Almindelige fødevarer ændrer tarmbakterier ved at påvirke vira
En gruppe forskere har bragt ideen om mad som medicin et skridt nærmere. De har identificeret visse almindelige fødevarer, der ændrer vores mikrobiom.
I videnskaben i dag er mad og tarmbakterier to emner, der garanteret giver anledning til interesse og debat. Begge er naturligvis indbyrdes forbundne, og en ny undersøgelse fokuserer på nogle finesser i dette forhold.
Manglen på en sund population af tarmbakterier kompromitterer vores helbred; det samme gælder, når vi ikke spiser en sund diæt. Forskere forstår imidlertid ikke helt den nøjagtige indvirkning af specifikke fødevarer på tarmbakterier.
Dette vidensgab skyldes til dels mikrobiomets utrolige kompleksitet. En faktor, der mudrer vandet, er bakteriofager eller kort sagt fager.
Fagen
Fager er vira, der kun angriber bakterier. Inden for tarmen overgår disse vira de svimlende mange tarmbakterier.
Hver fag angriber kun en bestemt type bakterie, hvilket betyder, at den kan påvirke niveauerne af tarmbakterier. Fager har brug for bakterier for at leve, så hvis bakterier er fraværende, kan fagene ikke overleve.
Dette betyder, at alle fødevarer, der påvirker fager, kan påvirke tarmbakterierne og omvendt. For eksempel, hvis populationen af en type fager øges, vil de bakterier, de spiser, aftage, hvilket muligvis giver plads til, at en anden bakterieart kan formere sig.
På denne måde kan vira påvirke det samlede mikrobiom - ved at beskære en art giver de plads til andre arter at udfylde.
Skift fra profage
De fleste fager i tarmen er til stede i sovende form - deres DNA er integreret i bakteriens genom. I denne form kaldes de profager.
Forskere har identificeret visse forbindelser, der udløser profager til at vende tilbage til deres aktive form. Når dette sker, sprænger hundredvis af nye fager ud af bakteriecellen og dræber værten og angriber andre bakterier; disse forbindelser inkluderer sojasovs, nikotin og nogle antibiotika, såsom ciprofloxacin. Til dato er listen over fagfremmende forbindelser relativt kort.
Det er vigtigt at afdække, hvilke kemikalier der brænder fagaktivitet. Fordi fager angriber og dræber bakterier, hvis vi forstår, hvordan vi manipulerer dem, kan de fungere som kraftige, naturlige antibiotika.
En nylig undersøgelse sigtede mod at udvide listen over forbindelser, der inducerer fagaktivitet. Forskerne fra San Diego State University, CA, offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet Tarmmikrober. De håber, at deres resultater vil introducere "muligheden for at bruge diæt til bevidst at ligge det menneskelige tarmmikrobiom via profaginduktion."
"Vi kunne faktisk tackle visse betingelser ved at justere de fødevarer, vi spiser, der vil påvirke mikrobiel mangfoldighed, hvilket igen vil påvirke sundhed og sygdomme."
Forskningsassistent Lance Boling
For at undersøge valgte forskerne en bred vifte af forbindelser, der kunne påvirke fagaktivitet. De valgte en række bakterier fra to phyla, der er almindelige i tarmen: Bacteroidetes og Firmicutes. De omfattede både gavnlige og patogene bakteriestammer.
Fra 117 fødevareforbindelser indsnævrede de deres søgning til kun 28. Forskerne observerede væksten af bakterier i nærværelse af hver specifik forbindelse; de observerede også dens vækst uden forbindelsen som en kontrol. Dernæst brugte de flowcytometri, en proces, der er følsom nok til at detektere utænkeligt små viruspartikler.
Hvilke fødevarer påvirker fager?
Af de 28 kandidater producerede 11 forbindelser niveauer af viruspartikler med en hastighed højere end kontrollerne, hvilket betyder, at de påvirkede fagaktivitet.
Nogle af de mest betydningsfulde fagforstærkninger opstod i nærværelse af fed, propolis (en forbindelse produceret af bier), uva ursi (også kendt som kinnikinnick eller bærbær) og aspartam.
Den mest potente profaginducer var stevia, som er en planteafledt sukkererstatning. Med nogle arter af bakteriestammerne øgede stevia antallet af viruspartikler med mere end 400%.
Omvendt reducerede nogle fødevarer antallet af viruspartikler; især disse omfattede rabarber, fernet (en type italiensk spiritus), kaffe og oregano.
For at komplicere ting boostede nogle forbindelser fagaktivitet associeret med nogle bakterier, men reducerede fagaktivitet relateret til andre; disse forbindelser inkluderer tandpasta, grapefrugtfrøekstrakt og granatæble.
Ifølge forfatterne var en af de mest potente antibakterielle fødevarer varm tabasco-sauce, som ”reducerede væksten af alle tre [gastrointestinale] arter undtagen det opportunistiske patogen P. aeruginosa, med et gennemsnit på 92%. ”
Tabasco indeholder eddike, men når de testede eddike alene, reducerede det kun bakterievæksten med 71%. De mener, at capsaicin - den krydrede forbindelse i chilis - kan forklare de yderligere antibakterielle egenskaber. Imidlertid blev der ikke fundet viruspartikler i eksperimenterne med tabasco, så det er usandsynligt, at fager vil være involveret.
Fremtiden
Disse fund er vigtige. Forskere ved nu, at mikrobiomet kan påvirke vores fysiske og mentale sundhed; det kan også forårsage betændelse og øge kræftrisikoen. Hvis forskere kan finde ud af, hvordan man ændrer mikrobiomet på bestemte måder, kan de i teorien fjerne eller reducere disse risici.
Som en af forfatterne, Forest Rohwer, forklarer: "Evnen til at dræbe specifikke bakterier uden at påvirke andre, gør disse forbindelser meget interessante."
Den nye liste over forbindelser er naturligvis på ingen måde udtømmende, som Rohwer siger: "Der er sandsynligvis tusinder af forbindelser, der ville være nyttige til at eliminere uønskede bakterier."
Forfatterne håber, at forskere vil fortsætte i denne retning. De forklarer også, at forskere bliver nødt til at prøve at finde ud af de molekylære mekanismer, der skifter fagen fra inaktivitet til aktivitet.
