Image mikopo: Flickr

Wanasayansi wamegundua kuwa wanajitokeza njaa zao za microbial za virutubisho, kwa kusudi kulazimisha viumbe vidogo katika guts wetu kufanya zabuni zetu.

Kila mmoja wetu ni nusu tu ya binadamu. Nusu nyingine ni microbial. Matrilioni ya virusi, kuvu, bakteria na viumbe vingine vyenye hadubini hufunika ngozi yetu na kuweka laini kwa viungo vyetu muhimu. Tunategemea jamii hizi za vijidudu kuchimba chakula, kutengeneza vitamini, kuimarisha kinga, na hata kudumisha afya ya akili.

Matokeo mapya yanaonyesha kuwa lishe ya kisasa na matumizi mabaya ya viuatilifu inaweza kudhoofisha msimamo wetu kama wakuu wenye fadhili, na kuweka tabia mbaya kwa wadudu.

Paradiso yenye virutubisho

"Inaonekana kuna utaratibu wa asili wa kugundua bakteria na sisi," anasema Lawrence A. David, profesa msaidizi wa genetics ya molekuli na microbiolojia katika Chuo Kikuu cha Duke cha Shule ya Tiba. "Haishangazi kwamba sisi, mwenyeji, tunapaswa kushikilia kadi nyingi."

Kwa gramu moja, kuna bakteria wengi wanaoishi ndani ya utumbo kuliko katika mfumo mwingine wowote wa ulimwengu.

Walakini, David anasema maoni yaliyopo ya microbiome, haswa ndani ya utumbo, ni paradiso yenye utajiri wa virutubisho "ambapo kuna chakula na rasilimali nyingi zinazojaa ndani, kama Kiwanda cha Chokoleti cha Willy Wonka." Kwa gramu moja, kuna bakteria wengi wanaoishi ndani ya utumbo kuliko katika mfumo mwingine wowote wa ulimwengu.

Kwa jumla, vijidudu hivyo vya utumbo vina uzito wa pauni tatu kwa mwanadamu, kama vile ini au ubongo. Kwa hivyo haishangazi kwamba wanasayansi wengi wataamini viini hivi ni vingi kwa sababu utumbo ni mazingira ya kipekee ya ukarimu.

Lakini hivi karibuni, watafiti wengine wamehoji nadharia hiyo, pamoja na Aspen Reese, mgombea wa PhD katika maabara ya David ambaye hivi karibuni aliendelea kuwa mpelelezi mkuu katika Chuo Kikuu cha Harvard.

Kila aina ya kinyesi

Kama mwanaikolojia aliyefundishwa, Reese alielewa kuwa karibu kila ikolojia nyingine kwenye sayari ina washiriki wanaoshindana kwa rasilimali. Kwa nini utumbo uwe tofauti? Virutubisho kama nitrojeni au fosforasi mara nyingi huzuia bakteria kwenye mito au maziwa. Reese alijiuliza ikiwa nitrojeni ilikuwa rasilimali ndogo ndani ya utumbo pia.

Aliamua kupima viwango vya nitrojeni kwenye microbiome ya utumbo. Kwa sababu vijidudu vya utumbo huishi kinyesi, hiyo ilimaanisha kukusanya sampuli za kinyesi. Kwa msaada kutoka kwa wenzake, haswa Rob Pringle katika Chuo Kikuu cha Princeton, Reese alifanikiwa kupata kinyesi kutoka kwa aina zaidi ya 30 za mamalia, pamoja na punda milia, twiga, na tembo kutoka Kenya; kondoo wa nyumbani, ng'ombe, na farasi kutoka New Jersey; na wanadamu kutoka North Carolina.

Aligundua sampuli na kuhesabu idadi ya atomi za nitrojeni na kaboni zinazopatikana kwa viini.

"Bakteria ni viumbe vya kibinafsi, vinajaribu kupata tu-na kuna chakula chache tu cha kuzunguka."

Reese aligundua kuwa viini-vimelea ndani ya utumbo wa mwanadamu vilikuwa na ufikiaji wa wastani wa atomi moja tu ya nitrojeni kwa kila atomi kumi za kaboni, wakati vijidudu vingi vilivyo hai hufaidi lishe iliyo na nitrojeni moja kwa kila kaboni nne.

Ili kudhibitisha kuwa viwango vya nitrojeni vinaweza kuweka microbiome katika ukaguzi, Reese pia alilisha panya lishe iliyo na protini nyingi, ambazo kwa asili zina nitrojeni nyingi. Alipoongeza kiwango cha protini, idadi ya bakteria kwenye utumbo wa panya iliongezeka mara kumi.

Kujaribu tu kufikia

Isitoshe, wakati aliingiza nitrojeni kwenye damu ya panya, baadhi ya nitrojeni hiyo iliishia kwenye bakteria ya utumbo, ikidokeza kuwa mwenyeji anaweza kutoa nitrojeni kupitia seli zinazotenganisha utumbo wake ili kuokoa viini-njaa. Matokeo yanaonekana katika Hali Microbiology.

"Matokeo yetu yanaunga mkono wazo kwamba tumebadilisha njia ya kuweka bakteria wetu kwenye leash kwa kuwaacha wakilala na nitrojeni," David anasema. "Pia inaelezea ni kwa nini lishe ya Magharibi inaweza kuwa mbaya kwetu. Wakati watu wanapokula protini nyingi, inabadilisha uwezo wa mwenyeji kuchukua hiyo nitrojeni kwenye utumbo mdogo, na zaidi huishia kwenda kwa utumbo mkubwa, na kuondoa uwezo wetu wa kudhibiti jamii zetu za vijidudu. "

Hali hiyo inafanana na kile wanaikolojia wanaita eutrophication, jambo linalosababishwa wakati mbolea inakimbilia kwenye mabwawa au maziwa, ikitoa nitrojeni au viwango vya fosforasi ya maji na kuchochea ukuaji mkubwa wa mwani, au maua ya algal.

"Inaweza kuwa rahisi kufikiria kwamba utumbo ni mdogo 'nyekundu kwenye meno na kucha' kuliko sehemu zingine za maumbile, kwa sababu microbiota inaweza kuwa na faida sana kwa wanadamu," anasema Reese, ambaye ni kijana mwenzake katika Harvard Society of Fellows . "Lakini bakteria ni viumbe vya kibinafsi, vinajaribu kupata tu-na kuna chakula chache tu cha kuzunguka."

Nambari sahihi ni ipi?

Ikiwa nadharia hiyo inashikilia kwamba majeshi ya wanadamu yanapoteza udhibiti wa watoto wetu wa vijiumbe, inaweza kuonekana kama kutumia dawa za kuua viini kuangamiza idadi nzima ya viini itakuwa njia nzuri ya kuwaonyesha nani ni bosi. Lakini utafiti mwingine wa Reese na David unaonyesha kuwa mbinu hiyo itakuwa haishauriwi.

Timu hiyo iliwapa panya 10 matibabu ya siku tano ya dawa za kuua vijidudu na kuchambua sampuli zao za kinyesi kila siku. Matokeo yao, yaliyochapishwa mnamo Juni mnamo eLife, ilionyesha kuwa vyanzo vingi vya vimelea vya nishati hutegemea-kama kemikali za nitrati au sulfate — zilianza kujilimbikiza wakati viini vimepungua.

"Hatuna maana ya idadi ya bakteria 'sahihi' kuwa na utumbo ni nini. Hakika sifuri ni chache sana, na kujaa bakteria tu itakuwa nyingi sana. ”

Muda mfupi baada ya kozi ya antibiotic kumalizika, mazingira ya kemikali kwenye utumbo wa panya yalirudi katika hali ilivyo, na vijidudu vikaanza kushamiri tena.

"Hatuna maana ya idadi ya bakteria 'sahihi' kuwa na utumbo," Reese anasema. "Hakika sifuri ni chache sana, na kujaa bakteria tu itakuwa nyingi sana."

David anaongeza onyo kwamba aina nyingi zaidi ya elfu moja za bakteria wa utumbo ambao hutokomezwa na viuatilifu haitaweza kurudi tena. Katika majaribio yao, timu yake iligundua kuwa njia pekee ya viini-wadudu hao kufanikiwa kupata njia ya kurudi kwenye matumbo ya panya ilikuwa kwa kuziacha panya zifanye kile wanachofanya kawaida, ambayo ni kula kinyesi cha kila mmoja. "Labda watu hawataki kufanya hivyo," anasema.

Uchunguzi mwingi umeonyesha kuwa baada ya matibabu ya antibiotic, viini-microbiomes vya watu vinaweza kubadilishwa kwa miezi, ikiwa sio miaka. Mabadiliko hayo yanaweza kuunda uwanja mzuri wa kuzaliana kwa vimelea vya magonjwa.

"Kwa kawaida, vimelea vya magonjwa vitapata wakati mgumu kukoloni utumbo," David anasema. “Kuna mamilioni ya bakteria wengine wanapaswa kupiga ili kuishi. Lakini ikiwa ghafla tunaondoa ushindani wa vijidudu kwa rasilimali, tunapoteza udhibiti, na bakteria mbaya ambao husababisha magonjwa mabaya kama C. ngumu colitis ina njia wazi zaidi. ”

David na timu yake wanachunguza jinsi chaguzi zetu za chakula-pamoja na prebiotic na probiotic-zinaweza kudumisha uhusiano wetu na microbiome yetu, na mwishowe, afya yetu.

"Juu ya historia ya mageuzi, miili yetu ilikuwa na nafasi ya kubaini hii yote, na kujenga mifumo ya kuweka microbiota katika kuangalia," Reese anasema. "Lakini kama watafiti wanaoishi katika zama za kisasa, nadhani bado tunajaribu kupata ushughulikiaji wa haki iliyo kati ya thamani ni nini, na jinsi ya kutuweka hapo."

Msingi wa Sayansi ya Kitaifa, Hartwell Foundation, Alfred P. Sloan Foundation, Mpango wa Wasomi wa Searle, Baraza la Utafiti la Uropa, na Mfuko wa Sayansi wa Austria uliunga mkono kazi hiyo.

chanzo: Chuo Kikuu cha Duke

Vitabu kuhusiana

at InnerSelf Market na Amazon