VIZSGÁLATI MIKROBIOTA, METABOLIZMUS ÉS KALÓRIAI MÉRLEG
FRISSÍTÉS TÉTELEK
VIZSGÁLATI MIKROBIOTA, METABOLIZMUS ÉS KALÓRIAI MÉRLEG
BÉKMIKROBIÓTA, METABOLIZMUS ÉS KALORI EGYENSÚLY
Fernando Mönckeberg B. (1), Gino Corsini A. (2)
(1) Kutatási Igazgatóság, Orvostudományi Kar, Universidad Diego Portales, Santiago, Chile.
(2) Molekuláris bakteriológiai laboratórium, Orvosbiológiai Kutatóközpont (CIB) Orvostudományi Kar, Diego Portales Egyetem. Santiago, Chile.
Az emberi metagenóm a Homo sapiens génjeinek és a testünket kolonizáló billió mikroorganizmus genomjában jelen levő géneknek (mikrobiom). Legnagyobb mikrobagyűjteményünk a bélben található, ahol becslések szerint 10–100 billió organizmus él. A bélmikrobiom olyan anyagcsere-képességeket kódol, amelyek nagyrészt felderítetlenek, de tartalmazzák étrendünk egyébként emészthetetlen összetevőinek lebomlását. Az elhízás az energia bevitel, a ráfordítás és a tárolás szabályozásában bekövetkező változások következménye. A genetikailag elhízott egerek és sovány alomtársaik, valamint az elhízott és sovány emberi önkéntesek disztális bélmikrobiotájának összehasonlítása során kiderült, hogy az elhízás a két domináns baktériumosztás (phylum), a Bacteroidetes és a Firmicutes. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a bél mikrobiota befolyásolja a tápanyagok megszerzését és az energiaszabályozást. Ebben a cikkben áttekintjük azokat a közzétett bizonyítékokat, amelyek alátámasztják a bél mikrobiota potenciális szerepét az elhízás kialakulásában, és feltárjuk, hogy a bél mikrobiota módosítása milyen szerepet játszhat a jövőbeni kezelésében.
Kulcsszavak: bél mikrobiota, mikrobioma, elhízás.
Kulcsszavak: bél mikrobiota, mikrobioma, elhízás.
BEVEZETÉS
Pasteur felfedezései után, a XIX. Század közepén, amikor a betegségeket és a kártevőket a mikroorganizmusoknak tulajdonították, halandó ellenségnek kezdték látni őket; azóta hadat üzentünk nekik. Minden erőfeszítésünket az ellenük folytatott küzdelemre összpontosítottuk, oltóanyagok, antibiotikumok, vírusellenes gyógyszerek keresésére és szigorú egészségügyi intézkedések végrehajtására, hogy távol tartsuk őket. Az idő igazolta nekünk, hiszen az egymást követő csaták megnyerésével sikerült tovább és jobban élnünk. Később kezdtük rájönni, hogy egy mikroorganizmusokkal telített világban élünk, amelyet baktériumok, vírusok és paraziták alkotnak, és hogy szerencsére nem mind ellenségek. Sokan még harmonikusan is velünk élnek. Sőt, bebizonyosodott, hogy ez az együttélés meghaladja az ártatlan étkezők befogadását, a kölcsönös előnyök előnyös affinitásának ellenőrzését olyan mértékben, hogy sok kutató, köztük a Nobel-díjas (2000), Joshua Lederberg (1) is megerősíti, hogy ezek a mikroorganizmusok és mi nagy metabolikus egységet alkotnak, felismerve, hogy a testünkben élő baktériumok valóban megvédenek minket.
Megállapítható, hogy az emberi belekben több mint 2000 különböző baktériumfaj található, és feltételezhető, hogy nagyobb számban vannak még ismeretlenek (6). Nyilvánvaló, hogy a mikrobiom az evolúció során genetikai és metabolikus tulajdonságokkal látta el az emberi szervezetet, amelyek lehetővé tették számára az alkalmazkodást, megmentve magát a fejlődéstől, ami a helyettesítő adaptáció új paradigmájának tűnik (7).
Számos jótékony cselekvés létezik már róluk. Védik a testet a kórokozóktól, inaktiválják a mérgező anyagokat és tönkreteszik a növényi szerkezeteket. Másrészt, különböző molekuláris jelek révén kölcsönhatásba lépnek a bél mikrovillusainak kialakulásában és a bélhám strukturális és metabolikus védelmében, emészthetetlen élelmi rostok és egyéb olyan tápanyagok fermentálásában, amelyeket a szervezet nem bont le (rezisztens keményítők vagy oligoszacharidok) ) és a monoszacharidok és a rövid láncú zsírsavak ezt követő bélfelszívódásában; bonyolultabb lipidekké történő átalakulásuk során, valamint a transzportban és az adipocitáikban való lerakódásban (11). Részt vesznek a peptidek és fehérjék aerob metabolizálásában, a konjugált epesók biotranszformációjában, az oxalát-komplexek lebontásában és a szervezet számára szükséges tápanyagok, például K-vitamin, B12-vitamin és izopropanoidok termelésében is (12).
Így halad nagyon gyorsan a mikrobiális genom és gazdaszervezetének ezen összefüggéseinek ismerete. Három évvel ezelőtt létrehozták a "The Human Microbiome Project" nevű munkacsoportot, amely a világ különböző részeiről (USA, Európa és Ázsia) érkező kutatók multidiszciplináris kezdeményezése, amelynek célja, hogy hozzájáruljon az emberi genetika közötti kölcsönös kapcsolat megismeréséhez. és a baktérium mikrobioma. Első lépésként a legrelevánsabb mikrobiális genomot szekvenálták, DNS-bázisaiból 3 gigabájt (Gb) keletkezett, amely 500 mikrobiális genomhoz tartozik. Ezeket az Egyesült Államokból és Japánból származó 33 egyén mintáiból nyertük (13). A cél a baktérium gének individualizálása és megismerése, valamint a gazda génekkel való hasonlóságok és kölcsönhatások individualizálása volt.
Ebben az értelemben Steven Gill és munkatársai a Buffalo Egyetemen 70 millió bélbaktérium-bázist szekvenáltak, és megállapították, hogy számos génjük kiegészíti genomunk működését. Míg egyesek képesek megemészteni az étrendi rostokat a bélben, mások hidrolizálják az aminosavakat a fehérjékben, vagy metánt vagy vitaminokat termelnek, vagy lebontják a gyógyszereket (14). Úgy tűnik tehát, hogy a bélbaktériumok és maga a genom kombinációja fontos szerepet játszik a gazdaszervezet anyagcseréjében, beleértve annak patofiziológiájában való részvételét is (15); anyagcsere útvonalak biztosítása a gyógyszerek és a diéták számára, sőt a metabolikus fenotípus kiváltása (16).