Здоровий шлунково-кишковий мікробіом залежить від дієтичного різноманіття
Марк Л. Хейман
1 MicroBiome Therapeutics, 1316 Jefferson Avenue, Новий Орлеан, LA 70115, США
Френк Л. Грінуей
2 Біомедичний дослідницький центр Пеннінгтона, система університету штату Луїзіана, 6400 Perkins Road, Батон-Руж, LA 70808, США
Анотація
Передумови
Як і всі здорові екосистеми, багатство видів мікробіоти характеризує мікробіом ШКТ у здорових людей. І навпаки, втрата видового різноманіття є загальною знахідкою в ряді захворювань. Цей біом залитий енергією у вигляді неперетравленої та частково перетравленої їжі, а в деяких випадках ліків та дієтичних добавок. Кожен мікробіотичний вид у біомі перетворює цю енергію на нові молекули, які можуть передавати повідомлення до фізіологічних систем господаря.
Сфера огляду
Дієтичний вибір підбирає субстрати для видів, забезпечуючи конкурентну перевагу перед іншими мікроорганізмами ШКТ. Чим різноманітніше харчування, тим різноманітнішим буде мікробіом і тим більше він буде адаптований до збурень. На жаль, дієтична різноманітність була втрачена протягом останніх 50 років, і вибір дієти, що виключає харчові продукти від тварин або рослин, ще більше звузить мікробіом ШКТ.
Основний висновок
Додаткові дослідження щодо розширення мікробіологічного багатства кишечника за допомогою дієтичного різноманіття, ймовірно, розширять концепції здорового харчування, стимулюють відкриття нових діагностичних методів та відкриють нові терапевтичні можливості.
Двадцять п’ять років тому Епштейн та ін. описав лікування групи з 25 дітей у віці 6–12 років, які мали надмірну вагу на 45% разом із одним із батьків, який також мав надмірну вагу. Період лікування тривав 8 місяців і складався з інструктажу дієти, тренінгів з управління поведінкою, фізичних навантажень та контрактів на непередбачені обставини, при яких гроші здавались на зберігання та поверталися 5 доларів при відвідуванні, якщо втрачалася вага. І батьки, і діти втрачали вагу протягом періоду лікування, але через десять років після лікування діти все ще зберігали зниження на 7,5% відсотка надмірної ваги нижче базового рівня. На відміну від цього, батько, який лікувався одночасно з дитиною, збільшив свій відсоток надмірної ваги порівняно з вихідним рівнем на 9,1% [1]. Причина здатності суб'єктів до пубертатного періоду підтримувати втрату ваги, але не їхніх батьків, які проходили лікування в одній програмі, залишається загадкою медицини.
Це дослідження було проведено до того, як було оцінено взаємодію між шлунково-кишковим (ШКТ) мікробіомом та фізіологічними системами, що регулюють метаболізм. Наприкінці 2007 року Національний інститут охорони здоров'я США (NIH) започаткував проект "Мікробіом людини" (HMP), а на початку 2008 року Європейська Комісія та Китай ініціювали проект "Метагеноміка" кишкового тракту людини (MetaHIT). Ці великі зусилля застосовують вдосконалені методи секвенування та біоінформаційні інструменти для характеристики мікробів, що живуть у нашому тілі та на ньому. Кожна спільнота мікробіоти вивчається як екосистема, використовуючи науку та мову екології [2]. Біорізноманіття є найважливішим аспектом функціонування екосистем, і на нього активно спрямовувались проекти HMP та MetaHIT [3], [4]. Як і всі здорові екосистеми, певний рівень багатства видів характеризує мікробіом ШКТ у здорових особин [5]. Додавання або втрата видів з подібною роллю, як правило, лише незначно впливає на функцію мікробіомів. Однак домінування кількох видів або відсутність видового різноманіття може суттєво вплинути на функціонування.
Діти до підліткового віку, здатні підтримувати втрату ваги, можуть мати набагато більший рівень багатства видів, ніж їхні батьки. Дійсно, біорізноманіття мікробіому ШКТ здорових дітей до підліткового віку у віці 6–12 років набагато більше, ніж у здорових дорослих, які проживають в одному місті [6]. Чим більше біорізноманіття, тим більша стійкість екосистеми відновлюється або пристосовується до збурень. І навпаки, втрата видового багатства в мікробіомі шлунково-кишкового тракту є загальною знахідкою в ряді захворювань.