Znajdź zawartość

Wcześniaki i dzieci o niskiej wadze urodzeniowej standardowo otrzymują antybiotyki. Mają one zapobiegać infekcjom, na które takie dzieci są bardzo narażone. Jednak, jak donoszą uczeni z University of Melbourne, podawanie antybiotyków na wczesnym etapie życia może negatywnie odbijać się na życiu dorosłym. Uczeni zauważyli, że u nowo narodzonych myszy, ma to długotrwałe skutki dla mikrobiomu, jelitowego układu nerwowego i funkcjonowania jelit. Zwierzęta, którym podawano antybiotyki już od pierwszych godzin życia miały później zaburzone funkcje układu pokarmowego, w tym ruchomość jelit, a w życiu dorosłym cierpiały na objawy przypominające biegunki. W artykule Neonatal antibiotics have long term sex-dependent effects on the enteric nervous system opublikowanym na łamach The Journal of Physiology czytamy: Na całym świecie niemowlęta i małe dzieci są wystawiona na działanie największych dawek antybiotyków. Mamy coraz więcej dowodów na to, że wczesne wystawienie na te leki prowadzi do późniejszej podatności na wiele chorób, w tym na zaburzenia pracy jelit, jednak dotychczas nie był jasny wpływ antybiotyków na fizjologię jelit i jelitowy układ nerwowy. Dlatego też naukowcy przez 10 dni po urodzeniu podawali myszom wankomycynę, a po 6 tygodniach, gdy myszy były w wieku młodych dorosłych, sprawdzali, jaki miało to wpływ na ich okrężnicę. Odkryliśmy, że wankomycyna w różny sposób zaburzyła funkcjonowanie jelit u samic i samców. W przypadku samic doszło do znaczne wydłużenia czasu przechodzenia pokarmu przez jelita w porównaniu z grupą kontrolną, a u samców znacząco zmniejszyła się ilość wydalanych odchodów. U obu płci odchody miały też wyższy odsetek wody, co jest objawem podobnym do biegunki. Uczeni zauważyli też, zależne od płci, różnice w składzie chemicznym i aktywności Ca2+ w neuronach splotu błony mięśniowej (splocie Auerbacha), które biorą udział w kontroli motoryki jelit oraz w neuronach błony podśluzowej, umożliwiającej przesuwalność błony śluzowej układu pokarmowego względem podłoża. U samców neurony splotu błony mięśniowej zostały bardziej uszkodzone przez antybiotyk niż u samic. U obu płci zauważono przeciwstawne sobie zmiany w neuronach błony podśluzowej. Wankomycyna doprowadziła też do znacznych zmian w mikrobiomie okrężnicy i pozbawiła ją części receptorów serotoninowych, odgrywających ważną rolę w ruchach perystaltycznych. To pierwsze badania, podczas których wykazano długotrwałe skutki podawania noworodkom antybiotyków na jelitowy układ nerwowy, mikrobiom i receptory serotoninowe. Uczeni już planują dalsze badania, podczas których chcą dokładnie poznać mechanizm działania antybiotyków na układ pokarmowy u obu płci. Chcą się tez dowiedzieć, czy wczesne podawanie antybiotyków ma wpływ na metabolizm i funkcjonowanie mózgu w późniejszym życiu. « powrót do artykułu

Nowe badania sugerują, że ssaki – a przynajmniej myszy i świnie – mogą oddychać za pomocą... jelit. Okazało się bowiem, że u zwierząt mających problemy z oddychaniem, podawanie tlenu przez odbyt pomaga je ustabilizować. Tlen jest wchłaniany przez tkankę jelit. Odkrycie może pewnego dnia prowadzić do opracowania ratującej życie metody przezodbytniczej wentylacji ludzi, u których nie można podać tlenu w tradycyjny sposób. Wygląda to na szalony pomysł. Jednak dane są przekonujące, mówi Sean Colgan, gastroenterolog z University of Colorado, który nie był zaangażowany we wspomniane badania. Ssaki oddychają przez usta i nos, a tlen jest rozprowadzany w organizmie za pośrednictwem płuc. Wiemy jednak, że istnieją zwierzęta wodne, jak ogórki morskie czy ryby sumokształtne, które do oddychania używają jelit. Wiemy też, że ludzkie jelita łatwo wchłaniają lekarstwa. Nie wiadomo było jednak, czy tlen może przenikać z jelit ssaków do ich krwi. Takanori Takebe, gastroenterolog z Cincinnati Children's Hospital i jego zespół prowadzili badania na myszach i świniach, u których wywołano hipoksję (niedobór tlenu w tkankach). W jednej z grup znajdowało się 11 myszy. Czterem z nim jelita oskrobano, by zmniejszyć grubość wyściółki i poprawić absorpcję tlenu. Następnie 4 zwierzętom z oskrobanymi jelitami i 4 z nieoskrobanymi wprowadzono przez odbyt czysty tlen. Wszystkie 11 myszy nie miały dostępu do tlenu, którym mogły oddychać w sposób tradycyjny. Trzy myszy, które nie otrzymały w ogóle tlenu przeżyły średnio 11 minut. Myszy, którym nie oskrobano jelit i podawano tlen przez odbyt, przeżyły średnio 18 minut. Z kolei 75% myszy, kórym oskrobano jelita i podawano tlen przez odbyt, przeżyło cały trwający godzinę eksperyment. Takebe i jego zespół chcieli jednak zrezygnować z trudnego i niebezpiecznego procesu skrobania jelit. Zastąpili więc tlen związkami perfluorokarbonowymi (PFC), które zawierają dużo tlenu i są używane podczas operacji jako środki krwiozastępcze. Jako, że perfluorokarbony są gęste, mogą też pomóc w wypłukaniu śluzu z jelit. Naukowcy wprowadzili perfluorokarbony do odbytów trzech myszy i siedmiu świń z hipoksją. Jako grupę kontrolną wykorzystano dwie myszy i pięć świń, którym wprowadzono sól fizjologiczną. W grupie kontrolnej saturacja spadła. Tymczasem u myszy, którym wprowadzono PFC powróciła do normy. Z kolei u świń saturacja zwiększyła się o około 15%, hipoksja minęła, a temperatura oraz kolor skóry i kończyn powróciły do normy w ciągu kilku minut. Badania dowodzą, że ssaki mogą wchłaniać tlen przez odbyt i że nowa metoda jest bezpieczna. Jej bezpieczeństwo musi jeszcze zostać przetestowane na ludziach. Takebe uważa, że metoda ta przyda się tam, gdzie zawodzą tradycyjne metody podawania tlenu. Z takimi przypadkami mieliśmy do czynienia np. podczas pandemii COVID-19. Markus Bosmann, pulmonolog z Boston University, który nie był zaangażowany w badania, mówi, że nawet jeśli nowa metoda jest bezpieczna, będzie ona zdecydowanie mniej efektywna od tradycyjnych metod. Ponadto, jeśli kiedykolwiek będzie używana na ludziach, prawdopodobnie jej stosowanie będzie ograniczone czasowo. Wprowadzanie tlenu do jelit prawdopodobnie zabije mikrobiom, niezbędny do trawienia. « powrót do artykułu

Wirusy to najbardziej rozpowszechnione jednostki biologiczne na Ziemi. Z badań Wellcome Sanger Institute i European Bioinformatics Institute dowiadujemy się, że w jelitach ludzi żyje aż 140 000 gatunków wirusów. Ponad połowa z nich była dotychczas nieznana nauce. Badania przeprowadzono na 28 000 próbek mikrobiomu pobranych od ludzi w różnych częściach świata. Liczba i różnorodność wirusów zaskoczyły naukowców. Dokładniejsze scharakteryzowanie wirusów pozwoliło na stworzenie Gut Phage Database (GPD), która zostanie udostępniona i będzie ważnym narzędziem dla specjalistów badających zarówno mikrobiom jelit, jak i jego wpływ na ludzkie zdrowie. Nie od dzisiaj wiadomo, że pod wpływem mikrobiomu matka może odrzucić nowo narodzone dziecko, może rozwinąć się rak piersi, że mikrobiom wpływa na pracę układu odpornościowego, a jego zmiany prowadzą do zaburzeń snu i podwyższonego ciśnienia. Autorzy najnowszych badań zauważają, że większość zidentyfikowanych przez nich gatunków wirusów zamieszkujących ludzki przewód pokarmowy, to  wirusy, których materiałem genetycznym jest DNA, zatem materiał inny niż ten u większości znanych przeciętnemu człowiekowi patogenów jak SARS-CoV-2 czy Zika, które są wirusami RNA. Po drugie, badane próbki pochodziły od osób zdrowych, u których nie występowała żadna wspólna choroba. To fascynujące przekonać się, jak wiele nieznanych gatunków wirusów żyje w naszych jelitach oraz spróbować odnaleźć związki pomiędzy nimi jak i pomiędzy nimi, a ludzkim zdrowiem, mówi doktor Alexandre Almeida. Naukowcy odkryli przy okazji drugi najbardziej rozpowszechniony klad wirusów. Klady są to grupy organizmów mające wspólnego przodka. Nowo odkryty klad został nazwany Gubaphage. Liczebnością ustępuje on tylko kladowi crAssphage, odkrytemu w 2014 roku. Oba te klady wirusów wydają się infekować te same typy bakterii zamieszkujących nasze jelita. Jednak bez dalszych badań trudno określić, jaką rolę w mikrobiomie odkrywają Gubphage. Stworzona dzięki nowym badaniom baza GPD zaweira informacje o 142 809 genomach wirusów. « powrót do artykułu

Międzynarodowy zespół naukowy stworzył wielką bazę danych wszystkich znanych genomów bakteryjnych obecnych w mikrobiomie ludzkich jelit. Baza umożliwia specjalistom badanie związków pomiędzy genami bakterii a proteinami i śledzenie ich wpływu na ludzkie zdrowie. Bakterie pokrywają nas z zewnątrz i od wewnątrz. Wytwarzają one proteiny, które wpływają na nasz układ trawienny, nasze zdrowie czy podatność na choroby. Bakterie są tak bardzo rozpowszechnione, że prawdopodobnie mamy na sobie więcej komórek bakterii niż komórek własnego ciała. Zrozumienie wpływu bakterii na organizm człowieka wymaga ich wyizolowania i wyhodowania w laboratorium, a następnie zsekwencjonowania ich DNA. Jednak wiele gatunków bakterii żyje w warunkach, których nie potrafimy odtworzyć w laboratoriach. Naukowcy, chcąc zdobyć informacje na temat tych gatunków, posługują się metagenomiką. Pobierają próbkę interesującego ich środowiska, w tym przypadku ludzkiego układu pokarmowego, i sekwencjonują DNA z całej próbki. Następnie za pomocą metod obliczeniowych rekonstruują indywidualne genomy tysięcy gatunków w niej obecnych. W ubiegłym roku trzy niezależne zespoły naukowe, w tym nasz, zrekonstruowały tysiące genomów z mikrobiomu jelit. Pojawiło się pytanie, czy zespoły te uzyskały porównywalne wyniki i czy można z nich stworzyć spójną bazę danych, mówi Rob Finn z EMBL's European Bioinformatics Institute. Naukowcy porównali więc uzyskane wyniki i stworzyli dwie bazy danych: Unified Human Gastrointestinal Genome i Unified Gastrointestinal Protein. Znajduje się w nich 200 000 genomów i 170 milionów sekwencji protein od ponad 4600 gatunków bakterii znalezionych w ludzkim przewodzie pokarmowym. Okazuje się, że mikrobiom jelit jest nie zwykle bogaty i bardzo zróżnicowany. Aż 70% wspomnianych gatunków bakterii nigdy nie zostało wyhodowanych w laboratorium, a ich rola w ludzkim organizmie nie jest znana. Najwięcej znalezionych gatunków należy do rzędu Comentemales, który po raz pierwszy został opisany w 2019 roku. Tak olbrzymie zróżnicowanie Comentemales było wielkim zaskoczeniem. To pokazuje, jak mało wiemy o mikrobiomie jelitowym. Mamy nadzieję, że nasze dane pozwolą w nadchodzących latach na uzupełnienie luk w wiedzy, mówi Alexancre Almeida z EMBL-EBI. Obie imponujące bazy danych są bezpłatnie dostępne. Ich twórcy uważają, że znacznie się one rozrosną, gdy kolejne dane będą napływały z zespołów naukowych na całym świecie. Prawdopodobnie odkryjemy znacznie więcej nieznanych gatunków bakterii, gdy pojawią się dane ze słabo reprezentowanych obszarów, takich jak Ameryka Południowa, Azja czy Afryka. Wciąż niewiele wiemy o zróżnicowaniu bakterii pomiędzy różnymi ludzkimi populacjami, mówi Almeida. Niewykluczone, że w przyszłości katalogi będą zawierały nie tylko informacje o bakteriach żyjących w naszych jelitach, ale również na skórze czy w ustach. « powrót do artykułu

Skład flory bakteryjnej jelit może być inny nawet 28 dni po udarze. Ma to spore znaczenie dla procesu zdrowienia. Interesuje nas oś jelitowo-mózgowa, a więc to, jak jelita wpływają na mózg i na odwrót - wyjaśnia Allison Brichacek ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Wirginii Zachodniej. Wcześniejsze badania prezentowały natychmiastowy wpływ udaru na mikrobiom, nikt jednak nie sprawdzał, czy efekty te się utrzymują. By to sprawdzić, Brichacek i inni wywoływali udar u zwierząt. Uwzględnili też zdrową grupę kontrolną. Mikrobiomy porównywano 3, 14 i 28 dni po udarze. Pobrano też wycinki jelit. Okazało się, że 14. i 28. dnia u zwierząt po udarze występowało mniej dobrych dla zdrowia bakterii z rodziny Bifidobacteriaceae (bakterie z wchodzącego w jej skład rodzaju Bifidobacterium znajdują się np. w jogurtach). Wzrosła za to częstość innej rodziny - niekorzystnych Helicobacteraceae. Praktyczne skutki zaobserwowanych zmian nie są na razie znane. W modelu poudarowym obserwowano też wyższy stosunek bakterii z typu Firmicutes do Bacteriodetes; mówi się, że Firmicutes to bakterie związane z otyłością, a Bacteroidetes z beztłuszczową masą ciała. Wyższy stosunek Firmicutes do Bacteriodetes powiązano też z cukrzycą i stanem zapalnym. Po 14 dniach od udaru stosunek tych 2 typów bakterii był u zwierząt z grupy eksperymentalnej niemal 6 razy większy. Po 28 dniach spadł, ale nadal był ponad 3-krotnie wyższy niż w grupie kontrolnej. Oprócz tego naukowcy zauważyli, że udar powoduje nieprawidłowości jelitowe. Pod mikroskopem tkanki jelit zdrowych zwierząt przypominały uporządkowane kolonie koralowców U zwierząt po udarze dezorganizacja była zaś widoczna nawet po miesiącu. Między kosmkami jelitowymi było mniej miejsca, co utrudniało omywanie składnikami odżywczymi - opowiada Brichacek. Ich słaba cyrkulacja utrudnia regenerację po udarze. Jeśli okaże się, że jelito ma wpływ na naprawę mózgu, może leczenie poudarowe nie powinno koncentrować się tylko na tym, co dzieje się w mózgu. Może powinniśmy się zastanowić, co zrobić dla jelit. Bakterie jelitowe produkują krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA), które oddziałują na funkcje mózgu. Niektóre z tych kwasów są dobre, inne złe - wyjaśnia Candice Brown. Jeśli namnażają się bakterie produkujące złe SCFA, może to mieć zły wpływ na działanie mózgu. Należy się więc zastanowić, czy 1) "pchnięcie" mikrobiomu pacjenta poudarowego w zdrowszym kierunku, np. za pomocą suplementów czy prebiotyków, pomoże zapobiec spadkowi formy poznawczej/emocjonalnej i czy 2) obniżenie stosunku Firmicutes do Bacteriodetes ułatwi spadek wagi, obniży ryzyko cukrzycy i zmniejszy ryzyko kolejnych udarów. W kolejnym etapie badań Brown i Brichacek chcą sprawdzić, jak zaburzenia bariery jelitowej wpływają na ośrodkowy układ nerwowy. « powrót do artykułu

W ludzkich jelitach znaleziono największe ze znanych bakteriofagów, które okresowo dziesiątkują bakterie w naszym przewodzie pokarmowym. Jak donoszą naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, te megafagi są 10-krotnie większe od przeciętnych bakteriofagów i 2-krotnie większe od największych znanych dotychczas fagów. Co interesujące, znaleziono je wyłącznie w jelitach osób, które stosują dietę odmienną od diety ludzi z Zachodu, jedzą dużo błonnika i mało tłuszczu. Megafagi znaleziono też w jelitach pawianów i świń, co pokazuje, że fagi, które mogą też zawierać geny mające wpływ na ludzkie zdrowie, mogą przemieszczać się pomiędzy ludźmi a zwierzętami. Niewykluczone zatem, że mogą też przenosić choroby. Wiemy, że fagi mogą przenosić geny powodujące choroby oraz geny antybiotykooporności. Przemieszczanie się megafagów i przemieszczenie się bakterii będących ich gospodarzami stwarza możliwość przenoszenia chorób pomiędzy ludźmi a zwierzętami. A megafagi zwiększają to ryzyko, mówi profesor Jill Banfield. Warto tutaj też wspomnieć, że większość biologów nie uważa wirusów za organizmy żywe. Odkrycie megafagów, które są  większe niż bakterie zaciera różnice pomiędzy tym, co ożywione a co nieożywione. Profesor Banfiled jest pionierem na polu sekwencjonowania metagenomicznego. To metoda pozwalająca na jednoczesne sekwencjonowanie wszystkich genów wszystkich organizmów występujących w danej próbce. Po sekwencjonowaniu odtwarza się genom każdego z organizmów, często okrywając przy tym nieznane mikroorganizmy. Pani Banfield i jej zespół prowadzili już sekwencjonowanie próbek wód kopalnianych, gejzerów, ludzkiego przewodu pokarmowego, głęboko położonych warstw skalnych, odkrywając przy tym olbrzymią liczbę nowych mikroorganizmów. Banfield odkryła megafagi analizując próbki z jelit mieszkańców Bangladeszu. Zawierający materiał genetyczny kapsyd megafagów ma średnicę aż 200-300 nanometrów. Dzięki technice CRISPR ujawniono też, że fragmenty kodu genetycznego megafagów znajdują się tylko u bakterii z rodzaju Prevotella, co sugeruje, że megafagi głównie na nich żerują. Prevotella rzadziej występuje u ludzi spożywających dietę zachodnią, bogatą w mięso, cukier i tłuszcze. Prevotella powoduje infekcje górnych dróg oddechowych oraz choroby przyzębia. Odkrycie megafagów, które na niej żerują, może przyczynić się do opracowania nowych metod leczenia. Pierwszego odkrycia megafagów dokonano u ludzi żyjących w Bangladeszu w regionie administracyjnym Laksham Upazila. Dlatego nazwano je fagami Lak. Następnych odkryć dokonano u przedstawicieli zbieracko-łowieckiego plemienia Hadza w Tanzanii, dwóch oddzielnych grup społecznych pawianów z Kenii oraz u świń z duńskich farm. Pomiędzy fagami Lak odkrytymi u świń i tymi u ludzi występuje bliższe pokrewieństwo, niż między fagami Lak znalezionymi u pawianów i ludzi. Jest więc dość prawdopodobne, że fagi te przemieszczają się pomiędzy różnymi gatunkami. Sądzimy, że fagi Lak dopiero niedawno dostały się do organizmów pawianów, gdyż są pawiany niemal nie wyrobiły sobie na nie oporności i są one wśród nich bardzo rozpowszechnione, mówi profesor Banfield. Fagi mogą przenosić geny kodujące wiele toksyn bakteryjnych, powodując, że u osób zarażonych występują poważniejsze objawy różnych chorób. Grupa Banfield chce zbadać, w jaki sposób fagi i ich bakteryjne ofiary zmieniają się w czasie i jak wpływa na nie dieta. U czterech osób, u których odkryto megafagi stwierdzono, że zarówno ilość fagów jak i bakterii Prevotella zmienia się w czasie. Wygląda na to, że dochodzi do okresowych wzrostów liczby fagów, co prowadzi co spadku populacji Prevotella, to z kolei powoduje spadek populacji fagów, co umożliwia odrodzenie się populacji bakterii. I cykl się powtarza. Duże genomy megafagów to obiecujące pole do badań. Te genomy są pełne protein, których funkcji nie znamy. Być może biorą one udział w procesach, o których nie mamy pojęcia. Możemy odkryć tam wiele nowych rzeczy. « powrót do artykułu

Dwie szklanki mango dziennie wywierają korzystny wpływ na ciśnienie skurczowe zdrowych kobiet w wieku pomenopauzalnym. Podczas eksperymentu owoc pomagał w rozluźnieniu naczyń już 2 godziny po spożyciu. Oprócz tego u części ochotniczek badanych przez zespół z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis stwierdzono korzystne zmiany w zakresie wydychanego metanu, co może odzwierciedlać wpływ na procesy fermentacyjne w jelitach. To pierwsze badanie, które pokazuje pozytywny wpływ naczyniowy spożycia mango na ludzi - podkreśla Robert Hackman. W ramach najnowszego studium 24 zdrowe kobiety w wieku pomenopauzalnym spożywały przez 2 tygodnie 330 g mango dziennie. Do badania wybrano odmianę Ataúlfo, bo zawiera dużo polifenoli, np. mangiferyny, kwercetyny czy kwasu galusowego. Po 14 dniach panie miały wrócić do swojej zwykłej diety, powiedziano im tylko, by na 13 dni wyeliminowały z niej mango. Podczas wizyt w laboratorium mierzono tętno i ciśnienie, a także pobierano próbki krwi. Oprócz tego analizowano próbki wydychanego powietrza. Okazało się, że 2 godziny od zjedzenia mango ciśnienie skurczowe i ciśnienie tętna (różnica skurczowego i rozkurczowego ciśnienia tętniczego) były znacząco niższe. Analiza próbek powietrza wykazała, że wskutek zachodzącej w jelitach fermentacji 6 pań wydychało metan. Po spożyciu mango u 3 z nich ilość tego gazu znacząco spadła. « powrót do artykułu

Związki występujące w opakowaniach mogą upośledzać wchłanianie w przewodzie pokarmowym. Odkryliśmy, że nanocząstki tlenku cynku (ZnO) w dawkach odpowiadających temu, co normalnie zjadamy z posiłkiem lub w ciągu dnia, mogą zmieniać sposób, w jaki jelita wchłaniają składniki odżywcze albo oddziaływać na ekspresję genów [...] - opowiada prof. Gretchen Mahler z Binghamton University. Mahler wyjaśnia, że ze względu na właściwości przeciwbakteryjne ZnO jest wykorzystywany w wyściółce puszek. W ramach studium Amerykanie sprawdzali za pomocą spektrometrii mas, jak dużo cząstek dostaje się do puszkowanego tuńczyka, kukurydzy, szparagów i kurczaka. Okazało się, że pokarm zawiera 100-krotność dozwolonej dziennej dawki cynku. Mając to na uwadze, zespół zajął się wpływem nanocząstek na układ pokarmowy. Inni naukowcy patrzyli wcześniej na wpływ nanocząstek na komórki jelita, ale zwykle wybierali naprawdę wysokie dawki i szukali oznak oczywistej toksyczności, np. śmierci komórkowej. My skupiliśmy się na czymś bardziej subtelnym, a mianowicie na działaniu komórek i analizowaliśmy dawki nanocząstek bliższe temu, z czym się naprawdę stykamy. Okazuje się nanocząstki mają tendencję do osiadania na komórkach układu pokarmowego. Powodują remodelowanie bądź utratę mikrokosmków, które zwiększają powierzchnię odpowiadającą za wchłanianie. W dużych dawkach niektóre nanocząstki uruchamiają sygnalizację prozapalną. Zjawisko to może zaś zwiększyć przepuszczalność modelu jelit [...]. Ponieważ badania prowadzono w laboratorium na hodowlach komórkowych, trudno określić, jaki może być długoterminowy wpływ spożycia nanocząstek na ludzkie zdrowie. Mogę tylko powiedzieć, że nasz model pokazuje, że nanocząstki mają swoje oddziaływania w modelu in vitro i że zrozumienie ich wpływu na funkcje przewodu pokarmowego to ważna dziedzina badania bezpieczeństwa konsumenckiego. Podczas dalszych badań na kurach uzyskano podobne wyniki jak na hodowlach. Okazało się także, że nanocząstki oddziałują na mikrobiom.   « powrót do artykułu