Φύκια και το μικροβίωμα του εντέρου: Είστε αυτό που τρώτε

0
Φύκια και το μικροβίωμα του εντέρου: Είστε αυτό που τρώτε

Το έντερο μας φιλοξενεί τρία κιλά βακτηρίων. Τους ταΐζουμε και μας ταΐζουν. Μας βοηθούν να διασπάσουμε τις πρωτεΐνες, τα λιπίδια και τους υδατάνθρακες από την τροφή μας σε θρεπτικά συστατικά που μπορούμε στη συνέχεια να απορροφήσουμε. Χωρίς αυτά, δεν θα καρπώναμε τα οφέλη των πολλών τροφών που καταναλώνουμε.

Για παράδειγμα, τα μικρόβια του εντέρου περιέχουν γονίδια που κωδικοποιούν ένζυμα που διασπούν τους φυτικούς πολυσακχαρίτες που μπορούμε στη συνέχεια να αφομοιώσουμε. Χωρίς τα μικρόβια του εντέρου μας, δεν θα μπορούσαμε να λάβουμε θρεπτικά συστατικά από αυτούς τους υδατάνθρακες. Αλλά από πού πήραν αυτά τα γονίδια τα μικρόβια του εντέρου μας;

Από μικρόβιο φυκιών στο μικρόβιο του εντέρου

Το 2010, ερευνητές από το Université Pierre et Marie Curie ανέφεραν ότι τα γονίδια που χρησιμοποιούνται για τη διάσπαση των υδατανθράκων των φυκιών μεταφέρθηκαν από ένα θαλάσσιο βακτήριο σε ένα μικρόβιο στο ιαπωνικό μικροβίωμα του εντέρου.

Αυτή η μεταφορά ήταν (σχετικά) απλή στην αποκρυπτογράφηση, επειδή τα θαλάσσια φύκια περιέχουν πολυσακχαρίτες διαφορετικούς από αυτούς των χερσαίων φυτών. Αυτοί οι πολυσακχαρίτες, όπως το άγαρ και η καραγενάνη, δεν βρίσκονται στα χερσαία φυτά και απαιτούν διαφορετικά ένζυμα για τη διάσπασή τους. Το θαλάσσιο μικρόβιο Zobellia galactanivorans που κατοικεί στα κόκκινα φύκια (ονομάζονται επίσης nori) περιέχει αυτά τα ένζυμα και πολλά άλλα.

Κόκκινα φύκια. Πηγή: Peter D. TIlman.

Κατά την εξέταση των αλληλουχιών DNA από Zobellia galactanivorans, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το μικρόβιο περιέχει πέντε γονίδια που κωδικοποιούν ένζυμα παρόμοια με εκείνα που είναι γνωστό ότι αφομοιώνουν τους φυτικούς πολυσακχαρίτες. Αυτά τα πρόσφατα ταυτοποιημένα ένζυμα περιέχουν το χαρακτηριστικό μοτίβο που υποδηλώνει τη διάσπαση των θαλάσσιων πολυσακχαριτών, αλλά φαίνεται να λείπουν τμήματα που χρησιμοποιούνται για την αναγνώριση του άγαρ και της καραγενάνης. Αντίθετα το ένζυμο διασπάται πορφυράνηχαρακτηριστικό των κόκκινων φυκιών.

Για να ποσοτικοποιήσει τον επιπολασμό των ενζύμων αποικοδόμησης της πορφυράνης (που ονομάζονται πορφυρανάσες), ο ερευνητής έψαξε τις αλληλουχίες τους σε μια βάση δεδομένων που περιέχει όλες τις διαθέσιμες στο κοινό αλληλουχίες DNA. Όλα τα χτυπήματα βρέθηκαν σε θαλάσσια βακτηριακά γονιδιώματα με εξαίρεση ένα: το βακτήριο του ανθρώπινου εντέρου Bacteroides plebeius που είχε απομονωθεί μόνο από το μικροβίωμα των Ιαπώνων ατόμων.

Στη συνέχεια, στις δικές τους μελέτες, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι από τους 13 Ιάπωνες εθελοντές, υπήρχαν επτά πιθανές πορφυρανάσες στα μικροβιώματα τεσσάρων ατόμων και έξι υποτιθέμενα ένζυμα αποικοδόμησης άγαρ σε τέσσερα άτομα. Από αυτά τα 13 άτομα, μια μητέρα και το βρέφος της είχαν και οι δύο μικροβιώματα του εντέρου που περιείχαν γονίδια πορφυρανάσης και αγαράσης, γεγονός που υποδηλώνει ότι τα μικρόβια που περιέχουν αυτά τα γονίδια μεταβιβάζονται από γενιά σε γενιά.

Αντίθετα, στα μικροβιώματα του εντέρου από 18 δείγματα της Βόρειας Αμερικής, δεν βρήκαν πορφυρανάσες ή γονίδια αποικοδόμησης αγαρόζης στα μικροβιώματα του εντέρου.

Φύκια παρελθόν και παρόν

Ο ακριβής χρόνος μεταφοράς αυτών των γονιδίων είναι δύσκολο να προσδιοριστεί. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτό συνέβη σχετικά πρόσφατα στο πλαίσιο των εκατομμυρίων ετών εξέλιξης του μικροβιώματος του εντέρου των θηλαστικών. Οι αλληλουχίες αυτών των γονιδίων είναι σχετικά παρόμοιες μεταξύ αυτής του μικροβίου του εντέρου και του θαλάσσιου μικροβίου. Αν η μεταφορά γινόταν νωρίς στο ιστορικό μικροβιώματος του ανθρώπινου εντέρου, αυτές οι αλληλουχίες θα είχαν αποκλίνει πολύ περισσότερο.

Πιθανότατα αναρωτιέστε εάν αυτή η μεταφορά γονιδίων μπορεί να συμβεί πιο συχνά τώρα που το σούσι και το nori έχουν γίνει δημοφιλή στη δυτική διατροφή. Είναι απίθανο να συμβούν συμβάντα μεταφοράς γονιδίων όπως αυτό επειδή δεν υπάρχει επιλεκτική πίεση για να κολλήσουν αυτά τα γονίδια. Κατά μέσο όρο, μια μέρα ιαπωνικής κουζίνας σημαίνει κατανάλωση 14 γραμμαρίων φυκιών. Κάθε μικρόβιο του εντέρου που έχει αποκτήσει πορφυρανάσες θα ευδοκιμήσει πιθανότερα με τη σταθερή πηγή πορφυράνης. «Η μεγαλύτερη διαφορά στην Ιαπωνία είναι η ποσότητα φυκιών που καταναλώνεται καθημερινά. Είναι πολύ υψηλότερο από το να τρώτε σούσι μία φορά την εβδομάδα. Δεν νομίζω ότι η πίεση είναι αρκετά υψηλή για να κρατήσει τα γονίδια στο έντερο μας». Ο Gurvan Michel, συγγραφέας από την εφημερίδα, είπε στο Nature. Επιπλέον, στο παρελθόν, τα κόκκινα φύκια δεν ψήνονταν όπως σήμερα, πράγμα που σημαίνει ότι η επαφή με μικρόβια που σχετίζονται με τα φύκια είναι λιγότερο πιθανή σήμερα.

Yum sushi… και μικρόβια;

Διαμόρφωση του μικροβιώματος του εντέρου

Τώρα το 2018, μια ομάδα ερευνητών από το Στάνφορντ έδειξε ότι όταν τα ποντίκια τράφηκαν με πορφυράνη μαζί με Bacteroides στέλεχος ικανό να χρησιμοποιεί πορφυράνη, θα μπορούσαν εισάγετε το στέλεχος στο έντερο μικροβίωμα αυτών των ποντικών. Αυτό συμβαίνει μόνο εάν το εισαγόμενο στέλεχος μπορούσε να χρησιμοποιήσει πορφυράνη: εισαγόμενα στελέχη που δεν μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν πορφυράνη δεν αποίκησαν το έντερο.

Και το πιο εντυπωσιακό, ήταν σε θέση να ελέγξουν την ποσότητα των βακτηρίων που αφομοιώνουν την πορφυράνη στο έντερο, διαφοροποιώντας την πρόσληψη πορφυράνης. Για κάθε 10πλάσια μείωση της πορφυράνης που χορηγήθηκε, είδαν μια μείωση 10 φορές στην αφθονία του Βακτηρίδια ένταση.

Στο μακρινό μέλλον, μπορεί να είναι δυνατός ο «επαναπρογραμματισμός του μικροβιώματος» έτσι ώστε το μικροβίωμα μας να μπορεί να προσαρμοστεί για την προώθηση ωφέλιμων μικροβίων στο έντερο, την αποτροπή της νόσου ή τη ρύθμιση του ανοσοποιητικού συστήματος.

Αυτή η αφήγηση για τα φύκια και τα μικρόβια μας δείχνει ότι αυτό το δημοφιλές ρητό ισχύει: είσαι ό,τι τρως.

Schreibe einen Kommentar