Bél mikrobiom Miért van szükségünk mikroorganizmusokra az emésztőrendszerben - Hungry for Science
Testünk nagyszámú baktérium és más mikroorganizmus élőhelye. Különösen azok a kis szobatársak, akik a belünkben telepednek meg, kulcsfontosságú szerepet játszanak jólétünkben. Azoknak, akik meg akarnak szabadulni a hasi kellemetlenségektől és egyúttal támogatják immunrendszerüket, ápolniuk kell a bél mikrobiomját. A BESSERwisser azt kutatta, hogyan működik ez, és miről szólnak a probiotikumok és a prebiotikumok.
Az emberi mikrobiom
Az emberi test sűrűn lakott mikroorganizmusokkal rendelkezik a bőrtől a légzőrendszeren át az emésztőrendszerig. Az emberi mikrobiom legnagyobb része - ez az emberrel kapcsolatos mikroorganizmusok egészét jelenti - a bélben található, és bélflóra vagy bélmikrobiota néven is ismert. Már születéskor az anya születési csatornájából származó mikroorganizmusok megkezdik a gyomor belsejének gyarmatosítását. Az élet folyamán az anyatej, a táplálkozás és a környezetünk tartósan ellát minket a testünkön és a testünkben megtelepedő mikroorganizmusokkal.
A baktériumok teszik ki az emberi mikrobiom nagy részét. Az archeák, a gombák és a vírusok szintén a mikrobiom részét képezik, amely komplex módon lép kölcsönhatásba a testtel. Hosszú ideig a tudományban úgy tartották, hogy az emberi testben tízszer több mikrobiális sejt található, mint az emberi sejtekben, és ezek egy-két kilogramm testtömeget tesznek ki [1]. Új számítások azonban azt mutatták, hogy az emberi testben ugyanannyi mikroorganizmus-sejt található, mint a testsejtekben.Ma is ismert, hogy a mikrobiom nem több, mint 200 gramm testtömeg [2].
Mikroszkópos élet az emésztőrendszerben
A gyomor és a vékonybél savas környezete csak néhány baktériumfaj számára képes fennmaradni. A vékonybél (ileum) utolsó harmadától a pH-érték emelkedik és bázissá válik, ugyanakkor a mikroorganizmusok száma is növekszik. A mikroorganizmusok száma és változatossága a vastagbélben a legnagyobb. Az anaerob körülmények uralkodnak itt, ami azt jelenti, hogy csak azok a szervezetek telepednek le itt, amelyeknek nincs szükségük oxigénre az anyagcseréjükhöz és energiát termelnek például fermentációval [3].
Az emberi bélmikrobiomában két baktériumtörzs dominál: a Bacteroidetes és a Firmicutes a megfelelő alfajokkal. E kettő közötti kapcsolatot a tudomány és az orvostudomány képviseletében használja a bél egészségi állapotának felmérésére. A mikrobiom azonban nem egységes baktériumközösség, hanem emberenként változó és az életkor függvényében változik. A mikrobiom összetételét befolyásoló tényezők közé tartozik az életkor, a genetika, a földrajzi elhelyezkedés, a születés típusa (természetes vagy császármetszés), a korai gyermekkori étrend, a gyógyszerek bevitele és az étrend stílusa [4].
A bélmikrobiom fontos funkciói
A bélmikrobiomát gyakran "elfelejtett szervnek" nevezik, mert fontos funkciókat tölt be a testben. A bélmikrobák feldolgozzák a tápanyagokat, védenek a kórokozóktól, befolyásolják az immunrendszert és az agyhoz való kapcsolódás révén sokféleképpen befolyásolhatják a testet.
emésztés
Legnyilvánvalóbb a bélmikrobiom szerepe az emésztésben. Itt a mikroorganizmusok serkentik a bélmozgást, részt vesznek az élelmiszer-összetevők hasznosításában és nélkülözhetetlen tápanyagokat állítanak elő a szervezet számára. A bélmikrobiom fő táplálékforrása a rostos élelmiszer-összetevők, az úgynevezett étkezési rost. Erjedéskor a mikroorganizmusok nemcsak energiát termelnek maguknak, hanem melléktermékeket, például rövid láncú zsírsavakat (SCFA) is termelnek. Példa erre a butirát, amelynek fontos feladata van a bélsejtek ellátásában és immunmoduláló hatása van [5].
Ezenkívül a bélben lévő mikroorganizmusok B1-, B2-, B5-, B6-vitamint, folátot, B12-vitamint és K2-vitamint termelhetnek rostokból, és így hozzájárulhatnak a test ezen tápanyagok ellátásához [6]. A mikrobiális aktivitás és mindenekelőtt az erjedési folyamat során olyan gázok képződnek, mint a hidrogén, a szén-dioxid és a metán, amelyek puffadásként érezhetők.
Védelem a kórokozók ellen
A bél mikrobiomjának másik fontos funkciója a védelem a kórokozó csírákkal szemben, amelyeket például táplálékon keresztül fogyasztanak. Az intakt bélflóra nagyszámú különféle élőlénnyel, amelyek megtelepítik a bél minden rését és megvédik élőhelyüket, jó védelmet nyújt más, patogén csírák által történő kolonizációval szemben.
Az egészséges ember mikrobiomjával az úgynevezett „normobiosis” -ként él - ez azt jelenti, hogy a test profitál a jelenlévő mikroorganizmusokból, és a károsító szervezetek kisebbségben vannak. Működő mikrobiomra van szükség az anyagcseréhez és az egészséghez. Az azonban még nem világos, hogy a mikrobiom csak pozitív hatással van-e a testre. Az sem világos, mi minősül „egészséges” mikrobiomnak, mivel itt még egészséges egyéneknél is nagyfokú a változékonyság. Vannak azonban arra utaló jelek, hogy a sokféle bélmikrobióm és a nagyszámú és sokféle mikroorganizmust tartalmazó környezetben való felnövés pozitív hatással van az egészségre a későbbi életben [7].
Mindenevők, vegetáriánusok, vegánok: a mikrobióm az, amit eszel
Szinte minden, amit elfogyasztunk, és ami később történik a belünkkel, befolyásolhatja a bél mikrobiomját. Az étel, a mikrobiom és a test közötti kölcsönhatások azonban nagyon összetettek, és még nincsenek teljesen feltárva. Ugyanakkor már számos olyan tanulmány létezik, amely a különböző étrendek hatását vizsgálja a bél mikrobiomjára.
Probiotikumok
A bélmikrobiómával kapcsolatban gyakran beszélnek probiotikumokról és prebiotikumokról. Az élő mikroorganizmusokat probiotikumoknak nevezik, amelyek a WHO definíciója szerint "megfelelő mennyiségű beadás esetén a gazdának (= az őket bevevő embernek) egészségügyi előnyökkel járnak".
A "probiotikum" kifejezést elsősorban olyan élelmiszerekre használják, amelyek emésztési mikroorganizmusokat, például bifidobaktériumokat vagy laktobacillusokat tartalmaznak. Ide tartoznak elsősorban erjesztett ételek, például joghurt, sajt, savanyú káposzta, de szűretlen sör is. Állítólag megoldják az emésztési problémákat, normalizálják a széklet állagát és segítenek az allergiák és az intolerancia ellen. Azt azonban nem sikerült teljesen bebizonyítani, hogy ezekben az élelmiszerekben található mikroorganizmusok valóban élnek-e, amikor a vastagbélbe kerülnek. Az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság (EFSA) szerint amikor egy terméket „probiotikum” szóval hirdetnek, annak hatékonyságát tudományosan is bizonyítani kell. Ez nagy felháborodást váltott ki az élelmiszeriparban, és oda vezetett, hogy napjainkban alig találhatók a polcokon "probiotikumként" hirdetett termékek [11].
A probiotikumok lehetséges egészségfejlesztő tulajdonságai továbbra is kiemelt téma a kutatásban. Segítségükkel elvárható a betegségek megelőzése és kezelése. Egy idősekkel végzett vizsgálatban például a laktobacillusokkal dúsított joghurt rendszeres fogyasztása a légzőszervi fertőzések több mint felével csökkent a kontrollcsoporthoz képest. A kutatók ezt a hatást a javított T-sejt-közvetített immunvédelemnek tulajdonították [12]. Egy másik tanulmány megállapította, hogy a tej vagy a laktobacillusokkal erjesztett rizs rendszeres fogyasztása még kisgyermekeknél is jobb védelmet nyújt a fertőző betegségek ellen [13].
A laktobacillusok, amelyek ebben a két vizsgálatban egészséges emberek egészségét elősegítő hatást mutattak ki, ritka esetekben gyenge immunrendszerrel rendelkező emberek is bekerülhetnek a véráramba. Bizonyos esetekben ez fertőzésekhez vezethet, beleértve a szívbillentyűk gyulladását vagy az agyhártyagyulladást [14].
Prebiotikumok
A prebiotikumok emészthetetlen anyagok, amelyek hasznosak a bél mikrobiomjában. Vagy a mikroorganizmusok használják energiaforrásként (erjesztett), vagy pozitív hatással vannak élőhelyükre.
Valószínűleg a legismertebb prebiotikumok a rost - emészthetetlen szénhidrátok, amelyek többsége növényi eredetű. A glikánok, a rezisztens (emészthetetlen) keményítő, az inulin és az oligofruktóz magas prebiotikus tartalommal rendelkezik [15]. Ezek főleg a rostos zöldségekben, például a spárgában vagy a cikóriában találhatók, valamint a keményítőtartalmú ételekben, például a szentjánoskenyérben. A szükséges enzimekkel (CAZyme) rendelkező bélbaktériumok felhasználhatják ezeket az anyagokat. Csakúgy, mint a probiotikumok esetében, nem világos, hogy a prebiotikumok különleges előnyökkel járnak-e az emberek számára is. Az EFSA szerint az egészségügyi előnyöket tudományos szempontból bizonyítani kell a „prebiotikum” megjelölés esetében is. Eddig az EFSA csak néhány esetben adott zöld utat a "prebiotikum" megjelölésre: az oligofruktózra, amelyről kimutatták, hogy hatással van a vércukorszintre, és az inulinra, amelyet cikóriából nyernek és pozitívan hat a bélmozgásokra [16].
A mikrobiom szerepe a betegségekben és az egészségben
Még akkor is, ha a test és a mikrobiom közötti kölcsönhatások még nem teljesen ismertek, egy dolog világos: az emberi mikroorganizmusok fontos szerepet játszanak egészségükben. Számos tanulmány kimutatta már a bél mikrobioma és a fertőző betegségek, a krónikus bélbetegségek, az elhízás, a cukorbetegség, a vastagbél- és a májrák, valamint az allergia közötti kapcsolatot [17].
Az is tény, hogy a bakteriális fertőzések során szedett antibiotikumok nemcsak a kórokozó csírákat, hanem a hasznos bélbaktériumokat is megtámadják. A hosszan tartó antibiotikum-terápiák elpusztíthatják a bél mikrobiomját, és tartósan negatív hatással lehetnek az emésztésre [18].
Egy ideje a bélbetegségek kezelésére a széklettranszplantációt alkalmazzák az orvostudományban. A visszataszító és lenyűgöző beavatkozás körüli felhajtás új értéket adott az „egészséges” széknek, amelyet a Southpark „Kot-Diebe” (s23f8) epizódjában finoman túlzásba visznek.
Következtetés
Ma már bebizonyosodott, hogy a mikrobiom fontos szerepet játszik a betegségekben és az egészségben. Hogyan befolyásolhatja az étrend és milyen következményeket tudományosan még nem sikerült tisztázni, és a jelenlegi tanulmányok tárgyát képezi. Egy dolog legalább egyszer biztos abban, hogy a változatos, magas rosttartalmú étrend jót tesz a mikrobiomnak és elősegíti az emésztést.
További link az emberi mikrobiómához:
[1] Luckey TD: Bevezetés a bél mikroökológiájába (1972). Az amerikai klinikai táplálkozási folyóirat 25 (12), 1292-1294. DOI: 10.1093/ajcn/1992.12.25.
[2] Sender R., Fuchs S., Milo R.: Felülvizsgált becslések a testben lévő emberi és baktériumsejtek számára (2016). PLoS biológia 14 (8), e1002533. DOI: 10.1371/journal.pbio.1002533.
[3] Lin CS, Chang CJ, Lu CC, Martel J. és mtsai: A bél mikrobiota, a prebiotikumok és a probiotikumok hatása az emberi egészségre és betegségekre (2014). Biomedical Journal 37 (5), 259–268. DOI: 10.4103/2319-4170.138314.
[4] Yang Q., Liang Q., Balakrishnan B., Belobrajdic D. et al.: Az étrendi tápanyagok szerepe a bél mikrobiota modulációjában (2020). Elbeszélő Szemle. Tápanyagok 12. (2). DOI: 10.3390/nu12020381.
[5] Martin-Gallausiaux C., Marinelli L., Blottière HM et al.: SCFA. Mechanizmusok és funkcionális jelentőség a bélben (2020). A Nutrition Society folyóirata, 1–13. DOI: 10.1017/S0029665120006916.
[6] LeBlanc JG, Milani C., Giori GS et al.: Baktériumok mint vitamin-beszállítók gazdájukhoz (2013). Jó mikrobiota perspektíva. A biotechnológiáról szóló jelenlegi vélemény 24. (2), 160–168. DOI: 10.1016/j.copbio.2012.08.005.
[7] Eisenstein M.: Egészséges mikrobiom vadászata (2020). Nature 577 (7792), S6-S8. DOI: 10.1038/d41586-020-00193-3.
[8] de Angelis M., Ferrocino I., Calabrese FM és mtsai: Az étrend befolyásolja az emberi bél mikrobiomjának funkcióit (2020). Tudományos jelentések 10 (1), 4247. o. DOI: 10.1038/s41598-020-61192-y.
[9] David LA., Maurice CF, Carmody RN, Gootenberg DB et al.: Az étrend gyorsan és reprodukálhatóan megváltoztatja az emberi bél mikrobiomját (2014). Nature 505 (7484), 559-563. DOI: 10.1038/természet12820.
[10] Carmody RN, Bisanz JE, Bowen BP és mtsai: A főzés formálja a bél mikrobiomjának szerkezetét és működését (2019). Nature microbiology 4 (12), 2052-2063. DOI: 10.1038/s41564-019-0569-4.
[12] Pu F., Guo Y., Li M. és mtsai: A probiotikumokkal kiegészített joghurt megvédheti az egészséges időseket a légúti fertőzések ellen (2017). Randomizált, kontrollált, nyílt vizsgálat. Klinikai beavatkozások az öregedésben 12, 1223-1231. DOI: 10.2147/CIA.S141518.
[13] Nocerino R., Paparo L., Terrin G. és mtsai: A Lactobacillus paracasei CBA L74 segítségével fermentált tehéntej és rizs megakadályozza a gyermekek fertőző betegségeit (2017). Randomizált, kontrollált vizsgálat. Klinikai táplálkozás (Edinburgh, Skócia) 36 (1), 118-125. DOI: 10.1016/j.clnu.2015.12.004.
[14] Goldstein EJC, Tyrrell KL és Citron DM: Lactobacillus fajok. Rendszertani bonyolultság és ellentmondásos fogékonyság (2015). Klinikai fertőző betegségek: az Amerikai Fertőző Betegségek Társaságának hivatalos kiadványa 60 Suppl 2, S98-107. DOI: 10.1093/cid/civ072.
[15] Markowiak P. és Śliżewska K.: A probiotikumok, a prebiotikumok és a szinbiotikumok hatása az emberi egészségre (2017). Tápanyagok 9 (9). DOI: 10.3390/nu9091021.
[16] Hutkins RW, Krumbeck JA, Bindels LB, Cani PD et al.: Prebiotics. Miért számítanak a definíciók (2016). Jelenlegi vélemény a biotechnológiában 37, 1–7. DOI: 10.1016/j.copbio.2015.09.001.
[17] Bindels LB, Delzenne NM, Cani PD és Walter J.: A prebiotikumok átfogóbb koncepciója felé (2015). Természeti vélemények. Gasztroenterológia és hepatológia 12 (5), 303-310. DOI: 10.1038/nrgastro.2015.47.
[18] Lange K., Buerger M., Stallmach A. és Bruns T.: Az antibiotikumok hatása a bél mikrobiotájára (2016). Emésztőrendszeri betegségek (Bázel, Svájc) 34 (3), 260–268. DOI: 10.1159/000443360.