นับตั้งแต่อเล็กซานเดอร์เฟลมมิ่งค้นพบเพนิซิลลินที่เติบโตตามธรรมชาติบนจานเพาะเชื้อเราตระหนักถึงพลังของสารเคมีที่ผลิตโดยจุลินทรีย์ แต่เมื่อไม่นานมานี้เราเพิ่งได้ตระหนักถึงศักยภาพอันมหาศาลของพวกเขา

การวิจัย Microbiome ได้กลายเป็นหนึ่งในหัวข้อที่ร้อนแรงที่สุดในด้านวิทยาศาสตร์ในฐานะเงื่อนไขที่หลากหลายรวมถึง โรคหัวใจ, โรคอ้วนและความอยากอาหาร และการเปลี่ยนแปลงทางอารมณ์ดูเหมือนจะเชื่อมโยงกับจุลินทรีย์ภายในอุทรของเรา

คอลเลกชันของจุลินทรีย์ในร่างกายของเราเรียกว่า microbiota ของเราและส่วนใหญ่ของ 100 ล้านล้านของพวกเขา (แบคทีเรียไวรัสเชื้อราและปรสิต) มีความเข้มข้นในลำไส้ใหญ่ของลำไส้ของเรา แม้ว่าพวกมันจะมีจำนวนใกล้เคียงกับเซลล์มนุษย์ของพวกเรา แต่พวกมันมียีน 200 ประมาณเท่าตัวมากกว่าที่เราทำ

ยีนจุลินทรีย์เหล่านี้แต่ละชุดทำหน้าที่เหมือนโรงงานเคมีสูบสารเคมีนับพันที่ให้วิตามินและสารสำคัญที่ควบคุมระบบภูมิคุ้มกันของเราการเผาผลาญและการทำงานของสมอง ในขณะนี้เราสามารถปรับเปลี่ยนจุลินทรีย์ในลำไส้ด้วยอาหาร (ตัวอย่างเช่นโดยการกินไฟเบอร์หรือน้ำมันปลา) ทำให้โอกาสที่น่าตื่นเต้นมากมายในการใช้อาหารเป็นยา

Postbiotics

งานวิจัยล่าสุดของเราตีพิมพ์ใน พันธุศาสตร์ธรรมชาติกำจัดแสงใหม่บนการทำงานร่วมกันระหว่างสิ่งที่เรากินวิธีที่มันถูกประมวลผลโดยจุลินทรีย์ในลำไส้ของเราและวิธีการที่เราสะสมไขมันในร่างกายของเราโดยเฉพาะรอบเอวของเรา

เราเก็บตัวอย่างอุจจาระจากคู่แฝด 500 และวัดจากสารประกอบทางชีวเคมี 800 ที่จุลินทรีย์ผลิต - เมตาบอไลต์อุจจาระ เราสามารถระบุสารชีวเคมีที่สำคัญในลำไส้ซึ่งทำนายจำนวนไขมันหน้าท้องของบุคคลที่กำหนด เป็นที่ทราบกันดีว่าไขมันในช่องท้องของเรามีแนวโน้มที่จะพัฒนาโรคได้มากขึ้นเช่นโรคเบาหวานประเภท 2 และโรคหัวใจ

ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมทางเคมีของแบคทีเรียในลำไส้ของเรานั้นควบคุมโดยยีนของเราเพียงเล็กน้อย (น้อยกว่า 20%) ส่วนที่เหลือได้รับอิทธิพลจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม - ส่วนใหญ่เป็นอาหาร สิ่งนี้น่าตื่นเต้นเพราะไม่เหมือนกับยีนของเราและความเสี่ยงโดยธรรมชาติของเราในการพัฒนาไขมันรอบ ๆ ท้องซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงตลอดชีวิตจุลินทรีย์ในลำไส้ของเราสามารถปรับเปลี่ยนได้ง่ายกว่ามาก

แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงสามารถทำได้ผ่านการปลูกถ่ายอุจจาระจากผู้บริจาคเพื่อสุขภาพ แต่ผลลัพธ์ของโรคอ้วนก็คือ ยังคงคาดเดาไม่ได้. การรักษาแบบดั้งเดิมมากขึ้นคืออาหาร (เช่นอาหารที่มีเส้นใยสูงหรืออาหารหมัก) พรีไบโอติก (อาหารหรือสารเคมีที่ "ให้ปุ๋ย" จุลินทรีย์ในลำไส้ของคุณ) และโปรไบโอติก (จุลินทรีย์มีชีวิตที่เป็นประโยชน์เช่นแลคโตบาซิลลัส) ตอนนี้มีแนวคิดใหม่เกี่ยวกับสุขภาพของลำไส้: โพสต์ไบโอติก เหล่านี้เป็นผลิตภัณฑ์แบคทีเรียหรือผลพลอยได้จากการเผาผลาญจากจุลินทรีย์ในลำไส้ที่มี กิจกรรมทางชีวภาพในร่างกายของเรา.

ถังขยะของสิ่งมีชีวิตหนึ่ง ...

ถ้าเราต้องการใช้ประโยชน์จาก postbiotics เราต้องให้อาหารที่แม่นยำที่จำเป็นสำหรับการผลิตให้มากที่สุดหรือเราสามารถทำให้สารประกอบเหล่านั้นสังเคราะห์และเพิ่มลงในอาหารหรือยาของเรา

เป็นส่วนหนึ่งของการวิจัยล่าสุดของเราเราได้สร้างฐานข้อมูล“ gut metabolome” ที่เชื่อมโยงสารประกอบ postbiotic ต่างๆกับจุลินทรีย์และสิ่งนี้สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ สร้างสภาพแวดล้อมของลำไส้ในอุดมคติ

ยกตัวอย่างเช่นหลายคนใช้ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารโอเมก้า - เอ็กซ์นุม แต่การทดลองนั้นน่าผิดหวัง เรา เพิ่งค้นพบ โอเมก้า 3 นั้นมีประโยชน์เพราะทำให้แบคทีเรียในลำไส้ผลิตสารอื่น ๆ (เมตาโบไลต์อุจจาระที่เรียกว่า n-carbamyl glutamate ที่ต้านการอักเสบและดีสำหรับเรา) แต่ทุกคนไม่สามารถผลิตสารเคมีนี้ได้จากการผสมของจุลินทรีย์อธิบายว่าทำไมอาหารเสริมเหล่านี้ไม่ได้ผลเสมอไป

แม่! เราหมดกระดาษชำระที่ชาญฉลาดอีกครั้ง Evan Lorne / Shutterstock.com

เป้าหมายของนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในสาขานี้คือการระบุ postbiotics ที่ผลิตโดยแบคทีเรียในลำไส้ที่ช่วยให้ร่างกายของเราสามารถกระจายไขมันได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อให้เราสามารถใช้พวกเขาเพื่อลดความอ้วนและโรคเบาหวาน

ในอนาคตไม่ไกลเกินไปห้องสุขาอัจฉริยะหรือกระดาษชำระอัจฉริยะจะให้ภาพรวมของสารที่ผลิตในเครื่องในของเราและอาหารที่กินเพื่อแก้ไขความไม่สมดุลใด ๆ ภาพรวมที่ไม่ซ้ำกันนี้อาจเป็นกุญแจสำคัญในการจัดการกับจุลินทรีย์ของเราด้วยโภชนาการที่เป็นส่วนตัว ในยุคใหม่ของ postbiotics เราสามารถเริ่มต้นสร้างร้านขายยาที่ซ่อนเร้นขนาดใหญ่ที่จุลินทรีย์จำนวนล้านล้านของเราผลิตได้ทุกวันเพื่อให้เราแข็งแรง

เกี่ยวกับผู้เขียน

ทิมสเปคเตอร์ศาสตราจารย์ด้านระบาดวิทยาทางพันธุกรรม คิงส์คอลเลจลอนดอน และ Cristina Menni นักวิจัย คิงส์คอลเลจลอนดอน

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

books_environmental