Kể từ khi Alexander Fleming phát hiện ra penicillin phát triển tự nhiên trên đĩa petri, chúng tôi đã nhận thức được sức mạnh của các hóa chất được sản xuất bởi vi khuẩn. Nhưng chúng ta mới chỉ nhận ra tiềm năng to lớn của họ.

Nghiên cứu microbiome hiện đã trở thành một trong những chủ đề nóng nhất trong khoa học với nhiều điều kiện, bao gồm bệnh tim, béo phì và thèm ăn và thay đổi tâm trạng, dường như được liên kết với các vi khuẩn bên trong ruột của chúng ta.

Bộ sưu tập vi khuẩn trong cơ thể chúng ta được gọi là microbiota của chúng ta và hầu hết hàng nghìn tỷ 100 của chúng (vi khuẩn, vi rút, nấm và ký sinh trùng) tập trung ở ruột kết của chúng ta. Mặc dù chúng có số lượng tương tự như tế bào người của chúng ta nhưng chúng có số lượng gen gấp khoảng 60 lần so với chúng ta.

Mỗi bộ gen của các vi sinh vật này hoạt động giống như một nhà máy hóa chất, bơm ra hàng ngàn hóa chất cung cấp vitamin và nhiều chất chuyển hóa thiết yếu kiểm soát hệ thống miễn dịch, trao đổi chất và chức năng não của chúng ta. Hiện tại chúng ta có thể sửa đổi một hệ vi sinh vật đường ruột cá nhân bằng chế độ ăn uống (ví dụ, bằng cách ăn nhiều chất xơ hoặc dầu cá), điều này mở ra nhiều cơ hội thú vị để sử dụng thực phẩm làm thuốc.

Hậu sinh

Nghiên cứu mới nhất của chúng tôi, được công bố trong Nature Genetics, làm sáng tỏ sự tương tác giữa những gì chúng ta ăn, cách nó được xử lý bởi các vi khuẩn đường ruột của chúng ta và cách chúng ta tích tụ chất béo trong cơ thể, đặc biệt là xung quanh vòng eo của chúng ta.

Chúng tôi đã thu thập các mẫu phân từ các cặp sinh đôi 500 và đo qua các hợp chất sinh hóa 800 mà vi khuẩn tạo ra - các chất chuyển hóa trong phân. Chúng tôi đã có thể xác định các chất sinh hóa quan trọng trong ruột dự đoán lượng mỡ bụng của một người nhất định. Người ta biết rằng chúng ta càng có nhiều mỡ bụng, chúng ta càng có nhiều khả năng mắc các bệnh, như bệnh tiểu đường loại 2 và bệnh tim.

Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng hoạt động hóa học vi khuẩn trong ruột của chúng tôi chỉ được kiểm soát tối thiểu bởi các gen của chúng tôi (ít hơn 20%). Phần còn lại bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường - chủ yếu là chế độ ăn uống. Điều này thật thú vị bởi vì, không giống như gen của chúng ta và nguy cơ bẩm sinh của chúng ta để phát triển mỡ quanh bụng, không thay đổi trong suốt cuộc đời, các vi khuẩn đường ruột của chúng ta có thể được sửa đổi dễ dàng hơn nhiều.

Mặc dù những thay đổi căn bản có thể được thực hiện thông qua cấy ghép phân từ các nhà tài trợ khỏe mạnh, nhưng kết quả gây béo phì là vẫn không thể đoán trước. Các phương pháp điều trị thông thường hơn là chế độ ăn kiêng (như chế độ ăn nhiều chất xơ hoặc thực phẩm lên men), prebiotic (thực phẩm hoặc hóa chất mà thụ tinh với vi khuẩn đường ruột của bạn) và men vi sinh (vi khuẩn sống được biết là có lợi, như Lactobacillus). Bây giờ có một khái niệm mới về sức khỏe đường ruột: postbamel. Đây là những sản phẩm vi khuẩn hoặc sản phẩm phụ trao đổi chất từ ​​vi khuẩn đường ruột có hoạt động sinh học trong cơ thể chúng ta.

Thùng rác của một sinh vật

Nếu chúng ta muốn tận dụng lợi thế của postbiotic, chúng ta cần cung cấp cho họ các loại thực phẩm chính xác mà họ cần để tối đa hóa sản xuất, hoặc chúng ta có thể tạo ra các hợp chất đó một cách tổng hợp và thêm chúng vào chế độ ăn uống hoặc thuốc.

Là một phần của nghiên cứu mới nhất của chúng tôi, chúng tôi đã xây dựng một cơ sở dữ liệu chuyển hóa đường ruột của mối liên kết các hợp chất postbiotic khác nhau với các vi khuẩn, và điều này có thể giúp các nhà khoa học khác tạo ra môi trường ruột lý tưởng.

Chẳng hạn, nhiều người dùng thực phẩm bổ sung omega-3, nhưng các thử nghiệm thật đáng thất vọng. Chúng tôi Mới phát hiện ra rằng omega-3 có lợi vì nó làm cho vi khuẩn đường ruột sản xuất các chất khác (một chất chuyển hóa trong phân gọi là n-carbamyl glutamate chống viêm và tốt cho chúng ta). Nhưng không phải ai cũng có thể sản xuất hóa chất này từ hỗn hợp vi khuẩn của mình, giải thích lý do tại sao các chất bổ sung này không luôn hoạt động.

Mục đích của các nhà khoa học làm việc trong lĩnh vực này hiện nay là xác định các loại men vi sinh được sản xuất bởi vi khuẩn đường ruột giúp cơ thể chúng ta phân phối chất béo hiệu quả, để chúng ta có thể sử dụng chúng để giảm béo phì và tiểu đường.

Trong một tương lai không xa, nhà vệ sinh thông minh hoặc giấy vệ sinh thông minh sẽ cho chúng ta một bản chụp các chất chuyển hóa được sản xuất trong ruột của chúng ta, và những loại thực phẩm nên ăn để khắc phục sự mất cân bằng. Ảnh chụp nhanh độc đáo này có thể là chìa khóa để thao túng microbiota của chúng tôi với dinh dưỡng được cá nhân hóa. Trong kỷ nguyên mới của postbiotic, chúng ta có thể bắt đầu khai thác hiệu thuốc ẩn khổng lồ mà hàng nghìn tỷ vi khuẩn sản xuất mỗi ngày để giữ cho chúng ta khỏe mạnh.

Giới thiệu về tác giả

Tim Spector, Giáo sư Dịch tễ di truyền học, Trường cao đẳng King London và Cristina Menni, Nghiên cứu viên, Trường cao đẳng King London

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách của Tim Spector:

at Thị trường InnerSelf và Amazon