Az élelem és a mikrobák egész életen át tartó elkötelezettség a gyomor-bélrendszer társadalma
Kanadai új Élelmiszer-útmutatónak az emberi testet gyarmatosító baktériumokra gyakorolt hatásának elemzése
Testünk sminkje éppúgy bakteriális, mint emberi; a jelenlegi becslések szerint azonos számú baktériumsejt és emberi sejt van bennünk. 1 Rezidens baktériumsejtjeink - más mikrobákkal, például vírusokkal, gombákkal és élesztőkkel együtt - alkotják mikrobiomunkat. Bélmikrobiomunkra támaszkodunk az egészségünk szempontjából alapvető funkciók ellátásában, például olyan élelmiszerek lebontásában, amelyeket önmagunkban nem tudunk megemészteni energiatermelés céljából, vitaminokat termelünk, amelyek erősítik immunrendszerünket és védelmet nyújtanak a káros baktériumok (kórokozók) által okozott fertőzésekkel szemben amelyek ételmérgezést okoznak. 2
Az elmúlt években óriási haladást értünk el az emberi mikrobiom összetételének és működésének megértésében, komplex DNS-szekvenálási technológiák alkalmazásával. 3 Az egészséges mikrobiom meghatározására irányuló elemzés nagy része a baktériumok populációira összpontosított, mivel ezek alkotják mikrobiomunk nagy részét, messze felülmúlva a többi mikrobát. A bélmikrobiom átfogó kutatás tárgyát képezi, mivel a baktériumok összetételében bekövetkező változások és egyensúlyhiány (dysbiosis) számos betegséghez kapcsolódnak, beleértve a gyulladásos bélbetegséget (IBD), az irritábilis bél szindrómát (IBS), asztmát, allergiákat, elhízást, valamint az 1-es és a 2-es típusú cukorbetegség.4 A betegség állapota és a bakteriális bél dysbiosis közötti összefüggések arra késztették a kutatókat, hogy megismerjék a baktériumok populációját befolyásoló tényezőket, és ezért az ilyen változások hatását a bélünk egészségére.
DNS szekvenálás
A DNS-szekvenálás az a folyamat, amely meghatározza a DNS-molekula nukleotidjainak pontos sorrendjét. Ez magában foglal minden olyan módszert vagy technológiát, amelyet a négy bázis - adenin, guanin, citozin és timin - sorrendjének meghatározására használnak egy DNS-szálban.
A bél ökoszisztémája
A gyomor-bél traktus, a külvilággal kapcsolatos legnagyobb területünk, egy cső, amely a testen át a szájtól a végbélnyílásig halad. A belek alkotják a gyomor-bél traktus nagy részét, és hihetetlen feladataiként emészti meg az elfogyasztott ételeket, felszívja az emésztett tápanyagokat, és kompetens fizikai és immungátat képez - mindez tápanyagokat tartalmaz. Billió baktérium. 5 A bél mikrobioma a traktus belső részén (lumenén) helyezkedik el, amelyen keresztül az élelmiszer és az emésztett anyag átjut. Azok a baktériumpopulációk, amelyek képesek befogadni a belek különböző fizikai tereit, nagyrészt környezeti tényezők következményei, beleértve a bélsejtek által felszabadított termékeket és az általunk fogyasztott ételeket. 6.
A gyomor-bél traktusban élő baktériumok száma növekszik, amikor a felső vékonybélből (duodenum → jejunum → ileum) átjut a vastagbélbe vagy a vastagbélbe. 6 A duodenum, ahol a gyomor tartalma az első, több száz baktériumot tartalmaz. Ezzel szemben a vastagbélnek a vékonybéltől legtávolabbi régióiban billió baktérium ad otthont. Ez a megnövekedett sűrűség számos környezeti tényezőnek tudható be, többek között a vastagbél területén a pH növekedése (a közeg kevésbé savanyúvá válik). Az oxigén, amelynek koncentrációja a vastagbél területén alacsonyabb, szintén befolyásolja a baktériumok sűrűségét, mivel valóban mérgező sok rezidens baktériumunk számára. Ezenkívül az emésztett anyag átjutása, a vékonybél szakaszában sokkal gyorsabban, mint a vastagbélben, befolyásolja a baktériumok bizonyos szakaszok sikeres gyarmatosítására való képességét.
A lumen és az alapul szolgáló bélszövet közötti interfészként működő hámsejtek szintén olyan tényezők forrása, amelyek befolyásolják a baktériumokat. 5 Például a vékonybélben van egy olyan bélhámsejt (Paneth-sejt), amely az egészséges vastagbélben hiányzik. 7 A Paneth-sejtek erőteljesen termelik az antimikrobiális peptideket, amelyeket kibocsátanak a lumenbe, korlátozva ezzel az ott található baktériumpopulációkat. Nagyobb számban vannak jelen a duodenumban, kisebb mennyiségben pedig az ileumban.
Ezzel szemben a serlegsejtek, a bél hám termeléséért felelős másik típusú bél hámsejtek nagyobb számban találhatók meg a vastagbél területén. 7 Ezért a vastagbélhez közeledve a nyákréteg vastagsága növekszik - a vastagbélben a maximális, a felső vékonybélben pedig a legkisebb. A nyombél diffúz rétege a nyombélben és a jejunumban szükséges az optimális tápanyag felszívódáshoz, míg a vastagbél vastagabb nyálkarétege megvédi a bélhámot a lumenen keresztül mozgó tömörített széklet ellen, miközben helyet biztosít a rezidens baktériumok számára a letelepedéshez vagy a tapadáshoz nagyobb számokat. 8.
A bélbaktériumok tőlünk függnek az ételért
A bélben található baktériumok populációját befolyásoló második legfontosabb tényező az elfogyasztott étel. Ahogy sejtjeinknek, és kiterjesztve testünknek, a működésükhöz szükségük van az általuk felszívódó tápanyagok energiájára, úgy a baktériumoknak is szükségük van a tápanyagokra a túléléshez. A specifikus tápanyagok az emberi bél különböző helyeiből szívódnak fel. Ez pedig befolyásolja a lumenben gyarmatosító baktériumok számára elérhető tápanyagokat. Például az emészthető szénhidrátok (egyszerű cukrok) bomlásából származó termékek többségét a vékonybél szívja fel. 6 Ezért a vastagbélben élő baktériumoknak képesnek kell lenniük a szervezet nem emészthető komplex szénhidrátjainak felhasználására energiára, mivel miután az étel visszakerült a vastagbélbe, az egyszerű cukrok többsége felszívódott. Az alábbi 1. táblázat áttekintést nyújt a bélben azokról a helyekről, ahol a különböző tápanyagok felszívódnak.