Alimentația și microbii sunt un angajament pe tot parcursul vieții societate gastro-intestinală
O analiză a impactului noului Ghid alimentar al Canadei asupra bacteriilor care colonizează corpul uman
Machiajul corpului nostru este la fel de bacterian ca și uman; conform estimărilor actuale, adăpostim un număr egal de celule bacteriene și celule umane. 1 Celulele noastre bacteriene rezidente - împreună cu alți microbi, precum viruși, ciuperci și drojdii - alcătuiesc microbiomul nostru. Mizăm pe microbiomul nostru intestinal pentru a îndeplini funcții esențiale pentru sănătatea noastră, cum ar fi descompunerea alimentelor pe care nu le putem digera singuri pentru energie, producerea de vitamine, care ne întăresc sistemul imunitar și protecția împotriva infecției cu bacterii dăunătoare (agenți patogeni), cum ar fi cele care cauzează intoxicații alimentare. 2
Am realizat progrese enorme în ultimii ani în ceea ce privește înțelegerea compoziției și funcției microbiomului uman, prin utilizarea tehnologiilor complexe de secvențiere a ADN-ului. 3 O mare parte a analizei care caută să definească un microbiom sănătos s-a concentrat asupra populațiilor bacteriene, deoarece acestea reprezintă cea mai mare parte a microbiomului nostru, depășind cu mult alți microbi. Microbiomul intestinal a făcut obiectul unor cercetări ample, deoarece modificările și dezechilibrul (disbioză) în compoziția bacteriană sunt asociate cu o varietate de boli, inclusiv boli inflamatorii intestinale (IBD), sindromul intestinului iritabil (IBS), astm, alergii, obezitate, și diabetul de tip 1 și 2. 4 Asocierile dintre stările de boală și disbioza intestinală bacteriană au făcut ca cercetătorii să dorească să înțeleagă mai mulți factori care influențează populațiile bacteriene și, prin urmare, impactul acestor modificări asupra sănătății intestinului nostru.
Secvențierea ADN-ului
Secvențierea ADN este procesul care determină ordinea precisă a nucleotidelor dintr-o moleculă de ADN. Include orice metodă sau tehnologie utilizată pentru a stabili ordinea celor patru baze - adenină, guanină, citozină și timină - într-un fir de ADN.
Ecosistemul intestinal
Tractul gastrointestinal, cea mai mare zonă a noastră legată de lumea externă, este un tub care trece prin corp de la gură la anus. Intestinele noastre alcătuiesc cea mai mare parte a tractului gastro-intestinal și au sarcinile incredibile de a digera alimentele pe care le ingerăm, de a absorbi substanțele nutritive digerate și de a forma o barieră fizică și imunitară competentă - toate în timp ce adăpostesc substanțe nutritive. 5 Microbiomul intestinal este situat în partea interioară (lumenul) tractului prin care trec alimentele și materia digerată. Tipurile de populații bacteriene care sunt capabile să locuiască în diferite spații fizice de-a lungul intestinelor sunt în mare parte rezultatul unor factori de mediu, inclusiv produsele eliberate de celulele intestinale și alimentele pe care le consumăm. 6
Numărul de bacterii care locuiesc în tractul gastro-intestinal crește pe măsură ce trece de la intestinul subțire superior (duoden → jejun → ileon) la intestinul gros sau colon. 6 Duodenul, unde conținutul stomacului este primul, conține bacterii care se numără în sute. În schimb, regiunile colonului cele mai îndepărtate de intestinul subțire găzduiesc trilioane de bacterii. Această densitate crescută se datorează mai multor factori de mediu, inclusiv o creștere a pH-ului (mediul devine mai puțin acid) în zona colonului. Oxigenul, care are o concentrație mai mică în zona colonului, afectează și densitatea bacteriană, deoarece este într-adevăr toxic pentru multe dintre bacteriile noastre rezidente. În plus, tranzitul materiei digerate, mult mai rapid în secțiunea intestinului subțire decât în colon, influențează capacitatea bacteriilor de a coloniza cu succes anumite secțiuni.
Celulele epiteliale care acționează ca interfață între lumen și țesutul intestinal subiacent sunt, de asemenea, o sursă de factori care afectează bacteriile. 5 De exemplu, există un tip de celulă epitelială intestinală (celule Paneth) în intestinul subțire care este absent în colonul sănătos. 7 Celulele Paneth sunt puternici producători de peptide antimicrobiene pe care le eliberează în lumen, limitând astfel populațiile bacteriene de acolo. Sunt prezenți în număr mai mare în duoden și în cantități mai mici în ileon.
În schimb, celulele calice, un alt tip de celule epiteliale intestinale responsabile de producerea mucusului intestinal, se găsesc în număr mai mare în zona colonului. 7 Prin urmare, grosimea stratului de mucus crește pe măsură ce se apropie de colon - maximul său în colon și minimul său în intestinul subțire superior. Stratul difuz de mucus din duoden și jejun este necesar pentru o absorbție optimă a nutrienților, în timp ce stratul mai gros de mucus din colon protejează epiteliul intestinal de scaunele compactate care se deplasează în lumen, oferind în același timp un loc unde bacteriile rezidente să se așeze sau să adere la numere mai mari. 8
Bacteriile intestinale depind de noi pentru hrană
Al doilea factor cel mai important care influențează populațiile bacteriene din intestin este alimentele pe care le consumăm. La fel cum celulele noastre și, prin extensie, corpurile noastre, au nevoie de energia din nutrienții pe care îi absorb pentru a funcționa, tot așa bacteriile au nevoie de nutrienți pentru a supraviețui. Nutrienții specifici sunt absorbiți din diferite locuri ale intestinului uman. La rândul său, aceasta influențează nutrienții disponibili bacteriilor care colonizează lumenul. De exemplu, majoritatea produselor provenite din descompunerea carbohidraților digerabili (zaharuri simple) sunt absorbite de intestinul subțire. 6 Prin urmare, bacteriile care locuiesc în colon trebuie să poată folosi carbohidrații complexi nedigestibili ai organismului pentru energie, deoarece odată ce alimentele sunt returnate în colon, majoritatea zaharurilor simple au fost absorbite. Vezi Tabelul 1 de mai jos pentru o prezentare generală a locurilor din intestin în care sunt absorbiți diferiți nutrienți.