A Poop nem kevés tudományos csoda. Segít a kutatóknak megérteni a dinoszauruszok étrendjét, nyomon követni az ősi betegségek terjedését és felismerni a parazitafertőzéseket. A friss emberi ürülék közvetlen ablakot is biztosít a bélünkbe és a benne található mikroszkopikus kripterek milliárdjaiba, amelyek segítenek az emésztésben, megóvnak betegségektől és még befolyásolják a hangulatunkat.
kapcsolodo tartalom
- Mindenki beilleszkedik. Néhány állat megeszi. Miért?
- Hogyan segítik a csodálatos mikrobák a jobb, gyorsabb és erősebb evolúciót?
Ez az ötlet táplálta Rob Knightot, a bél mikrobióm kutatásának egyik alapító atyját, hogy 2012-ben elindítsák az American Gut Project-et. A Knight a tömegfinanszírozási platformot, az FundRazr-t használta, hogy több mint 9000 önkéntesre vonzza az első pénz-adományt, majd mintákat küldjön kakukk a postán keresztül. Kutatók egy csoportja vizsgálta ezeket a mintákat baktérium-DNS-sel, hogy elkészítsék az elsõ népszámlálást mintegy 40 billió baktériumról, amelyek otthonunkat hívják beleknek.
Amit megtanult, felfedte. De nem számít mennyire informatív, világító és egyenesen hűvös kakukk, még mindig hiányzott valami: honnan származnak azok a baktériumok milliárdjai? Kiderül, hogy nagyrészt napi háromszor önként önként helyezzük őket a száomba. „A környezetéből folyamatosan bejut a mikrobák - a mikrobákat maga élelmezi” - mondja Knight, aki a kaliforniai egyetem San Diego Mikrobiome Innovációs Központjának igazgatója.
Az egyik rejtély, amelyet az amerikai bélprojekt felidézett, az volt, hogy két olyan embernek, akik azt állították, hogy ugyanazt az étrendet követik, ilyen különféle bél-mikrobák lehetnek. A tanulmányhoz az önkéntesek önmagukban beszámolták étrendjéről, a túlnyomó többség mindenekelõtt diétát követett, és kevesebb, mint 3% -uk „vegetáriánus” vagy „vegán”. Amikor a kutatók a számokat összeroppanták, nem találtak észlelhető összefüggést a bélközösségek és a látszólag hasonló étrendűek között.
"Az étrendkategóriák teljesen haszontalanok voltak, és egyáltalán nem álltak összefüggésben a mikrobióm közösségekkel" - mondja Knight.
Más szavakkal: a kakukban levő baktériumok más táplálkozási történetet mesélnek, mint az a kakukk. „Lehet vegán, aki főleg kelkáposztát fogyaszthatja, vagy vegán is, aki többnyire krumplit eszik” - magyarázza Knight. „Ezeknek teljesen más következményei vannak a mikrobiomájukra.” Úgy tűnik, hogy bárki állíthatja be, hogy keményen követi a paleo diétát, de az adatok azt sugallják, hogy a mikrobiómus emlékszik az éjfél minden jégkrémének áttörésére.
Knight rájött, hogy az American Gut Project eredményeiben hiányzik valami alapvető fontosságú: Mélyebb merülés az étkezésbe. Ennek a hiánynak a kitöltése azt jelentené, hogy megvizsgálnák az összes bejövő ételt, és megnéznék, hogy az hogyan korrelál a megjelenő mintákkal. De miközben a kakuk gyűjtése bizonyos értelemben egyszerű volt - mindenki ugyanúgy "beküld egy mintát" - az emberek által fogyasztott sok étel összefoglalása sokkal ambiciózusabb lenne.
Minden alkalommal, amikor lenyel, megváltoztatja belső teredet. Mivel a mikrobiomában a baktériumok nagy része a bélben él, amikor magunkat tápláljuk, akkor azokat is tápláljuk. Az, amit eszünk, akár krumpli, akár kelkáposzta, megváltoztatja a bél kémiai táját, mások számára barátságosabbá, mások számára kevésbé vendégszeretõvé.
Élesebbé válik. Mivel a mikrobák mindenütt vannak - az asztalon, a levegőben, a pulton kimaradt muffin felületén -, új mikrobákat is felvesz a keverékbe. Vannak, akik udvarias turistákként sétálnak a testén. Mások ragaszkodnak és kapcsolatba lépnek a helyiekkel. Minden harapás megváltoztathatja a mikrobiomát, és ezáltal az emberi egészséget. De a kutatóknak még nem sikerült kitalálniuk, hogyan.
Ennek oka az volt, hogy eddig nem volt platformunk a világ minden tájáról származó élelmiszer-minták gyűjtésének és elemzésének óriási törekvésének megkezdésére. Az American Gut Projectnek köszönhetően Knight és csapata nem a nulláról indul. A kutatók kezdetben azt tervezik, hogy 1000 mintát gyűjtenek az ismerős ételpiramis minden téglájából, majd nyitják meg a nyilvánosság számára, hogy bármilyen ételt benyújthassanak.
A Knight mellett az élelmiszer-mikrobióm-projektet Rachel Dutton mikrobiológusok vezetik, akik sajtot használnak mint mikrobális közösségek és erjedés megértésének modellrendszerét, és Pieter Dorrestein, aki a mikrobák közötti biológiai kölcsönhatások kémiai vizsgálatát végzi, mind a Mikrobióm Innovációs Központban . Céljuk, hogy ezt a tömegből származó kezdeményezést az év vége előtt elindítsák.
„Tudunk a kalóriaszámról és a különféle élelmiszercsoportokról, de az ételeinkben levő molekulák és a mikrobák teljes világa fekete dobozban van” - mondja Julia Gauglitz, a központ posztdoktori kutatója, aki a projektet irányítja. Ahogy a régi mondás szól: „mi vagyunk, amit eszünk” - mondja. És mégis, amikor eljutsz a mikroszkopikus szintre, "nagyon keveset tudunk arról, hogy mit fogyasztunk."
A többi „fekete doboz” kutató az élelmiszer kémiai összetételét kívánja megvizsgálni. Kiderül, hogy sokkal több van, mint amit a táplálkozási tények címkén felsoroltak: Hagyományos technikákkal csak a zsírok, cukrok és vitaminok mérhetők, „de ez csak egy kis része az étel teljes súlyának” - mondja Dorrestein. Lehetséges, hogy figyelmen kívül hagyjuk az új antioxidánsokat, a rák elleni küzdelemben részt vevő vegyületeket vagy akár a szövet nélküli antibiotikumokat.
Tömegspektrométerekkel - amelyek alapvetően olyan képzeletbeli skálák, amelyek elég pontosak az egyes molekulák méréséhez - a Dorrestein az élelmiszer kémiai összetételét soha nem tudja elérni. Amint az élelmiszerminták betekerednek, Gauglitz vár a laboratóriumban. Vesz, mondjuk, egy granola rúdot, kivonja az összes genetikai anyagot az azt kolonizáló mikrobákból, majd DNS-szekvenálással felhasználja a kritikus személyazonosságának kiderítésére.
Ezután egy harapást végz annak a granola-rúdnak a tömegspektrométeren keresztül, hogy elcsípje minden egyes molekulát, amelyből készül. Végül nagyon- nagyon részletes granola bár recepttel fog kapni. Ezek a molekulák alkotják azt a tájat, ahol az élelmiszer-mikrobák élnek, és valószínűleg befolyásolják, ki ott van, és mit csinálnak.
Megkérdeztem Gauglitzt, hogyan különbözteti meg a granola bárban élő mikrobák kémiai összetételét és a mikrobák által előállított vegyi anyagokat. "Kicsit elmozdítanám a gondolkodásodat" - mondja Gauglitz, és hangja filozófiailag növekszik. „Ami a granola-bárban lényegében szintén mikrobiális metabolitokat tartalmaz.” Más szóval, a granola-bár a mikrobák.
Minden, amit eszünk, a kémia és a mikrobák összesített terméke a talajban, ahol termesztették, a gyárban, ahol feldolgozták, és bármi, amit közvetlenül megérintett, mielőtt megették. Miért fontos ez? Végső soron a csapat reméli, hogy az ételeink mikrobiális mintáinak desztifikálása elősegíti az étrendünk jobb megtervezését egészségünk javítása és a betegség megelőzése érdekében.
Knight történelmi párhuzamot húz az alapvető tápanyagok felfedezésével. A múlt században a kutatók rájöttek, hogy az iparilag feldolgozott élelmiszerek kimerültek. A vitaminok és ásványi anyagok mesterséges hozzáadásával a hiányos betegségeket, például a rahitot és a beriberit nagyrészt kiküszöbölték a nyugati világból. Hasonlóképpen, ha megértjük a mikrobióma egészségügyi hatásait, akkor lehetővé tehetjük számunkra, hogy a hiányzó mikrobákat újra beépítsük étkezésünkbe.
"Nagyon valószínű, hogy modern életmódunk egy csomó élő mikrobát eltávolít, amelyekre szükségünk van az egészség megőrzéséhez" - mondja Knight. "Ennek megértése ugyanolyan fontos lehet, mint annak megértése, hogy szükség van a C-vitaminra, és ügyeljen arra, hogy mindenki elegendő belőle megkapja."
A csoport már kiválasztott 1000 ételt az első felméréshez, beleértve olyan kapcsolatokat, mint a kenyér és a sajt. "Szeretnénk beilleszteni a nyers élelmiszer-összetevőket, bármilyen gyümölcsöt vagy zöldséget, húsokat, harapnivalókat, bébiételeket" - mondja Gauglitz. De szeretnék összehasonlítani a biobiológiai közösségeket az ökológiai és a hagyományos gazdálkodás során előállított élelmiszerekben, és mélyebben megvizsgálnák a mikrobiális erjedésre támaszkodó termékeket, mint például a kávé, a csokoládé és a kolbász.
A projekt megoldhatja az előző mikrobióm-kutatás során felvetett néhány orvosi rejtélyt. Például az American Gut Project néhány tesztje szitálódott az egyes székletmintákon az antibiotikumok nyomainak meghatározására. Furcsa módon azok közül az emberek közül, akiknek a mintájában kimutatható antibiotikumok voltak, csaknem felük számolt be arról, hogy az elmúlt évben nem szedtek antibiotikumokat.
Dorrestein szerint ezek másodlagos antibiotikumok, amelyeket az általunk fogyasztott ételből, adalékanyagokból vagy az állati takarmányból megmaradt anyagokból felszívunk. Ez aggasztó, mert jelenléte az antibiotikum-rezisztens baktériumok elterjedéséhez vezethet. Az egyes minták kémiai összetörésével a csapat képes lesz kideríteni, hogy helyes-e, és elkezdi kitalálni, hogy ezek a maradék gyógyszerek mit tehetnek a bélünkre.
Növekszik az értékelés a mikrobióm erejéért, részben az olyan kezdeményezéseknek köszönhetően, mint az American Gut Project, valamint olyan könyvek, mint Ed Yong „ I Contain Multitudes” . Van még egy növekvő mező, amelyet az épített környezet mikrobiomájának szentelnek, és hogy miként lépnek kapcsolatba velünk mikroszkopikus szobatársak, akik a levegőben és az élettelen tárgyakon élnek. Az emberek ebben a tekintetben nem különlegesek; A korallzátonyoktól a méhekig terjedő kritériumokban végzett mikrobiómák tanulmányai azt mutatják, hogy bármelyik szervezet egészsége szorosan kötődik azokhoz a mikrobákhoz, amelyek otthonnak hívják.
Ennek eredményeként a mikrobák kezdik megváltoztatni hírnevét. Már nem pusztán fenyegetés a csíramentesség kultúrájában. Az elmúlt évtized folyamán „a táplálkozási szakemberek felismerték, hogy a vastagbélben és a vékonybélben egészséges mikrobák vannak a bél és az emberi egészség szempontjából” - mondta Helena Pachón, az Emory Egyetem vezető táplálkozási tudósa, aki nem vesz részt az élelmiszer-mikrobióma projektben.
Pachón rámutat, hogy manapság azokat a történelmi hiányos betegségeket, amelyekre Knight utal, a 21. századi szenvedések meghaladták, például az elhízás, a cukorbetegség és a szívbetegségek. "Van egy olyan kifejezés, amelyet„ globesity ”-nak nevezünk” - mondja Pachón. "Teljesen fel nem fedezhető annak a lehetősége, hogy a mikrobák valamilyen köze lehetnek ehhez, és valószínűleg nagyon rokonok is."
Knight egyetért. Csodálatos lenne, ha az élelmezés útján jönne fel úgy, hogy ugyanúgy megszüntesse őket, mint azok a krónikus betegségek, amelyek egy évszázaddal ezelőtt voltak ”- mondja. Ehhez "több ezer ember segítségére van szükségünk, hogy mindezt összehozza."
