Darmmikroben können wählerische Esser sein - hier ist der Grund, warum es wichtig ist

Darmmikroben können wählerische Esser sein - hier ist der Grund, warum es wichtig ist
TL Furrer / Shutterstock

Wir wählen unser Essen aus einer Vielzahl von Gründen, einschließlich persönlicher Vorlieben, Verfügbarkeit, Kosten und Gesundheit. Wir sollten aber auch die Vorlieben unserer Darmmikroben berücksichtigen, a neue Studie in Cell veröffentlicht schlägt vor.

Die Bakterien in unserem Darm, die zusammen als Mikrobiota oder Mikrobiom bekannt sind, leben von den Ballaststoffen und anderen Chemikalien, die aus den Lebensmitteln stammen, die wir essen. „Faser“ ist ein Überbegriff, der eine Vielzahl von Molekülen auf Zuckerbasis (Polysaccharide) abdeckt. Es ist nicht klar, wie einzelne pflanzliche Polysaccharide das Wachstum verschiedener Arten von nützlichen Darmbakterien beeinflussen.

Während wir wissen, dass Menschen, die eine größere Anzahl von verschiedenen pflanzlichen Lebensmitteln essen haben vielfältigere, gesündere MikrobiomeWeniger ist bekannt, welche Bakterien welche Lebensmittel bevorzugen.

Um herauszufinden, welche Lebensmittel jeder Bakterientyp bevorzugt, zogen die Autoren der in Cell veröffentlichten Studie Mäuse unter sterilen Bedingungen auf und gaben ihnen eine Reihe von 20-verschiedenen Arten menschlicher Darmbakterien. Zu Beginn des Experiments hatten alle Mäuse einen ähnlichen Satz von Darmmikroben. Sie fütterten die Tiere dann mit einer fettreichen, ballaststoffarmen Diät, die typisch für die USA ist. Dies wurde mit 34-gereinigten Faserpräparaten aus Obst und Gemüse ergänzt.

Die Forscher beobachteten, wie sich die Mikrobiome der Tiere aufgrund ihrer Ernährung veränderten. Sie stellten fest, dass bestimmte Bakterien unterschiedliche Ballaststoffpräparate bevorzugen, und wenn ihr Lieblingsfutter verfügbar ist, steigt der Anteil dieser Mikroben im Darm. Zum Beispiel hatten Mäuse, die viel Erbsenfaser aßen, einen viel höheren Anteil an Bakterien, die als Bakterien bezeichnet wurden Bacteroides thetaiotaomicron am Ende des Experiments.

Aber Nahrungsfasern bestehen nicht nur aus einer Verbindung. Sie enthalten oft eine Vielzahl von langkettigen Polysacchariden, die wir ohne die Hilfe von Darmbakterien nicht abbauen können. Um herauszufinden, welche Polysaccharidmoleküle die Anzahl spezifischer Mikroben genau erhöhten, untersuchten zusätzliche Experimente verschiedene Bakterienspezies. Für die Bacteroides thetaiotaomicronBeispielsweise wird die Zunahme der Häufigkeit durch ein Molekül in der Erbsenfaser namens Arabinan getrieben.

Darmmikroben können wählerische Esser sein - hier ist der Grund, warum es wichtig ist
Bacteroides thetaiotaomicron aß gern Erbsenfasern. SherSor / Shutterstock


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Die Manipulation Ihres Mikrobioms ist nicht so einfach

Das Mikrobiom ist eine komplexe Gemeinschaft aus Milliarden von Bakterien. Es ist wichtig zu verstehen, wie das Essen, das wir essen, unser Mikrobiom als Ganzes beeinflusst und nicht nur einzelne Bakterienarten. Die bloße Zufuhr eines bestimmten Fasertyps ist keine Garantie dafür, dass bestimmte Bakterien auftauchen, um ihn zu fressen. Und wenn zwei konkurrierende Bakterienarten dasselbe Futter bevorzugen, eine nützliche und eine potenziell schädliche, wie können Sie dann sicherstellen, dass die gesünderen Arten den Löwenanteil erhalten und gedeihen?

Um zu verstehen, welche Mikroben die Nährstoffe auf den ersten Blick erhalten, haben die Forscher Lebensmittelwettbewerbe zwischen verschiedenen Bakterienarten veranstaltet. Sie verwendeten magnetische Kügelchen, die mit fluoreszierenden Fasermolekülen beschichtet waren, um festzustellen, welche Bakterien die einzelnen Fasertypen metabolisierten und wie die Anwesenheit anderer Bakterien ihre Wahl beeinflusste.

Wie zu erwarten ist, konkurrierten Bakterien um bestimmte Ballaststoffe, wenn es genügend Bakterien und ein begrenztes Angebot an Lieblingsnahrungsmitteln gibt. Die Forscher fanden heraus, dass sich die Bakterien an veränderte Umstände anpassen. Einige Arten konnten sich an die Anwesenheit anderer anpassen, die die gleiche Faser bevorzugten, und wechselten zu einer anderen Nahrungsquelle. Andere Mikroben waren entschlossen, ihre Lieblingsgerichte zu sich zu nehmen.

Was bedeutet das für unsere Mikrobiome? Es deutet darauf hin, dass bestimmte Stämme sich leichter an Ernährungsumstellungen anpassen können und dies möglicherweise die beste Lösung für den Aufbau einer widerstandsfähigen Darmgemeinschaft ist.

Es gibt noch viel zu lernen

Es wird immer deutlicher, was wir tun essen und Getränk hat einen tiefgreifenden Einfluss auf die Zusammensetzung des Darmmikrobioms und damit einen enormen Einfluss auf Ernährung und Gesundheit. Aber wir haben noch viel zu tun, bevor wir wirklich verstehen, wie sich echte Lebensmittel auf unsere echten Mikrobiome auswirken und wie sich unsere Darmbakterien auf unsere Gesundheit auswirken.

Gemeinsam mit meinen Kollegen am King's College in London, dem Massachusetts General Hospital, der Stanford University und dem ZOE führen wir die weltweit größte Studie (PREDICT) durch, in der untersucht wird, wie Personen und ihre einzigartigen Mikrobiome auf verschiedene Lebensmittel reagieren. Bisher zeigen die Ergebnisse große und gleichbleibende Unterschiede zwischen Menschen zu denselben Lebensmitteln. Sogar eineiige Zwillinge, die 100% ihrer Gene und einen Großteil ihrer Erziehung und Umwelt teilen, können haben sehr unterschiedliche Reaktionen auf die gleichen Lebensmittel.

Noch überraschender ist, dass die eineiigen Zwillinge in unserer Studie nur geringfügig mehr Mikrobenarten gemeinsam hatten als nicht verwandte Personen, was möglicherweise zur Erklärung der unterschiedlichen Ernährungsreaktionen beiträgt. Bis zum Ende unserer Studien hoffen wir mit Hilfe von Bürgerwissenschaftlern in der Lage zu sein, die komplizierte Beziehung zwischen dem, was wir essen, unserem Mikrobiom und unseren persönlichen Reaktionen zu beleuchten zur Nahrung und zu unserer Gesundheit.

Wissenschaftler sind daran interessiert, Wege zu finden, wie wir unsere Reaktionen auf Lebensmittel manipulieren und unsere Gesundheit verbessern können, indem wir absichtlich die Bewohner unseres Darms verändern. Die Aufdeckung der Verbindungen zwischen verschiedenen Faserarten und Bakterien legt nahe, dass die von den Forschern in der Cell-Studie identifizierten Moleküle schließlich in sogenannten mikrobiota-gerichteten Lebensmitteln verwendet werden könnten, um die Anzahl der besonders nützlichen Bakterien im Darm zu erhöhen und die Mikrobiomendiversität zu steigern.

Viele der in ihren Experimenten getesteten Faserzusätze wurden aus Obst- und Gemüseschalen hergestellt, die bei der Herstellung von Produkten wie Suppen und Smoothies übrig geblieben waren. Diese Produkte könnten nachhaltige, billige Ballaststoffe liefern, die leicht in Lebensmittelprodukte eingearbeitet werden könnten. Aber bevor wir auf diese Weise an unseren Darmbewohnern herumspielen, müssen wir wissen, wie wir dies sicher tun können - indem wir die „guten“ Bakterien anregen und die „schlechten“ kontrollieren -, um für jeden das richtige Bakteriengleichgewicht zu schaffen.Das Gespräch

Über den Autor

Tim Spector, Professor für Genetische Epidemiologie, King 's College London

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.


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