protina, na natural naglalaman ng maraming nitrogen. Kapag pinataas niya ang halaga ng protina, ang bilang ng mga bakterya sa usok ng mga daga ay lumago nang sampung beses.

Lamang sinusubukan upang makakuha ng

Ano pa, kapag siya ay nagtuturo ng nitrogen sa daluyan ng dugo ng mga daga, ang ilan sa nitrogen na ito ay natapos sa bakterya ng gat, na nagpapahiwatig na ang host ay maaaring mag-ipon ng nitroheno sa pamamagitan ng mga cell na lining ng tupukin upang iligtas ang mga microbes mula sa gutom. Ang mga natuklasan ay lumilitaw sa Nature Microbiology.

"Sinusuportahan ng aming mga natuklasan ang ideya na nagbago ang paraan upang mapanatili ang aming bakterya sa pamamagitan ng pag-iiwan sa kanila ng gutom para sa nitrogen," sabi ni David. "Ipinaliliwanag din nito kung bakit maaaring masama para sa atin ang pagkain sa Kanluran. Kapag ang mga tao kumain ng masyadong maraming protina, ito swamps ang kakayahan ng host na tumagal ng hanggang na nitrogen sa maliit na bituka, at higit pa sa mga ito ay nagtatapos up ng paraan sa malaking bituka, eliminating ang aming kakayahan upang makontrol ang aming microbial komunidad.

Ang sitwasyon ay kahalintulad sa kung ano ang tinatawag ng mga ecologist na eutrophication, isang kababalaghan na dulot kapag ang pataba ay tumatakbo sa ponds o lawa, upping ang nitrogen o posporus na konsentrasyon ng tubig at stimulating ang labis na paglago ng algae, o algal blooms.

"Maaaring mas madaling isipin na ang gat ay mas mababa sa pula sa ngipin at kuko kaysa sa iba pang mga bahagi ng kalikasan, dahil ang microbiota ay maaaring maging kapaki-pakinabang sa mga tao," sabi ni Reese, na isang junior na kapwa sa Harvard Society of Fellows . "Ngunit ang mga bakterya ay mga indibidwal na organismo, na sinusubukan lamang upang makakuha ng-at may napakaraming pagkain lamang upang maibalik."

Ano ang tamang numero?

Kung itinuturing ng teorya na ang mga hukbo ng tao ay nawawalan ng kontrol sa aming mga microbial underlings, maaaring tila tulad ng paggamit ng antibiotics upang puksain ang buong populasyon ng mga microbes ay isang mahusay na paraan upang ipakita sa kanila na boss. Ngunit ang isa pang pag-aaral ni Reese at David ay nagpapahiwatig na ang taktika ay hindi pinapayuhan.

Nagbigay ang koponan ng 10 mice ng limang araw na paggamot ng oral antibiotics at pinag-aralan ang kanilang mga duktor sample araw-araw. Ang kanilang mga natuklasan, na inilathala noong Hunyo eLife, ay nagpakita na marami sa mga pinagmumulan ng mga mikrobyo ng enerhiya ang umaasa-tulad ng mga kemikal na nitrate o sulpate-ay nagsimula nang maipon habang ang mga microbes ay nahuhulog.

"Hindi namin talaga nararamdaman kung anong 'tamang' bilang ng bakteryang mayroon sa usok ay. Totoong zero ay masyadong kaunti, at ang pagiging puno ng lamang bakterya ay masyadong maraming. "

Di nagtagal matapos ang kurso ng antibyotiko, ang kemikal na kapaligiran sa usok ng mga daga ay bumalik sa status quo, at ang mga mikrobyo ay nagsimulang umunlad muli.

"Hindi namin talagang magkaroon ng kahulugan kung ano ang 'tamang' bilang ng mga bakterya na mayroon sa gat ay," sabi ni Reese. "Totoong zero ay masyadong kaunti, at ang puno ng mga bakterya lamang ay masyadong maraming."

Nagdagdag ng pag-iingat si David na marami sa higit sa isang libong uri ng bakterya ng usok na natatanggal sa pamamagitan ng mga antibiotics ay malamang na hindi na bumalik. Sa kanilang mga eksperimento, natuklasan ng kanyang koponan na ang tanging paraan na ang mga microbes na nakamtan upang makita ang kanilang mga paraan pabalik sa bellies ng mga daga ay sa pamamagitan ng pagpapaalam sa mga daga gawin kung ano ang kanilang normal na gawin, na kumain ng bawat isa stool. "Marahil ay hindi nais ng mga tao na gawin iyon," sabi niya.

Ipinakita ng maraming pag-aaral na pagkatapos ng paggamot sa antibyotiko, ang mga microbiome ng mga tao ay maaaring mabago nang ilang buwan, kung hindi taon. Ang pagbabagong iyon ay maaaring lumikha ng isang kanais-nais na lugar ng pag-aanak para sa mga pathogens.

"Karaniwan, ang mga pathogens ay magkakaroon ng isang mahirap na oras ng colonizing ang gat," sabi ni David. "May mga trillions ng iba pang mga bakterya mayroon silang upang talunin upang mabuhay. Ngunit kung bigla nating alisin ang kumpetisyon ng microbial para sa mga mapagkukunan, mawawalan tayo ng kontrol, at ang masamang bakterya na nagdudulot ng mga bastos na sakit C. difficile Ang kolitis ay may mas malinaw na landas. "

Sinisiyasat ni David at ng kanyang pangkat kung paano ang aming mga pagpipilian sa pagkain-kabilang ang mga prebiotics at probiotics-ay maaaring mapanatili ang aming kaugnayan sa aming microbiome, at sa huli, ang aming kalusugan.

"Sa paglipas ng ebolusyonaryong kasaysayan, ang aming mga katawan ay nagkaroon ng isang pagkakataon upang malaman ang lahat ng ito, at bumuo ng mga sistema upang panatilihin ang microbiota sa check," sabi ni Reese. "Ngunit bilang mga mananaliksik na naninirahan sa modernong panahon, sa palagay ko ay sinusubukan pa rin naming makakuha ng isang hawakan kung ano ang tama sa pagitan ng halaga, at kung paano manatili sa amin doon."

Ang National Science Foundation, ang Hartwell Foundation, ang Alfred P. Sloan Foundation, ang Searle Scholars Program, ang European Research Council, at ang Austrian Science Fund ay sumusuporta sa trabaho.

Source: Duke University

Mga Kaugnay Books

{amazonWS: searchindex = Books; keywords = feeding the microbiome; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

sundin ang InnerSelf sa

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Kumuha ng Pinakabagong Sa pamamagitan ng Email

{Emailcloak = off}