Храна и микроби ангажимент за цял живот стомашно-чревно общество
Анализ на въздействието на новия хранителен справочник на Канада върху бактериите, които колонизират човешкото тяло
Гримът на нашето тяло е също толкова бактериален, колкото и човешки; според сегашните оценки ние приютяваме равен брой бактериални клетки и човешки клетки. 1 Нашите резидентни бактериални клетки - заедно с други микроби като вируси, гъбички и дрожди - съставляват нашия микробиом. Разчитаме на нашия чревен микробиом да изпълнява функции, които са от съществено значение за нашето здраве, като разграждане на храни, които не можем да усвоим сами за енергия, производство на витамини, които укрепват имунната ни система и защита срещу инфекция от вредни бактерии (патогени) като тези които причиняват хранително отравяне. 2
През последните няколко години постигнахме огромен напредък в нашето разбиране за състава и функцията на човешкия микробиом, чрез използването на сложни технологии за секвениране на ДНК. 3 Голяма част от анализа, който се опитва да определи здравословен микробиом, се фокусира върху бактериалните популации, тъй като те съставляват по-голямата част от нашия микробиом, надминавайки много други микроби. Чревният микробиом е обект на обширни изследвания, тъй като промените и дисбалансът (дисбиоза) в бактериалния състав са свързани с различни заболявания, включително възпалително заболяване на червата (IBD), синдром на раздразнените черва (IBS), астма, алергии, затлъстяване, и диабет тип 1 и 2. 4 Асоциациите между болестни състояния и бактериална чревна дисбиоза накараха изследователите да искат да разберат повече фактори, които влияят върху бактериалните популации и следователно въздействието на такива промени върху здравето на червата ни.
ДНК секвениране
ДНК секвенирането е процес, който определя точния ред на нуклеотиди в ДНК молекула. Той включва всеки метод или технология, използвани за установяване на реда на четирите основи - аденин, гуанин, цитозин и тимин - в нишка на ДНК.
Чревната екосистема
Стомашно-чревният тракт, най-голямата ни област, свързана с външния свят, е тръба, която минава през тялото от устата до ануса. Нашите черва съставляват по-голямата част от стомашно-чревния тракт и имат невероятни задачи да усвояват храната, която поглъщаме, да абсорбират усвоените хранителни вещества и да формират компетентна физическа и имунна бариера - всичко това, докато съхраняват хранителни вещества. Трилиони бактерии. 5 Микробиомът на червата се намира във вътрешната част (лумена) на тракта, през който преминават храната и усвоената материя. Видовете бактериални популации, които могат да обитават различните физически пространства по червата, са до голяма степен резултат от фактори на околната среда, включително продуктите, отделяни от чревните клетки, и храните, които ядем. 6
Броят на бактериите, пребиваващи в стомашно-чревния тракт, се увеличава, когато преминава от горната част на тънките черва (дванадесетопръстник → йеюнум → илеум) към дебелото черво или дебелото черво. 6 Дванадесетопръстникът, където съдържанието на стомаха е на първо място, съдържа бактерии, които се броят на стотици. За разлика от това, регионите на дебелото черво, най-отдалечени от тънките черва, са дом на трилиони бактерии. Тази повишена плътност се дължи на няколко фактора на околната среда, включително повишаване на рН (средата става по-малко кисела) в областта на дебелото черво. Кислородът, който е с по-ниска концентрация в областта на дебелото черво, също влияе върху бактериалната плътност, тъй като наистина е токсичен за много от обитаващите ни бактерии. Освен това транзитът на усвоена материя, много по-бърз в участъка на тънките черва, отколкото в дебелото черво, влияе върху способността на бактериите да колонизират успешно някои участъци.
Епителните клетки, които действат като интерфейс между лумена и подлежащата чревна тъкан, също са източник на фактори, които действат върху бактериите. 5 Например, има вид чревна епителна клетка (клетки на Панет) в тънките черва, която отсъства в здравото дебело черво. 7 Paneth клетките са мощни производители на антимикробни пептиди, които те освобождават в лумена, като по този начин ограничават бактериалните популации там. Те присъстват в по-голям брой в дванадесетопръстника и в по-малки количества в илеума.
За разлика от тях, бокаловите клетки, друг вид чревни епителни клетки, отговорни за производството на чревна слуз, се намират в по-голям брой в областта на дебелото черво. 7 Следователно дебелината на слузния слой се увеличава, когато се приближава до дебелото черво - максимумът му в дебелото черво и минимумът в горната част на тънките черва. Дифузният слой слуз в дванадесетопръстника и йеюнума е необходим за оптимално усвояване на хранителните вещества, докато по-дебелият слой слуз в дебелото черво предпазва чревния епител от уплътнените изпражнения, движещи се в лумена, като същевременно осигурява място за пребиваване на бактериите, които се заселват или прилепват в по-големи числа. 8
Чревните бактерии зависят от нас за храна
Вторият най-важен фактор, влияещ върху бактериалните популации в червата, е храната, която ядем. Точно както клетките ни, а оттам и телата ни, имат нужда от енергията от хранителните вещества, които усвояват, за да функционират, така и бактериите се нуждаят от хранителните вещества, за да оцелеят. Специфични хранителни вещества се абсорбират от различни места в човешкото черво. Това от своя страна влияе върху хранителните вещества, достъпни за бактериите, колонизиращи лумена. Например, по-голямата част от продуктите от разграждането на смилаеми въглехидрати (прости захари) се абсорбират от тънките черва. 6 Следователно, бактериите, пребиваващи в дебелото черво, трябва да могат да използват сложните въглехидрати, които тялото не усвоява за енергия, тъй като след като храната се върне в дебелото черво, повечето от простите захари са усвоени. Вижте Таблица 1 по-долу за преглед на местата в червата, където се абсорбират различни хранителни вещества.