Gängige Lebensmittel verändern Darmbakterien durch Beeinflussung von Viren
Eine Gruppe von Forschern hat die Idee von Lebensmitteln als Medizin einen Schritt näher gebracht. Sie haben bestimmte gängige Lebensmittel identifiziert, die unser Mikrobiom verändern.
In der heutigen Wissenschaft sind Lebensmittel- und Darmbakterien zwei Themen, die garantiert das Interesse und die Debatte anregen. Beide hängen natürlich zusammen, und eine neue Studie konzentriert sich auf einige Feinheiten dieser Beziehung.
Das Fehlen einer gesunden Population von Darmbakterien beeinträchtigt unsere Gesundheit; Das gleiche gilt, wenn wir uns nicht gesund ernähren. Die Wissenschaftler wissen jedoch nicht genau, wie sich bestimmte Lebensmittel auf Darmbakterien auswirken.
Diese Wissenslücke ist teilweise auf die unglaubliche Komplexität des Mikrobioms zurückzuführen. Ein Faktor, der das Wasser trübt, sind Bakteriophagen, kurz Phagen.
Der Phage
Phagen sind Viren, die nur Bakterien angreifen. Im Darm überwiegen diese Viren die schwindelerregend zahlreichen Darmbakterien.
Jeder Phage greift nur eine bestimmte Art von Bakterium an, was bedeutet, dass er den Gehalt an Darmbakterien beeinflussen kann. Phagen brauchen Bakterien zum Leben. Wenn also keine Bakterien vorhanden sind, können die Phagen nicht überleben.
Dies bedeutet, dass alle Lebensmittel, die Phagen beeinflussen, Darmbakterien beeinflussen können und umgekehrt. Wenn beispielsweise die Population eines Phagentyps zunimmt, schwinden die Bakterien, die sie konsumieren, und schaffen möglicherweise Raum für die Vermehrung einer anderen Bakterienart.
Auf diese Weise können Viren das gesamte Mikrobiom beeinflussen - indem sie eine Art beschneiden, bieten sie Platz für andere Arten zum Füllen.
Vom Prophagen wechseln
Die meisten Phagen im Darm liegen in ruhender Form vor - ihre DNA ist in das Genom der Bakterien integriert. In dieser Form werden sie Prophagen genannt.
Wissenschaftler haben bestimmte Verbindungen identifiziert, die Prophagen dazu veranlassen, zu ihrer aktiven Form zurückzukehren. Wenn dies geschieht, platzen Hunderte neuer Phagen aus der Bakterienzelle, töten den Wirt und greifen andere Bakterien an. Diese Verbindungen umfassen Sojasauce, Nikotin und einige Antibiotika wie Ciprofloxacin. Bisher ist die Liste der phagenfördernden Verbindungen relativ kurz.
Es ist wichtig herauszufinden, welche Chemikalien die Phagenaktivität befeuern. Da Phagen Bakterien angreifen und abtöten, könnten sie als starke, natürliche Antibiotika wirken, wenn wir verstehen, wie man sie manipuliert.
Eine kürzlich durchgeführte Studie hatte zum Ziel, die Liste der Verbindungen zu erweitern, die die Phagenaktivität induzieren. Die Wissenschaftler der San Diego State University, CA, veröffentlichten ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Darmmikroben. Sie hoffen, dass ihre Ergebnisse die "Möglichkeit der Verwendung von Diät zur absichtlichen Landschaftsgestaltung des menschlichen Darmmikrobioms durch Prophageninduktion" einführen werden.
"Wir könnten tatsächlich bestimmte Bedingungen angehen, indem wir die von uns konsumierten Lebensmittel anpassen, die die mikrobielle Vielfalt beeinflussen, was wiederum die Gesundheit und Krankheiten beeinflusst."
Wissenschaftlicher Mitarbeiter Lance Boling
Zur Untersuchung wählten die Forscher eine breite Palette von Verbindungen, die die Phagenaktivität beeinflussen könnten. Sie wählten eine Reihe von Bakterien aus zwei im Darm verbreiteten Phyla aus: Bacteroidetes und Firmicutes. Sie umfassten sowohl nützliche als auch pathogene Bakterienstämme.
Von 117 Lebensmittelverbindungen beschränkten sie ihre Suche auf nur 28. Die Forscher beobachteten das Wachstum von Bakterien in Gegenwart jeder spezifischen Verbindung; Sie beobachteten auch sein Wachstum ohne die Verbindung als Kontrolle. Als nächstes verwendeten sie die Durchflusszytometrie, ein Prozess, der empfindlich genug ist, um unvorstellbar kleine Viruspartikel nachzuweisen.
Welche Lebensmittel beeinflussen Phagen?
Von den 28 Kandidaten produzierten 11 Verbindungen Viruspartikel mit einer höheren Rate als die Kontrollen, was bedeutet, dass sie die Phagenaktivität beeinflussten.
Einige der bedeutendsten Phagen-Boosts traten in Gegenwart von Nelken, Propolis (eine von Bienen produzierte Verbindung), Uva Ursi (auch als Kinnikinnick oder Bearberry bekannt) und Aspartam auf.
Der stärkste Prophageninduktor war Stevia, ein pflanzlicher Zuckerersatz. Bei einigen Arten der Bakterienstämme erhöhte Stevia die Anzahl der Viruspartikel um mehr als 400%.
Umgekehrt reduzierten einige Lebensmittel die Anzahl der Viruspartikel; Dazu gehörten vor allem Rhabarber, Fernet (eine Art italienischer Likör), Kaffee und Oregano.
Um die Sache zu komplizieren, erhöhten einige Verbindungen die mit einigen Bakterien verbundene Phagenaktivität, verringerten jedoch die mit anderen verbundene Phagenaktivität; Diese Verbindungen umfassen Zahnpasta, Grapefruitsamenextrakt und Granatapfel.
Laut den Autoren war eines der wirksamsten antibakteriellen Lebensmittel die scharfe Tabasco-Sauce, die „das Wachstum aller drei [Magen-Darm-] Arten mit Ausnahme des opportunistischen Erregers verringerte P. aeruginosaum durchschnittlich 92%. “
Tabasco enthält Essig, aber als sie Essig allein testeten, reduzierte er das Bakterienwachstum nur um 71%. Sie glauben, dass Capsaicin - die würzige Verbindung in Chilis - die zusätzlichen antibakteriellen Fähigkeiten erklären könnte. In den Experimenten mit Tabasco wurden jedoch keine Viruspartikel gefunden, so dass es unwahrscheinlich ist, dass Phagen beteiligt sind.
Die Zukunft
Diese Erkenntnisse sind wichtig. Wissenschaftler wissen jetzt, dass das Mikrobiom unsere körperliche und geistige Gesundheit beeinflussen kann; Es kann auch Entzündungen verursachen und das Krebsrisiko erhöhen. Wenn Wissenschaftler herausfinden können, wie das Mikrobiom auf bestimmte Weise verändert werden kann, können sie diese Risiken theoretisch beseitigen oder verringern.
Wie einer der Autoren, Forest Rohwer, erklärt: "Die Fähigkeit, bestimmte Bakterien abzutöten, ohne andere zu beeinflussen, macht diese Verbindungen sehr interessant."
Die neue Liste der Verbindungen ist natürlich keineswegs erschöpfend, wie Rohwer sagt: "Es gibt wahrscheinlich Tausende von Verbindungen, die zur Beseitigung unerwünschter Bakterien nützlich wären."
Die Autoren hoffen, dass die Wissenschaftler in dieser Richtung weitermachen. Sie erklären auch, dass Wissenschaftler versuchen müssen, die molekularen Mechanismen herauszufinden, die den Phagen von Inaktivität zu Aktivität umschalten.
