Как чревните бактерии ни влияят

Трилиони бактерии живеят в човешкото черво - микробиома. Той трябва да предотвратява заболявания, да предотвратява затлъстяването и да определя настроението. Наистина ли може да бъде?

Те живеят във вечна тъмнина, невидими са с просто око, не са точно апетитни - и един от най-горещите изследователски обекти в момента: микроорганизмите в храносмилателния тракт на човека. Сега много учени вярват, че ще играят важна роля в медицината на бъдещето. Те искат да ги използват, за да направят хората по-здрави - чрез промяна на състава на чревната флора.

Един грам чревно съдържание е дом на повече живи същества от земните хора - предимно бактерии, но също така и вируси и гъбички. Общо около 100 трилиона бактериални клетки се установяват в червата. Микробиом е това, което изследователите наричат ​​този свят на микробите днес. Когато професор Дирк Халер от Техническия университет в Мюнхен започва да се занимава с малките съквартиранти около началото на хилядолетието, терминът „микробиом“ дори не съществува; също толкова малко, колкото учените, които се интересуват от чревната флора. „Смяташе се, че това е просто куп бактерии, от които се нуждаем за храносмилане, но това иначе няма нищо общо с телесните ни функции“, съобщава ръководителят на катедрата по хранене и имунология.

От средата на 2000-те се наблюдава истински изследователски шум за чревния микробиом. Според Халер, предизвикано от нова изследователска технология. Този процес, известен като последователност с висока производителност, позволява бърз и прецизен анализ на огромното разнообразие на чревната флора за първи път. Вече са идентифицирани няколко хиляди вида бактерии, които се намират в храносмилателния тракт на човека. Има комбинация от микроорганизми, които всички хора имат общо. Микробиомът се различава в детайли от човек на човек.

Чревната флора влияе върху имунната система

Чревните бактерии отдавна са известни като помощни средства за храносмилането. Те произвеждат ензими, които разграждат хранителните компоненти, които иначе не могат да бъдат използвани - например фибри - до компоненти, които тялото може да усвои. Вече е ясно: микробите действат и като партньори за обучение на имунната система и по този начин гарантират, че защитните сили на организма се развиват правилно. Тяхната огромна маса предотвратява разпространението на патогени в храносмилателния тракт. Интактната чревна флора също е важна за функционирането на чревната бариера. Това контролира кои вещества постъпват от тялото в червата и обратно.

Влияние върху болестите?

Задачите са толкова разнообразни, че сега микробиомът често се нарича „орган в орган“ или дори „суперарган“. Освен това списъкът с болести, при които се твърди, че чревната колонизация е свързана по някакъв начин, непрекъснато нараства. На върха са хронични възпалителни заболявания на червата, наднормено тегло (затлъстяване), диабет, но също и неврологични заболявания като множествена склероза. Дори при развитието на разстройства като депресия и аутизъм, чревната флора трябва поне да играе роля. Някои изследователи вече спекулират кога болестите могат да бъдат излекувани чрез намеса в микробиома.

Въпреки това, шумът около чревните бактерии като възможно лекарство също предизвиква критики. „Изследванията на микробиома изискват здравословна доза скептицизъм“, предупреди Уилям Ханаж от Харвардския университет през 2014 г. в известното специализирано списание Природата. Дирк Халер го вижда по подобен начин на своя колега професор от САЩ. Много изследвания показват, че микробиотата на пациенти с определени заболявания се различава от тази на здравите хора. „Не може обаче да се каже дали тези промени действително причиняват болестта или са просто следствие, което няма нищо общо с развитието на болестта“, обяснява Халер. "Но причинно-следствената връзка е от решаващо значение."

Чревната флора бързо се адаптира към диетата

Микробната популация впечатлява с огромната си адаптивност. Съставът му се променя в рамките на 24 часа, ако някой, който яде основно растителни храни, внезапно изяде много животински продукти. Ефектът работи и обратното при преминаване от тежка месна храна към вегетарианска храна.

Освен това бактериите произвеждат разнообразни вещества, които навлизат в кръвта през чревната стена, включително неврологично активни вещества като „хормоните на щастието“ допамин и серотонин. Това предполага, че има връзка между микробиома и мозъка, която оказва влияние върху поведението, настроението и по този начин и върху психичните заболявания като депресия. „Може да има“, пояснява Халер. „Едва започваме да разбираме сложното взаимодействие между хората и чревната им флора“, казва мюнхенският експерт, който координира приоритетната програма на чревната микробиота на Германската научна фондация. Бихте били в самото начало, особено когато става въпрос за свързване на заболявания и възможни терапевтични интервенции.

В най-добрия случай има първи признаци, че типичната западна диета - малко фибри, много животински мазнини и протеини - може да намали разнообразието от чревни микроби. Ако случаят беше такъв, бактериите, които произвеждат триметиламин, биха могли да се размножават. Веществото се подозира, че увеличава риска от артериосклероза и по този начин инфаркти и инсулти.

Чревният микробиом се е променил при възпалително заболяване на червата

Въпреки че много неща все още са на тъмно: изследванията на микробиомите вече предоставят някои вълнуващи констатации. При пациенти с болест на Crohn и улцерозен колит разнообразието от микробни съквартиранти е ограничено. Експерименти с генетично модифицирани мишки, които са особено податливи на това хронично възпалително чревно заболяване (IBD), показват: Докато животните остават без микроби, те не се разболяват въпреки чувствителността. Ако обаче мишките са получили няколко щама чревни бактерии в небалансиран състав, те развиват IBD. Поне при животинския модел това показва, че чревният микробиом има причинно-следствена роля в развитието на болестта. Изследвания върху мишки с генно инженерство с повишена чувствителност към заболяване, подобно на множествена склероза, са дали подобни резултати.

Въпреки това, както често се случва в медицината, е под въпрос дали тези резултати от тестове върху животни могат да бъдат прехвърлени на хора. Това важи и за експериментите на Джефри Гордън. Биологът от Медицинското училище във Вашингтон дава на мишки без собствена чревна флора нито изпражнения на тънък човешки близнак, нито този на близнаци с наднормено тегло. Въпреки че всички животни бяха хранени с една и съща диета, мишките, получили микробиома на близнаците с наднормено тегло, станаха дебели. Техните особености с чревните бактерии на близнака с нормално тегло обаче останаха тънки.

Дългосрочна цел: прецизни интервенции в микробиома

С такава фекална трансплантация екип от изследователи от Университета в Амстердам дори успя да повлияе положително върху метаболизма на кръвната захар при хора с метаболитен синдром. Те прехвърлиха почистените и филтрирани изпражнения от здрави, тънки донори в храносмилателните пътища на девет мъже, засегнати от този предшественик на диабет тип 2. Прилагането на микробиота подобрява ограничената чувствителност на метаболитния синдром към хормона за понижаване на кръвната захар инсулин. "Трансплантацията на фекалии може да бъде ключ към излекуването на диабета", надяват се учените.

Ефектът обаче продължи само няколко седмици. Освен това прехвърлянето на целия микробиом крие и рискове като риск от инфекции, подчертава Халер. Дори мюнхенският изследовател да предупреди за прекомерни очаквания, той е оптимист за бъдещето. „След няколко години ще знаем по-точно кои промени в чревната микробиота са свързани с определени заболявания“, казва той. "Това тогава отваря възможности за много по-целенасочени терапевтични интервенции, отколкото при фекална трансплантация."