Mikrobiológia A testünk egy óriási baktériumos állatkert - WELT
A baktériumok milliói élnek a kalapunkon és a belekben, és a kutatók csak most kezdik felfedezni előnyeiket
Forrás: pa/leírás: Joachim Moog
Körülbelül két kilogramm baktérium él tovább és minden emberben: Egyelőre kevéssé ismert, hogy az apró albérlők milyen szerepet töltenek be. A kutatók megpróbálják megfejteni jelentésüket.
Ha megszámoljuk a testünk sejtjeit, akkor ezeknek csak a tizede emberi, ezt Dwayne Savage amerikai mikrobiológus a Tennessee Egyetem Mikrobiológiai Tanszékéről 1977-ben felismerte. A fennmaradó 90 százalék baktériumok, az úgynevezett mikrobioma - amelyet angolul gyakran mikrobiotának is neveznek.
Az apró lényeket a bőrünkön hordozzuk, főleg a nyálkahártyán, de főleg a belekben. Ez nem jelzi a tisztátalanságot, de ma már tudjuk, hogy a mikrobák létfontosságúak számunkra. Segítenek egészségünk megőrzésében és fontos részét képezik immunrendszerünknek. Emiatt néhány tudós, mint például a francia Joel Doré a párizsi INRA Intézetből, külön szervként emlegeti.
Mindenki körülbelül 33 000 baktériumot hordoz a szájában
Kevéssé ismert azonban, hogy a baktériumok milyen szerepet játszanak részletesen és hogyan hatnak egymásra. A mikrobiológusoknak csak néhány éve vannak eszközei teljes baktériumpopulációk összetételének tanulmányozására.
Ezt megelőzően a Petri-csészében csak egyetlen törzset lehetett tenyészteni, és kísérleteket végzett velük. Mivel a baktériumok génjei kritikus elemek, mivel specifikus fehérjékké alakulnak át, az elsődleges hangsúly ezen gének számlálásán és osztályozásán van.
Megdöbbentő eredmények már így is kiderültek: Susan Huse amerikai kutató és munkatársai például azt találták, hogy a beleken kívül a baktériumok génjeinek legkülönfélébb változata található meg a szájban. A nyelvén 7947 fajt találtak, a torkon 4154 fajt, a nyálban mintegy 7000 fajt, az ínyzsebekben pedig több mint 14 000 fajt találtak.
A bélflóra különösen fontos
Ha csak a hátizsák biztosítja a túlélést
A spanyol Noeli tizenkét éve nem evett. Krónikus álbélelzáródásban szenved. A bélbetegség miatt nem tudja megemészteni a szilárd ételt.
A bal fül mögött a tudósok összesen 2363 típusú nem emberi gént, a jobb könyökben pedig 3632-et számoltak. Valószínűleg több mint 10 000 különböző típusú baktérium található az emberekben és azokon, jóval több, mint korábban feltételezték. Körülbelül nyolc millió génjük van, az embereknek csak körülbelül 22 000.
A mikrobiom nagy része - súlya és fajszáma egyaránt - a bélben található. Eddig a baktériumokat többnyire bélflóra néven emlegették; emésztésünk szempontjából fontos volt már régóta. Az enzimek teljes skáláját biztosítják, amelyek segítenek az élelmiszer lebontásában.
Ezenkívül a bélben lévő baktériumok vitaminokat és rövid láncú zsírsavakat is termelnek. Összességében ezek fontos feladatok, amelyek biztosítják, hogy megélhessük ételeinket, függetlenül attól, hogy lédús steaket vagy vegán hamburgert eszünk-e.
Bélbaktériumok: az immunrendszer phalanxja
Ezenkívül azonban a kutatók egyre több olyan funkciót azonosítanak, amelyeket a bél mikrobioma vesz át. Az immunrendszer mindenekelőtt létfontosságú a baktériumoktól. A beérkező étel nagyszámú idegen baktériumot és kórokozót tartalmaz.
A bélfalnak vissza kell tartania, de másrészt át kell engednie az energiát tartalmazó élelmiszer-összetevőket, hogy azok bekerülhessenek a véráramba. "Ennek a gátnak egyszerre kell szilárdnak és lazanak lennie, és ez csak a sejtek közötti kiegyensúlyozott kontrollmechanizmusok révén érhető el" - mondja Stephan Bischoff, a Hohenheimi Egyetem táplálkozáskutatója.
Az egyensúly könnyen megzavarható
Ehhez fontos a baktériumok kölcsönhatása egymással, de a bél sejtjeivel és receptoraival is. "Jelenleg azt kutatjuk, hogyan működik a mikrobiom és a bél sejtjei közötti kommunikáció" - mondja Joel Doré.
A sok összetevő egyensúlya, amely a bélrendszer optimális működésének biztosításához szükséges, természetesen könnyen megzavarható, legyen szó helytelen táplálékról, fertőzésekről, stresszről vagy gyógyszeres kezelésről. Ezért a kutatók megpróbálják kideríteni, hogyan lehet a lehető legrugalmasabb mikrobiómot elérni és fenntartani.
Most nehéz belenézni az emberi belekbe. Csak kivételes esetekben, majd többnyire beteg emberektől lehet mintát venni közvetlenül a vékonybélből. Az emberen végzett kutatások például általában székletmintákra támaszkodnak, amelyekben a bélbaktériumok nagy része megtalálható.
Az enterotípus és az etnikum kapcsolata
2011-ben végzett kiterjedt tanulmányok azt mutatták, hogy látszólag három alapvetően különböző típusú mikrobioma létezik, amelyek alapvetően különböznek egymástól. Enterotípusoknak hívják őket, és egyes kutatók úgy vélik, hogy ugyanolyan alapvetőek, mint a vércsoportok.
Jellemzőjük a baktériumpopulációk összetétele. A baktériumtípusok körülbelül fele minden embernél megegyezik, de "egy fehér amerikai mikrobioma más, mint egy malawi" - hangsúlyozza Doré.
"Megállapították azonban, hogy az emberek megváltoztathatják az enterotípust is, ha a környezeti feltételek megváltoznak." Ezek elsősorban az étrendet, de a születés típusát, az anya étkezési szokásait és higiéniáját is tartalmazzák.
Baktériumok a születési csatornából
Kenji Oishi, a genti Európai Yakult Kutatóközpontból, kollégáival együtt arra a kérdésre összpontosított, hogy az emberek hogyan szerzik meg nagyon egyéni mikrobiomjukat. Bizonyítani tudta, hogy az anya születési csatornájából származó baktériumok nagy része természetes szülés során jut át a gyermekre. Ez a vertikális átvitel nem létezik császármetszésben, ahol a családi és otthoni környezet nagyobb szerepet játszik.
Oishi szerint azonban a mikrobióm viszonylag gyorsan változik a születés után. A diéta ebben nagy szerepet játszik. Paul O’Toole, az Ír Cork Egyetem munkatársa kutatta ezt a kérdést az "Eldermet" projektben 500, 65 év feletti idős emberről.
Megállapította, hogy az idősebb emberek belében más baktériumok vannak, mint a fiatalabbakban, és - nem váratlanul - hogy az összetétel megváltozik az étkezési szokások és a gyógyszerek alkalmazása miatt. Ez különösen észrevehető, amikor az emberek a klinikára vagy az idősek otthonába érkeznek.
A baktériumpopulációk alkalmazkodása azonban hónapokba telik, és ez az ember típusától függően másként történik. Harry Flint brit mikrobiológus kövér férfiakon végzett vizsgálatokból kapta ezt a meghökkentő eredményt. Közülük 14-nek meg kellett volna őriznie a súlyát, ezért nem engedhettek keményítőt enni. Kiderült, hogy a férfiak bélflóra megváltozott, de "minden egyén másképp reagál az étrendre" - foglalja össze Flint.
A kövér emberek mikrobioma más, mint a vékony embereké
Miért híznak a német gyerekek?
Rugdosás helyett tedd, zöldség helyett harapnivaló - az elhízott gyermekek száma világszerte növekszik, Németországban is. A szakértők az élelmiszerek címkézésének hiányában keresnek szupermarketekben.
Forrás: N24/Paul Willmann
Ez az állítás különösen érdekes a súlyproblémákkal küzdők számára. Kutatások kimutatták, hogy a vastag emberek mikrobióma más, mint a vékony embereké. De még nem világos, hogy ez az elhízás oka-e. Vagy a bélben a bakteriális kolonizáció alkalmazkodik az étrendhez?
"Ez a csirke-tojás táplálkozási problémája alapvetően még nem oldódott meg" - mondja Bischoff. Az biztos, hogy az életmód és a mikrobióm szorosan összefügg egymással. A kutatók még a bélfal átjárhatóságának különbségeit is meghatározhatták a kerékpárosok és a nem kerékpárosok között.
A világ számos intézete kutatja a táplálkozás szerepét a bélflóra egészséges megőrzésében. Például Bischoff megállapította, hogy az egerekben magas zsírtartalmú, alacsony rosttartalmú étrend magas cukortartalmú étrend miatt a bakteriális toxinok májgyulladást váltanak ki. Ez végül inzulinrezisztenciához, azaz cukorbetegséghez vezetett.
Flint a bélbaktériumok életkorhoz kapcsolódó különbségeit annak is tulajdonítja, hogy "az idősebb emberek kerülik a rostban gazdag ételeket". A bélbetegségeket és bizonyos ételek, például a glutén intoleranciáját a megzavart bélflóra is kiválthatja.
Baktériumok: probiotikumok az egészséges bélflóra érdekében
Tehát hogyan tudja egészségesen és produktívan megőrizni mikrobiomját? A változatos és rosttartalmú étrend testmozgással kombinálva nyilvánvalóan előnyös.
De az elő- és probiotikumok is hasznosak lehetnek. Az Egészségügyi Világszervezet definíciója szerint ezek olyan anyagok, amelyek egészségügyi előnyökkel járnak, például baktériumtörzsek joghurtban vagy probiotikumok esetén tejitalokban, étrend-kiegészítőkben vagy gyógyszerekben. Ide tartoznak bizonyos laktobaktériumok és bifidobaktériumok, de speciális coli baktériumok és különböző törzsek kombinációi is.
A prebiotikumok viszont nem tartalmaznak élő mikrobákat, hanem olyan élelmiszer-összetevők, mint az inulin vagy az oligofruktóz. "Most azt feltételezzük, hogy az ilyen anyagok fő hatásmechanizmusa a testsejtek modulációja" - magyarázza Bischoff.
"A probiotikumok segíthetnek az intakt bél mikrobiota helyreállításában is, ha a mikrobiális egyensúly megszakad."