Бактерии-это не то слово, которое мы обычно ассоциируем с чем-то хорошим. Это вот-вот изменится. Относительно новая микробиомная наука работает над раскрытием эффектов невидимой и очень сложной, для изучения. экосистемы, состоящей из триллионов микроорганизмов, живущих внутри кишечника человека.
Странно, как это может показаться, это действительно не плохо. Исследования показывают, что все эти бактерии в совокупности действуют как дополнительный жизненно важный орган. Изучение их помогает нам лучше понять некоторые вещи, такие как психическое и физическое здоровье, болезни, иммунная система, спортивные показатели, скорость обмена веществ в организме человека и ожирение и почему это вообще происходит.
Есть несколько вещей, которые нужно иметь в виду: во-первых, микробиомная наука действительно молода. Он датируется 2005 годом, когда было изобретено генетическое секвенирование следующего поколения и появилась метагеномика, позволяющая изучать генетический материал, выделенный непосредственно из образцов окружающей среды. Во-вторых, в то время как наука о микробиоме быстро развивается и все время появляются новые исследования, действительно трудно изучать сообщества бактерий внутри живого человеческого кишечника. Еще труднее проверить теории о них, так как этические вопросы дискомфорта пациента и даже вреда должны быть приняты во внимание.
Итак, сначала абсолютные основы. Колонии бактерий, которые живут в нашем кишечнике, находятся с нами в симбиотических отношениях. Это означает, что когда они находятся в гомеостатическом равновесии с телом, они упорно работают, чтобы сохранить нам жизнь. Вот некоторые из основных вещей, которые мы знаем о них:
- Существует от 500 до 1000 различных штаммов бактерий, которые живут внутри нас. Точное сочетание всех этих штаммов отличается для каждого человека, но способ их объединения представляет собой бактериальный "отпечаток", который может идентифицировать человека так же однозначно, как завитки на кончиках наших пальцев.
- Кишечные бактерии на самом деле называют микробиотой и этот термин охватывает все микроорганизмы и вирусы, связанные с желудочно-кишечным трактом человека. Микробиом относится к генетическому составу (гены от всех всех бактерий, эукариот, архей и вирусов, которые живут внутри нас) микробиоты. Это немного похоже на разговор о ДНК Жуков в нашем кишечнике.
- В человеческом организме насчитывается около 39 триллионов бактериальных клеток, что означает, что в нашем кишечнике столько же бактериальных клеток, сколько и в человеческом организме (прибл. 37,2 триллиона клеток). Бактериальные клетки меньше и легче, и в общей сложности, в среднем 70 кг человек, весит около 200 г.
- Микробиом каждого индивидуума частично унаследован от их матери во время рождения, но его состав (т. е. количество каждого различного штамма бактерий и его размер), который формирует уникальный микробный отпечаток каждого индивидуума, формируется множеством факторов окружающей среды и образа жизни, что означает, что мы можем предпринять шаги для его улучшения.
- Бактерии в нашем кишечнике выделяют большое количество различных гормонов. Гормоны-это химические посланники, которые путешествуют по всему телу, включая и выключая различные процессы. Кортизол, чтобы упомянуть только один в качестве примера, контролирует стресс, но он также контролирует уровень сахара в крови, регулирует обмен веществ, помогает уменьшить воспаление и помогает с формированием памяти. Кортизол-это химический мессенджер, используемый бактериями кишечника. Предположение здесь, подкрепленное современными доказательствами, заключается в том, что бактерии в нашем кишечнике играют ключевую роль во всем, что подвергается воздействию гормонов, которые в значительной степени включают все.
Как Работает Микробиом
Сахар, содержащийся в нашем рационе, клетчатка, содержащаяся во фруктах и овощах, из которых мы едим, белковое мясо, а также углеводы в хлебе и макаронах-все это расщепляется и используется микробами в нашем кишечнике. На самом деле все, что мы думаем о еде, обрабатывается бактериями в нашем кишечнике. Некоторые из них расщепляются на питательные вещества, которые мы затем можем использовать другими органами в организме, а некоторые потребляются самими бактериями, чтобы они могли расти в количестве.
Исследования показали, что микробиом зависит от пищи, которую мы едим, и в сложной петле обратной связи выделяет химические сообщения, которые сигнализируют нашему мозгу о создании тяги и заставляют нас тосковать по определенным продуктам в определенное время. Вот почему мы можем получить "munchies" в середине ночи и потянуться за сладкой закуской.
Во время беременности женский микробиом претерпевает специфические изменения при подготовке к родам, когда часть его штамма передается новорожденному ребенку. Беременные женщины, как известно, испытывают тягу к определенной пище, и до сих пор не было реальной идеи, почему. Изменения в бактериальных колониях в кишечнике, происходящие во время беременности, по-видимому, изменяют баланс бактериальных популяций. Более крупные бактериальные популяции становятся доминирующими и затем могут требовать любой тип пищевых продуктов, который этот конкретный штамм бактерий обрабатывает, что приводит к пищевым тягам.
Вот некоторые из вещей, которые мы знаем о том, как работает микробиом:
- Различные типы кишечных бактерий обрабатывают различные типы пищи. Парадоксально, но пища, которую мы едим, также влияет на типы кишечных бактерий, которые процветают в нашем кишечнике. Потому что кишечные бактерии затем производят основные химические вещества, которые управляют нашим метаболизмом и мышцами пища, которую мы едим, напрямую связана с нашим умственным, психологическим и физическим здоровьем.
- Неправильный тип пищи может превратить хорошие бактерии в плохие. Например, рафинированный сахар дает начало бактериям, называемым Кандидой, которая ослабляет слизистую оболочку кишечника. Это позволяет бактериям просачиваться в кровоток и перемещаться в другие части тела, где им нечего делать. Воспаление сердца и кровеносных сосудов (сердечно-сосудистые заболевания), аллергии и специфические психические проблемы (например, депрессия) были связаны с этим состоянием.
- Бактерии кишечника в конечном счете ответственны за химические вещества, которые создают гликолиз (расщепление углеводов) и производство аденозинтрифосфата (АТФ), который питает каждую из наших клеток, генерирует мышечную силу и питает наш метаболизм, который, в свою очередь, контролирует, как наш организм обрабатывает пищу, хранит жир и обычно остается Алином. Для того, чтобы кишечник мог производить много различных химических веществ, необходимых для всего этого, должен быть хороший уровень разнообразия в колониях бактерий в нашем кишечнике. Это требует разнообразия в еде, которую мы едим (подробнее об этом немного ниже в этой статье).
- Здоровый микробиом связан с лучшим эмоциональным контролем, большим количеством энергии, оптимизированными когнитивными функциями, более медленным старением, лучшим сердечно-сосудистым здоровьем, лучшим качеством сна и, в целом, лучшим качеством жизни. Точно так же, как живые дрожжи, которые используются для приготовления хлеба, микробиом имеет регулярный, циклический ритм в своей деятельности, и мы чувствуем, что когда в разное время в течение дня мы испытываем отлив в нашем потоке энергии, чувствуем усталость и испытываем туман мозга.
- Как и любой другой жизненно важный орган в нашем организме, микробиом может быть поврежден антибиотиками, пестицидами, загрязнителями окружающей среды, радиацией (например, получаемой при медицинском лечении) и диетически плохим питанием.
Микробиом и наше здоровье
Новые исследования раскрывают центральную роль, которую микробиом играет в нашем здоровье, и то, как дисбаланс, который он испытывает, может сделать нас больными. Одной из областей, в частности, которая затрагивает сотни тысяч людей, является синдром раздраженного кишечника (СРК), который представляет собой расстройство, охватывающее многие виды заболеваний и имеет много различных симптомов. Анализ фекального вещества у лиц, страдающих СРК, показал последовательные нарушения в содержавшейся в нем микробиоте.
Активность бактерий нашего кишечника связана с нашим психологическим и эмоциональным состоянием. Стресс-это эмоциональная реакция, которая выражается в физических симптомах, все из которых коренятся в гормонах. Стресс может нанести вред организму, разрушая иммунную систему. Одно исследование было направлено на то, чтобы доказать связь между бактериями кишечника и эмоциональными состояниями, такими как стресс, которые затем влияют на поведение пересаженной фекальной микробиоты от пациентов, страдающих СРК до мышей. Затем у мышей появились те же симптомы тревоги, стресса и более быстрого прохождения пищи через организм, что и у больных СРК.
В исследовании упоминается о нескольких красных флагах, вызванных дисбалансами в бактериальных популяциях в кишечнике, и предполагается, что многие распространенные современные заболевания могут быть прослежены непосредственно к этим дисбалансам еще раз выполнены исследования.
Вот некоторые из способов, которыми микробиом напрямую влияет на наше здоровье:
- Микробиом не только контролирует наш аппетит, но, как показали исследования, он может направлять нас на тип пищи, которую мы должны есть, чтобы удовлетворить его потребности. Это повышает вероятность того, что в ситуациях, когда человек имеет избыточный вес, ремоделирование микробиома может привести к потере веса
- Обучение, память и принятие решений могут быть нарушены изменениями в составе и разнообразии микробиома. Изменения, которые являются полезными, могут привести к улучшению когнитивного здоровья, в то время как изменения, которые негативно влияют на физиологию мозга, могут ухудшить многие из его критических функций, особенно с возрастом.
- Клеточная репарация, скорость, с которой происходит заживление и воспаление в тканях и органах человеческого тела, все это определяется всплеском и отливом определенных бактериальных популяций в нашем кишечнике. Способ, которым микробиом влияет на заживление, изучается с целью найти способы, которые помогут ускорить его при возникновении травмы.
- Исследования показывают, что микробиом также играет центральную роль в процессе старения (сам является частью путей, контролирующих метаболизм) со специфической модуляцией микробиома, приводящей к долголетию как в экспериментах на людях, так и на животных.
- Последние исследования показывают, что упражнения на выносливость и тренировки высокой интенсивности вызывают ряд адаптивных реакций со стороны организма, которые включают коррекцию электролитного дисбаланса, снижение накопления гликогена и увеличение окислительного стресса, проницаемости кишечника, повреждения мышц и системной воспалительной реакции. Это, в свою очередь, модифицирует наши кишечные бактерии и производит ряд положительных изменений микробиома. Кроме того, сам микробиом через специфические типы кишечных бактерий, по-видимому, влияет на VO2 max индивидуумов, непосредственно влияя на их кардиореспираторную приспособленность .
Факторы, влияющие на здоровье микробиома
Подобно тому, как кишечные бактерии воздействуют на организм человека на физическом, психическом и психологическом уровнях, они, в свою очередь, подвержены воздействию целого ряда антропогенных факторов.
В 2015 году 15 096 образцов фекалий, ротовой полости и кожи бактерий, полученных от 11 336 человек в США, Великобритании, Австралии и 42 других странах, были проанализированы с использованием геномной последовательности, которая позволила исследователям искать конкретные генетические маркеры. Эта акция была результатом американского проекта кишечника, созданного Робом Найтом, PH.D., из Калифорнийского университета, в 2012 году, и его прямой целью было использование новых технологий для изучения влияния бактерий кишечника на физическое и психическое здоровье.
Выводы, опубликованные в журнале mSystems и сообщенные в медицинских новостях сегодня, усиливают то, что показали и другие исследования. А именно, что здоровый микробиом требует бактериального разнообразия, и для этого мы должны есть до 30 различных типов растений каждую неделю. Поскольку современные методы производства пищевых продуктов используют пестициды и антиобиотики, которые влияют на баланс микробиома, диеты, состоящие из органических продуктов питания, обеспечивают измеримые результаты в здоровье и разнообразии бактерий кишечника.
Кроме того, упражнения, по-видимому, также играют определенную роль в изменении микробиома как по составу, так и по функции. Полученные результаты влияют как на худощавых, так и на людей с избыточным весом.