Микробиомот влијае на дебелината и дијабетисот
Шлехе, iaулија С .; Усар, Зигфрид
Разновидна диета е важна со цел да се одржи здрав, разновиден микробиом на цревата, кој го поддржува метаболичкото здравје.
И дебелината и дијабетесот тип 2 се мултифакторни заболувања и се базираат на тесна интеракција на генетска предиспозиција и голем број влијанија врз животната средина. Исхраната игра централна улога како „еколошки фактор“ во развојот на овие болести. Во последниве години се покажа дека неурамнотежената исхрана не само што може да доведе до внесување на вишок калории, туку има и драматично влијание врз микроорганизмите кои го колонизираат човечкиот гастроинтестинален тракт.
Преку систематско испитување на цревниот микробиом - тоталитетот на микроорганизмите што живеат во цревата - со користење на ДНК секвенционирање и биоинформатички методи, тесната врска помеѓу промените во цревната микробиота и развојот на разни болести е утврдена во голем број студии. ова исто така вклучува дебелина и дијабетес тип 2 (1). Цревната микробиота претставува комплексен екосистем кој се состои од голем број главно бактерии, но исто така и арха и вируси со маса од околу 1,5 кг и огромна разновидност (1).
Предизвици за функционалното разбирање
До денес се опишани повеќе од 1.000 бактериски видови, од кои само околу 160 формираат јадрен микробиом што може да се идентификува меѓу поединци (2-4). Комбинираниот геном на овие над 1.000 микробиоти го надминува човечкиот геном за околу 100 пати (2). Оваа висока разновидност и сложеност на микробиомот и фактот дека само дел од микробиотата може да се одгледува надвор од телото, сепак претставува еден од најголемите предизвици за функционално разбирање на цревниот микробиом. Сепак, неколку клинички студии беа успешни, и во Дебелина и дијабетес тип 2 за да се идентификуваат специфични потписи на микробиотата или нејзините метаболити, што може барем да претставува основа за понатамошни функционални анализи (4-7). Сепак, треба да се забележи дека составот на микробиомот помеѓу индивидуите многу силно зависи од возраста, полот и етничката припадност, што го отежнува примената на овие резултати од студијата кај широка популација.
Цревната микробиота има потенцијал да ја регулира телесната тежина
Истражувањата на глувци без микроби покажаа дека во отсуство на цревна микробиота, има помало зголемување на телесната тежина во споредба со глувците кои конвенционално се колонизираат со бактерии, ако овие глувци се хранат со многу масна храна (8). Врз основа на ова, цревната микробиота од близнаци, кои се разликуваа во однос на дебелината, беа трансплантирани во асептички глувци (9). Дури и кога се хранат со диета богата со растителни материи и со малку маснотии, глувците кои добиле микробиота на дебели близнаци добиле поголема тежина од глувците кои добиле микробиота на посни близнаци. Ова овозможи да се покаже дека промените во цревната микробиота не се само последица на дебелината, туку, обратно, се исто така значително вклучени во регулирањето на зголемувањето на телесната тежина (9).
Како и да е, на преносливоста на овие експерименти врз луѓе мора да се гледа со претпазливост, бидејќи истата студија исто така може да покаже дека социјализацијата на глувците со „дебела“ и „тенка“ микробиота доведува до тоа „дебелите“ глувци да бидат микробиота на „ Тенк ”претпоставуваше така што разновидноста на нивната микробиота може да се зголеми и помалку да се здебели. Ова сугерира дека цревната микробиота во основа има потенцијал да ја регулира телесната тежина, но дека реалните ефекти зависат многу од сложените услови на животната средина.
Во основа, утврдено е дека разновидноста на микробиотата е од големо значење за "здрав" цревен микробиом и дека не мора да се менуваат индивидуалните типови на бактерии, туку се јавуваат поместувања во односите помеѓу бактериските соеви заедно со патолошките промени (1).
На пример, кога ќе добиете тежина, има многу високо зголемување на фирмикутите во споредба со бактериоидите, кои заедно комбинираат околу 90 проценти од познатите типови на бактерии (1, 4). Функционално, ова за возврат се рефлектира во промена на производството на масни киселини со краток ланец, при што се формира повеќе пропионат кај субјекти со прекумерна тежина, додека бутират преовладува кај тенки субјекти (10). Покрај тоа, голем број на студии идентификуваа индивидуални видови на бактерии кои се во корелација со различни фактори како што се телесната тежина, шеќерот во крвта, но исто така и различните воспалителни параметри, вклучувајќи, на пример, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus gasseri и Faecalibbacterium prausnitzii (1).
Интерпретацијата на овие резултати е отежната, сепак, бидејќи одделните бактериски видови не смеат да се гледаат во изолација, туку секогаш како дел од екосистем во кој промените во еден бактериски вид го менуваат целиот екосистем и со тоа влијаат и на изобилството на други бактериски видови. Поради оваа причина, беше воведен концептот на ентеротипи, кои треба да се разберат како групи на бактерии кои се во корелација заедно со дефинирани метаболички фенотипови или влијаат врз нив директно.
Функционална мрежа наместо филогенетско семејно стебло
Овој нов пристап има смисла заради зголемениот број на податоци за секвенционирање на геном од различни микробиоми, бидејќи таксономската класификација на бактериски видови, соеви и сл. Веќе не е во преден план, туку е функционална групација заснована врз заеднички или комплементарни генски функции. Со овој пристап, кој станува се попопуларен, функционална мрежа е во преден план наместо филогенетското семејно стебло.
Без оглед на овој пристап, што е можно поразновиден цревен микробиом може позитивно да влијае на метаболичкото здравје на домаќинот и на тој начин претставува привлечен терапевтски пристап кај метаболички синдром.
Почетната колонизација на цревата се одвива за време на раѓањето од страна на бактериите од мајката и достигнува стабилна рамнотежа од околу 3-годишна возраст (11, 12). Во староста, стабилноста на микробиомот повторно се намалува како резултат на употреба на лекови и други фактори на животната средина (13).
Нормалната колонизација на цревата, но исто така и на кожата и усната шуплина се одвива за време и по раѓањето од страна на вагиналната микробиота на мајката и се разликува во случај на раѓање со царски рез, бидејќи тука главно се одвива колонизација од кожата на мајката, што доведува до намалена разновидност на почетниот микробиом. Интересно, оваа намалена разновидност е поврзана со зголемен ризик од развој на дебелина (14).
Точните причини за оваа врска со морбидна дебелина, што се јавува многу подоцна во животот на децата, сè уште не се соодветно истражени. Во неодамна објавената студија, сепак, се покажа дека изложеноста на деца родени со царски рез на вагиналната течност на мајката е доволна за да се воспостави микробиом сличен на оној на децата родени вагинално (15). Затоа, ќе биде многу поучно да се види дали оваа изложеност има долгорочни позитивни последици.
Покрај видот на раѓање, факторите како што се генетиката на детето, доењето наспроти хранењето со шише и употребата на антибиотици, исто така, играат важна улога во првичниот развој на разновидноста на цревниот микробиом (1, 4, 14, 16). Покрај тоа, видот на диетата не влијае само на составот на микробиомот во првите неколку години од животот, тој исто така врши постојан, силен притисок на селекција врз цревните бактерии во текот на целиот живот. Промена на диета кај возрасни може да доведе до мерливи промени во цревната микробиота во рок од три дена, кои се краткорочно реверзибилни (17).
Меѓутоа, ако одредени хранливи материи или диетални влакна не се консумираат подолго време, се јавуваат неповратни промени во цревната микробиота (18). Од оваа причина треба да се има предвид дека намалувањето на шеќерот и скробот во третманот на дијабетичари треба да биде придружено со додавање на несварливи јаглени хидрати со цел да се спротивстави на намалувањето на различноста на микробите.
Општо, разновидноста на цревната микробиота е поголема кај вегетаријанците отколку кај мешаните групи - иако одрекувањето од животински хранливи материи може да доведе и до селективно намалување на индивидуалната микробиота. Без оглед на видот на диетата, во последните 50 години има големо намалување на разновидноста на храната (19), што е интересно, во корелација со наглото зголемување и дебелината и дијабетисот тип 2. Разновидната диета е исто така важна за одржување на здрав, разновиден интестинален микробиом кој го поддржува метаболното здравје.
Употребата на трансплантација на столче за лекување на разни болести се враќа повеќе од 1.000 години и потекнува од Кина. Денес се користи за инфекции со Clostridium difficile (20), иако доволно тестирана, стандардизирана апликација сè уште треба да се развие тука.
- Заради техничките достигнувања во секвенционирањето на геномите и особено биоинформатиката, конечно, почнуваме да го разбираме сложениот екосистем на цревниот микробиом.
- Ефектите на цревниот микробиом во никој случај не се ограничени на гастроинтестиналниот тракт, туку важен дел од регулацијата на целиот организам.
- Колку може да се користат специфични ентеротипови за борба против дебелината или дијабетес тип 2 и до кој степен овие се подобри или подолгорочни ефективни од пробиотиците кои се веќе достапни во контекст на овие метаболички болести, останува да се докаже.
- Меѓутоа, веќе познатите влијанија на микробиомот врз дебелината и дијабетисот покажуваат до кој степен интеракцијата на генетиката и влијанието на животната средина влијае на нашето здравје. ▄
Центар за гени и Дипломирано училиште за квантитативни биолошки науки
Минхен, Универзитет Лудвиг Максимилијанс
JRG адипоцити и метаболизам, Институт за дијабетес и дебелина, центар за дијабетес Хелмхолц во Хелмхолц Зентрум Минхен
Германски центар за истражување на дијабетес (ДЗД)
Конфликт на интереси: Нема судир на интереси.