Microbii noștri mor de foame și asta este un lucru bun azi
Dieta bogată în proteine, antibioticele fac din intestin o mlaștină furioasă
Fiecare dintre noi este doar pe jumătate uman. Cealaltă jumătate este microbiană. Trilioane de viruși, ciuperci, bacterii și alte organisme microscopice ne acoperă pielea și ne acoperă organele vitale.
Depindem de aceste comunități microbiene, cunoscute în mod colectiv ca microbiomul nostru, pentru a digera alimentele, a sintetiza vitaminele, a întări sistemul imunitar și chiar a menține sănătatea mintală. Această interdependență a dat apariția unei co-evoluții benefice, o mare relație simbiotică între microb și om, care a fost în curs de producere milenii.
Dar cercetările recente sugerează că această relație este mai puțin utopică și mai contradictorie. Oamenii de știință au descoperit că gazdele își înfometează microbienii de nutrienți, în mod esențial sclavizând microbii din intestin, astfel încât să fie forțați să facă cererea noastră.
Descoperirile indică, de asemenea, că dieta modernă și utilizarea excesivă a antibioticelor ar putea submina poziția noastră de stăpâni binevoitori, punând șansele în favoarea microbilor.
„Se pare că există un ordin natural de ciocănire a bacteriilor și a noastră”, a spus Lawrence A. David, doctorat, profesor asistent de genetică moleculară și microbiologie la Școala de Medicină a Universității Duke. "Într-un fel nu este surprinzător faptul că noi, gazda, ar trebui să deținem mai multe cărți."
Totuși, David spune că viziunea predominantă asupra microbiomului, în special în intestin, este despre un paradis bogat în nutrienți „unde sunt inundate hrană și resurse abundente, cum ar fi Fabrica de ciocolată a lui Willy Wonka”. Pe gram, există mai multe bacterii care locuiesc în intestin decât în orice alt ecosistem din lume.
În total, acești microbi intestinali cântăresc aproximativ trei kilograme la un om, cam cât ficatul sau creierul. Nu este surprinzător faptul că mulți oameni de știință ar crede că acești microbi sunt atât de abundenți, deoarece intestinul este un mediu ospitalier unic.
Dar recent, unii cercetători au pus la îndoială această teorie. Printre acestea se numără Aspen Reese și Ph.D. candidat în laboratorul lui David la Duke, care a trecut recent pentru a deveni investigator principal la Harvard. În calitate de ecolog instruit, Reese a înțeles că practic orice alt ecosistem de pe planetă are membri care concurează pentru resurse. De ce ar fi diferit intestinul? Bacteriile din cursuri sau lacuri sunt adesea constrânse de nutrienți, cum ar fi azotul sau fosforul. Reese s-a întrebat dacă azotul este o resursă limitată și în intestin.
Ea a decis să măsoare nivelurile de azot din microbiomul intestinal. Deoarece microbii intestinali trăiesc în caca, asta însemna colectarea probelor de scaun. Cu ajutorul colegilor, în special Rob Pringle de la Princeton, Reese a reușit să procure scaun de la peste 30 de tipuri diferite de mamifere, inclusiv zebre sălbatice, girafe și elefanți din Kenya; ovine, bovine și cai domestici din New Jersey; și oameni din Carolina de Nord. Ea a întărit probele și a numărat numărul de atomi de azot și carbon disponibili pentru microbi.
Reese a descoperit că microbii din intestinul uman au avut acces la o medie de doar un atom de azot pentru fiecare zece atomi de carbon, în timp ce majoritatea microbilor cu viață liberă se bucură de o dietă compusă dintr-un azot la fiecare patru atomi de carbon.
Pentru a verifica dacă nivelurile de azot ar putea ține sub control microbiomul, Reese a hrănit și șoarecii cu o dietă bogată în proteine, care conțin în mod natural mult azot. Când a crescut cantitatea de proteine, numărul bacteriilor din intestinul șoarecilor a crescut de zece ori. Mai mult decât atât, atunci când a injectat azot în fluxul sanguin al șoarecilor, o parte din azot a ajuns în bacteriile intestinale, sugerând că gazda poate secreta azot prin celulele care îi acoperă intestinul pentru a salva microbii de foame. Rezultatele studiului se află într-o publicație online avansată, site-ul web al Nature Microbiology.