Vanlige matvarer endrer tarmbakteriene ved å påvirke virus

En gruppe forskere har tatt ideen om mat som medisin et skritt nærmere. De har identifisert visse vanlige matvarer som endrer mikrobiomet vårt.

Illustrasjon av fagvirus som angriper en bakterie.

I vitenskapen i dag er mat og tarmbakterier to emner som garantert gir interesse og debatt. Begge er selvfølgelig relatert til hverandre, og en ny studie fokuserer på noen finesser i dette forholdet.

Mangelen på en sunn befolkning av tarmbakterier kompromitterer helsen vår; det samme gjelder når vi ikke spiser et sunt kosthold. Forskere forstår imidlertid ikke helt den eksakte effekten av spesifikke matvarer på tarmbakterier.

Dette kunnskapshullet skyldes delvis mikrobiomets utrolige kompleksitet. En faktor som gjør meg vannet, er bakteriofager, eller kort sagt fager.

Fagen

Fager er virus som bare angriper bakterier. Innenfor tarmen overgår disse virusene de svimlende mange tarmbakteriene.

Hver fag angriper bare en bestemt type bakterier, noe som betyr at den kan påvirke nivået av tarmbakterier. Fager trenger bakterier for å leve, så hvis bakterier er fraværende, kan ikke fagene overleve.

Dette betyr at alle matvarer som påvirker fager kan påvirke tarmbakterier og omvendt. For eksempel, hvis populasjonen av en type fag øker, vil bakteriene de bruker, synke og potensielt gi plass til at en annen bakterieart kan formere seg.

På denne måten kan virus påvirke det generelle mikrobiomet - ved å beskjære en art gir de plass for andre arter å fylle.

Bytter fra profage

De fleste fager i tarmen er tilstede i sovende form - deres DNA er integrert i bakteriens genom. I denne formen kalles de profager.

Forskere har identifisert visse forbindelser som utløser profager for å gå tilbake til sin aktive form. Når dette skjer, brister hundrevis av nye fager ut av bakteriecellen, dreper verten og angriper andre bakterier; disse forbindelsene inkluderer soyasaus, nikotin og noen antibiotika, slik som ciprofloxacin. Til dags dato er listen over fagfremmende forbindelser relativt kort.

Det er viktig å avdekke hvilke kjemikalier som driver fagaktivitet. Fordi fager angriper og dreper bakterier, hvis vi forstår hvordan vi kan manipulere dem, kan de fungere som kraftige, naturlige antibiotika.

En nylig studie satte seg for å utvide listen over forbindelser som induserer fagaktivitet. Forskerne fra San Diego State University, CA, publiserte sine funn i tidsskriftet Tarmmikrober. De håper at resultatene vil introdusere "muligheten for å bruke diett for å forsettlig legge det menneskelige tarmmikrobiomet via profaginduksjon."

"Vi kan faktisk takle visse forhold ved å justere maten vi spiser som vil påvirke det mikrobielle mangfoldet, som igjen vil påvirke helse og sykdommer."

Forskningsassistent Lance Boling

For å undersøke valgte forskerne et bredt spekter av forbindelser som kan påvirke fagaktivitet. De valgte en rekke bakterier fra to phyla som er vanlige i tarmen: Bacteroidetes og Firmicutes. De inkluderte både gunstige og patogene bakteriestammer.

Fra 117 matforbindelser reduserte de søket til bare 28. Forskerne observerte veksten av bakterier i nærvær av hver spesifikke forbindelse; de observerte også veksten uten forbindelsen som en kontroll. Deretter brukte de flowcytometri, en prosess som er følsom nok til å oppdage ufattelig små viruspartikler.

Hvilke matvarer påvirker fager?

Av de 28 kandidatene produserte 11 forbindelser nivåer av viruspartikler med en hastighet høyere enn kontrollene, noe som betyr at de påvirket fagaktiviteten.

Noen av de mest betydningsfulle fagforsterkningene skjedde i nærvær av fedd, propolis (en forbindelse produsert av bier), uva ursi (også kjent som kinnikinnick eller bearberry) og aspartam.

Den mest potente profaginduseren var stevia, som er en planteavledet sukkererstatning. Hos noen arter av bakteriestammene økte stevia antall viruspartikler med mer enn 400%.

Omvendt reduserte noen matvarer antall viruspartikler; mest spesielt inkluderte disse rabarbra, fernet (en type italiensk brennevin), kaffe og oregano.

For å komplisere saken økte noen forbindelser fagaktivitet assosiert med noen bakterier, men reduserte fagaktivitet relatert til andre; disse forbindelsene inkluderer tannkrem, grapefruktfrøekstrakt og granateple.

I følge forfatterne var en av de mest potente antibakterielle matvarene varm tabascosaus, som “reduserte veksten av alle tre [gastrointestinale] arter, bortsett fra det opportunistiske patogenet. P. aeruginosa, med et gjennomsnitt på 92%. ”

Tabasco inneholder eddik, men da de testet eddik alene, reduserte det bare bakterieveksten med 71%. De tror at capsaicin - den krydrede forbindelsen i chilis - kan forklare de ekstra antibakterielle egenskapene. Imidlertid ble det ikke funnet viruspartikler i eksperimentene med tabasco, så det er lite sannsynlig at fager vil være involvert.

Fremtiden

Disse funnene er viktige. Forskere vet nå at mikrobiomet kan påvirke vår fysiske og mentale helse; det kan også forårsake betennelse og øke kreftrisikoen. Hvis forskere kan finne ut hvordan man kan endre mikrobiomet på bestemte måter, kan de i teorien fjerne eller redusere disse risikoene.

Som en av forfatterne, Forest Rohwer, forklarer: "Evnen til å drepe spesifikke bakterier, uten å påvirke andre, gjør disse forbindelsene veldig interessante."

Den nye listen over forbindelser er naturligvis på ingen måte uttømmende, som Rohwer sier: "Det er sannsynligvis tusenvis av forbindelser som vil være nyttige for å eliminere uønskede bakterier."

Forfatterne håper at forskere vil fortsette i denne retning. De forklarer også at forskere må prøve å finne ut de molekylære mekanismene som bytter fag fra inaktivitet til aktivitet.

none:  spiseforstyrrelser svineinfluensa barnemedisin - barnehelse