Új, egészséges tulajdonságokkal rendelkező élelmiszerek kialakítása A mikrobióm jelentősége Revista de la
Magazin: Az étel kihívása a jövőben
Új, egészséges tulajdonságokkal rendelkező élelmiszerek tervezése: A mikrobiom fontossága
A biológiai sokféleség csökkenése a bél mikrobiotájában kiegyensúlyozatlan mikrobiotával és ezért különböző gyomor-bélrendszeri egészségügyi problémákkal jár, amelyek kiterjeszthetők az egyén egészségi problémáira is. Ezenkívül különféle környezeti tényezők is kiegyensúlyozhatják mikrobiotánkat.
- Montserrat Rivero
- Alapkutatási Osztály. Ordesa Laboratories. Barcelonai tudományos park.
- Maria Rodriguez-Palmero
- Alapkutatási Osztály. Ordesa Laboratories. Barcelonai tudományos park.
- Jose Antonio Moreno Muñoz *
- Alapkutatási Osztály. Ordesa Laboratories. Barcelonai tudományos park. * Levelező szerző: [email protected]
BEVEZETÉS
Az emberi mikrobiota 60-70% -a nem termeszthető, ami a klasszikus mikrobiológiai technikákkal megnehezíti tanulmányozását. Különböző független molekuláris tenyésztési technikák, például: DGGE (denaturáló Gradiente gélelektroforézis), TGGE (időbeli hőmérsékleti gradiens gélelektroforézis) alkalmazása, valamint újabban a következő generációs szekvenálási technológiák alkalmazása filogenetikai vizsgálatok során, a 16S alapján Az rDNS-szekvenálás vagy metagenomikai vizsgálatok lehetővé tették számunkra, hogy elmélyítsük az emberi mikrobiota biológiai sokféleségének tanulmányozását, és feltárjuk az emberi test mikroorganizmusainak mindenütt jelenlévő kolonizációs képességét és kapcsolatát az egészségünkkel.
Az emberi genom projekthez hasonlóan az emberi mikrobiom vizsgálatát nagy kutatási konzorciumok létrehozásával közelítették meg, amelyekben különböző nemzetközi kutatóközpontok állnak össze. Érdemes kiemelni az európai MetaHIT projektet, az American Human Microbiome Project és a közelmúltban a International Human Microbiome Consortium, amely központokat tartalmaz a bolygó különböző országaiban.
Az emberi gyomor-bélrendszer mikrobiotájában végzett kutatás és az élelmiszer-ipari termékek új termékeinek kialakításával való lefordítása gyakorlatilag közvetlen, mivel a gasztrointesztinális mikrobiota és az étrend szorosan összefügg egymással. Az emberi mikrobiotát modulálni lehet probiotikumok (élő mikroorganizmusok, amelyek elegendő mennyiségben beadva előnyöket jelentenek a gazda egészségének) és/vagy prebiotikumok (olyan élelmiszer-összetevők, amelyek szelektív fermentáció esetén specifikus változásokat eredményeznek az összetételben) és/vagy a mikrobiota aktivitása - a gyomor-bélrendszer, amely előnyös az egyén egészségére), a probiotikumok és a prebiotikumok együttes alkalmazását szimbiotikusnak nevezik.
DISZBIÓZIS ÉS PATOGENEZIS
A gyomor-bél ökoszisztémája a bél mikrobiotájából és az azt moduláló összes környezeti tényezőből áll. A kiegyensúlyozott mikrobiota az egészséges gyomor-bél traktus szinonimája, és ezáltal az egész egyén egészséges állapota. A biológiai sokféleség elvesztése a bél mikrobiotájában kiegyensúlyozatlan mikrobiotával és ezért gyomor-bélrendszeri egészségügyi problémákkal jár, amelyek kiterjedhetnek az egyén egészségi problémáira is. A környezeti tényezők, amelyek kiegyensúlyozhatják a gyomor-bél mikrobiotánkat, változatosak, például; étrend és étkezési szokások, farmakoterápia (antibiotikumok fogyasztása), az egyén életkora, stressz, exogén baktériumok (fertőzések) jelenléte, az egyén immunválasza, szobahőmérséklet, perisztaltika, pH-változás, epesók jelenléte és rák többek között.
Amikor a gasztrointesztinális mikrobiota egyensúlytalansága következik be, akkor az úgynevezett dysbiosis bekövetkezik, ami megváltoztatja a gyomor-bél traktusunkban gyakori mikrobiális populációk kapcsolatát. A gyomor-bél mikrobiota diszbiózisa gyakran társul patológiával. A diszbiózis alapvető szerepet játszik a nyugati társadalmakban elterjedt étrenddel összefüggő betegségek kialakulásában, akár a gyomor-bél traktus helyi szintjén (gyulladásos bélbetegség; vastagbélrák; irritábilis bél szindróma), akár szisztémás (II. Típusú cukorbetegség; érelmeszesedés) és nem alkoholos zsírmájbetegség) meghatározása, amelyek az egészséges populációk és a patológiás populációk jellemző baktériumnemzetségei és kapcsolatuk a különböző táplálkozási szokásokkal kulcsfontosságúak az egészségre az étrenden keresztül.
ÉTLET, TÁPANYAGOK ÉS MIKROBIOTA
Az étrend hatása a mikrobiára az egész életen át
Számos tanulmány kimutatta, hogy az étrend, más genetikai és környezeti tényezők mellett, befolyásolja a mikrobiota összetételét és változatosságát, olyan tápanyagokat biztosítva, amelyek bizonyos baktériumfajok szelektív növekedésének modulátorai. Másrészt a baktériumok olyan energiát és metabolitokat generálnak, amelyeket a gazda felhasználhat, akár szintetikus vegyületekről (vitaminok vagy aminosavak), akár a szervezet által közvetlenül nem asszimilált anyagokról felszívódó vegyületekké.
A bél mikrobiota metabolikus funkciói az étrend tápanyagain
A baktériumok, amelyek a bél mikrobiotájának részét képezik, nagyon fontos metabolikus aktivitással rendelkeznek, és kiegészítő enzimatikus rendszereket biztosítanak az emberi testé, amelyek azért fejlődtek ki, hogy optimálisan felhasználják az étrendben lévő tápanyagokat növekedésükhöz és fejlődésükhöz.
A test által nem felszívódó tápanyagok közül sok épségben megérkezik a vékonybél és a vastagbél disztális részeibe, ahol kölcsönhatásba lépnek a bél mikrobiotájával. A baktériumok ezeket a vegyületeket energia- és tápanyagforrásként használják saját enzimjeiknek köszönhetően, amelyek némelyike eltér az emberétől. Ily módon a mikrobiális anyagcsere eredménye: i) a tápanyagok biológiai hozzáférhetőségének javulásához, ii) az ember által nem használható vegyületek lebomlásához, iii) új tápanyagok hozzájárulásához vagy iv) a káros vegyületek megszüntetéséhez ill. antinutriensek.