Mikroby dostosowują się do nowego środowiska wraz ze swoimi imigrantami

Mikroby dostosowują się do nowego środowiska wraz ze swoimi imigrantami

Ostatni artykuł opublikowany przez grupę Dana Knightsa na University of Minnesota i opublikowany w czasopiśmie Komórka donoszą, że skład mikrobiologiczny jelit i różnorodność zmieniły się w ciągu kilku miesięcy u imigrantów z wiejskich środowisk azjatyckich do USA. Najważniejsze wnioski autorów:

  • Imigracja do USA z regionów wiejskich w Azji wiąże się z utratą gatunków drobnoustrojów jelitowych, różnorodnością i utratą enzymów bakteryjnych związanych z degradacją włókien roślinnych
  • Bacteroides Szczepy wypierane z trawienia włókna Prevotella według czasu spędzonego w USA
  • Utrata różnorodności zwiększyła się wraz z otyłością i spotęgowała się z pokolenia na pokolenie

"Ludzie zaczęli tracić swoje rodzime mikroby niemal natychmiast po przybyciu do USA" - powiedział Knights, gdy udzielał wywiadu The Washington Post. "Utrata różnorodności była dość wyraźna: samo przybycie do USA, po prostu zamieszkałe w USA, wiązało się z utratą około 15 procent różnorodności mikrobiomów". Co ciekawe, dzieci imigrantów miały kolejny 5 do 10 procent utraty różnorodności .

Rycerze i jego koledzy badali względną obfitość i różnorodność drobnoustrojów jelitowych oraz ich zawartość genową w próbkach kału pochodzących od więcej niż imigrantek 500 z obszarów wiejskich w Azji, osób z plemienia Hmong i Karen. Aby uzyskać migawkę przed i po przybyciu do Stanów Zjednoczonych, naukowcy pobrali próbki mikrobiomów od kobiet 19 Karen przed ich wyjazdem i po ich przybyciu. Naukowcy porównali wszystkie te mikrobiomy z tymi z amerykańskich Amerykanów 36 urodzonych w Stanach Zjednoczonych.

Dominujący gatunek w jelitach imigrantów zmieniał się ze szczepów grupy bakterii zwanych Prevotella do grupy o nazwie Bacteroides. Rodzaj Prevotella należy do taksonów Bakteroidy które wraz z taksonami Firmicutes stanowi większość mikroorganizmów jelitowych w ludzkim przewodzie pokarmowym.

Podobne różnice w taksonach drobnoustrojów jelitowych między resztkami populacji zbieraczy myśliwych w Afryce (Hadza) i Ameryce Południowej (Yanomami), a populacjami żyjącymi w krajach uprzemysłowionych, w szczególności w Ameryce Północnej, Europie i Australii zostały wcześniej opisane (Smits i in. Nauka 357, 2017; De Filippo, PNAS 2010). Uprzemysłowione populacje mają mikrobiotyczki, które są zdominowane przez Bakterioidytymając na uwadze, że tradycyjne populacje na kontynencie afrykańskim, azjatyckim i południowoamerykańskim, które obejmują szereg stylów życia od wiejskich rolników po zbieraczy myśliwych, mają mikrobiotyczki, które są częściowo odróżniane przez ich bogactwo gatunków Prevotella, tak jak w badaniu Knight'a (Smits i in. Nauka).

Village Africa Burkina Faso
Na przykład w badaniu bakterii jelitowych dzieci w Burkina Faso, regionie w Afryce, Prevotella stanowiły 53% bakterii jelitowych, ale były nieobecne w dobranych wiekowo europejskich dzieciach. Badania wskazują również, że dieta długoterminowa jest silnie związana z składem mikrobiomu jelitowego - ci, którzy spożywają dużo tłuszczów białkowych i zwierzęcych typowych dla zachodniej diety, mają głównie bakterie Bacteroides, natomiast dla tych, którzy spożywają bardziej złożone węglowodany, zwłaszcza błonnik, gatunki Prevotella zdominować. Prevotella gatunki wytwarzają enzymy, które trawią błonnik zawierający pokarmy, które są bardziej powszechne w Azji niż w Stanach Zjednoczonych.

Podczas gdy te mikrobiologiczne różnice jelitowe między ludźmi żyjącymi w różnych częściach świata wydawały się początkowo stabilną cechą regionalną, dwa ostatnie badania, w tym te przeprowadzone przez Knighta, zdecydowanie sugerują, że mają one wpływ na dietę i inne czynniki związane ze stylem życia. Czy mikroflora jelita, która jest zaprogramowana podczas pierwszych 3 lat życia, dostosowuje się do różnych diet i wymagań dotyczących najskuteczniejszego metabolicznego mechanizmu?

Aby odpowiedzieć na to pytanie, Justin Sonnenburg i jego grupa przyjrzeli się możliwym związkom między sezonowymi zmianami nawyków żywieniowych a składem i funkcjonalną zdolnością mikroflory jelitowej. Hadza mieszkająca w Dolinie Rift w Afryce Wschodniej ma dwie wyraźne pory roku: porę deszczową od listopada do kwietnia i porę suchą od maja do października. Mimo, że konsumpcja bulw bogatych w błonnik i roślin występuje przez cały rok, pożywienie w poszukiwaniu jagód i miodu są częstsze w porze deszczowej, podczas gdy polowanie jest najbardziej skuteczne w porze suchej, co powoduje konsumpcję w konsumpcji chudego z dzikich zwierząt. Okres zwiększonego spożycia mięsa był związany ze wzrostem gatunków Bacteroidetes w jelitach. Ta sama klasa drobnoustrojów ponownie zmalała podczas pory deszczowej do stanu o znacznym podobieństwie do stanu uprzemysłowionej mikroflory. Taksony, które w czasie pory deszczowej prowadzą do niewykrywalnego poziomu w mikrobiocie Hadza, odpowiadają taksonom rzadkim lub nieobecnym, niezależnie od pory roku, w populacjach uprzemysłowionych. Jednakże, w przeciwieństwie do zmian obserwowanych w populacjach uprzemysłowionych w różnorodności i bogactwie drobnoustrojów jelitowych, a także w wyrażaniu wyraźnych wzorców enzymów trawiennych, mikrobiom Hadza zawsze powracał do pełnej różnorodności w porze suchej.

Byłoby fascynujące wiedzieć, czy mikrobiologiczne redukcje różnorodności drobnoustrojów jelitowych i gatunków rozkładających włókna, obserwowane u imigrantów Rycerzy, byłyby odwracalne po powrocie do ich ziemi i nawykach żywieniowych, jak to się dzieje w Hadzas w różnych porach roku. lub jeśli zmiany te miały charakter trwały, podobnie jak w krajach uprzemysłowionych.

Czy gwałtowne zmiany składu i funkcjonowania drobnoustrojów jelitowych miały jakiekolwiek konsekwencje dla zdrowia imigrantów? Na ogół zakłada się, że wraz ze zmniejszaniem się różnorodności drobnoustrojów, ryzyko chorób takich jak otyłość, cukrzyca i zespół metaboliczny wzrasta, mimo że przyczynowość między zmianami drobnoustrojów a chorobami ludzkimi wciąż nie została ustalona. Rzeczywiście, grupa Rycerzy zauważyła, że ​​otyłość wśród wielu badanych imigrantów wzrosła sześciokrotnie. Ci, którzy stali się otyli, stracili dodatkowo 10 procent swojej różnorodności.

Ponieważ zaobserwowane zmiany w diecie imigrantów były wolniejsze niż obserwowane, szybkie zmiany w jelitowym mikrobiomie imigrantów sugerują, że czynniki inne niż żywność w Ameryce Północnej musiały odegrać pewną rolę, w tym stres związany z przesiedleniem i przystosowaniem się do nowego środowiska, czystość wody, narażenie na leki, w szczególności antybiotyki i inne czynniki związane ze stylem życia.

Komentarze:

  • W kilku badaniach wykazano różnice w różnorodności mikroorganizmów jelitowych i względną obfitość taksonów drobnoustrojów. Różnice te mogą wystąpić w cyklicznym, sezonowym schemacie w niektórych populacjach lub mogą wystąpić, gdy populacja przenosi się z jednego kraju i tradycyjnych nawyków żywieniowych do jednego o diecie wysokotłuszczowej, o wysokiej zawartości cukru i niskiej zawartości błonnika.
  • W krajach uprzemysłowionych wzrost różnorodności i liczebności drobnoustrojów występuje tylko w ramach określonej szerokości pasma, ale generalnie nie osiąga poziomów obserwowanych w tradycyjnych społeczeństwach.
  • Chociaż wydaje się, że różnice w spożyciu pokarmu odgrywają istotną rolę w tych odmianach mikrobiomu, odpowiedzialne mogą być czynniki inne niż dieta, w szczególności stres, aktywność fizyczna, higiena i czystość wody pitnej.
  • Jednak do tej pory nie zidentyfikowano związku przyczynowego między zmianami drobnoustrojowymi jelit a otyłością lub innymi chorobami.
Opublikowany w Blog
Czy Lodziarz może nam powiedzieć coś o najzdrowszej diecie?

Czy Lodziarz może nam powiedzieć coś o najzdrowszej diecie?

"Iceman" lub "Ötzi" odnosi się do osoby, której mumia została znaleziona około 10 lata temu w cofających się lodowcach w Alpach Ötztalskich - pasmo górskie w centralnych Alpach między Austrią a Włochami. Jego dobrze zachowane ciało zostało złożone w komorze chłodniczej Muzeum Archeologicznego w Bolzano we Włoszech i jest prawdopodobnie najdokładniej zbadanym osobnikiem z okresu neolitu.

Czy zawartość żołądka tej osoby może ujawnić coś na temat preferowanej diety osób przechodzących ze zbieracza myśliwego do agrarnego stylu życia i związanych z tym korzyści dla zdrowia?

Aby odpowiedzieć na to pytanie, badacze zbadali zawartość żołądka tej mumii europejskiego lodowca w wieku 5,300, która zgodnie z najnowszymi badaniami kryminalnymi została zabita strzałą krótko po zjedzeniu ostatniego posiłku. Badanie wykazało, że Lodziarz miał wyjątkowo wysoką zawartość tłuszczu w swojej diecie, uzupełnioną świeżym lub suszonym dzikim mięsem i starożytnymi ziarnami. Wcześniejsze badanie wykazało, że skład mikrobiologiczny jelita Lodziarza jest bardziej podobny do mikrobiomów społeczeństw agrarnych (i naczelnych), co sugeruje dietę opartą głównie na roślinach z okazjonalną ucztą dzikich zwierząt.

Czy mamy jakieś dowody na korzyści zdrowotne wynikające z tej starożytnej diety? Badacze byli zaskoczeni dużą ilością tłuszczu zwierzęcego znajdującego się w żołądku osoby. Badacze zapytali: "Czy załadował tłuste mięso, aby zaspokoić kaloryczne potrzeby wędrowania w ekstremalnym środowisku alpejskim, w którym żył i gdzie został znaleziony na 3,210M nad poziomem morza?" Z drugiej strony spożycie tkanki tłuszczowej zwierząt Tłuszcz tkankowy ma silną korelację ze zwiększonym ryzykiem choroby wieńcowej. Na komputerowych skanach tomograficznych istniały dowody na to, że miał poważne zwapnienia głównych naczyń krwionośnych z zaawansowanym stadium choroby miażdżycowej, co było zaskakującym odkryciem u osoby, która prawdopodobnie miała regularne intensywne treningi wspinaczkowe po górach na swoim podwórku. Był w swoich 40-ach, średnia długość życia ludzi jego czasu, połowa naszej obecnej długości życia.

Oczywiście, badanie dostarcza jedynie migawkę dietetycznych nawyków tego czasu i mówi nam niewiele o średnim spożyciu różnych rodzajów żywności io względnej proporcji węglowodanów, białka i tłuszczu. Jednak ze względu na obecność ziaren i węglowodanów w żołądku oraz skład mikrobiomu jelitowego, Lodziarz z pewnością nie przestrzegał ścisłej diety paleo.

Mimo, że wiele innych czynników jest oczywiście zaangażowanych, zaskakujące jest to, że porównując zdrowie sercowo-naczyniowe i długowieczność, nasza często okaleczona dieta w Ameryce Północnej w połączeniu z naszym siedzącym trybem życia wiąże się z dużo lepszymi wynikami zdrowotnymi niż w przypadku naszych przodków z Neolitu, co należy wziąć pod uwagę przy roszczeniu korzyści zdrowotne wynikające z dawnych diet bogatych w tłuszcze mięsne i zwierzęce.

Maixner F i in. Ostatni posiłek Lodziarza składał się z grubego, dzikiego mięsa i płatków zbożowych. Aktualna biologia 28: 2348-55, 2018

Opublikowany w Blog
Wnioski płynące z pokarmowego mikrobiomu hibernujących niedźwiedzi brunatnych

Wnioski płynące z pokarmowego mikrobiomu hibernujących niedźwiedzi brunatnych

Otyłość i zaburzenia zdrowia metabolicznego są często uważane za ściśle powiązane. Jednak badanie przeprowadzone przez grupę Fredrika Baeckheda na Uniwersytecie w Gothenburgu sugeruje, że niekoniecznie tak jest - przynajmniej w brązowych niedźwiedziach! (1)

Poprzez badanie masy ciała i mikroflory jelitowej u niedźwiedzi brunatnych zarówno w okresie letnim, jak i zimowym - kiedy zwierzęta te przechodzą w okres hibernacji 6 miesięcy - zidentyfikowali główne różnice w różnorodności i względnej obfitości niektórych mikroflory jelitowej. Latem niedźwiedzie przejadają się i dramatycznie przybierają na wadze, podczas gdy podczas długiego okresu postu w zimie tracą całą nadwagę. Najbardziej fascynującym aspektem tego badania było to, że pomimo ich "letniej otyłości" niedźwiedzie nie rozwinęły negatywnych zmian metabolicznych, w tym insulinooporności i cukrzycy znanej jako zespół metaboliczny, dysregulację metaboliczną, która wykazała dramatyczny wzrost w Ameryce Północnej i innych rozwiniętych krajach. .

Poszukując możliwej roli mikrobiomu jelitowego w tych sezonowych zmianach metabolicznych, badacze przyjrzeli się mikroorganizmom i metabolitom jelit niedźwiedzi. Niespodziewanie podczas hibernacji nastąpiło zmniejszenie różnorodności i obniżenie poziomu niektórych taksonów, w szczególności Firmicutes i Actinobacteria, oraz zwiększenie poziomu Bacteroidetes. Przeniesienie stolca niedźwiedzi otrzymanych podczas różnych sezonów na myszy wolne od zarazków (myszy bez własnego mikrobiomu jelitowego) naśladowało niektóre z objawów metabolicznych niedźwiedzi, wyraźnie sugerując rolę mikrobiomu w sezonowych zmianach metabolicznych.

Trzy taksony drobnoustrojowe, które wykazywały sezonowe zmiany u niedźwiedzi, stanowią większość mikroflory jelitowej człowieka, a zmiany w ich względnej obfitości w jelitach zostały wcześniej wykazane przez Ruth Ley i współpracowników u osób otyłych. (2) W swoich badaniach odkryli, że względna obfitość bakterii Bacteroidetes wzrasta, podczas gdy liczba Firmicutes spada, ponieważ osoby otyłe tracą masę na diecie niskokalorycznej ograniczonej do tłuszczu lub węglowodanów. Wzrost Bacteroidetes był istotnie skorelowany ze spadkiem masy ciała, ale nie całkowitym spożyciem kalorii. W badaniu przeprowadzonym przez Petera Turnbaugha i współpracowników, badacze wykazali, że kiedy "otyła mikroflora" została przeszczepiona do jelita myszy bez ich własnej mikroflory (tzw. Myszy pozbawione zarazków), wykazali oni znacznie większy wzrost całkowitej tkanki tłuszczowej niż myszy skolonizowane przez "szczupła mikrobota". Ich wyniki sugerują, że "otyły mikrobiom" ma zwiększoną zdolność do pobierania energii z diety i że ten typ otyłości był "przenoszony" przez mikroflorę jelitową. (3)

Wracając do grupy Baeckheda badającej niedźwiedzia brunatnego, zmiany mikrobiologiczne w jelitach obserwowane, gdy niedźwiedzie były w stanie przedłużonego postu i utraty wagi (zwiększona obfitość Bacteroidetes i zmniejszona liczba Firmicutes) były podobne do "szczupłej ludzkiej mikroflory", a lustro obraz zmian mikrobiologicznych obserwowanych u osób otyłych, co dodatkowo implikuje mikroflorę jelitową w stanie metabolicznym organizmu.

Tak jak w przypadku większości badań na zwierzętach, ekstrapolacja z fascynującego badania niedźwiedzia na przyczynę epidemii otyłości u ludzi i jej leczenie musi być przeprowadzona z zachowaniem ostrożności. Istnieje jednak kilka ważnych konsekwencji:

  • Oczywiście byłoby świetnie zidentyfikować mikrobiologicznie produkowane chemikalia, które pozwalają niedźwiedziołom stać się otyłe latem po lecie, bez wywoływania skutków metabolicznych szkodliwych dla otyłości u ludzi.
  • Podobnie, byłoby bardzo interesujące zidentyfikowanie cząsteczek sygnałowych drobnoustrojów, które są w stanie odciąć ruch niedźwiedzi, aby jeść, gdy nadejdzie czas przejścia w stan hibernacji.
  • Intermittent post został zaproponowany jako skuteczny sposób na zmniejszenie masy ciała i poprawę zdrowia metabolicznego, a kilka badań na ludziach wspiera taki schemat diety. (4)

Co najważniejsze, podobnie jak inne ostatnie badania na ludziach (5) potwierdzają, że indukowane dietą fizjologiczne oscylacje w różnorodności mikroflory jelitowej i względna obfitość różnych taksonów mają znaczący wpływ na stan metaboliczny zdrowych organizmów. Utrata takich sezonowych oscylacji drobnoustrojów w mikrobiomie osób żyjących w krajach rozwiniętych, które wykazują progresywny i pozornie nieodwracalny spadek różnorodności, prawdopodobnie odegra ważną rolę w wielu chorobach przewlekłych, w tym cukrzycy typu II i zespole metabolicznym.

  1. Sommer F i in. Mikroflora jelitowa moduluje metabolizm energetyczny u hibernującego niedźwiedzia brunatnego Ursus arctos. Raporty komórkowe 14: 1655-61, 2016
  2. Ley, RE i in. Ekologia drobnoustrojów: ludzkie drobnoustroje jelitowe związane z otyłością. Natura. 2006 Dec 21; 444 (7122): 1022-3.
  3. Peter J. Turnbaugh i in. Mikrobiom gutów związany z otyłością o zwiększonej zdolności do zbierania energii. Natura. 2006 Dec 21; 444 (7122): 1027-31.
  4. Patterson RE i in. Przerywany post i ludzkie zdrowie metaboliczne. J Acad Nutr Diet. 2015 Aug; 115 (8): 1203-12. doi: 10.1016 / j.jand.2015.02.018. Epub 2015 Apr 6.
  5. Smits SA i in. Sezonowa jazda rowerowa w mikrobiomie jelitowym zbieraczy myśliwych Hadza w Tanzanii. Nauka 357: 802-6, 2017
Opublikowany w Blog
Pain Summit

Pain Summit

UZUPEŁNIENIE LUDZKIEGO BÓLOWEGO SUMMITU BÓLU

"Najprawdopodobniej na obecnym etapie naszej wiedzy, wczesna faza programowania powoduje, że mózg staje się bardziej podatny na późniejszy rozwój zespołu przewlekłego bólu".

Dołącz do tysięcy którzy rejestrują się, aby obejrzeć ten internetowy szczyt z czołowymi ekspertami 47.

Na tym szczycie uznajemy i zdajemy sobie sprawę, że każdy ma wyjątkową historię związaną z bólem i wczuwamy się w to, przez co przechodzicie. Rzucamy również światło na różne sposoby patrzenia na chroniczny ból. Chcemy dać ci kilka nowych kluczy, aby otworzyć drzwi do odzyskania jakości życia. Każda historia jest wyjątkowa, a różne rodzaje przewlekłego bólu mogą być różnymi przejawami podobnych głęboko zakorzenionych nierówności w ciele, umyśle i duchu.

Oto podgląd mojej prezentacji:

Kliknij tutaj, aby uzyskać dostęp do Healing Chronic Pain Summit

Strona Facebooka Pain Summit jest tutaj.

Fascynujące wyniki badań raportowania uzyskane od prawie 12,000 ludzi na całym świecie w ramach American Gut Project

Fascynujące wyniki badań raportowania uzyskane od prawie 12,000 ludzi na całym świecie w ramach American Gut Project

"Największe" badanie mikrobiomu wpływa na nasze zdrowie jelit

Fascynujące wyniki badań raportowania uzyskane od prawie 12,000 ludzi na całym świecie w ramach American Gut Project. Najważniejsze odkrycia tego przełomowego badania to fakt, że to różnorodność pokarmów roślinnych, którą osoba konsumuje (a nie tylko fakt, że ktoś identyfikuje się jako wegański lub wegetariański), która wpływa na różnorodność drobnoustrojów jelitowych i względną obfitość, i że istnieje związek zaburzeń psychicznych z funkcjonowaniem drobnoustrojów jelitowych, przy czym charakterystyka drobnoustrojów jelitowych jest bardziej podobna pośród kilku chorób psychicznych niż w przypadku osób zdrowych. Mimo że ustalenia opierają się wyłącznie na skojarzeniach i nie pozwalają na wypowiadanie się o przyczynowości, stanowią one najbardziej wszechstronną analizę opublikowanych danych dotyczących drobnoustrojów jelitowych.