Vücudumuz bağırsak bakterilerini nasıl ve neden aç bırakıyor?
Bakterilerin bağırsaklarında sınırsız besin kaynağı var mı? Geçmişte bilim adamları, bağırsakların bu mikroorganizmalar için bir tür cennet olduğuna inanma eğilimindeydiler; ancak ortaya çıktığı gibi, bu varsayım yanlış - ki bu bizim için iyi bir haber.
Son araştırmalara göre, vücudumuz hayal ettiğimizden daha fazla bakteri barındırıyor olabilir.
Aslında vücuttaki hücrelerin en az yarısı mikrobiktir ve bunların önemli bir kısmı bağırsaklarımızı doldurur.
Bakterilerimizle simbiyotik bir ilişkimiz var. Bu mikroorganizmaların hem fiziksel hem de zihinsel genel sağlığımızın durumu üzerinde güçlü bir etkisi vardır.
Bununla birlikte, bakteriler aynı zamanda beslenmek, yaşamak ve büyümek için vücudumuza bağımlıdır ve vücudumuzun bu mikroorganizmaları kontrol altında tutmakta oldukça becerikli olduğu ortaya çıkar.
Bu nasıl olur? Mikropların kaç besine erişebileceğini kontrol ederek. Bu, NC, Durham'daki Duke Üniversitesi Tıp Fakültesi'nden bilim adamları tarafından yürütülen yeni bir araştırmanın bulduğu şeydir.
Bakteriye ve bize doğal bir gagalama düzeni var gibi görünüyor. Çalışmanın ortak yazarı Lawrence A. David, Ph.D.
Bu, insan bağırsağı mikrobiyomu hakkındaki önceki fikirlerle çelişiyor ve onu David'in ifadesiyle "Willy Wonka’nın Çikolata Fabrikası gibi, bol miktarda gıda ve kaynakların aktığı bir ortam" olarak görüyor.
David ve meslektaşları, bulgularını dergide görünen çalışma makalesinde bildiriyorlar. Doğa Mikrobiyolojisi.
Bağırsağın bakterilere üstünlüğü
Bu çalışmanın öncülü, şu anda Cambridge, MA'daki Harvard Üniversitesi'nde bulunan ve doktora derecesine kayıtlı olan Aspen Reese'den kaynaklandı. Duke Üniversitesi'nde aday.
Ekolojideki geçmişi sayesinde, Reece, kaynaklar için doğal rekabet bağlamında bağırsak bakterilerini düşündü. Neredeyse tüm ekosistemlerde, sakinlerin sınırlı kaynaklar üzerinde rekabet etme eğiliminde olduğunu düşünüyordu.
Bu yüzden, mikrobiyal bağırsak sakinleri için de aynı olup olmadığını merak etti. Su kütlelerindeki bakterilerin, nitrojen veya fosfor gibi besin maddelerine sınırlı erişimle kısıtlandığını ileri sürdü. Azot da bağırsakta sınırlı miktarlarda bulunabilir mi?
Bu sorunun cevabını bulmak için Reese ve meslektaşları, çok sayıda hayvan ve insandan topladıkları dışkı örneklerini inceledi. Zebraların, zürafaların, fillerin, koyunların ve atların dışkılarını incelediler. İnsan dışkı örnekleri, Kuzey Carolina'da bulunan gönüllülerden geldi.
Reese ve meslektaşlarının analizinin sonuçları, bakterilerin insan bağırsağında kısa bir süre tutulduğunu ortaya koydu: Her 10 karbon atomu başına yaklaşık 1 nitrojen atomuna erişimleri var. Bu, serbest yaşayan mikropların elde ettiğinden çok daha az: Ortalama olarak her 4 karbon atomuna 1 nitrojen atomu.
Araştırmacılar, ortamdaki sınırlı nitrojen seviyelerinin aslında bakterinin "özgürlüğünü" kontrol ettiğini doğrulamak için farelerde bir deney yaptı. Yüksek seviyelerde nitrojene sahip oldukları için fareleri protein bakımından zengin yiyeceklerle beslediler.
Araştırmacılar farelere ne kadar çok protein verirse bağırsak bakterilerinin sayısı o kadar arttı. Dahası, Reese hayvanlara nitrojen enjekte ettiğinde, nitrojenin bir kısmının bağırsak bakterilerine ulaştığını fark etti.
Bu, bir ev sahibi memelinin bakterileri beslemek için bağırsağını kaplayan hücreler aracılığıyla nitrojen salgılayabildiğini açıklıyor.
"Bulgularımız," diyor David, "bakterilerimizi nitrojene aç bırakarak onları dizgin altında tutmanın bir yolunu geliştirdiğimiz fikrini destekliyor."
Hassas bir denge yaratmak
David, bunun “Batı diyetinin bizim için neden kötü olabileceğini de açıklıyor. İnsanlar çok fazla protein yediğinde, konakçının ince bağırsakta bu nitrojeni alma yeteneğini batırır ve daha fazlası kalın bağırsağa doğru yol alarak mikrobiyal topluluklarımızı kontrol etme yeteneğimizi ortadan kaldırır. "
Reese, "Bağırsakların doğanın diğer kısımlarına göre daha az" diş ve pençe olarak kırmızı "olduğunu hayal etmek daha kolay olabilir, çünkü mikrobiyota insanlar için çok faydalı olabilir" diyor Reese. bağırsak bakteri için bir cennettir.
"Ama bakteriler tek tek organizmalardır, sadece geçmeye çalışıyorlar - ve etrafta dolaşacak çok fazla yiyecek var," diye belirtiyor.
Bununla birlikte bilim adamları, bakterileri antibiyotiklerle savaşarak kontrol etmeye çalışmanın tehlikelerini de araştırdılar. Bunu yapmak için, sonuçları dergide yayınladıkları farelerde tekrar bir deney yaptılar. eLife bu yılın başlarında.
Bu çalışmanın bir parçası olarak, bilim adamları 5 günlük bir süre boyunca 10 fareye antibiyotik verdiler ve hayvanlardan günlük olarak analiz ettikleri dışkı örnekleri topladılar.
Bu deney, onları "yiyen" bakterilerin yokluğunda, nitrat veya sülfat gibi maddelerin bağırsakta aşırı biriktiğini gösterdi.
Farelere antibiyotik vermeyi bıraktıklarında, bağırsakları mikrobiyal dengeyi yeniden kurdu; Yine de Reese, "Bağırsaktaki" doğru "bakteri sayısının ne olduğu konusunda gerçekten bir fikrimiz yok." diye açıklıyor.
“Kesinlikle sıfır çok azdır ve yalnızca bakterilerle dolu olmak çok fazla olur” diye devam ediyor. David, ayrıca, bakterileri silen ilaçlara agresif bir şekilde maruz kaldıktan sonra bile fareler oldukça kolay bir şekilde iyileşebilirken, bunun insanlar için aynı olmadığını açıklıyor.
Rekabetin önemi
Bunun nedeni kısmen, kemirgenlerin birbirlerinin dışkısını yiyerek belirli bakterileri yeniden kazanmalarıdır. David, "İnsanlar muhtemelen bunu yapmak istemeyecekler" diyor.
Araştırmacılar, bir kişinin mikrobiyomunun dengesizleştiğinde, bu aslında patojenlerin daha kolay tutulmasına izin verebileceğini söylüyor.
Normalde, patojenler bağırsakları kolonize etmekte zorlanırlar. Hayatta kalabilmek için yenmeleri gereken trilyonlarca başka bakteri var. Ancak kaynaklar için mikrobiyal rekabeti birden bire ortadan kaldırırsak, kontrolü kaybederiz ve kötü hastalıklara neden olan kötü bakterilerin […] daha net bir yolu olur. "
Lawrence A David, Ph.D.
Yazarlar, hassas bakteri dengesini korumaya yardımcı olmanın bir yolu olabileceğini belirtti. Şu anda ekip, diyetin - özellikle prebiyotiklerin ve probiyotiklerin varlığının - bağırsak sağlığına nasıl katkıda bulunabileceğini araştırıyor.
Reese, "Evrimsel tarih boyunca, vücudumuzun tüm bunları çözme ve mikrobiyotayı kontrol altında tutacak sistemler kurma şansı buldu" diyor.
"Ancak modern çağda yaşayan araştırmacılar olarak, hala aradaki değerin ne olduğunu ve bizi orada nasıl tutacağımızı anlamaya çalıştığımızı düşünüyorum" diye ekliyor.
