Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Bakterie mikrobiomu mają ulubione typy włókien

Rekomendowane odpowiedzi

Dostarczanie wraz z dietą odpowiednich typów włókien jest konieczne, by mogły się rozwijać prozdrowotne bakterie mikrobiomu jelit, zauważyli naukowcy z Wydziału Medycyny Washington University. Badania prowadzono na myszach, których jelita skolonizowano ludzkim mikrobiomem. Użyto przy tym nowych technik badania całego procesu odżywiania się.

Naukowcy odkryli, że istnieją włókna, które pomagają w rozwoju pożytecznych dla nas mikroorganizmów i sprawdzili, które składniki tych włókien mają tak korzystny wpływ. Opracowali również sztuczną molekułę, która działała jak czujnik pozwalający monitorować procesy zachodzące w jelitach.

Jesteśmy świadkami rewolucji w naukach o żywieniu. Dysponujemy bowiem zaawansowanymi narzędziami analitycznymi, które pozwalają nam na zidentyfikowanie konkretnych molekuł wchodzących w skład pożywienia. W ten sposób tworzymy zbiory informacji na temat składników odżywczych, co daje nam możliwość zrozumienia, w jaki sposób mikroorganizmy wchodzące w skład mikrobiomu jelit wykrywają i przekształcają te składniki w potrzebne im i nam produkty. Zrozumienie, jakich składników poszukują korzystne dla naszego zdrowia bakterie jest kluczem do stworzenia pokarmów poprawiających zdrowie, mówi główny autor badań, profesor Jeffrey I. Gordon, dyrektor Edison Family Center for Genome Sciences & Systems Biology.

Nie od dzisiaj wiemy, że włókna w diecie pomagają w utrzymaniu zdrowia. Jednak zachodnia dieta jest uboga w owoce, warzywa, nasiona strączkowe i pełna ziarno. Włókna zawierają olbrzymie bogactwo różnorodnych złożonych molekuł. Dotychczas jednak nie wiadomo, które ze składników włókien są wykorzystywane przez bakterie mikrobiomu i które są dla nas najbardziej korzystne. Jako, że w ludzkim genomie występuje niewiele genów związanych z rozkładaniem włókien, a z kolei bakterie mikrobiomu mają bogate zestawy takich genów, nasza zdolność do trawienia włókien jest uzależniona od bakterii.

Na potrzeby najnowszych badań naukowcy przyjrzeli się 34 różnym typom włókien, które zostały im dostarczone przez koncern Mondelez International. W przeszłości koncern nosił nazwę Kraft Foods, a obecnie jest właścicielem takich marek jak Belvita, Oreo, LU, Milka, Cadbury, TUC, Toblerone czy Alpen Gold. Wśród dostarczonych włókien były i takie, które nie są wykorzystywane w produkcji żywności, jak np. skórki z warzyw i owoców czy łuski z nasion.

Badania rozpoczęto od hodowli myszy w sterylnych warunkach, których jelita skolonizowano bakteriami pochodzącym z jelit zdrowego człowieka. Genom tych mikroorganizmów został zsekwencjonowany i zachowany w bazie danych. Myszy posiadające ten modelowy ludzki mikrobiom były początkowo żywione ludzką dietą zawierającą dużo tłuszczów nasyconych a mało włókien. Następnie na podstawie tej diety stworzono 144 diety zawierające różne ilości i rodzaje włókien. Naukowcy szczegółowo monitorowali wpływ tych dodanych włókien na liczbę i rodzaj bakterii w jelitach myszy oraz sprawdzali ekspresję białek kodowanych przez genomy tych bakterii.

Mikroorganizmy są wspaniałymi nauczycielami. Ich geny, które reagują na różne włókna, dostarczyły nam ważnych informacji na temat rodzajów molekuł, jakie w konkretnych włóknach były wykorzystywane przez bakterie, mówi Gordon.

Jeden z głównych autorów badań, doktor Michael L. Patnode, wyjaśnia: nasze analizy pozwoliły na zidentyfikowanie włókien, które w sposób selektywny wpływały na bakterie z rodzaju Bacterioides. W wyniku eksperymentów dowiedzieliśmy się, że w włóknie z groszku aktywnym składnikiem molekularnym jest pewien typ polisacharydu o nazwie arabinan, podczas gdy w pektynie pochodzącej ze skórki pomarańczy Bacterioides poszukują polisacharydu o nazwie homogalakturonan, który pomaga im w namnażaniu się.

Tak szczegółowe rozróżnienie było możliwe dzięki stworzeniu sztucznych molekuł zawierających mikroskopijne szklane kule magnetyczne. Na powierzchni każdej z kul nałożono konkretny polisacharyd z włókna, który dodatkowo oznaczono fluorescencyjnym znacznikiem. Molekuły takie jednocześnie wprowadzono do jelit myszy żywionych różnymi dietami, u których występowały różnej wielkości kolonie Bacterioides. Molekuły, po przejściu przez przewód pokarmowy myszy, były zbierane i badano ilość polisacharydów, jaka pozostała na powierzchni kul. To działało jak czujnik biologiczny, który pozwalał nam sprawdzić, jak obecność różnych gatunków Bacterioides wpływa na zdolność populacji bakterii do przetwarzania różnych polisacharydów. Byliśmy też w stanie badać stopień rozkładu włókien, dodaje Patnode.

Bacterioides to najliczniej występujący rodzaj bakterii w ludzkim przewodzie pokarmowym. Okazało się też, że różne rodzaje Bacterioides bezpośrednio konkurują ze sobą o dostęp do zasobów, podczas gdy inne ustępują przed sąsiadującymi koloniami. Zrozumienie tych interakcji jest bardzo ważne dla stworzenia żywności, która w optymalny sposób będzie działała na mikrobiom jelit.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Mikrobiom jelit to jeden z najważniejszych elementów decydujących o naszym zdrowiu. Badając go, możemy zyskać wgląd w stan zdrowia, dietę czy wspólną ewolucję ludzi i zamieszkujących ich bakterii, w zależności od środowiska biologiczne i społecznego. I właśnie ten ostatni cel przyświecał naukowcom, którzy zbadali mikrobiom prehiszpańskiego łowcy-zbieracza sprzed 1000 lat.
      Santiago Rosas-Plaza z Universidad Nacional Autónoma de México i jego zespół przyjrzeli się mumii znalezionej w schronieniu skalnym w Zimapán w Meksyku. Już wcześniejsze badania wykazały, że „Człowiek z Zimapán” był prawdopodobnie okazjonalnym półosiadłym łowcą-zbieraczem należącym do kultury Otopame, zmarł około 1000 lat temu w wieku 21–35 lat. Jego wyjątkowo dobrze zachowane szczątki zostały starannie owinięte tkaniną, co wskazuje, że był ważnym członkiem swojej społeczności.
      Zwłoki mężczyzny zawinięto w doskonale utkany całun z brązowej bawełny o bardzo osobliwym i skomplikowanym układzie węzłów. Zewnętrzną warstwę zawiniątka stanowi zaś mocno spleciona elastyczna mata z włókiem agawy.
      Badacze pozyskali z mumii zawartość jelit oraz ich tkankę. Dzięki nim dowiedzieli się, że skład mikrobiomu mężczyzny wchodziły liczne rodziny bakterii łączonych z ludzkim mikrobiomem w tym rodziny Peptostreptococcaceae, Enterobacteriaceae, Enterococcaceae. Badacze znaleźli też liczne bakterie z rodziny Clostridiaceae, którą wcześniej zidentyfikowano u andyjskich mumii. Zwieńczeniem badań było znalezienie gatunku Romboutsia hominis, który występuje w mikrobiomie współczesnych ludzi, ale dotychczas nie zidentyfikowano go w tak starych szczątkach.
      Szczegóły badań zostały opublikowane w artykule Microbiome characterization of a pre-Hispanic man from Zimapán, Mexico: Insights into ancient gut microbial communities.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      W naszych ustach żyją setki gatunków grzybów i bakterii. Naukowcy z Langone Health Uniwersytetu Nowojorskiego stwierdzili, że łączna obecność 27 z tych gatunków aż 3,5-krotnie zwiększa ryzyko zachorowania na jeden z najbardziej śmiercionośnych nowotworów – raka trzustki.
      Naukowcy już dawno zauważyli, że u osób mniej dbających o higienę jamy ustnej rak trzustki występuje częściej. Jakiś czas temu odkryto, że dzieje się tak, gdyż bakterie połykane wraz ze śliną mogą trafić do trzustki, która bierze udział w trawieniu. Dotychczas nie było jednak wiadomo, które bakterie przyczyniają się do rozwoju nowotworu.
      W najnowszym numerze JAMA Oncology ukazała się analiza genetyczna mikrobiomu śliny 122 000 zdrowych osób. Nasze badania rzuciły nowe światło na związki mikrobiomu ust i raka trzustki, stwierdził główny autor badań, doktor Yixuan Meng. To najszerzej zakrojone i najbardziej szczegółowe badania tego typu. Wykazały one, że grzyby z rodzaju Candida mogą odgrywać rolę w rozwoju raka trzustki. Uczeni znaleźli pochodzące z ust Candida w próbkach z guzów tego nowotworu.
      Po przeanalizowaniu DNA mikrobiomu ust badacze przez 9 lat śledzili losy badanych. W tym czasie u 445 z nich zdiagnozowano raka trzustki. Naukowcy porównali więc ich mikrobiom ust z mikrobiomem innych 445 zdrowych osób ze swojej oryginalnej próby 122 000. W ten sposób zidentyfikowali 27 gatunków grzybów i bakterii, z których każdy w jakiś sposób wpływał na ryzyko rozwoju nowotworu, a ich łączne występowanie zwiększało to ryzyko ponad 3-krotnie.
      Badacze stworzyli też narzędzie pozwalające na dokonanie oceny ryzyka. Dzięki niemu, wykonując profil bakterii i grzybów z ust, onkolodzy będą mogli wyłowić osoby, które należy poddać szczególnemu nadzorowi ze względu na ryzyko rozwoju raka trzustki.
      Mycie i nitkowanie zębów może nie tylko pomóc w uniknięciu paradontozy, ale może chronić też przed rakiem, stwierdził profesor Richard Hayes, jeden z autorów badań. Teraz naukowcy planują sprawdzić, czy i wirusy z jamy ustnej mogą przyczyniać się do nowotworów oraz czy konkretny mikrobiom ust może wpływać na szanse przeżywalności pacjentów. Już wcześniej ten sam zespół dostarczył dowodów na związek pomiędzy niektórymi bakteriami jamy ustnej, a zwiększonym ryzykiem nowotworów głowy i szyi.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Ibuprofen i paracetamol to najpowszechniej używane na świecie środki przeciwbólowe stosowane bez recepty. Najnowsze badania przeprowadzone na University of South Australia sugerują, że napędzają one jedno z największych zagrożeń zdrowotnych dla ludzkości: antybiotykooporność. Uczeni z Australii chcieli sprawdzić interakcje zachodzące pomiędzy lekami nie będącymi antybiotykami, ciprofloksacyną, która jest antybiotykiem o szerokim spektrum działania oraz bakterią E. coli. I odkryli wysoce niepokojący wpływ ibuprofenu i paracetamolu na bakterię.
      Antybiotykooporność od lat uważana jest za jedno z największych zagrożeń dla ludzkości. Powszechne i nadmierne stosowanie antybiotyków u ludzi oraz zwierząt hodowlanych powoduje, że coraz więcej szkodliwych mikroorganizmów zyskuje oporność na coraz liczniejsze antybiotyki. Specjaliści obawiają się, że w przyszłości może dojść do sytuacji, w której coraz więcej osób będzie umierało na choroby zakaźne, które jeszcze niedawno nie były śmiertelnym zagrożeniem, gdyż mieliśmy zwalczające je antybiotyki. Z badań, które ukazały się w 2022 roku w piśmie The Lancet dowiadujemy się, że w 2019 roku antybiotykooporne bakterie zabiły 1,27 miliona osób, a w sumie przyczyniły się do śmierci 4,95 miliona ludzi. Największe śmiertelne żniwo zebrały Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Streptococcus pneumoniae, Acinetobacter baumannii i Pseudomonas aeruginosa.
      Antybiotyki od dawna są główną obroną przed chorobami zakaźnymi, jednak ich nadmierne i niepotrzebne stosowanie doprowadziło do pojawienia się na całym świecie antybiotykoopornych bakterii, mówi główna autorka nowych badań, profesor Rietie Venter. Ma to szczególne znaczenie w domach opieki społecznej, gdzie osobom starszym z większym prawdopodobieństwem przepisuje się wiele leków, nie tylko antybiotyków, ale również środków przeciwbólowych, nasennych czy obniżających ciśnienie. W ten sposób powstaje idealne środowisko, w którym bakterie mikrobiomu mogą stać się oporne na antybiotyki, dodaje uczona.
      Naukowcy z Australii zauważyli, że gdy obok ciprofloksacyny – stosowanej w leceniu infekcji skóry, układu moczowego i układu pokarmowego – podaje się też ibuprofen czy paracetamol, u bakterii E. coli pojawia się więcej mutacji niż wówczas, gdy podaje się sam antybiotyk. W wyniku tych mutacji bakterie szybciej się namnażają i są bardziej oporne na działanie antybiotyków. A co gorsza, nie tylko na działanie ciprofloksacyny, ale szerokiego spektrum antybiotyków różnych klas.
      Badacze oceniali 9 leków powszechnie stosowanych w domach opieki społecznej: ibuprofen, diklofenak, paracetamol, furosemid, metforminę, tramadol, atorwastatynę, temazepam i pseudoefedrynę. Ich badania wykazały, że mechanizm nabywania antybiotykooporności jest bardzo złożony i nie ma związku wyłącznie z antybiotykami.

      Badania zostały opublikowane w artykule The effect of commonly used non-antibiotic medications on antimicrobial resistance development in Escherichia coli.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Zdaniem naukowców z Chin i USA, niektóre bakterie mikrobiomu mogą odpowiadać za bezsenność, podczas gdy inne wspomagają zdrowy sen. Dotychczasowe badania skupiały się na wpływie mikrobiomu na różne cechy snu, jednak nie przynosiły one odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób mikrobiom wpływa na ryzyko bezsenności. Tymczasem jest to ważne pytanie, gdyż na bezsenność cierpi od 10 do 20 procent ludzi.
      Naukowcy z Uniwersytetu Nankińskiego oraz George Mason University wykorzystali dane 386 533 osób z bezsennością, których genom został przeanalizowany w ramach wcześniejszych badań oraz 26 548 osób, które wzięły udział w dwóch różnych badaniach nad mikrobiomem.
      Uczeni przeprowadzili analizę statystyczną metodą randomizacji Mendla i odkryli, że istnieje związek pomiędzy pewnymi bakteriami a bezsennością. Okazało się, że 14 grup bakterii było dodatnio skorelowanych z bezsennością, zwiększając jej ryzyko od 1 do 4 procent, a 8 grup bakterii zmniejszało ryzyko wystąpienia bezsenności o 1 do 3 procent. Ponadto sam fakt, że dany pacjent cierpiał na bezsenność związane było ze zmianami mikrobiomu. U takich osób zaobserwowano spadek liczebności 7 grup bakterii, w przypadku których liczba mikroorganizmów zmniejszyła się o 49 do 79 procent, a w przypadku 12 grup bakterii liczba mikroorganizmów zwiększyła się od 65 do ponad 400 procent. Szczególnie silnie z ryzykiem wystąpienia bezsenności powiązane był rodzaj Odoribacter.
      Autorzy badań zauważają, że zgadzają się one z wnioskami z wcześniejszych prac naukowych, co tylko wzmacnia przypuszczenie, że mikrobiom odgrywa rolę w jakości snu. Jednocześnie przypominają, że pod uwagę brano tylko dane osób o europejskich korzeniach. Nie można więc wprost przekładać uzyskanych przez nich wyników na całą ludzkość, gdyż skądinąd wiadomo o występowaniu różnic w składzie mikrobiomu u ludzi o różnym pochodzeniu etnicznym.
      Z całością pracy można zapoznać się na łamach General Psychiatry.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...