Дијагностика на микробиомот помеѓу науката и практиката; •
ПД Др. рер. нат Андреас Швиерц - Институт за нутриционистички науки, Универзитет во Гисен
Институт за микроекологија, Херборн
Истражувањето на микробиомот направи огромен напредок во последните неколку години. Но, како можат научните резултати да се спроведат во пракса? Д-р На своето предавање на симпозиумот за микроекологија, Андреас Швиерц ги сумираше основните наоди од последните неколку години и покажа можности за практична примена на лекарите.
Централно прашање во истражувањето на микробиомот е: Како се дефинира нормален микробиом? И дали има етнички или регионални разлики во составот на нормален микробиом?
Разновидност во цревата кај различни етнички групи
За да ги разјаснат прашањата, научниците ги споредија бактериите во облеката за столици на земјоделците од Малави, Африка со оние на домородните американски Индијанци од Венецуела и урбаните Американци. Резултатот од студијата 1: „Во првите две години од животот, различноста на бактериите е приближно иста“, објави Швиерц. Првите разлики во разновидноста на бактерискиот состав може да се видат од околу двегодишна возраст. Со зголемувањето на возраста стана јасно дека кај Индијанците од регионот Амазон, високиот степен на разновидност е задржан и во староста. На второ место беа луѓето од рурален Малави, додека Американците го покажаа задниот дел во оваа споредба.
Швајцарскиот нож во цревата
„Сакам да го споредувам резултатот со швајцарски нож“, објасни Швиерц. „Додека Индијанците од Амазонија имаат многу различни ножеви и пили на располагање во цревата, репертоарот на алатки за урбаните Американци е ограничен на еден или два ножеви.
Но, зошто е тоа така? Зошто едната група на популации има многу поразновидна цревна флора од другата? „Секој што јаде повеќе или помалку храна од западна храна секој ден јаде иста работа“, одговори Андреас Швиерц на неговото прашање. „За бактериите во цревата, нема разлика дали јадеме ориз, компири или тестенини.“ Западната диета ги занемарува диеталните влакна, што е важно за разновидноста на бактериите: „Разновидноста на бактериите се намалува затоа што не ги храниме бактериите со доволно разновидност "
Индијанците од Амазонија, пак, се потпираат на успех во ловот или наоѓање на растенија за јадење за нивната исхрана. „Бактерискиот„ нож на швајцарската армија “, а со тоа и метаболичките способности на бактериите мора да бидат многу пообемни за овие луѓе отколку за еден американец“, вели Швиерц.
Микробиом во вегани, вегетаријанци и „сеопфатни“
Но, како исхраната на западна цивилизирана личност го обликува неговиот цревен микробиом? Швиерц и неговите колеги од Институтот за микроекологија во Херборн испитале дали и, ако е така, како се разликува составот на цревниот микробиом во зависност од исхраната. 2 Тие споредија примероци на столица од вегани, вегетаријанци и „сеопфатни“ - биолозите ги нарекуваат вторите како сештојади.
Резултатот: „Ако ги погледнете големите групи на бактерии, не гледате забележителни разлики“, објави Швиерц и понатаму: „Ако погледнете на појава на различни бактерии во текот на неколку дена, моделот изгледа многу пошарен со веган отколку со сештојад. ”Тоа би се должело на поразновидната диета на веганот во споредба со сештојадот, објасни Швиерц. Големите разлики во бактериската колонизација на цревата произлегоа од различните диетални влакна.
Друг интересен аспект што го откри истражувањето: Веганите немаат лактобацили во столицата. „Феноменот е лесен за објаснување“, вели Швиерц, „бидејќи веганите не консумираат млечни производи, бактериите на млечна киселина немаат основна нутритивна основа“.
Дебелина како резултат на цревни бактерии?
Швиерц презентираше податоци од Националниот здравствен институт од САД од 1985 до 2006 година, кои покажуваат дека луѓето во Северна Америка се дебелеат. Пред десет години, секое трето до четврто лице во САД беше дебело, што одговара на индексот на телесна маса (БМИ) над 30. Од глобална перспектива, трендот продолжува.
Од 2010 година, дебелината е во пораст и во Германија, Финска и Велика Британија. Земјата со најгусто население е Мексико. „Мексико го призна проблемот и беше првата земја во светот што воведе данок на шеќер“, рече Швиерц. Со позитивно салдо: „Просечниот БМИ падна по воведувањето на данокот“.
Една од причините за воведување на данок на шеќер беше: Многу популарна популација предизвикува големи здравствени трошоци. Бидејќи дебелината обично не е без последици. Екстремната дебелина честопати доведува до кардиоваскуларни, белодробни, гастроинтестинални и мускулно-скелетни проблеми. Проблеми со хормони, откажување на бубрезите и психосоцијални проблеми се исто така чести во дебелината.
Зошто луѓето се дебелеат?
Причините за масовна дебелина се многу. „Ако внесете повеќе калории отколку што можете да користите, се здебелувате“, вели Швиерц. Сепак, други фактори, како што се генетиката, хормоналната нерамнотежа, лековите, животната средина и, според последните откритија, исто така, микробиотата на лицето влијае на едноставниот енергетски биланс.
Во студијата 3, научниците давале глувци без микроби и нормално колонизирани глувци, иста храна за осум недели од раѓањето. По само една недела, микробиолошките колонизирани животни добиле значително поголема тежина од стерилните глувци. „Логичен заклучок беше: Бактериите мора да бидат вклучени во зголемувањето на телесната тежина, бидејќи сите други параметри беа непроменети“, вели Швиерц.
Сооднос на фирмикути/бактериодети
Во следниот чекор 4, научниците испитале бактериска колонизација на дебели глувци и со нормална тежина. Резултат: Откриле корелација помеѓу БМИ и односот Firmicutes/Bacteroidetes - т.е. соодносот во кој се појавуваат двата големи бактериски соја во цревата. „Откритието често се толкуваше на таков начин што масовната дебелина не се должи на неправилно однесување, туку на неповолна бактериска колонизација во цревата“, вели Швиерц.
Разочарувањето беше сè поголемо кога првата мета-студија покажа дека нема корелација помеѓу односот Firmicutes/Bacteroidetes и дебелината на човечко ниво. „При подетална проверка на оригиналните студии врз глувци, исто така, стана очигледно дека корелацијата се однесува само на еден посебен вид глушец. Ефектот не беше забележлив кај другите глувци “, објави Швиерц.
Тоа зависи од метаболичките производи
Швиерц и неговите колеги, исто така, спроведоа студија за врската помеѓу бактериската колонизација и дебелината. „Можевме да им покажеме на 30 дебели, 30 лица со прекумерна тежина и 30 луѓе со нормална тежина дека постои врска помеѓу бактериите во цревата и дебелината. 5 Сепак, односот помеѓу бактериите нема никакво влијание врз ова. Многу повеќе зависи од тоа кои супстанции ги создаваат бактериите “, објасни Швиерц.
Но, кои сигнали и супстанции играат улога во дебелината? Она што луѓето не можат да го метаболизираат со сопствена ензимска опрема, бактериите во цревата го прават за нив. Меѓу другото, се формираат масни киселини. „Масните киселини можат да им обезбедат на луѓето дополнителни 300 килокалории - тоа е приближно еквивалентно на големо чоколадно парче на ден“, вели Швиерц. „Можевме да покажеме кај испитаниците дека количината на масни киселини со краток ланец значително се зголеми од тенка до нормална тежина до дебела.
Диетата влијае на метаболизмот на цревните бактерии
Диетата може да влијае на тоа кои супстанции ги произведуваат цревните бактерии. Бактериите веќе не произведуваат едноставни масни киселини со краток ланец, како што се оцетна киселина од влакна, туку покомплицирани. И тие имаат корисен ефект врз телесната тежина “, објасни Швиерц. Во овој контекст, не е првенствено важно кои бактерии го колонизираат цревата, туку какви метаболички капацитети имаат бактериите.
Клучните видови го поддржуваат екосистемот во цревата
Сепак, одредени клучни бактериски видови имаат посебна позиција. „Еден вид клуч одредува дали целиот систем работи или не - слично на клучалката во лакот“, вели Швиерц.
Лакот ќе се одржи само ако го имате вистинскиот споменик. Исто така, постојат одредени клучни видови за екосистемите што им овозможуваат на другите видови во системот да коегзистираат.
Чувствителните на мукозните бактерии се еден од клучните типови, бидејќи тие поддржуваат постојано обновување на заштитниот слој на слузта во цревата. Слој на слуз практично ослободен од бактерии лежи директно на епителните клетки на цревата. Ова е проследено со надворешната слуз, што обезбедува добра основа за живот за некои видови бактерии. Бактериите на надворешниот слој на слуз се делумно одговорни за непроменетиот слој на внатрешната слуз. „Клучните организми во овој систем гарантираат, од една страна, дека слузот постојано се распаѓа и епителните клетки се стимулираат да ја реплицираат слузот. Од друга страна, бактериите ги снабдуваат епителните клетки со енергија, така што тие се дури и способни да формираат слуз “, објасни Швиерц. Бактериите го постигнуваат ова преку бутировата киселина што ја формираат. Неоштетен слој на слуз е важен така што патогените не можат да навлезат во епителните клетки на цревата и да предизвикаат инфекција.
Ништо не работи во цревата без клучни организми
На телото му се потребни и одредени клучни организми за варење. „Кога јадете нешто, далеку не сите ваши бактерии можат да го користат“, вели Швиерц. Влакната се пример за ова. Бактеријата Бифидобактериум адолесценс тука делува како клучен организам. „Бидејќи ги распаѓа диеталните влакна за други микроорганизми, тоа ги прави повеќе или помалку со големина на залак“, објасни Швиерц.
Бактериите што носат ЛПС промовираат „спукан црево“
Но, да се вратиме на проблемот со дебелината: „Се разбира, исхраната игра важна улога“, вели Швиерц. Диетата богата со маснотии и јаглехидрати промовира дебелина и може да предизвика дисбиоза - неповолна промена во бактериската заедница. Тогаш преовладуваат бактериите кои носат липополисахарид (LPS). Ако бактериите влегуваат во крвотокот преку пропустлив intestид на цревата („спукан црево“), телото реагира со воспаление. „Дури и ако воспалението е само субклиничко, тоа има влијание врз метаболизмот“, вели Швиерц.
Кибер Метаболичкиот тест
Институтот за микроекологија во Херборн сега разви дијагностички метод со кој може да се процени метаболизмот на бактериите кај пациенти со прекумерна тежина или веќе дебели пациенти. Со новата KyberMetabolic дијагностика, терапевтите добиваат преглед на основните параметри поврзани со микробиотата кои можат да доведат до метаболички синдром или да ја влошат метаболичката состојба кај пациенти со манифестен метаболен синдром.
„Ние ги снимаме клучните организми“, објасни Швиерц. Исто така е важно кои масни киселини со краток ланец ги создаваат бактериите. „Ако оцетната киселина е зголемена, на пример, тоа го зголемува апетитот. Пропионската киселина, пак, го прави токму спротивното - тоа доведува до сатурација. Ние ја развивме KyberMetabolic дијагностиката од научните откритија во последните неколку години. ”Дијагностиката се концентрира на параметрите што играат улога во дебелината.
Ретко какви масни киселини со краток ланец кај пациенти со Паркинсон
Клучните бактерии и бактериските сигнални молекули играат улога не само во дебелината, туку и во Паркинсоновата болест. 6 Во една студија, Швиерц и неговите колеги ги споредувале пациентите со Паркинсон со нивна возраст и млади, здрави доброволци. Тоа покажа дека пациентите со Паркинсон имале значително помалку фекални бактерии во примероците на столицата отколку здравите луѓе.
„Но, она што беше далеку поинтересно од составот на микробиомот беа метаболичките метаболити на пациентите со Паркинсон“, објави Швиерц и продолжи: „Сите масни киселини со краток ланец беа значително намалени кај пациентите. Мора да знаете дека сите пациенти со Паркинсон страдаат од хроничен запек “.
И токму тука се затвора кругот, бидејќи масните киселини со краток ланец се заеднички одговорни за цревната перисталтика. Мерењата на маркерот за воспаление на фецесот калпротектин покажаа: Пациентите со Паркинсон имаат воспалено црево. Зоналин "спукан црево", исто така, беше значително зголемен кај пациентите - исто како и маркерите за воспаление α-1-антитрипсин и лактоферин. Лактоферинот дозволува да се извлечат заклучоци за бактериска причина за воспаление. „Пациентите на Паркинсон имаат нарушена интестинална бариера, во која е вклучена и микробиотата“, заклучи Швиерц и продолжи: „И ова исто така резултира со терапевтски пристап. Другите симптоми типични за Паркинсонова болест, исто така, можат да бидат ублажени со лекување на воспаление на цревата и запек “.
Врската помеѓу цревата и мозокот првично беше изненадувачка, но е добро проучена и препознаена. Научниците зборуваат за оската на цревата и мозокот. „Ако имате проблем во цревата, тоа исто така ќе се почувствува во мозокот кратко време подоцна - и обратно“, вели Швиерц. Врската е најпозната, на пример, во состојби на голема нервоза, кои честопати се придружени со чести посети на тоалетот.
Клучните бактерии и метаболички производи го покажуваат патот
Илустрираат примерите: Анализите на микробиотата овозможуваат нов пристап поврзан со причините за различните клинички слики.
Швиерц: „Најважно е: Кои клучни организми постојат и кои метаболички производи ги создаваат бактериите? Бидејќи во овој момент веќе можете да интервенирате терапевтски денес “.
Функцијата на цревните бактерии ја објаснува др. Керстин Раш во вашиот извештај од медицинската пракса.