Πώς και γιατί τα σώματά μας λιμοκτονούν βακτήρια
Τα βακτήρια έχουν απεριόριστη παροχή θρεπτικών ουσιών στο έντερο; Στο παρελθόν, οι επιστήμονες έτειναν να πιστεύουν ότι το έντερο είναι ένα είδος παραδείσου για αυτούς τους μικροοργανισμούς. αλλά, όπως αποδεικνύεται, αυτή η υπόθεση είναι λανθασμένη - κάτι που είναι καλό για εμάς.
Σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα, το σώμα μας μπορεί να στεγάσει περισσότερα βακτήρια από ό, τι θα μπορούσαμε να φανταστούμε.
Στην πραγματικότητα, τουλάχιστον τα μισά από τα κύτταρα του σώματος είναι μικροβιακά, και ένας σημαντικός αριθμός από αυτά γεμίζει τα έντερα μας.
Έχουμε μια συμβιωτική σχέση με τα βακτήρια μας. Αυτοί οι μικροοργανισμοί έχουν ισχυρή επίδραση στην κατάσταση της συνολικής μας υγείας - τόσο σωματικής όσο και ψυχικής.
Ωστόσο, τα βακτήρια εξαρτώνται επίσης από το σώμα μας για να τρέφονται, να ζουν και να μεγαλώνουν και αποδεικνύεται ότι το σώμα μας είναι μάλλον ικανό να διατηρεί αυτούς τους μικροοργανισμούς υπό έλεγχο.
Πώς συμβαίνει αυτό; Ελέγχοντας πόσα θρεπτικά συστατικά μπορούν να έχουν πρόσβαση τα μικρόβια. Αυτό βρήκε μια νέα μελέτη που πραγματοποιήθηκε από επιστήμονες από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Duke στο Durham, NC.
«Φαίνεται να υπάρχει μια φυσική σειρά ραμφίσματος για τα βακτήρια και εμάς. Κατά κάποιο τρόπο δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι εμείς, ο οικοδεσπότης, πρέπει να κρατάμε περισσότερες κάρτες », λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης, Lawrence A. David, Ph.D.
Αυτό έρχεται σε αντίθεση με προηγούμενες ιδέες σχετικά με το μικρόβιο του ανθρώπινου εντέρου, οι οποίες το βλέπουν ως περιβάλλον «όπου κατακλύζονται άφθονα τρόφιμα και πόροι, όπως το εργοστάσιο σοκολάτας του Willy Wonka», όπως το θέτει ο David.
Ο David και οι συνεργάτες του αναφέρουν τα ευρήματά τους στο έγγραφο μελέτης που εμφανίζεται στο περιοδικό Φύση Μικροβιολογία.
Το έντερο πάνω από τα βακτήρια
Η προϋπόθεση αυτής της μελέτης ξεκίνησε με την Aspen Reese, η οποία τώρα εδρεύει στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ στο Cambridge, MA, ενώ εγγράφηκε ως διδακτορικός. υποψήφιος στο Πανεπιστήμιο Duke.
Χάρη στο ιστορικό της στην οικολογία, η Reece σκέφτηκε τα βακτήρια του εντέρου στο πλαίσιο του φυσικού ανταγωνισμού για τους πόρους. Σε όλα σχεδόν τα οικοσυστήματα, θεώρησε ότι οι κάτοικοι τείνουν να ανταγωνίζονται τους περιορισμένους πόρους.
Έτσι, αναρωτήθηκε αν μπορεί να είναι το ίδιο για τους κατοίκους των μικροβιακών εντέρων. Τα βακτήρια στα υδάτινα σώματα, αιτιολόγησε περαιτέρω, περιορίζονται από περιορισμένη πρόσβαση σε θρεπτικά συστατικά όπως το άζωτο ή ο φωσφόρος. Θα μπορούσε επίσης να είναι διαθέσιμο άζωτο σε περιορισμένες ποσότητες στο έντερο;
Για να βρουν την απάντηση σε αυτήν την ερώτηση, ο Reese και οι συνάδελφοί του μελέτησαν δείγματα κοπράνων που συνέλεξαν από πολλά ζώα και ανθρώπους. Μελέτησαν τα κόπρανα ζέβρες, καμηλοπάρδαλες, ελέφαντες, πρόβατα και άλογα, για να αναφέρουν μόνο μερικά. Τα δείγματα ανθρώπινων κοπράνων προέρχονταν από εθελοντές που εδρεύουν στη Βόρεια Καρολίνα.
Τα αποτελέσματα της ανάλυσης του Reese και των συναδέλφων αποκάλυψαν ότι τα βακτήρια διατηρούνται σε σύντομο λουρί στο ανθρώπινο έντερο: έχουν πρόσβαση σε περίπου 1 άτομο αζώτου ανά κάθε 10 άτομα άνθρακα. Αυτό είναι πολύ μικρότερο από αυτό που λαμβάνουν τα μικρόβια που ζουν ελεύθερα: 1 άτομο αζώτου σε κάθε 4 άτομα άνθρακα, κατά μέσο όρο.
Προκειμένου να επιβεβαιωθεί ότι τα περιορισμένα επίπεδα αζώτου στο περιβάλλον, στην πραγματικότητα, ελέγχουν την «ελευθερία» των βακτηρίων, οι ερευνητές πραγματοποίησαν ένα πείραμα σε ποντίκια. Τράφηκαν στα ποντίκια τροφή πλούσια σε πρωτεΐνες, καθώς αυτά έχουν υψηλά επίπεδα αζώτου.
Όσο περισσότερη πρωτεΐνη έδωσαν οι ερευνητές στα ποντίκια, τόσο αυξανόταν ο αριθμός των βακτηρίων του εντέρου. Επιπλέον, όταν η Reese ένεσε τα ζώα με άζωτο, παρατήρησε ότι μέρος του αζώτου έφτασε στα βακτήρια του εντέρου.
Αυτό, εξηγεί, υποδηλώνει ότι ένα θηλαστικό ξενιστής είναι ικανό να εκκρίνει άζωτο μέσω των κυττάρων που ευθυγραμμίζουν το έντερο του προκειμένου να τροφοδοτήσει τα βακτήρια.
«Τα ευρήματά μας», λέει ο David, «υποστηρίζουν την ιδέα ότι έχουμε αναπτύξει έναν τρόπο να κρατήσουμε τα βακτήρια μας σε λουρί αφήνοντάς τα να λιμοκτονούν για άζωτο».
Επιτυγχάνει μια λεπτή ισορροπία
Ο Ντέιβιντ εξηγεί ότι «εξηγεί επίσης γιατί η δυτική διατροφή μπορεί να είναι κακή για εμάς. Όταν οι άνθρωποι τρώνε πάρα πολύ πρωτεΐνη, κατακλύζει την ικανότητα του ξενιστή να προσλάβει αυτό το άζωτο στο λεπτό έντερο και περισσότερο καταλήγει στο παχύ έντερο, εξαλείφοντας την ικανότητά μας να ελέγχουμε τις μικροβιακές μας κοινότητες. "
«Μπορεί να είναι ευκολότερο», λέει ο Reese, «να φανταστεί κανείς ότι το έντερο είναι λιγότερο« κόκκινο στα δόντια και τα νύχια »από άλλα μέρη της φύσης, επειδή τα μικροβιώματα μπορούν να είναι τόσο ευεργετικά για τον άνθρωπο», σχολιάζοντας την προηγούμενη ιδέα που υποδηλώνει ότι το έντερο είναι ένας παράδεισος για τα βακτήρια.
«Αλλά τα βακτήρια είναι μεμονωμένοι οργανισμοί, απλώς προσπαθούν να ξεπεράσουν - και υπάρχει μόνο τόση τροφή για να περιπλανηθεί», σημειώνει.
Οι επιστήμονες, ωστόσο, διερεύνησαν επίσης τους κινδύνους της προσπάθειας ελέγχου των βακτηρίων καταπολεμώντας τα με αντιβιοτικά. Για να το κάνουν αυτό, πραγματοποίησαν και πάλι ένα πείραμα σε ποντίκια, τα αποτελέσματα των οποίων δημοσίευσαν στο περιοδικό eLife νωρίτερα φέτος.
Στο πλαίσιο αυτής της μελέτης, οι επιστήμονες χορήγησαν αντιβιοτικά σε 10 ποντίκια σε διάστημα 5 ημερών και συνέλεξαν δείγματα κοπράνων - τα οποία ανέλυσαν - καθημερινά από τα ζώα.
Αυτό το πείραμα έδειξε ότι, ελλείψει βακτηρίων που τα «τρώνε», ουσίες όπως νιτρικά ή θειικά άλατα συσσωρεύτηκαν στο έντερο.
Όταν σταμάτησαν να τροφοδοτούν τα αντιβιοτικά των ποντικών, τα έντερα τους αποκατέστησαν τη μικροβιακή ισορροπία. παρόλο που, ο Reese εξηγεί: «Δεν έχουμε πραγματικά την αίσθηση του« σωστού »αριθμού βακτηρίων στο έντερο.»
«Σίγουρα το μηδέν είναι πολύ λίγο και το να είσαι γεμάτο μόνο βακτήρια θα ήταν πάρα πολλά», συνεχίζει. Επίσης, ενώ τα ποντίκια μπορεί να είναι σε θέση να ανακάμψουν αρκετά εύκολα ακόμη και μετά από επιθετική έκθεση σε φάρμακα που σκουπίζουν βακτήρια, δεν είναι το ίδιο για τους ανθρώπους, εξηγεί ο David.
Η σημασία του ανταγωνισμού
Αυτό συμβαίνει επειδή, εν μέρει, τα τρωκτικά επανακτούν ορισμένα βακτήρια τρώγοντας τα κόπρανα του άλλου. Ο Ντέιβιντ σημειώνει, "Οι άνθρωποι πιθανότατα δεν θα θέλουν να το κάνουν αυτό."
Όταν το μικρόβιο ενός ατόμου αποσταθεροποιείται, αυτό μπορεί πράγματι να επιτρέψει στα παθογόνα να κρατήσουν πιο εύκολα, προειδοποιούν οι ερευνητές.
«Κανονικά, τα παθογόνα θα δυσκολευτούν να αποικίσουν το έντερο. Υπάρχουν τρισεκατομμύρια άλλα βακτήρια που πρέπει να χτυπήσουν για να επιβιώσουν. Αλλά αν καταργήσουμε ξαφνικά τον μικροβιακό ανταγωνισμό για πόρους, χάνουμε τον έλεγχο και τα κακά βακτήρια που προκαλούν δυσάρεστες ασθένειες […] έχουν μια πιο ξεκάθαρη πορεία. "
Lawrence A David, Ph.D.
Μπορεί να υπάρχει τρόπος να διατηρηθεί η ευαίσθητη βακτηριακή ισορροπία, σημειώνουν οι συγγραφείς. Επί του παρόντος, η ομάδα εξετάζει πώς η διατροφή - ιδιαίτερα η παρουσία πρεβιοτικών και προβιοτικών - μπορεί να συμβάλει στην υγεία του εντέρου.
«Κατά τη διάρκεια της εξελικτικής ιστορίας, τα σώματά μας είχαν την ευκαιρία να τα καταλάβουν όλα αυτά, και να δημιουργήσουν συστήματα για να διατηρήσουν τον έλεγχο των μικροβίων», λέει ο Reese.
«Αλλά ως ερευνητές που ζουν στη σύγχρονη εποχή, νομίζω ότι εξακολουθούμε να προσπαθούμε να καταλάβουμε τι είναι η σωστή ενδιάμεση αξία και πώς να μας κρατήσετε εκεί», προσθέτει.
