Общоприето е, че затлъстяването и свързаните с него метаболитни заболявания, включително диабет тип 2, са тясно свързани с диетата. Въпреки това, чревната микробиота също се превърна във фокус за изследване на пресечната точка на диетата и метаболитното здраве, каза Донован, представяйки речта си по време на 5-ата среща на върха на киселото мляко в рамките на Международния конгрес по хранене. Съвкупност от знания подчертава ролята на чревната микробиота като медиатор на диетичното въздействие върху метаболитния статус на гостоприемника. Понастоящем усилията са насочени към установяване на причинно-следствени връзки между диетата, чревната микробиота и здравето на хората, но също така и върху перспективата за терапевтични интервенции, като персонализирано хранене.

могат

Какви са функциите на микробиома за поддържане на здравето?

През последните десет години бързото развитие на технологиите за последователно следващо поколение (NGS) оказа голямо влияние върху областта на метагеномиката. В действителност, специфичен микробиом може да бъде качествено и количествено характеризиран в дълбочина, като се използват подходи, базирани на NGS, без пристрастие към селекция и ограничения, свързани с методите на култивиране. Тези технологии се използват и в проекта за човешки микробиом, чиято цел е да се получи пълен каталог на микробите, живеещи в различните райони на човешкото тяло, и да се дефинират техните функции. Откритията са вълнуващи! Човешкият микробиом е от съществено значение за човешкото здраве и функционирането на тялото: той се намесва по-специално в модулацията на плътността на костната маса, насърчаването на съхранението на мазнини и ангиогенезата, развитието и обучението на имунната система, биосинтеза на витамини и аминокиселини, устойчивостта на патогени, модификация на нервната система, регулиране на апетита ... И това са единствените известни функции днес. Започваме да изясняваме огромния научен и терапевтичен потенциал на човешкия микробиом в почти всички медицински области, коментира Донован.

Кои заболявания са свързани с микробиома?

Какви са потенциалните механизми, свързващи микробиома и здравето? Чревната микробиота допринася за хидролизата на сложни полизахариди от диетични фибри и по този начин може да допринесе за увеличаване на енергийната реколта и за генериране на късоверижни мастни киселини (SCFA), които повлияват метаболизма на гостоприемника по различни начини. SCFA могат да активират чревни хормони, което влияе върху подвижността на червата, увеличава скоростта на чревния транзит и намалява енергийната реколта от диетата. SCFA също могат да повишат чувствителността към инсулин и да предизвикат ситост. Чревната дисбиоза, която отчасти може да бъде причинена от „обезогенни“ диети, богати на наситени мазнини, може да доведе до растежа на потенциални патогени (Грам-отрицателни бактерии и производен липополизахарид (LPS)) с провъзпалителни ефекти в периферните тъкани. Следователно затлъстяването и диабетът представляват два примера за заболявания, медиирани от взаимодействия между чревната микробиота и имунната система с последващо развитие на специфичен орган, автоимунитет и/или метаболитна дисфункция.

Защо диетата е основният двигател на чревната микробиота?

Диетата е може би основният фактор, движещ състава и метаболизма на чревната микробиота. Диетичните модели (вегетарианска диета например), специфични хранителни вещества и биоактивни диетични компоненти играят съществена роля в оформянето на чревния микробиом. Микробиомният състав, метагеномът и метаболомът също са свързани с дългосрочните диетични модели. Въпреки това, краткосрочната консумация на диети, изцяло съставени от животински или растителни продукти, бързо променя структурата на микробната общност и преодолява различните индивидуални различия в експресията на микробни гени. Например, доказано е, че диетата с високо съдържание на мазнини намалява неблагоприятно A. muciniphila и Lactobacillus, които и двете са свързани със здравословни метаболитни състояния. Шарън Донован също показа как хранителният прием на пребиотици влияе положително върху чревния микробиом и как ферментиралата храна, съдържаща живи микробни видове, като кисело мляко или ферментирали млечни продукти, обогатени с пробиотици, може да бъде от полза за чревния микробиом и здравето. Към днешна дата обаче киселото мляко е сравнително слабо проучено по отношение на ефектите върху микробиома.

Кои други фактори влияят върху състава на микробиома?

Настоящата ‘омическа ера обещава бърз напредък към разбирането как околната среда може да модулира както състава, така и метаболизма на чревната микробиота, позволявайки на изследователите да предоставят информирани съвети, които трябва да подобрят дългосрочното здравословно състояние. От вътреутробни вариации до тези, които настъпват бързо след раждането, нашият чревен микробиом се променя с възрастта, околната среда, стреса, диетата и здравословното състояние, както и експозицията на лекарства (като антибиотици) или дори географията. От своя страна съставът и активността на чревната микробиота влияят върху метаболизма на гостоприемника и развитието на болестта. Промяната на нашата чревна микробиота през целия живот е особено важна. Преди раждането всички сме повече или по-малко „стерилни“ - нямаме микроби. В рамките на няколко години сме обхванати от хиляди различни видове микроби и те колонизират всеки милиметър от тялото, което е изложено на външния свят. По времето, когато влезем в детската градина, имаме значително различни популации, живеещи в различните местообитания около телата ни. Дори като възрастни и в напреднала възраст, нашата чревна микробиота продължава да се променя.

Какво знаем за микробиома?

Какво научихме за микробиома през това десетилетие на изследвания с подходи, базирани на „omics“ *? Сега знаем, че чревната микробиота съдържа около 1000 различни вида микроорганизми, които кодират много повече гени от човешкия гостоприемник (100 пъти повече!). Микробиомът е колективният геном на микробиотата. Микробиомът е разнообразен, представлява всичките 3 области на живота (микроби, гъби, архея) и неговата функция е по-силно запазена между местата, отколкото микробния състав. Но въпреки тази променливост, бяха установени някои тенденции. Микробните популации се различават повече между отделните места на тялото, отколкото между отделните индивиди. Например микробите, живеещи на предмишниците на двама различни хора, са по-сходни от микробите на предмишницата и ухото на един и същ човек. Освен това някои видове бактерии живеят само в червата, докато други живеят само на зъбите и т.н. Не на последно място, последните изследвания върху животни показват съществената роля на чревната микробиота в нормалното стомашно-чревно, имунно, метаболитно и когнитивно развитие и функция.

Как изучавахме микробиома?

Според Шарън Донован напълно сме предефинирали какво означава да бъдеш човек след успеха на проекта за човешкия геном, в началото на 21 век. Научната общност се съгласи, че общността на човешките чревни бактерии е основно предизвикателство в медицинските изследвания. Тъй като много от тези чревни бактерии не могат да бъдат култивирани в чаша на Петри в лаборатория, малко се знае за тази огромна общност от микроорганизми, обитаващи нашето тяло. Започна да се подозира, че те играят ключова роля за здравето, но и за болестите. По това време, тоест преди 10 години, Институтите по здравеопазване на Съединените щати решиха да стартират проекта за човешки микробиом, в който участваха няколко института за биомедицински изследвания. Почти по същото време в Европа е замислен MetaHit, макар че за разлика от американския проект той се фокусира върху връзката между микробиотата и две все по-често срещани заболявания, затлъстяване и диабет тип 2.

Донован завършва с наблюдението, че ако познанията ни за композицията бързо се разширят, нашето разбиране за функцията остава ограничено. Според нея са необходими по-дългосрочни наблюдателни проучвания с подробни метаданни и проби от изпражнения, както и проспективна намеса на кисело мляко за установяване на дозата и механизма на действие.