Wybieramy naszą żywność z różnych powodów, w tym osobistych preferencji, dostępności, kosztów i zdrowia. Ale powinniśmy również wziąć pod uwagę preferencje naszych drobnoustrojów jelitowych, a Nowe badania opublikowane w Cell sugeruje.
Bakterie w naszych jelitach, wspólnie znane jako mikrobiota lub mikrobiom, żyją na błonniku i innych chemikaliach, które pochodzą z żywności, którą spożywamy. „Błonnik” to termin zbiorczy, który obejmuje szeroki zakres cząsteczek na bazie cukru (polisacharydów). Nie jest jasne, w jaki sposób poszczególne polisacharydy roślinne wpływają na wzrost różnych gatunków pożytecznych bakterii jelitowych.
Chociaż wiemy, że ludzie, którzy jedzą większą liczbę różnych pokarmów roślinnych mają bardziej zróżnicowane, zdrowsze mikrobiomymniej wiadomo o tym, które bakterie preferują jakie pokarmy.
Aby dowiedzieć się, jaką żywność preferuje każdy rodzaj bakterii, autorzy wspomnianego badania opublikowanego w Cell, hodowali myszy w sterylnych warunkach i dali im zestaw 20 różnych gatunków ludzkich bakterii jelitowych. Na początku eksperymentu wszystkie myszy miały podobny zestaw drobnoustrojów jelitowych. Następnie karmili zwierzęta dietą o wysokiej zawartości tłuszczu i niskiej zawartości błonnika, która jest typowa w USA. Uzupełniono go 34 preparatami oczyszczonego błonnika z owoców i warzyw.
Naukowcy zaobserwowali, jak mikrobiomy zwierząt zmieniały się w wyniku ich diety. Odkryli, że niektóre bakterie preferują różne suplementy błonnika, a gdy dostępne jest ich ulubione jedzenie, proporcja tych drobnoustrojów w jelitach wzrasta. Na przykład myszy, które jadły dużo błonnika grochowego, miały znacznie wyższy odsetek bakterii zwanej Bacteroides thetaiotaomicron pod koniec eksperymentu.
Ale włókna spożywcze nie składają się tylko z jednego związku. Często zawierają różne długołańcuchowe polisacharydy, których nie możemy rozłożyć bez pomocy bakterii jelitowych. Aby dowiedzieć się dokładnie, które cząsteczki polisacharydów zwiększyły liczbę określonych drobnoustrojów, przeprowadzono dodatkowe eksperymenty z różnymi gatunkami bakterii. Dla Bacteroides thetaiotaomicronna przykład wzrost obfitości jest napędzany przez cząsteczkę włókna grochu zwaną arabinanem.
Bacteroides thetaiotaomicron lubił ucztować na błonniku grochu. SherSor/Shutterstock
Manipulowanie mikrobiomem nie jest takie proste
Mikrobiom to złożona społeczność złożona z miliardów bakterii. Ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób spożywana przez nas żywność wpływa na nasz mikrobiom jako całość, a nie tylko na poszczególne gatunki bakterii. Samo dostarczenie określonego rodzaju błonnika nie gwarantuje, że pojawią się określone bakterie, które go zjedzą. A jeśli ten sam pokarm jest preferowany przez dwa konkurujące ze sobą gatunki bakterii, jeden pożyteczny, a drugi potencjalnie szkodliwy, w jaki sposób zapewnisz, że zdrowsze gatunki otrzymają lwią część i będą się dobrze rozwijać?
Aby zrozumieć, które drobnoustroje jako pierwsze wybierają składniki odżywcze, naukowcy zorganizowali konkursy na żywność między różnymi gatunkami bakterii. Użyli kulek magnetycznych pokrytych cząsteczkami włókien fluorescencyjnych, aby zobaczyć, które bakterie metabolizowały poszczególne rodzaje włókien i jak obecność innych bakterii wpłynęła na ich wybory.
Jak można się spodziewać, gdy jest dużo bakterii i ograniczona podaż ulubionych potraw, bakterie rywalizowały o określone włókna. Co ważne, naukowcy odkryli, że bakterie przystosowują się do zmian okoliczności. Niektóre gatunki były w stanie przystosować się do obecności innych, które preferowały to samo włókno, przechodząc na inne źródło pożywienia. Inne drobnoustroje były zdeterminowane, aby mieć swoje ulubione posiłki.
Co to oznacza dla naszych mikrobiomów? Sugeruje to, że niektóre szczepy mogą łatwiej dostosowywać się do zmian w diecie, a te mogą być najlepsze do budowania odpornej społeczności jelitowej.
Wciąż wiele do nauczenia
Coraz wyraźniej widać, że to, co my jeść i pić ma głęboki wpływ na skład mikrobiomu jelitowego, a zatem ma ogromny wpływ na odżywianie i zdrowie. Ale mamy dużo pracy, zanim naprawdę zrozumiemy wpływ prawdziwej żywności na nasze mikrobiomy w prawdziwym życiu i jak nasze bakterie jelitowe wpływają na nasze zdrowie.
Razem z moimi kolegami z King's College London, Massachusetts General Hospital, Stanford University i ZOE prowadzimy największe na świecie badanie (PREDICT) badające, w jaki sposób ludzie i ich unikalne mikrobiomy reagują na różne pokarmy. Jak dotąd wyniki pokazują duże i spójne różnice między ludźmi stosującymi te same pokarmy. Nawet bliźnięta jednojajowe, które dzielą 100% swoich genów i znaczną część ich wychowania i środowiska, mogą mieć bardzo różne reakcje na te same pokarmy.
Co jeszcze bardziej zaskakujące, bliźnięta jednojajowe w naszym badaniu dzieliły tylko nieco więcej gatunków drobnoustrojów niż osoby niespokrewnione, co może pomóc wyjaśnić różnicę w reakcjach żywieniowych. Mamy nadzieję, że pod koniec naszych badań z pomocą naukowców obywatelskich będziemy w stanie rzucić światło na skomplikowany związek między tym, co jemy, naszym mikrobiomem, naszymi osobistymi reakcjami do jedzenia i naszego zdrowia.
Naukowcy są zainteresowani znalezieniem sposobów manipulowania naszymi reakcjami na jedzenie i poprawy naszego zdrowia poprzez celową zmianę mieszkańców naszych jelit. Odkrycie powiązań między różnymi typami błonnika i bakterii sugeruje, że cząsteczki zidentyfikowane przez naukowców w ramach badania Cell mogłyby ostatecznie zostać wykorzystane w tak zwanej żywności ukierunkowanej na mikrobiotę, aby zwiększyć liczbę szczególnie pożytecznych bakterii w jelitach i zwiększyć różnorodność mikrobiomu.
Wiele z suplementów błonnika testowanych w ich eksperymentach zostało wykonanych ze skórek owocowych i warzywnych pozostałych po produkcji takich produktów jak zupy i koktajle. Produkty te mogą zapewnić zrównoważone, tanie włókno, które można łatwo włączyć do produktów spożywczych. Ale zanim zaczniemy w ten sposób majstrować przy naszych jelitach, musimy wiedzieć, jak robić to bezpiecznie – zachęcając „dobre” bakterie i kontrolując „złe” – aby stworzyć odpowiednią równowagę bakteryjną dla wszystkich.
O autorze
Tima Spectora, profesor epidemiologii genetycznej, King's College London
Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.
Powiązane książki:
Ciało utrzymuje wynik: mózg, umysł i ciało w leczeniu traumy
przez Bessela van der Kolka
Ta książka bada powiązania między traumą a zdrowiem fizycznym i psychicznym, oferując spostrzeżenia i strategie leczenia i powrotu do zdrowia.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Oddech: nowa nauka o utraconej sztuce
przez Jamesa Nestora
Ta książka bada naukę i praktykę oddychania, oferując spostrzeżenia i techniki poprawy zdrowia fizycznego i psychicznego.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Paradoks roślin: ukryte zagrożenia w „zdrowej” żywności, które powodują choroby i przyrost masy ciała
przez Stevena R. Gundry'ego
Ta książka bada powiązania między dietą, zdrowiem i chorobami, oferując spostrzeżenia i strategie poprawy ogólnego stanu zdrowia i dobrego samopoczucia.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Kod odpornościowy: nowy paradygmat prawdziwego zdrowia i radykalnego przeciwdziałania starzeniu się
autorstwa Joela Greene'a
Ta książka oferuje nowe spojrzenie na zdrowie i odporność, opierając się na zasadach epigenetyki i oferując spostrzeżenia i strategie optymalizacji zdrowia i starzenia się.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Kompletny przewodnik po poście: uzdrawiaj swoje ciało poprzez post przerywany, co drugi dzień i przedłużony
autorstwa dr Jasona Funga i Jimmy'ego Moore'a
Ta książka bada naukę i praktykę postu, oferując spostrzeżenia i strategie poprawy ogólnego stanu zdrowia i dobrego samopoczucia.
