Ichak florasi: ozroq ovqatdan ko'proq energiya oling

2024 Muallif: Seth Attwood | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-16 16:19

Doimiy diareya va o'tkir qorin og'rig'i shikoyati bilan ayolni tekshirishda Clostridia sabab bo'lgan yo'g'on ichakning o'tkir yallig'lanishi aniqlandi. Bakteriyalarning antibiotiklarga chidamliligini hisobga olib, bemorga eksperimental, ammo samarali terapiya usuli - donor mikrobiota (ichak mikroflorasi) transplantatsiyasi taklif qilindi.

Bemorning ichaklariga 600 ml donor najasi suspenziyasi kiritilgandan so'ng, kasallikning qaytalanishi kuzatilmadi - donorning mikrobiotasi patogenni muvaffaqiyatli siljitdi va uning bo'sh joylarini egalladi. Biroq, bir yil o'tgach, ayol shifokorga tez vazn ortishi haqida shikoyat qildi, transplantatsiyadan oldin butun hayoti davomida u normal va barqaror tana vazniga ega edi. Jarayon boshlangan paytdan boshlab o'sish 15 kg ni tashkil etdi va umumiy tana vazni 155 sm balandlikda 77 kg ga etdi. Fitnes va parhezga qaramay, bemorning vazni tez orada 80 kg dan oshdi. Shifokor, umuman sog'lom donor ham ortiqcha vaznga ega ekanligini ta'kidladi va mikrobiota orqali semirishning "ifloslanishi" ehtimoliga yo'l qo'ydi. Bir qarashda, bunday jasur taxmin mustahkam dalil bazasiga ega. Ushbu maqolada men mikrobiotaning ovqat hazm qilishga ta'siri va nima uchun uning turlarining xilma-xilligi kamayishi va bir xillik semirish xavfini oshirishi haqida gapiraman.

glagolalar.

Kirish

Semirib ketish ehtimoli 80% ga etadi, ammo yadro genomidagi individual farqlar populyatsiyadagi tana vaznining o'zgaruvchanligining 2% dan kamrog'ini tashkil qiladi. Bundan tashqari, yadro genomi har bir ota-onadan bolaga deyarli teng ravishda uzatiladi, ammo bolalar semirishni onalaridan sezilarli darajada yuqori chastota bilan meros qilib oladilar. Bu hodisa ko'pincha o'z DNKsiga ega bo'lgan va sperma boshida bo'lmagan mitoxondriyalarning metabolizmiga ta'siri bilan izohlanadi, shuning uchun mitoxondriyal genom embrion tomonidan faqat onaning tuxumidan meros bo'lib o'tadi. Biroq, mitoxondriyal genomni o'rganish natijalari semirishning irsiylanishining kamroq holatlarini tushuntiradi. Shunday qilib, agar ushbu kasallikning merosxo'ri faqat qisman yadro va mitoxondrial genomlar vositasida bo'lsa, unda semizlik bolalarga asosan uchinchi inson genomi - mikrobioma (mikrobiota genlari to'plami) orqali yuqishi mumkin. onasi?

Mikrobiomaning irsiyligi va o'zgaruvchanligi

Intrauterin rivojlanish homilaning mutlaq bepushtligi bilan birga keladi, u birinchi marta tabiiy tug'ilish paytida tug'ilish kanalini yengib, mikrobiotani oladi. Shuning uchun tabiiy ravishda tug'ilgan chaqaloqlar sezaryen bilan olinganlarga qaraganda ko'proq turli xil mikrobiotalarga ega. Shuningdek, tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, sezaryen bilan tug'ilgan bolalarda semirish xavfi yuqori. Shunga qaramay, bu bolalarda mikrobiota tarkibi emizish sharoitida asta-sekin normallashadi, bu esa opportunistik bakterioidlar va klostridiyalar populyatsiyasini bostiruvchi bifidobakteriyalar va laktobakteriyalarning ustunligini ta'minlaydi. Tabiiy tug'ilish va emizish mikrobiotaning asosiy qismini tashkil qiladi, bu odatda umr bo'yi davom etadi. Mikrobiotani boshqa turdagi bakteriyalar bilan yanada boyitish turmush tarziga bog'liq.

Masalan, bolalar bog'chasiga tashrif buyurish mikrobiotaning turlar xilma-xilligini oshirishning muhim va mustaqil omilidir. Boshqa tomondan, antibiotiklar va antiseptiklarni keng qo'llash, shuningdek, qattiq sanitariya-gigiyena me'yorlari odamlar o'rtasidagi mikrobiota almashinuv kursini va uning xilma-xilligini pasaytiradi (antibiotiklarning mikrobiotaga ta'siri va yomon hid haqida ko'proq o'qing bu erda). Shunday qilib, biz mikrobiomaning irsiyligi va o'zgaruvchanligi haqida gapirishimiz mumkin.

Mikrobiota tuzilishi

Yoshi bilan ichakdagi bakterial hujayralar soni asta-sekin 100 trillionga etadi, bu kattalardagi tananing o'z hujayralari sonidan 10 baravar ko'pdir. Shu bilan birga, bakteriyalarning kichik o'lchamlari tufayli butun mikrobiota 2 kg gacha og'irlikda bo'lib, yo'g'on ichakka sig'adi.

To'g'ri ichak tarkibining taxminan 60% mikroorganizmlar bo'lib, ularning koloniyalari o'simlik oziq-ovqatlari (tsellyuloza) tolalarida o'sib, ularni oziq-ovqat va skelet sifatida ishlatadi va shu bilan najasning bo'lak konsistensiyasini hosil qiladi. Bakteriyalarning ko'p soniga qaramay, ularning inson tanasi bilan o'zaro ta'siri olimlar tomonidan uzoq vaqt davomida kommensalizm doirasida ko'rib chiqilgan, bunda mikroorganizm munosabatlardan foyda ko'radi va makroorganizm na foyda va na zarar oladi. Biroq, genotiplash usullarining rivojlanishi bilan mikrobiota tushunchasi sezilarli darajada o'zgardi.

Mikrobiotaning tur xilma-xilligi mikroorganizmlarning 300-700 turiga yetib borishi, ularning umumiy genomi esa 10 million gendan iborat boʻlib, bu inson genomidan 300 barobar koʻp ekanligi aniqlandi. Mikrobioma genlarining bunday yig'indisi va ularning sonini odamlardagi bilan taqqoslash bu erda shunchaki ta'sirchan so'z emas. Ko'pgina bakterial genlar funktsional ravishda inson yadro genomini to'ldiradi va mikroorganizmlarning turlararo o'zaro ta'siri shunchalik yaqinki, ba'zi turlar tom ma'noda bir-birisiz yashay olmaydi. Ushbu yo'nalishdagi so'nggi kashfiyotlar inson va mikrobiota o'rtasidagi o'zaro manfaatli munosabatlar haqida gapirishga imkon berdi va uning genlarining umumiyligi mikrobioma yoki uchinchi inson genomi deb ataladi. Tasavvur qilish uchun men aniq bir misol keltiraman.

Mikrobiota fiziologiyasi

O'simlik ovqatlari bilan biz fruktoza polimerlarini (fruktanlarni) iste'mol qilamiz, ularni oddiy shakarlarga bo'linish uchun o'z fermentlarimiz yo'q. Davolash qilinmagan fruktanlar so'rilmaydi va ularning ichaklarda to'planishi jiddiy buzilishlarni keltirib chiqaradi va og'iz bo'shlig'ida ular tish emaliga yopishish uchun karioz bakteriyalar tomonidan qo'llaniladi. Bizga bifidobakteriyalar va laktobakteriyalar yordam beradi, ularda fruktanlarni laktat va asetatga bo'lish uchun ferment genlari mavjud. Ushbu metabolitlar kislotaga sezgir va diareya qo'zg'atuvchi opportunistik bakteriyalarning ko'payishini kamaytiradigan ko'proq kislotali sharoitlarni yaratadi. Bundan tashqari, laktat va asetat boshqa turdagi do'stona mikroflorani energiya manbai sifatida ishlatadi, ular ichak epitelial hujayralari uchun asosiy energiya manbai bo'lgan butiratni va ularga hujayra ichidagi patogenlarning kirib borishini ingibitorini ishlab chiqaradi va bu birikma ham rivojlanish xavfini kamaytiradi. yarali kolit va yo'g'on ichak saratoni rivojlanishi. Shunday qilib, bakteriyalarning bir nechta turlari organizm uchun xavfli oziq-ovqat tarkibiy qismlaridan shifobaxsh moddani sintez qiladi va o'z joylarini raqobatchilardan himoya qilib, odamga bonus sifatida uning ichaklarida patogenlarning ko'payishini bostiradi! Endi tasavvur qiling-a, o'nlab va yuzlab turdagi mikroorganizmlar muhim aminokislotalar, vitaminlar va boshqa metabolitlarni ishlab chiqaradigan uzunroq va ko'proq tarvaqaylab ketgan metabolik zanjirlarga qanday qilib birlashtiriladi va shu bilan ovqat hazm qilish, immunitet va hatto bizning xatti-harakatlarimizni, shu jumladan oziq-ovqat mahsulotlarini ham modulyatsiya qiladi.

Mikrobiota va semirish

Mikrobiotaning semirishga sezilarli ta'siri birinchi marta mikroorganizmlardan butunlay xoli bo'lgan va steril sharoitda o'stirilgan holda namoyon bo'ldi. Odatda, steril sichqonlar odatda mikroflora bilan taqqoslanadigan sichqonlarga qaraganda 42% kamroq yog 'to'qimalariga ega. Shu bilan birga, ingichka steril sichqonlar mikrofloraga ega bo'lgan to'liqroq hamkasblariga qaraganda 29% ko'proq oziq-ovqat iste'mol qiladilar. Tadqiqotchilar mikroflorani odatdagidan steril sichqonlarga o'tkazdilar va oziq-ovqat iste'moli 27% ga kamayganiga qaramay, ikki hafta ichida yog 'to'qimalarining 57% ga ko'payishini kuzatdilar!

Mualliflar mikroflora kamroq oziq-ovqatdan ko'proq energiya olishga yordam beradi degan xulosaga kelishdi. Shu bilan birga, mikroflora bilan hazm qilishning energiya samaradorligi shunchalik oshadiki, natijada ortiqcha kaloriya yog 'to'qimalarida saqlanadi.

Ushbu tadqiqotda olingan natijalar sutemizuvchilar tanasi tomonidan mustaqil ravishda sintez qilingan glikozidazalarning kam xilma-xilligi - o'simlik tolasi kabi murakkab uglevod molekulalarida bog'lanishlarni ajratish uchun fermentlar bilan bog'liq. Taqqoslash uchun, agar bizning genomimizda glikozidazalarni sintez qilish uchun atigi 20 ta gen mavjud bo'lsa, u holda bakterioid turining o'zi 261 turdagi glikozidazalarni sintez qiladi va butun mikrobiomada bu fermentlarni sintez qilish uchun 250 000 gen mavjud. Shunday qilib, mikrobiota bo'lmasa, energiyaga boy tolalar tanani najas bilan qoldiradi, kaloriya ehtiyojlarini qondirmaydi, shuning uchun steril sichqonlar normal mikrofloraga ega bo'lgan hamkasblariga qaraganda ko'proq ovqatlanadilar va og'irligi kamroq. Ushbu tadqiqotlar natijalari o'ylamasdan semizlikni antibiotiklar bilan mikrobiotani butunlay yo'q qilish orqali davolash usuli g'oyasini keltirib chiqaradi. Biroq, inson va mikrobiotaning birgalikdagi evolyutsiyasi shu qadar uzoqqa bordiki, bu g'oyani amalga oshirish mumkin emas va klinik nuqtai nazardan bu juda xavflidir.

Birinchidan, sichqonlardan farqli o'laroq, biz steril sharoitda yashay olmaymiz. Atrof-muhit ko'plab patogen mikroorganizmlarni o'z ichiga oladi, ular tabiiy mikrofloradan xoli bo'shliqlarni egallashdan xursand bo'lishadi. Misol uchun, maqolaning boshida klinik holati keltirilgan ayol yuqori dozalarda antibiotiklar bilan bakterial vaginozni davolashdan so'ng Clostridia infektsiyasini oldi. Ikkinchidan, men yuqorida aytib o'tgan edimki, mikrobiota bo'lmasa, biz fruktanlarni o'zimiz parchalay olmaymiz, ularning to'planishi og'ir ovqat hazm qilish kasalliklari bilan to'la. Va nihoyat, uchinchidan, amalda antibiotiklardan foydalanish teskari ta'sir ko'rsatadi - semirish kuchayadi va yanada xilma-xil va boy tarkibga ega mikrobiota semizlikdan himoya qiladi.

Antibiotiklar va semizlik

O'tgan asrning o'rtalaridan boshlab chorva mollarining vaznini tezlashtirish uchun antibiotiklar qishloq xo'jaligida keng qo'llanila boshlandi. Shu maqsadda yemga preparatlar doimiy ravishda qo‘shiladi, buning natijasida ishlab chiqarilgan antibiotiklarning 70 foizi chorvachilikka sarflanadi.

Antibiotiklarning tana vazniga ijobiy ta'siri uzoq vaqtdan beri infektsiyalarning oldini olish bilan bog'liq, chunki sog'lom hayvon tezroq vaznga ega bo'ladi. Ammo keyinchalik bu qaramlik mikrobiota tarkibidagi o'zgarishlar bilan bog'liq ekanligi isbotlandi. Antibiotiklarning inson tana vazniga o'xshash ta'siri dargumon deb hisoblangan, chunki antibiotik terapiyasi qisqa vaqt va vaqti-vaqti bilan qo'llaniladi. Shu bilan birga, 10 yil oldin o'tkazilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, hatto bitta antibiotik kursi ham 4 yil ichida inson mikrobiotasi xilma-xilligining pasayishiga olib keladi. 2017 yilda 500 000 ga yaqin odam ishtirok etgan tadqiqotlarning meta-tahlili shuni ko'rsatdiki, chaqaloqlik davrida antibiotiklardan foydalanish keyingi hayotda semirish xavfini sezilarli darajada oshiradi, antibiotik dozasi semirish bilan ijobiy bog'liqdir. Shunday qilib, mikrobiotani bostirish natijasida tana vaznining kutilgan pasayishi sodir bo'lmaydi, lekin kelajakda, aksincha, semirishning rivojlanishi kuzatiladi. Taxminlarga ko'ra, antibiotiklar, ularga sezgir bo'lgan oddiy mikrofloraning vakillarini tanlab yo'q qilib, o'ziga xos "semizlik mikrobiotasini" hosil qiladi.

Uzluksiz metabolik zanjir va "semizlik mikrobiotasi" tushunchasi

To'liq mikrobiota - bu energiyaga boy tolani energiyaga ega bo'lmagan birikmalarga parchalaydigan doimiy metabolik reaktsiyalar zanjiri. Bunday holda, hali ham energiyani o'z ichiga olgan har bir oraliq metabolit metabolik zanjirdagi keyingi bakteriya tomonidan assimilyatsiya qilinadi, uning parchalanishi uchun fermentlarni sintez qilish, energiyaning bir qismini o'zlashtirishga qodir. Uzluksiz metabolik zanjirning faoliyatining yakuniy metabolitlari qisqa zanjirli yog 'kislotalari bo'lib, ular asosan ichak hujayralari tomonidan katabolizatsiya qilinadi va yog 'to'qimalarida sublimatsiya qilinmaydi va ularning ba'zilari hatto lipogenezni inhibe qiladi va ishtahani bostiradi. Shunday qilib, to'liq mikrobiota tolaning energiyasidan deyarli to'liq foydalanadi va tez uglevodlarni suiiste'mol qilsa ham, uy egasini semirishdan himoya qiladi.

Oddiy mikrofloradan farqli o'laroq, "semizlik mikrobiotasi" bakteriyalarning yo'qolgan turlari, avlodlari yoki butun oilalari tufayli monotondir, shuning uchun u doimiy metabolik zanjir hosil qila olmaydi. Har xil turdagi tolalar mikrobiotaning ko'plab vakillari tomonidan parchalanganligi sababli, ularning ba'zilarining yo'qligi metabolik zanjirning boshlanishiga to'sqinlik qilmaydi va xun tolasi xavfsiz tarzda oraliq metabolitlarga bo'linadi. O'z navbatida, oraliq metabolitlarni maxsus ravishda buzadigan bakterial turlarning yo'qligi ikkinchisining ichak lümeninde to'planishiga olib keladi. Elyafdan farqli o'laroq, oraliq metabolitlar organizm tomonidan so'rilishi mumkin, shu jumladan yog 'to'qimalarining zaxiralarini oshiradi. Shunday qilib, "semizlik mikrobiotasi" energiya inson tanasiga "oqadigan" bo'shliqlarni o'z ichiga oladi.

Go'yoki "semizlik mikrobiotasi" turli fizikadagi odamlarning najaslarini steril sichqonlarga ko'chirib o'tkazish bo'yicha tajribalar bilan tasdiqlangan. Boshqa omillarni istisno qilish uchun transplantatsiya uchun mikrobiota 8 ta egizakdan olindi, ularning juftlari semizlik borligi va yo'qligi bilan farqlanadi va turli xil fizikadagi odamlardan mikrobiota olgan sichqonlar alohida yashagan. Semiz egizaklardan olingan mikrobiota oddiy tanali egizaklarning turli mikrobiotalariga nisbatan siyrak tur tarkibiga ega edi.

Tajriba natijasida "semizlik mikrobiotasini" olgan sichqonlar transplantatsiyadan keyingi 8-kuni tana yog'ida sezilarli o'sishni ko'rsatdi. Shu bilan birga, tana vazni normal bo'lgan egizaklardan mikrobiota olgan sichqonlardagi yog' massasi tajriba davomida sezilarli o'zgarishlarsiz qoldi.

Bundan tashqari, ushbu tadqiqot mualliflari semirishning yuqumliligini tekshirishga qaror qilishdi. Buning uchun turli mikrobiotalarni transplantatsiya qilish natijasida olingan sichqonlar 5 kundan keyin umumiy qafasga joylashtirildi. Birgalikda yashashning 10-kunidagi tana vazni va tana tarkibini nazorat qilish shuni ko'rsatdiki, "semizlik mikrobiotasini" olgan sichqonlar tajribaning birinchi qismida (yakka holda yashaydigan) shunga o'xshash sichqonlarga qaraganda kamroq yog' olishadi va amalda birgalikda yashashdan farq qilmaydi. normal fizikaga ega egizaklardan mikrobiota olgan sichqonlar. Mikrobioma tahlili sichqonlarda mikrobiota xilma-xilligining ko'payishini ko'rsatdi, ular dastlab bir xil "semizlik mikrobiotasini" oldilar. Muhimi, dastlab turli xil mikrobiotani olgan oriq sichqonlar birga yashovchilardan semizlik bilan kasallanishmagan.

Ichakdagi metabolitlarning tahlili shuni ko'rsatdiki, dastlab "semizlik mikrobiotasini" olgan sichqonlarda birgalikda yashashdan keyin disaxaridlar kamaygan va qisqa zanjirli yog' kislotalari ko'paygan. Shunday qilib, turli xil mikrobiota semirishning rivojlanishidan himoya qilishi aniqlandi va bunday mikrobiotalarni semiz sichqonlarga transplantatsiya qilish yoki tabiiy ravishda o'tkazish tana vaznining normallashishiga olib keladi.

Xulosa

Shuni ta'kidlash kerakki, sichqonlar koprofaglar bo'lib, ular birgalikda yashovchilar o'rtasida mikrobiotalarning tabiiy almashinuvini sezilarli darajada osonlashtiradi. Biroq, odamlarda semirishning mikrobiotasi va epidemiologiyasi bo'yicha tadqiqotlar natijalarini ijtimoiy o'zaro ta'sirlar orqali mikroflora almashinuvi bilan ham izohlash mumkin. Yuqorida men bolalar bog'chasiga borish mikrobiota xilma-xilligini qanday oshirishi haqida gapirdim, ammo mikroflora almashinuvi boshqa ijtimoiy aloqalar orqali ham sodir bo'lishi va semirish xavfiga ta'sir qilishi mumkin. Masalan, amerikalik harbiy xizmatchilarning 1519 oilasining tibbiy ma'lumotlarini tahlil qilish shuni aniqlashga imkon berdiki, oila a'zolarining tana massasi indeksi 24 oy ichida yangi navbatchilik punktiga tayinlanganidan keyin aholi ko'rsatkichlariga muvofiq o'zgargan. hudud. Ushbu va boshqa 45 ta shunga o'xshash tadqiqotlar mualliflari, bizning tanamizning yaqin atrofdagidan farqlari psixologik noqulaylikni oshirishi mumkinligini ko'rsatmoqda va bu, o'z navbatida, ovqatlanish xatti-harakati va jismoniy faollikka ta'sir qiladi. Biroq, bu sabab-oqibat munosabatlarini isbotlashga urinishlar hozirgacha muvaffaqiyatsiz bo'ldi. Ayni paytda, atrof-muhit va to'g'ridan-to'g'ri aloqalar orqali mikrobiota almashinuvi bu hodisani tushuntirishi mumkin.

Shu nuqtai nazardan, mening hayotiy tajribam ham qiziqarli bo'lishi mumkin. Men hali ham drishman va "ot yemi uchun emas" degan gap men haqimda! Xotinim bilan tanishganimdan beri u yildan-yilga ozishni boshladi. To'g'ri, u hech qachon semirib ketgan edi, lekin bizning munosabatlarimiz boshidanoq u sezilarli darajada vazn yo'qotdi. Hatto talaba bo'lganimda ham, u qurtlarni yuqtirganimni hazillashdi, lekin laboratoriyaga ishga kirishim bilan hamma narsani tekshirib ko'rdim va shunga o'xshash hech narsa topmadim. Keyin, birinchi marta, masala mening mikrobiotamning o'ziga xos xususiyatlarida bo'lishi mumkinligini aytdim, uni xotinim asta-sekin qabul qildi. Afsuski, laboratoriyamizda bu xususiyatlarni o‘rganishning iloji yo‘q, shuning uchun men “ichki dunyom” namunasini tahlil qilish uchun Atlasga yubordim. Tahlil natijalari haqida keyingi maqolada yozaman, unda tana vaznini kamaytirish uchun mikrobiotani to'g'rilash usullari haqida batafsil gapirib beraman (yangilash: natijalar haqida hikoya).