Звичайна їжа змінює бактерії кишечника, впливаючи на віруси
Група дослідників наблизила ідею їжі як ліків. Вони виявили певні поширені харчові продукти, які змінюють наш мікробіом.
Сьогодні в науці харчові та кишкові бактерії - це дві теми, які гарантовано викликають інтерес та дискусії. Обидва, звичайно, взаємопов’язані, і нове дослідження фокусується на деяких тонкощах цих стосунків.
Відсутність здорової популяції кишкових бактерій ставить під загрозу наше здоров’я; те саме справедливо, коли ми не харчуємось здоровою дієтою. Однак вчені не до кінця розуміють точний вплив конкретних продуктів харчування на кишкові бактерії.
Цей розрив у знаннях частково обумовлений неймовірною складністю мікробіома. Одним із факторів, що замучує воду, є бактеріофаги, або коротше фаги.
Фаг
Фаги - це віруси, які атакують лише бактерії. У кишечнику цих вірусів більше, ніж запаморочливо численних кишкових бактерій.
Кожен фаг атакує лише певний тип бактерій, що означає, що він може впливати на рівень кишкових бактерій. Фагам потрібні бактерії для життя, тому, якщо бактерії відсутні, фаги не можуть вижити.
Це означає, що будь-яка їжа, яка впливає на фаги, може впливати на кишкові бактерії і навпаки. Наприклад, якщо популяція одного типу фагів збільшується, бактерії, які вони споживають, зменшуватимуться, потенційно створюючи місце для розмноження іншого виду бактерій.
Таким чином, віруси можуть впливати на загальний мікробіом - обрізаючи один вид, вони забезпечують простір для заповнення інших видів.
Перехід від профага
Більшість фагів у кишечнику присутні у сплячій формі - їх ДНК інтегрована в геном бактерії. У цій формі їх називають профагами.
Вчені виявили певні сполуки, які стимулюють профаги повернутися до своєї активної форми. Коли це трапляється, сотні нових фагів вириваються з бактеріальної клітини, вбиваючи господаря та атакуючи інші бактерії; ці сполуки включають соєвий соус, нікотин та деякі антибіотики, такі як ципрофлоксацин. На сьогоднішній день список сполук, що стимулюють фаги, відносно короткий.
Важливо розкрити, які хімічні речовини стимулюють фагову активність. Оскільки фаги атакують і вбивають бактерії, якщо ми зрозуміємо, як ними маніпулювати, вони можуть працювати як потужні природні антибіотики.
Нещодавнє дослідження мало на меті розширити перелік сполук, які індукують фагову активність. Вчені з Університету штату Сан-Дієго, Каліфорнія, опублікували свої висновки в журналі Кишкові мікроби. Вони сподіваються, що їх результати представлять "можливість використання дієти для навмисного озеленення мікробіому кишечника людини за допомогою індукції профагів".
"Ми могли б насправді вирішити певні умови, регулюючи споживані нами продукти, які впливатимуть на мікробне різноманіття, а це, в свою чергу, впливатиме на здоров'я та хвороби".
Науковий співробітник Ленс Болінг
Для дослідження дослідники обрали широкий спектр сполук, які можуть впливати на активність фагів. Вони відібрали низку бактерій із двох видів, поширених у кишечнику: Bacteroidetes та Firmicutes. Вони включали як корисні, так і патогенні штами бактерій.
З 117 харчових сполук вони звузили свої пошуки лише до 28. Дослідники спостерігали ріст бактерій у присутності кожної конкретної сполуки; вони також спостерігали її зростання без сполуки як контролю. Далі вони застосували проточну цитометрію - процес, який є досить чутливим для виявлення немислимо дрібних частинок вірусу.
Які продукти впливають на фаги?
З 28 кандидатів 11 сполук продукували рівні вірусних частинок із швидкістю, вищою, ніж контрольна група, що означає, що вони впливали на активність фагів.
Деякі з найбільш значних фагових прискорень відбувались у присутності гвоздики, прополісу (сполуки, що виробляється бджолами), урви урсі (також відомої як кіннікінник або мучниця) та аспартаму.
Найпотужнішим індуктором профагів була стевія, яка є рослинним замінником цукру. У деяких видів штамів бактерій стевія збільшила кількість частинок вірусу більш ніж на 400%.
І навпаки, деякі продукти харчування зменшували кількість частинок вірусу; найголовніше, що вони включали ревінь, фернет (різновид італійських лікерів), каву та материнку.
Щоб ускладнити ситуацію, деякі сполуки посилювали фагову активність, пов’язану з деякими бактеріями, але знижували фагову активність, пов’язану з іншими; ці сполуки включають зубну пасту, екстракт насіння грейпфрута та гранат.
На думку авторів, однією з найпотужніших антибактеріальних продуктів був гострий соус табаско, який «зменшив ріст усіх трьох [шлунково-кишкових] видів, крім умовно-патогенного P. aeruginosa, в середньому на 92% ".
Табаско містить оцет, але коли вони перевіряли лише оцет, це лише зменшило ріст бактерій на 71%. Вони вважають, що капсаїцин - пряна сполука чилісу - може пояснити додаткові антибактеріальні можливості. Однак в експериментах з табаско не виявлено частинок вірусу, тому фаги навряд чи будуть задіяні.
Майбутнє
Ці висновки є важливими. Зараз вчені знають, що мікробіом може впливати на наше фізичне та психічне здоров’я; це також може спричинити запалення та збільшити ризик розвитку раку. Якщо вчені можуть визначити, як конкретно змінити мікробіом, вони можуть теоретично усунути або зменшити ці ризики.
Як пояснює один із авторів, Форест Роуер, "Здатність вбивати певні бактерії, не впливаючи на інших, робить ці сполуки дуже цікавими".
Звичайно, новий перелік сполук далеко не вичерпний, як каже Роуер: "Є, мабуть, тисячі сполук, які були б корисні для усунення небажаних бактерій".
Автори сподіваються, що вчені будуть продовжувати рухатись цим шляхом. Вони також пояснюють, що вченим потрібно буде спробувати з'ясувати молекулярні механізми, що перемикають фаг з бездіяльності на активність.
