Biotopul din stomac Sănătate
Miliardele de microbi populează corpul uman - în special în intestinul gros se află o armadă de bacterii. Ce ecosistem formează acolo depinde și de meniu.
De la Jana Schlütter
O persoană nu este niciodată cu adevărat singură. Fie că stă la computer sau pe o bancă de parc, rătăcind prin deșert sau mergând cu metroul: peste 100 de miliarde de clandestini îl însoțesc. Bacteriile îi colonizează pielea, nasul, gura și membranele mucoase - există în jur de zece microbi pe celulă umană. Intestinul gros este un loc deosebit de popular pe planeta Homo sapiens. Peste 400 de specii s-au stabilit aici, deoarece mâncarea este gratuită.
Orice mănâncă o persoană, își hrănește microbii în același timp. Din motive întemeiate. Nu am putea trece fără cei mici. Enzimele lor calibrează sistemul imunitar, descompun alimentele nedigerabile, creează vitamine și multe altele. Descoperirea lui James Lewis și a colegilor săi de la Universitatea din Pennsylvania, publicată recent în revista Science, sună aproape ca un adevărat: depinde de dieta noastră ecosistemul care se instalează în intestine.
Dar pentru microbiologi și genetici, intestinul este mai puțin o grădină zoologică cu vechii prieteni decât o pădure tropicală plină de surprize. Este adevărat că medicul pediatru și bacteriolog Theodor Escherich a izolat de la scaunul sugarilor la sfârșitul secolului al XIX-lea bacteria Escherichia coli numită după el. Dar multe alte specii nu pot fi cultivate și examinate în vasul Petri. Și astfel, pentru o lungă perioadă de timp, explorarea lor a fost o existență umbroasă.
Numai de când oamenii de știință au învățat să extragă fragmente de ADN din scaun, piele sau salivă și să separe ADN-ul uman de cel al microorganismelor au avut șansa de a depista biodiversitatea microbiană. Proiecte precum Proiectul Microbiomului Uman al Institutelor Naționale de Sănătate din SUA catalogează acum ceea ce trăiește în și în noi - și de ce.
La mijlocul anilor 1990, secvențierea celor trei până la patru milioane de perechi de baze, care sunt aranjate într-un inel, pe care o conține fiecare bacterie, a durat un an întreg, acum tehnologiile cu randament ridicat o pot face într-o după-amiază. Metagenomica este numele zonei care a apărut: nu mai sunt examinate doar aproximativ 23.000 de gene umane, ci și cele ale microbilor lor.
Primele rezultate au fost confuze: cercetătorii au găsit nu numai combinații complet diferite de bacterii în diferite părți ale corpului. Biodiversitatea din intestine sau din cavitatea bucală diferă de asemenea masiv de la persoană la persoană. Singurul numitor comun a fost că toți oamenii au un microbiom central, adică genele bacteriene - indiferent de tip - care își asumă sarcini vitale pentru oameni. Restul păreau diferit de la persoană la persoană.
Oamenii de știință de la Laboratorul European de Biologie Moleculară din Heidelberg au fost cu atât mai uimiți când au analizat ADN-ul bacterian intestinal al 22 de europeni și au căutat modele: toți microbii au fost clasificați în trei ecosisteme diferite, fie de la Bacteroides, Prevotella sau ruminococci Speciile erau dominate. Chiar și atunci când cercetătorii au adăugat datele de la 13 japonezi și patru americani, nimic din grup nu s-a schimbat.
Așa cum Peer Bork și colegii săi au scris recent în revista Nature, ecosistemul nu avea nicio legătură cu vârsta, sexul, originea (și, prin urmare, meniul), sănătatea sau boala. Clasificarea a părut aleatorie, similară cu modul în care oamenii au grupe de sânge. Chiar dacă au inclus treptat mai mulți oameni în studiu, nimic nu s-a schimbat.
O teză pe care cercetătorii o testează de atunci este legătura dintre ecosistemul bacterian și grupa sanguină. O alta se referă la trei căi de semnalizare chimică deosebit de importante. Dar poate este o coincidență. Este posibil ca primele bacterii care se mută în corpul unui sugar în canalul de naștere, cu prima înghițitură de lapte matern sau sărutul surorii mai mari, să fie un fel de bouncer și să lase să urmeze doar oricine le convine.
Consorțiul american-brazilian condus de James Lewis în revista Science contrazice teza șansei.
Într-un prim pas, echipa sa a studiat obiceiurile alimentare de la 98 de bărbați și femei americani sănătoși folosind chestionare și a analizat ADN-ul bacterian din probele de scaun din fiecare dintre ele. Au fost capabili să detecteze două dintre cele trei ecosisteme, numite enterotipuri. Doar ecosistemul dominat de ruminococi părea să fie subordonat Bacteroides.
De asemenea, au găsit o corelație între dietă și ecosistem. Cei care au consumat multe proteine și grăsimi animale, așa cum se întâmplă adesea în țările industrializate, au intrat mai mult în grupul Bacteroides. Cei care, la fel ca vegetarienii, au consumat mai mulți carbohidrați și fibre, au avut probabil un ecosistem Prevotella în intestin.
Într-un al doilea pas, oamenii de știință au încercat să schimbe compoziția microbiotei din intestin la zece persoane testate care utilizează o dietă specială: unui grup i s-au administrat porții timp de zece zile care conțineau multe grăsimi și puține fibre; cealaltă bogată în fibre și săracă în grăsimi. De fapt, compoziția bacteriilor intestinale s-a schimbat semnificativ după doar 24 de ore. Cu toate acestea, toți subiecții de testare au rămas în enterotipul lor timp de zece zile, astfel încât ecosistemul intestinal s-a schimbat doar în limitele sale.
„Dacă este deloc, acest ecosistem poate fi schimbat doar cu o schimbare pe termen lung a dietei”, spune Lewis. Dacă în viitor se va dovedi că un tip de ecosistem este mai probabil să fie asociat cu boli precum boala Crohn sau obezitatea, atunci dietele pe termen scurt nu ar avea niciun efect.
Michael Blaut, microbiolog la Institutul German de Nutriție Umană din Potsdam-Rehbrücke, merge prea departe: „Chiar dacă metodele sunt foarte complexe, relația dintre nutriție și ecosistem este până acum doar o corelație”, spune el. Sarcina acum este de a dovedi relații cauzale în lucrări minuțioase detaliate asupra modelelor animale.
„Autorii nici măcar nu au încercat să explice de ce Bacteroides se corelează cu o dietă bogată în grăsimi și Prevotella cu o dietă bogată în carbohidrați”, spune Blaut. „Mai sunt multe de făcut”. El consideră că este mult mai interesant și mai util să afle ce fac pentru noi cele 10-20 de milioane de gene ale microorganismelor cu care trăim.
Deoarece influența pe care microorganismele o au asupra noastră este încă subestimată. De la obezitate la diabet, de la arterioscleroză la gripă, de la autism la depresie - există ipoteze pentru fiecare dintre aceste boli cu privire la modul în care bacteriile intestinale ar putea fi implicate în dezvoltarea sau controlul lor.
Javier Bravo de la University College York, de exemplu, a demonstrat recent o legătură directă între bacteriile intestinale și funcția creierului la șoareci. Dacă șoarecii au mâncat alimente care conțin probioticul Lactobacillus rhamnosus, chimia creierului s-a schimbat: au crescut mai mulți receptori Gaba, care au și o funcție calmantă, în regiunile creierului pentru învățare, memorie și control emoțional.