Uobičajena hrana mijenja bakterije u crijevima utječući na viruse
Skupina istraživača približila je ideju o hrani kao lijeku korak bliže. Identificirali su određene uobičajene namirnice koje mijenjaju naš mikrobiom.
Danas su u znanosti hrana i bakterije u crijevima dvije teme koje će zasigurno potaknuti zanimanje i raspravu. Oboje su, naravno, međusobno povezani, a novo istraživanje usredotočeno je na neke suptilnosti ovog odnosa.
Nedostatak zdrave populacije crijevnih bakterija ugrožava naše zdravlje; isto vrijedi i kad se ne hranimo zdravo. Međutim, znanstvenici ne razumiju u potpunosti točan utjecaj određene hrane na crijevne bakterije.
Ova praznina u znanju dijelom je posljedica nevjerojatne složenosti mikrobioma. Faktor koji zamućuje vodu su bakteriofagi ili skraćeno fagi.
Fag
Fagi su virusi koji napadaju samo bakterije. Unutar crijeva ti su virusi brojniji od vrtoglavo brojnih crijevnih bakterija.
Svaki fag napada samo određenu vrstu bakterija, što znači da može utjecati na razinu crijevnih bakterija. Fagama su potrebne bakterije da bi živjeli, pa ako bakterija nema, fagi ne mogu preživjeti.
To znači da svaka hrana koja utječe na fage može utjecati na crijevne bakterije i obrnuto. Na primjer, ako se populacija jedne vrste faga poveća, bakterije koje konzumiraju će se smanjivati, potencijalno stvarajući prostor za razmnožavanje druge vrste bakterija.
Na taj način virusi mogu utjecati na cjelokupni mikrobiom - obrezivanjem jedne vrste osiguravaju prostor za popunjavanje drugih vrsta.
Prelazak s profaga
Većina faga u crijevima prisutna je u uspavanom obliku - njihova DNA integrirana je u genom bakterije. U tom se obliku nazivaju profazima.
Znanstvenici su identificirali određene spojeve koji potiču profage da se vrate u svoj aktivni oblik. Kad se to dogodi, stotine novih faga izbijaju iz bakterijske stanice, ubijajući domaćina i napadajući druge bakterije; ti spojevi uključuju sojin umak, nikotin i neke antibiotike, poput ciprofloksacina. Do danas je popis spojeva za promicanje faga relativno kratak.
Bitno je otkriti koje kemikalije potiču aktivnost faga. Budući da fagi napadaju i ubijaju bakterije, ako razumijemo kako njima manipulirati, mogli bi djelovati kao moćni, prirodni antibiotici.
Nedavno istraživanje ima za cilj proširiti popis spojeva koji induciraju aktivnost faga. Znanstvenici sa državnog sveučilišta San Diego u Kaliforniji objavili su svoja otkrića u časopisu Crijevni mikrobi. Nadaju se da će njihovi rezultati uvesti "mogućnost korištenja prehrane za namjerno krajolik mikrobioma ljudskih crijeva putem indukcije profaga."
"Zapravo bismo se mogli nositi s određenim uvjetima prilagođavanjem hrane koju konzumiramo koja će utjecati na raznolikost mikroba, što će pak utjecati na zdravlje i bolesti."
Znanstveni suradnik Lance Boling
Kako bi istražili, istraživači su odabrali širok spektar spojeva koji bi mogli utjecati na aktivnost faga. Odabrali su niz bakterija iz dvije vrste čestih u crijevima: Bacteroidetes i Firmicutes. Uključivali su i korisne i patogene sojeve bakterija.
Od 117 prehrambenih spojeva suzili su potragu na samo 28. Istraživači su promatrali rast bakterija u prisutnosti svakog određenog spoja; također su promatrali njegov rast bez spoja kao kontrole. Dalje, koristili su protočnu citometriju, postupak koji je dovoljno osjetljiv da otkrije nezamislivo male čestice virusa.
Koja hrana utječe na fage?
Od 28 kandidata, 11 spojeva stvorilo je razinu čestica virusa brzinom većom od kontrole, što znači da su utjecali na aktivnost faga.
Neki od najznačajnijih pojačanja faga dogodili su se u prisutnosti klinčića, propolisa (spoja kojeg proizvode pčele), uva ursi (također poznatog kao kinnikinnick ili medvjeđa bobica) i aspartama.
Najmoćniji induktor profaga bila je stevija, koja je biljna zamjena za šećer. S nekim vrstama bakterijskih sojeva, stevija je povećala broj čestica virusa za više od 400%.
Suprotno tome, neke su namirnice smanjile broj čestica virusa; među njima su bili rabarbara, fernet (vrsta talijanskih likera), kava i origano.
Da kompliciraju stvari, neki su spojevi pojačali fagovsku aktivnost povezanu s nekim bakterijama, ali smanjenu fagovsku aktivnost povezanu s drugima; ovi spojevi uključuju zubnu pastu, ekstrakt sjemenki grejpa i šipak.
Prema autorima, jedna od najmoćnijih antibakterijskih namirnica bio je ljuti umak tabasco, koji je „smanjio rast sve tri [gastrointestinalne] vrste, osim oportunističkog patogena P. aeruginosa, u prosjeku za 92%. "
Tabasco sadrži ocat, ali kada su testirali samo ocat, smanjio je samo rast bakterija za 71%. Oni vjeruju da kapsaicin - začinski spoj u chilisu - može objasniti dodatne antibakterijske sposobnosti. Međutim, u eksperimentima s tabascomom nisu pronađene čestice virusa, pa vjerojatno neće biti uključeni fagi.
Budućnost
Ova su otkrića važna. Znanstvenici sada znaju da mikrobiom može utjecati na naše fizičko i mentalno zdravlje; također može uzrokovati upalu i povećati rizik od raka. Ako znanstvenici mogu smisliti kako izmijeniti mikrobiom na određene načine, oni mogu, u teoriji, ukloniti ili smanjiti te rizike.
Kao što jedan od autora, Forest Rohwer, objašnjava: "Sposobnost ubijanja određenih bakterija, bez utjecaja na druge, čini ove spojeve vrlo zanimljivima."
Novi popis spojeva naravno nije iscrpan, kao što kaže Rohwer, "Vjerojatno postoje tisuće spojeva koji bi bili korisni za uklanjanje neželjenih bakterija."
Autori se nadaju da će znanstvenici nastaviti tim putem. Također objašnjavaju da će znanstvenici morati pokušati shvatiti molekularne mehanizme koji fag prebacuju iz neaktivnosti u aktivnost.
