Tarmmikrobiotan – Funktion, sjukdomar och behandlingar. Tarmmikrobiotan ger en unik bild av varje individ, formad av sina gener, miljöexponering, livsstilsvanor och kroppens fysiologi.
”Om du tar två olika individer är det högst osannolikt att deras mikrobiota kommer att vara exakt desamma”, säger Purna C. Kashyap*, gastroenterolog vid Mayo Clinic, Rochester, Minnesota. Även om den specifika mixen av bakterier, svampar och andra mikroorganismer varierar kraftigt, överlappar deras funktionella roller ofta varandra, vilket gör det svårt att definiera ett universellt ”hälsosamt” mikrobiom.
Kashyaps arbete är inriktat på att utveckla terapier och biomarkörer för sjukdomar i tarm-hjärnaxeln, med fokus på interaktionen mellan tarmbakterier och kostkomponenter, särskilt kolhydrater, som är en betydande näringskälla för tarmmikrober.
Varje individ bär på en unik uppsättning mikrober (mikroorganismer, och i mikrobiotan finns bakterier, virus, svampar, fager bl.a), vilket styrs av deras individuella hälsa. Det betyder inte automatiskt att vad mikroberna gör i tarmen är olika mellan varje individ. Olika bakterier kan utföra exakt samma funktion.
Det är därför det är så svårt att definiera vad som är ett ”hälsosamt” mikrobiom eller mikrobiota. Det finns inte en enda uppsättning bakterier som är hälsosamma. Det finns många olika kombinationer av bakterier som kan ses hos friska individer, som alla utför samma funktion.
Vilka är de viktigaste faktorerna som påverkar en persons mikrobiota över tid?
Genetik spelar en roll kring vilka mikrober som finns. När vi föds och förvärvar mikrober utvecklar vi tolerans mot dem. När man sedan växer tenderar man att ackumulera en uppsättning mikrober som blir stabila och bildar ditt mikrobiella samhälle.
Miljöexponeringar avgör också vilken typ av mikrober du har, liksom kostvanor. Exempelvis kommer människor som bor i Kalifornien att utsättas för andra mikrober än de som bor i Minnesota eller New York.
Läkemedel kan förändra mikrober på flera olika sätt. Mikrober kan i sig själva ha gener som bryter ner läkemedel, och som ett resultat kan intag av ett specifikt läkemedel berika dessa bakterier. Läkemedel kan förändra miljön i tarmen, vilket kan avgöra vilken typ av mikrober som finns. Antibiotika är avsedda att behandla en infektion någonstans i kroppen, men bakterierna i tarmen drabbas också av antibiotikan. Lyckligtvis är tarmbakterier inte så ömtåliga som vi tror. Så länge du har en robust mikrobiell mångfald tenderar det att återgå till sitt ursprungliga tillstånd inom 3–4 veckor.
Tarmvanor kan också avgöra vilken typ av mikrober som finns. Även om bakterier kan påverka dina tarmvanor kan tillstånd som förstoppning och diarré också förändra tarmens mikrobiella sammansättning, vilket gör det till ett hönan-och-ägget-problem.
Behandlingar
Kan probiotika hjälpa till att stärka eller återställa mikrobiomet?
Utmaningen är att probiotika regleras under väldigt olika regler och det finns inga kliniska studier för de flesta probiotika på marknaden. American Gastroenterological Association undersökte detta och med fokus endast på randomiserade kontrollerade kliniska studier, och fann att probiotika inte hade någon fördel vid majoriteten av mag-tarmsjukdomar hos vuxna.
Mycket av Kashyaps forskning fokuserar på interaktionen mellan tarmbakterier och kolhydrater i kosten. Varför är kolhydrater så viktiga att studera?
Enkla sockerkolhydrater bryts ner och absorberas i tunntarmen precis som proteiner. Däremot har komplexa kolhydrater, som de i fiberrika livsmedel, icke-nedbrytbara delar som vår kropp inte har lärt sig att bryta ner. Det är dessa som når tjocktarmen, där mikrober använder dom för att producera fermenterade slutprodukter.
De vanligaste slutprodukterna dom studerar är kortkedjiga fettsyror, som är viktigt bränsle för tjocktarmens slemhinna och hjälper till att upprätthålla en stark tarmslemhinna, både när det gäller att stödja cellerna och barriären mellan dessa celler.
Det är delvis därför mycket fokus har legat på kolhydrater eftersom de är en viktig näringskälla för mikroberna i vår tarm.
Vilka är huvudmålen med forskningen om tarm-hjärnaxeln?
Fokus ligger på sjukdomar i tarm-hjärnaxeln, där patienter ofta har förändringar i gastrointestinal motilitet (tarmrörelser) och sensation (tarmbesvär). En stor del av det handlar om att försöka lista ut hur tarmbakterier påverkar tarmtransit (hur saker rör sig genom tarmen), samt hur vi känner smärta i mag-tarmkanalen.
Kashyaps team studerar hur bakteriella metaboliter bestämmer dessa fysiologiska funktioner i tarmen. Kosten ökar komplexiteten ytterligare eftersom bakterier producerar metaboliter genom att interagera med vad vi äter.
Patienter med IBS (irritabel tarm) eller liknande sjukdomar i tarm-hjärnaxeln har förändringar i sin transittid (hur snabbt tarmen rör sig). De har antingen förstoppning, diarré eller både ock, tillsammans med buksmärtor. Kashyap vill använda bakterieprodukter eller bakterier som producerar specifika molekyler för att rikta in sig på transit och smärtupplevelse.
Bakterier kan bara producera molekyler från näringsämnen, och dessa kommer från din kost. Till exempel är butyrat en viktig bakteriell slutprodukt, men om din kost har mycket lågt innehåll av kostfiber kan dina bakterier inte producera tillräckligt av butyrat. Låga butyratnivåer har associerats med flera sjukdomar.
När man identifierar dessa molekyler är målet att hitta de bakterier som producerar dessa metaboliter, vilka kan påverka transit eller känsel i tarmen, och sedan använda dem som terapeutiska bakterier för att hjälpa till att återställa funktionerna.
Nuvarande probiotika är inte lika användbara eftersom de utvecklades från vad som anses vara nyttiga bakterier, snarare än att vara mekanistiska studier som tittar på vilka bakterier som är relevanta för ett sjukdomstillstånd när det gäller att modulera en persons fysiologi. När man väl börjar gå över till den nivån av probiotiska behandlingar tror jag att vi kommer att se mycket mer framgångsrika behandlingar snarare än att bara använda en grupp bakterier som är kopplade till hälsa, säger Kashyap.
Tarmmikrobiotan – Funktion, sjukdomar och behandlingar
Hur kan obalanser i mikrobiomet bidra till kroniska sjukdomar förutom tarmsjukdomar?
Kroniska sjukdomar är inte samma sak som akuta infektioner. Istället är de ofta multifaktoriella, där miljön, mikrobiomet och genetiken sannolikt alla bidrar till sjukdomen. Den viktiga frågan är hur mycket mikrobiomet bidrar till dessa kroniska sjukdomar hos olika individer, och vilka bakteriella metaboliter eller funktioner som är ansvariga.
Vid Parkinsons sjukdom finns det till exempel en hypotes att den initiala utlösande händelsen sker i tarmen, vilket sedan driver förändringar i hjärnan. Vi vet inte exakt förklaringen till det ännu.
Vilka områden inom mikrobiomforskning är du mest intresserad av att utforska?
Hur mikrober kan interagera med läkemedel, särskilt inom cancerområdet. Precis som vi har gener för att bryta ner läkemedel, gör även bakterier det. Som ett resultat kan de antingen göra ett läkemedel mer effektivt, mindre effektivt eller orsaka biverkningar. Vi försöker undersöka hur mikrober interagerar med dessa läkemedel för att förändra resultat såväl som biverkningar.
Även om vårt fokus är cancer, kommer det att vara tillämpligt för läkemedel som används vid de flesta kroniska sjukdomar, avslutar Kashyap.
* Purna C. Kashyap är bland annat medlem i den vetenskapliga rådgivande nämnden för International Observatory of Biocodex Microbiota Institute, ordförande för den vetenskapliga rådgivande nämnden för American Gastroenterology Association Center for Gut Microbiome Education and Research.
I Biblioteket finns alla studier samlade efter kategori
Prenumerera på nyhetsbrevet för att få 1 minuters korta sammanfattningar av medicinska studier
