Så skyddar den biologiska mångfalden i tarmfloran hälsan

HZI: Biologisk mångfald av goda tarmbakterier håller oss hälsosamma

Tarmflorans betydelse för vår hälsa har alltmer blivit fokus för forskning de senaste åren. Framför allt erbjuder förstärkning av immunförsvaret av friska tarmbakterier intressanta utgångspunkter under medicinska aspekter. Hur de fördelaktiga tarmbakterierna stärker immunsystemet har varit i stort sett oklara. Det kortkedjiga fettsyrabutyratet, som bildas av tarmbakterier, verkar spela en särskild roll här.

"Den kortkedjiga fettsyrabutyratet bildas av tarmbakterier och är den främsta energikällan för tarmcellerna", rapporterar Helmholtz Center for Infection Research (HZI). Butyrat är en viktig faktor för människors hälsa, eftersom det stärker tarmepitelet och stabiliserar det lokala immunsystemet. I en ny studie har forskare vid HZI nu utvecklat ett sätt att identifiera butyratbildande bakteriegrupper i tarmmikrobiomen. Deras resultat har publicerats i tidskriften "mSystems".

I vår tarmflora har de butyratbildande bakterierna särskilt fördelaktiga hälsoeffekter. Forskare har nu utvecklat en metod för att specifikt identifiera dessa bakterier. (Bild: Alex / fotolia.com)

Butyrat avgörande

"Forskarna kunde visa att i genomsnitt finns över 20 olika butyratbildande arter i magen hos en person som kan anpassa sig till olika miljöförhållanden för att bevara människors hälsa som helhet", säger HZI. Enligt forskarna har det särskilda kortkedjiga fettsyrabutyratet långtgående effekter på människors hälsa. Kronisk brist på butyrat är associerat med tillstånd som typ 2 diabetes, fetma och hjärt-kärlsjukdom.

Vilka bakterier kan producera butyrat?

De butyratproducerande bakterierna är därför av särskilt intresse för aktuell mikrobiomforskning, som hittills har fokuserat på studier av enskilda bakteriearter. De HZI forskare har nu emellertid lyckats med sin egen räkning, för att utveckla en "arbetsflöde", "som låter dig upptäcka det breda utbudet av tarmbakterier som butyrat kan bilda, och därmed utforska hela butyrat producerande potential av komplexa bakteriella samhällen. "

Tarmfloran öppnar ytterligare energikällor

Fibern som absorberas av maten bryts ner i tjocktarmen av den lokala bakteriegemenskapen, bland annat i kortkedjiga fettsyror, förklarar forskarna. Detta öppnar tarmfloran för människokroppen en energikälla som han inte kan använda med sina egna resurser. De bildade fettsyrorna täcker mer än 70 procent av energi metabolism i tarmepitelcellerna, fortsätter HZI-forskarna. Butyrat, saltet av smörsyra, representerar den viktigaste energikällan för tarmcellerna.

Förstå biologisk mångfald av tarmbakterier

Enligt forskarna är butyrat som produceras av mikroorganismer avgörande för att bibehålla god hälsa. Förutom näring av tarmcellerna styr den också immunsystemet i tarmarna och påverkar också olika metaboliska vägar i kroppen, till exempel i levern eller i hjärnan. Med tanke på deras hälsofördelar finns det stor medicinsk intresse för att identifiera de butyratbildande bakteriegrupperna. "Forskarna vill bättre förstå deras biologiska mångfald och ekologi inom de olika områdena i tarmen", rapporterar HZI.

Butyratbrist ökar risken för sjukdom

Enligt dr. Marius Vital, forskare i HZI forskargrupp "Microbial Interactions och Processes", en kronisk brist av butyrat i olika tidigare studier i sitt sammanhang, det var "med uppkomsten av sjukdomar förde såsom typ 2-diabetes, fetma eller kardiovaskulär sjukdom." Ökas också i kronisk butyratbrist, risken för infektionssjukdomar i tarmarna.

Tänk på effektiviteten hos hela bakteriegemenskapen

Enligt experten består det butyratproducerande samhället i tarmarna av många bakteriestammar och bildar en biokemiskt diversifierad grupp. Flera typer av bakterier är inblandade här, "särskilt olika Firmicutes och några Bacteriodetes." Ofta, men skulle vara "den funktionella effektiviteten i hela bakteriella gemenskap i tarmen försummas, vilket gör en omfattande analys av butyrat."

Identifiera funktionella bakteriearter

Forskarna har nu utvecklat en metod för att kvantifiera sammansättningen av butyrat formare i detalj och att identifiera och analysera deras biokemiska och taxonomiska mångfald, rapporterar HZI. Baserat på den information av olika allmänt tillgängliga datamängder av patienter med olika sjukdomar såsom diabetes, fetma eller cirros, forskarna kunde identifiera viktiga ekologiska funktioner i funktionell bakteriell gemenskap och fick viktig information om deras roll i människors hälsa.

I genomsnitt 20 butyratbildande bakteriearter i tarmfloran

Enligt vissa forskare har varje människa ett genomsnitt på över 20 bakteriearter i tarmfloran som kan producera butyrat. Forskningen har visat att "många bakterier producerar fettsyror, som är så viktiga för oss", betonar Dr. med. Vital. Den stora biologiska mångfalden hos butyratbildande bakterier bidrar till att upprätthålla en funktionell stabilitet i tarmmikrobiomen i vardagen och också för att minska brutala sjukdomar som antibiotikabehandling.

Dieten påverkar signifikant tarmfloran

Enligt forskarna har kosten också ett inflytande på närvaron av butyratbildande bakterier. Således visar en högre närvaro av bakterierna i växtbaserad diet än överdriven konsumtion av köttinnehållande livsmedel. Utvärderingen av de data som hade bekräftat "att en brist på butyrat-producerande bakterier är associerad med flera vanliga sjukdomar som diabetes, ateroskleros eller fetma, budskapet i HZI. De nuvarande resultaten kan bidra till att utveckla skräddarsydda läkemedel, en så kallad funktionell dysbios (brist på hälsofrämjande funktion som de olika typer av bakterier slut) för att förhindra och minska förekomsten av sjukdomen, hoppas forskarna. (Fp)