Cum și de ce corpul nostru înfometează bacteriile intestinale
Are bacteriile o cantitate nelimitată de nutrienți în intestin? În trecut, oamenii de știință aveau tendința să creadă că intestinul este un fel de paradis pentru aceste microorganisme; dar, după cum se dovedește, această presupunere este incorectă - ceea ce este o veste bună pentru noi.
Conform cercetărilor recente, corpurile noastre pot adăposti mai multe bacterii decât ne-am fi imaginat.
De fapt, cel puțin jumătate din celulele din corp sunt microbiene, iar un număr semnificativ dintre acestea ne populează curajul.
Avem o relație simbiotică cu bacteriile noastre. Aceste microorganisme au o influență puternică asupra stării sănătății noastre generale - atât fizice, cât și mentale.
Cu toate acestea, bacteriile depind și de corpul nostru pentru a se hrăni, a trăi și a crește și se dovedește că corpurile noastre sunt destul de abile să țină aceste microorganisme sub control.
Cum se întâmplă asta? Prin controlul numărului de substanțe nutritive pe care microbii le pot accesa. Asta a constatat un nou studiu realizat de oamenii de știință de la Școala de Medicină a Universității Duke din Durham, NC.
„Se pare că există un ordin natural de ciocănire a bacteriilor și a noastră. Într-un fel, nu este surprinzător faptul că noi, gazda, ar trebui să deținem mai multe cărți ", spune co-autorul studiului Lawrence A. David, Ph.D.
Acest lucru contrazice ideile anterioare despre microbiomul intestinal uman, care îl privesc ca pe un mediu „în care se inundă hrană și resurse abundente, cum ar fi Fabrica de ciocolată a lui Willy Wonka”, după cum spune David.
David și colegii își raportează concluziile în lucrarea de studiu care apare în jurnal Microbiologia naturii.
Suprafața intestinului asupra bacteriilor
Premisa pentru acest studiu a venit de la Aspen Reese, care se află acum la Universitatea Harvard din Cambridge, MA, în timp ce era înscrisă ca doctorand. candidat la Universitatea Duke.
Datorită experienței sale în domeniul ecologiei, Reece s-a gândit la bacteriile intestinale în contextul competiției naturale pentru resurse. În aproape toate ecosistemele, consideră ea, locuitorii tind să concureze asupra resurselor limitate.
Deci, ea s-a întrebat dacă poate fi același lucru pentru locuitorii intestinului microbian. Ea a mai argumentat că bacteriile din corpurile de apă sunt restricționate de accesul limitat la substanțe nutritive precum azotul sau fosforul. Ar putea fi disponibil și azot în cantități limitate în intestin?
Pentru a găsi răspunsul la această întrebare, Reese și colegii săi au studiat probe de scaun pe care le-au colectat de la numeroase animale și oameni. Au studiat fecalele de zebre, girafe, elefanți, oi și cai, pentru a numi doar câteva. Probele de scaun uman provin de la voluntari din Carolina de Nord.
Rezultatele analizei lui Reese și colegii săi au arătat că bacteriile sunt ținute cu o lesă scurtă în intestinul uman: au acces la aproximativ 1 atom de azot la fiecare 10 atomi de carbon. Acest lucru este mult mai mic decât ceea ce obțin microbii cu viață liberă: 1 atom de azot la fiecare 4 atomi de carbon, în medie.
Pentru a confirma că nivelurile limitate de azot din mediu au controlat, de fapt, „libertatea” bacteriei, cercetătorii au efectuat un experiment la șoareci. Au hrănit șoarecii cu alimente bogate în proteine, deoarece aceștia au un nivel ridicat de azot.
Cu cât cercetătorii au dat șoarecilor mai multe proteine, cu atât numărul bacteriilor intestinale a crescut. Mai mult, când Reese a injectat animalele cu azot, a observat că o parte din azot a ajuns la bacteriile intestinale.
Acest lucru, explică ea, sugerează că un mamifer gazdă este capabil să secrete azot prin celulele care îi acoperă intestinul pentru a hrăni bacteriile.
„Descoperirile noastre”, spune David, „susțin ideea că am dezvoltat o modalitate de a ne menține bacteriile în lesă, lăsându-le să moară de azot”.
Atingerea unui echilibru delicat
David explică că acest lucru „explică și de ce dieta occidentală ar putea fi nefastă pentru noi. Când oamenii mănâncă prea multe proteine, mlaștină capacitatea gazdei de a prelua azotul din intestinul subțire și mai mult din acesta ajunge să se îndrepte spre intestinul gros, eliminând capacitatea noastră de a ne controla comunitățile microbiene ".
„S-ar putea să fie mai ușor”, spune Reese, „să ne imaginăm că intestinul este mai puțin„ roșu în dinți și gheare ”decât alte părți ale naturii, deoarece microbiota poate fi atât de benefică pentru oameni”, comentând ideea anterioară, sugerând că intestinul este un refugiu pentru bacterii.
„Dar bacteriile sunt organisme individuale, care încearcă doar să se descurce - și există doar atât de multă hrană de parcurs”, notează ea.
Cu toate acestea, oamenii de știință au aprofundat și pericolele încercării de a controla bacteriile luptându-le cu antibiotice. Pentru a face acest lucru, au efectuat din nou un experiment pe șoareci, ale cărui rezultate au fost publicate în jurnal eLife mai devreme anul asta.
Ca parte a acestui studiu, oamenii de știință au administrat antibiotice la 10 șoareci pe o perioadă de 5 zile și au colectat probe de scaun - pe care le-au analizat - zilnic de la animale.
Acest experiment a demonstrat că, în absența bacteriilor care să le „mănânce”, substanțe precum azotatul sau sulfatul se supraacumulează în intestin.
Când au încetat să mai hrănească șoarecii cu antibiotice, curajul lor a restabilit echilibrul microbian; deși, Reese explică, „Nu avem cu adevărat o idee despre ceea ce este numărul„ corect ”de bacterii care trebuie să aibă în intestin.”
„Cu siguranță, zero este prea puțin și a fi plină de bacterii ar fi prea multe”, continuă ea. De asemenea, în timp ce șoarecii se pot recupera destul de ușor chiar și după o expunere agresivă la medicamente care șterg bacteriile, nu este același lucru pentru oameni, explică David.
Importanța concurenței
Acest lucru se datorează faptului că, în parte, rozătoarele redobândesc anumite bacterii mâncând reciproc fecalele. David notează: „Probabil că oamenii nu vor dori să facă asta”.
Cercetătorii avertizează că atunci când microbiomul unei persoane este destabilizat, acest lucru poate permite de fapt agenților patogeni să se prindă mai ușor.
„În mod normal, agenții patogeni vor avea dificultăți în colonizarea intestinului. Există trilioane de alte bacterii pe care trebuie să le bată pentru a supraviețui. Dar dacă eliminăm brusc concurența microbiană pentru resurse, pierdem controlul, iar bacteriile rele care cauzează boli urâte [...] au o cale mai clară. ”
Lawrence A David, dr.
Pot exista o modalitate de a ajuta la menținerea echilibrului bacterian delicat, notează autorii. În prezent, echipa analizează modul în care dieta - în special prezența prebioticelor și probioticelor - poate contribui la sănătatea intestinelor.
„De-a lungul istoriei evolutive, corpurile noastre au avut șansa să descopere acest lucru și să construiască sisteme pentru a menține microbiota sub control”, spune Reese.
„Însă, în calitate de cercetători care trăiesc în era modernă, cred că încă încercăm să obținem o perspectivă asupra valorii corecte și a modului de a ne menține acolo”, adaugă ea.
