Kosár
0
0 Ft
ÉletKód™ Magazin · Táplálkozási Tudástár
A mikrobiom alapjai – egy láthatatlan ökoszisztéma bennünk
Baktériumok, vírusok, gombák és más mikroorganizmusok hatalmas közössége él velünk és bennünk. Nem egyszerűen utasai a szervezetünknek: folyamatos kapcsolatban állnak azzal, amit megeszünk, az emésztőrendszerünkkel, az immunrendszerünkkel és az anyagcserénkkel. Ezt az összetett világot kezdjük el feltérképezni.
Nem vagyunk egyedül a saját testünkben
Amikor az emberi szervezetről beszélünk, általában saját sejtjeinkre, szerveinkre és szöveteinkre gondolunk. A kép azonban ennél összetettebb.
Testünk számos felszínén és üregében mikroorganizmusokból álló közösségek élnek. Megtalálhatók többek között a bőrön, a szájüregben, a légutak bizonyos területein, valamint az emésztőrendszerben. Ezek a közösségek nem véletlenszerűen összeverődött mikroorganizmusok halmazai, hanem egymással és a gazdaszervezettel kölcsönhatásban működő ökológiai rendszerek.
Különösen összetett közösség található a vastagbélben.
A bélrendszer mikroorganizmusainak jelentőségét sokáig elsősorban az emésztés szempontjából vizsgálták. Ma már azonban tudjuk, hogy tevékenységük ennél jóval szélesebb területet érint.
Mikrobiális anyagcseretermékek keletkeznek, kölcsönhatások alakulnak ki a bélhám és az immunrendszer között, egyes táplálék-összetevők pedig olyan átalakulásokon mennek keresztül, amelyekre saját emésztőenzimeink önmagukban nem lennének képesek.
A bélmikrobiom ezért nem pusztán az emésztés egyik érdekessége.
Egy dinamikus ökoszisztéma, amely az emberi szervezettel együtt működik.
Egy dinamikus ökoszisztéma, amely az emberi szervezettel együtt működik.
Mikrobiota és mikrobiom – nem pontosan ugyanaz
A két kifejezést gyakran egymás szinonimájaként használják, szakmailag azonban érdemes különbséget tenni közöttük.
Mikrobiota
Egy meghatározott környezetben élő mikroorganizmusok közössége.
Beszélhetünk például bélmikrobiotáról, szájüregi mikrobiotáról vagy bőrmikrobiotáról.
Mikrobiom
Tágabb fogalom. A mikrobiális közösség mellett annak genetikai állományára,
funkcionális képességeire, anyagcseretermékeire és környezeti kapcsolataira is utalhat.
A mikrobiota azt mutatja meg, kik vannak jelen;
a mikrobiom pedig abban segít gondolkodni, hogy mire képes ez a közösség és hogyan működik.
a mikrobiom pedig abban segít gondolkodni, hogy mire képes ez a közösség és hogyan működik.
Ez a különbség később rendkívül fontossá válik.
Két ember bélmikrobiotájának fajösszetétele jelentősen eltérhet, miközben bizonyos mikrobiális funkciók mindkettőjükben jelen lehetnek. Ez az egyik oka annak, hogy a mikrobiom megértése nem redukálható egyszerűen egy baktériumfajokat felsoroló listára.
Kik alkotják ezt a közösséget?
A mikrobiomról szóló közbeszédben szinte mindig „bélbaktériumokról” hallunk. Valójában ennél sokkal változatosabb világról van szó.
Baktériumok
A legtöbbet vizsgált szereplők, amelyek rendkívül változatos anyagcsere-folyamatokat végezhetnek.
Archeák
A baktériumoktól evolúciósan elkülönülő mikroorganizmusok. A bélrendszerben például egyes archeák részt vehetnek a mikrobiális fermentáció során keletkező hidrogén felhasználásában és metán képzésében.
Gombák
A bélrendszer gombaközösségét gyakran mycobiome néven említik.
Vírusok
Köztük nagy számban találhatók bakteriofágok, vagyis baktériumokat fertőző vírusok. Ezek a baktériumpopulációk dinamikáját és genetikai tulajdonságait is befolyásolhatják.
A bél tehát nem baktériumokat tartalmazó tartály.
Összetett mikrobiális ökoszisztéma.
Összetett mikrobiális ökoszisztéma.
Hol található a legtöbb mikroorganizmus?
Az emésztőrendszer különböző szakaszai nagyon eltérő környezetet biztosítanak.
A gyomor savas közege, a vékonybél gyorsabb áthaladása, az epesavak jelenléte, az oxigén mennyisége, a tápanyagok hozzáférhetősége és számos más tényező meghatározza, hogy hol milyen mikroorganizmusok képesek fennmaradni.
A mikroorganizmusok sűrűsége általában a vastagbélben a legnagyobb.
Ennek egyik oka, hogy ide érkezik az elfogyasztott táplálék olyan része, amelyet saját emésztőenzimeink nem vagy nem teljesen bontottak le.
Ezek között különösen fontosak bizonyos fermentálható szénhidrátok és élelmi rostok.
Amit mi nem emésztünk meg, azt más még felhasználhatja
Az emberi emésztőrendszer nem rendelkezik minden olyan enzimmel, amely az elfogyasztott növényi eredetű összetett szénhidrátok valamennyi kötését képes lenne lebontani.
Ez azonban nem jelenti azt, hogy ezek az anyagok haszontalanul haladnak át rajtunk.
Egy részük eljut a vastagbélbe, ahol bizonyos mikroorganizmusok számára szubsztrátként szolgálhat.
Megkezdődik a mikrobiális fermentáció.
Ennek során számos anyagcseretermék képződhet. A legtöbbet vizsgáltak közé tartoznak a rövid szénláncú zsírsavak, az angol szakirodalomban short-chain fatty acids – SCFA.
Három fontos képviselőjük:
- acetát,
- propionát,
- butirát.
Ezek nem egyszerűen „baktériumok által termelt hulladékok”.
A butirát például fontos energiaforrása lehet a vastagbél hámsejtjeinek, a colonocytáknak. Az SCFA-k ezen túl különböző receptorokon és molekuláris mechanizmusokon keresztül kapcsolatba kerülhetnek az immunológiai és metabolikus szabályozással is.
Nemcsak az számít, hogy milyen mikroorganizmusok élnek a bélben,
hanem az is, hogy mit csinálnak.
hanem az is, hogy mit csinálnak.
A mikrobiom nem állandó
A mikrobiális közösségek összetétele életünk során változik.
A korai életévek különösen jelentősek a mikrobiota fejlődése szempontjából, de a rendszer felnőttkorban sem válik változtathatatlanná.
Hatással lehet rá többek között:
- az étrend,
- az életkor,
- a földrajzi és környezeti körülmények,
- a gyógyszerhasználat,
- különösen bizonyos antibiotikumok,
- fertőzések és betegségek,
- valamint számos életmódbeli és élettani tényező.
Az étrend ebből a szempontból különösen érdekes, mert naponta újra és újra meghatározza, milyen tápanyagok és mikrobiális szubsztrátok jutnak el a bél különböző részeibe.
A mikrobiota azonban nem egy kapcsoló, amelyet egyetlen étellel átállítunk.
Ökológiai rendszerről beszélünk.
Mit jelent a mikrobiális diverzitás?
A mikrobiommal kapcsolatos cikkekben gyakran találkozhatunk a diverzitás, vagyis sokféleség fogalmával.
Első megközelítésben logikusnak tűnik: minél többféle mikroorganizmus van jelen, annál jobb.
A valóság azonban árnyaltabb.
A kutatásban többféle diverzitásfogalom létezik. Vizsgálható például, hogy egy mintában milyen gazdag és egyenletes a mikrobiális közösség – ezt többek között az alfa-diverzitás különböző mutatóival írhatják le. Más elemzések azt vizsgálják, mennyire különbözik két mikrobiális közösség egymástól – ez a béta-diverzitás kérdésköre.
Bizonyos állapotokban az alacsonyabb diverzitás valóban összefüggést mutathat kedvezőtlen egészségi állapotokkal.
Ebből azonban nem következik, hogy „minél nagyobb a diverzitás, annál egészségesebb az ember.”
Az ökoszisztéma működése, stabilitása, funkcionális kapacitása és a gazdaszervezettel kialakított kapcsolata legalább ilyen fontos.
Létezik „egészséges mikrobiom”?
Ez az egyik legfontosabb kérdés – és egyben az egyik leggyakoribb félreértés.
Szeretnénk egy olyan referenciaértéket, amelyhez mindenkit hozzá lehet hasonlítani.
Például: „Ezekből a baktériumokból ennyi kell, azokból pedig annyi, és ha ezt elérjük, egészséges a mikrobiom.”
A jelenlegi tudományos ismeretek alapján azonban nincs egyetlen, univerzális mikrobiális összetétel, amely minden egészséges ember számára ideális lenne.
Az egészséges emberek mikrobiotája között is jelentős különbségek lehetnek.
Ráadásul ugyanaz a mikroorganizmus eltérő ökológiai környezetben eltérően viselkedhet.
Ezért nemcsak azt érdemes kérdezni, hogy
„Ki van ott?”,
hanem azt is:
„Mit csinál?” „Milyen más mikroorganizmusokkal működik együtt?”
„Milyen metabolitokat termel?” „És hogyan reagál minderre a gazdaszervezet?”
Jó és rossz baktériumok? A valóság ennél bonyolultabb
A hétköznapi kommunikáció kedveli az egyszerű felosztásokat: „jó baktérium” és „rossz baktérium”.
A mikrobiális ökológia azonban ritkán működik ilyen fekete-fehéren.
Egy mikroorganizmus hatása függhet:
- a törzstől,
- a mennyiségétől,
- a közösség többi tagjától,
- az adott bélszakasztól,
- a rendelkezésre álló tápanyagoktól,
- valamint a gazdaszervezet aktuális élettani állapotától.
Léteznek olyan mikroorganizmusok is, amelyek normális körülmények között problémamentesen részei lehetnek a közösségnek, bizonyos körülmények között azonban kedvezőtlen hatásúvá válhatnak.
Ezeket gyakran pathobiontáknak nevezik.
A bélfal nem egyszerű csőfal
A mikrobiom jelentőségét nem lehet megérteni a bélfal ismerete nélkül.
A bélhám rendkívül aktív határfelület.
Egyszerre kell lehetővé tennie bizonyos tápanyagok felszívódását, miközben szabályozza, mi kerülhet kapcsolatba a szervezet belső környezetével.
Ebben több rendszer működik együtt:
- a hámsejtek,
- a sejtek közötti kapcsolóstruktúrák,
- a nyákréteg,
- az immunrendszer elemei,
- antimikrobiális molekulák,
- valamint maga a mikrobiális közösség.
A szervezet és mikroorganizmusai között
szabályozott kommunikáció működik.
A mikrobiom és az immunrendszer
A bélrendszer az immunrendszer szempontjából különleges terület.
Folyamatosan találkozik táplálékból származó molekulákkal, mikroorganizmusokkal és mikrobiális termékekkel, miközben különbséget kell tennie tolerálható és potenciálisan veszélyes ingerek között.
A mikrobiota és az immunrendszer ezért kétirányú kapcsolatban áll egymással.
A mikroorganizmusok és metabolitjaik befolyásolhatnak bizonyos immunológiai folyamatokat, miközben a gazdaszervezet immunrendszere maga is alakítja azt a környezetet, amelyben a mikroorganizmusok élnek.
A mikrobiom nem különálló szerv.
Egy biológiai kapcsolatrendszer része.
Egy biológiai kapcsolatrendszer része.
És mi köze mindennek a táplálkozáshoz?
Nagyon sok.
De nem úgy, ahogyan azt néha a közösségi médiában látjuk.
Nem létezik egyetlen „mikrobiom-diéta”, amely minden ember mikrobiotáját ugyanabba az ideális állapotba rendezi.
A táplálkozás és a mikrobiom kapcsolata sokkal inkább arról szól, hogy az étrend folyamatosan alakítja a bélben rendelkezésre álló szubsztrátokat.
Különösen fontos kutatási terület:
- az élelmi rostok,
- a különböző fermentálható szénhidrátok,
- a rezisztens keményítő,
- a polifenolok,
- valamint az étrend egészének mikrobiális anyagcserére gyakorolt hatása.
És itt fontos egy alapelv: nem minden rost ugyanolyan.
Különböző rostszerkezeteket különböző mikroorganizmusok különböző módon képesek felhasználni. A mikrobiális közösség tagjai ráadásul egymás anyagcseretermékeit is felhasználhatják.
Ezt nevezzük cross-feedingnek, vagyis keresztetetési kapcsolatnak.
A bélmikrobiom ezért egy táplálkozási hálózat is.
Prebiotikum és probiotikum – két külön fogalom
Ezeket a kifejezéseket szintén gyakran összekeverik.
A probiotikum megfelelő mennyiségben alkalmazva olyan élő mikroorganizmus, amely bizonyított egészségügyi előnyt nyújt a gazdaszervezet számára.
Ez fontos definíció: nem minden fermentált étel és nem minden élő baktérium automatikusan probiotikum.
A prebiotikum ezzel szemben olyan szubsztrát, amelyet a gazdaszervezet mikroorganizmusai szelektíven hasznosítanak, és ez egészségügyi előnnyel jár.
Probiotikum
Élő mikroorganizmus, meghatározott és bizonyított egészségügyi hatással.
Prebiotikum
A mikroorganizmusok által szelektíven hasznosított,
egészségügyi előnnyel járó szubsztrát.
A következő szinten ehhez még két fogalmat kell hozzátennünk: a szinbiotikumokat és a posztbiotikumokat.
Mi az a dysbiosis?
A mikrobiommal kapcsolatban gyakran találkozunk a dysbiosis kifejezéssel.
Általában a mikrobiális közösség valamilyen kedvezőtlen megváltozására használják.
A probléma az, hogy a fogalom nem minden helyzetben rendelkezik egyetlen, pontosan mérhető és univerzális definícióval.
Ha egy betegségben eltérő mikrobiális mintázatot találunk, abból még nem következik automatikusan, hogy a mikrobiom eltérése okozta a betegséget.
Lehetséges, hogy a betegség változtatta meg a mikrobiomot. Lehetséges, hogy a gyógyszeres kezelés. Lehetséges, hogy a megváltozott étrend. Lehetséges, hogy mindezek egyszerre.
A korreláció nem azonos az oksági kapcsolattal.
Miért kell óvatosan bánni a mikrobiomtesztekkel?
Ma már kereskedelmi forgalomban is elérhetők olyan vizsgálatok, amelyek székletmintából elemzik a mikrobiális összetételt.
Ezek tudományosan érdekes információkat szolgáltathatnak.
De egy mikrobiomprofil értelmezése sokkal nehezebb annál, mint hogy egy eredménylap alapján kijelentsük: „ebből kevés van, ezért ezt kell enned.”
A székletminta elsősorban a bélrendszer bizonyos mikrobiális közösségeiről ad információt, és nem feltétlenül tükrözi az emésztőrendszer minden régiójának vagy a nyálkahártyához kapcsolódó mikroorganizmusoknak az összetételét.
Az eredményt ráadásul befolyásolhatja a mintavétel, a tárolás, a laboratóriumi módszer, a bioinformatikai elemzés és az alkalmazott referencia-adatbázis is.
Ezért a mikrobiomvizsgálat tudományos értéke és egy kereskedelmi tesztből levont személyre szabott táplálkozási következtetés nem ugyanaz a kérdés.
Amit ebből már most érdemes megjegyezni
A bélmikrobiom nem divatos kiegészítője az emésztés történetének. Az emberi biológia egyik rendkívül összetett kapcsolatrendszere.
A mikrobiota és a mikrobiom nem teljesen azonos fogalom.
Nem csak baktériumokról beszélünk.
A mikrobiális funkció legalább olyan fontos, mint a fajösszetétel.
Nincs egyetlen univerzális „tökéletes mikrobiom”.
A magasabb diverzitás nem automatikusan jelent jobb egészséget.
Az étrend jelentős környezeti tényező, de a mikrobiom nem egyetlen étellel vagy étrend-kiegészítővel „javítható meg”.
A mikrobiom és a betegségek közötti összefüggés nem jelenti automatikusan azt, hogy a mikrobiom okozza az adott betegséget.
A mikrobiomot nem baktériumlistaként, hanem ökoszisztémaként érdemes megérteni.
A következő részben: amit a mikrobiomról feltétlenül tudnod kell
Most megismertük a rendszer szereplőit és alapfogalmait.
A következő részben belépünk a működés mélyebb rétegébe.
Megnézzük, hogyan fermentálják a mikroorganizmusok a vastagbélbe jutó szubsztrátokat; hogyan keletkezik acetát, propionát és butirát; mi történik a bélhám és a nyákréteg határán; hogyan működik a cross-feeding; mit jelent valójában a prebiotikum, probiotikum, szinbiotikum és posztbiotikum; hogyan kapcsolódnak mindehhez az epesavak és az immunrendszer; és miért sokkal bonyolultabb a „dysbiosis” fogalma, mint amilyennek első látásra tűnik.
A mikrobiom megismerését elkezdtük. A következő lépés annak megértése, hogyan működik.
Az ÉletKód™ Magazin tartalma ismeretterjesztő és edukációs célt szolgál.
Nem helyettesíti az egyéni egészségügyi állapot felmérését,
az orvosi diagnózist vagy kezelést.