利用我們的微生物化學品來保持苗條和健康的新時代
自亞歷山大·弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素在培養(yǎng)皿上自然生長以來,我們已經(jīng)意識到微生物產(chǎn)生的化學物質的力量。但我們最近才意識到它們的巨大潛力。微生物組研究現(xiàn)已成為科學領域最熱門的話題之一,因為包括心臟病,肥胖,食欲和情緒變化在內的多種疾病似乎與腸道內的微生物有關。
我們體內微生物的收集被稱為我們的微生物群,其中100萬億(細菌,病毒,真菌和寄生蟲)中的大部分都集中在我們的腸道結腸中。雖然它們的數(shù)量與我們自己的人體細胞相似,但它們的基因數(shù)量比我們的基因多200倍。
這些微生物基因的每一組都像一個化學工廠,抽出數(shù)千種化學物質,提供維生素和許多控制我們免疫系統(tǒng),新陳代謝和大腦功能的必需代謝物。我們現(xiàn)在可以通過飲食改變單個腸道微生物組(例如,通過食用大量纖維或魚油),這開辟了許多令人興奮的機會,將食物用作藥物。
Postbiotics
我們在Nature Genetics上發(fā)表的最新研究揭示了我們所吃的東西,我們的腸道微生物加工方式以及我們如何在我們的身體中積聚脂肪,尤其是我們腰圍周圍的脂肪之間的相互作用。
我們收集了來自500對雙胞胎的糞便樣本,并測量了800多種微生物產(chǎn)生的生化化合物 - 糞便代謝物。我們能夠識別腸道中的關鍵生化物質,預測特定人的腹部脂肪量。眾所周知,我們擁有的腹部脂肪越多,我們就越有可能患上2型糖尿病和心臟病等疾病。
我們的研究結果表明,我們的腸道細菌化學活性僅受我們基因的控制(低于20%)。其余的受環(huán)境因素影響 - 主要是飲食。這是令人興奮的,因為不像我們的基因和我們在腹部發(fā)育脂肪的先天風險,這種風險在整個生命過程中都不會改變,我們的腸道微生物可以更容易地進行修飾。
雖然可以通過健康捐贈者的糞便移植進行根本性改變,但肥胖的結果仍然是不可預測的。更常規(guī)的治療方法是飲食(如高纖維飲食或發(fā)酵食品),益生元(食物或“使”腸道微生物“受精”的化學物質)和益生菌(已知有益的活微生物,如乳酸桿菌)?,F(xiàn)在腸道健康有一個新概念:后生物學。這些是來自腸道微生物的細菌產(chǎn)物或代謝副產(chǎn)物,它們在我們的身體中具有生物活性。
一個生物的垃圾......
如果我們想利用后生物,我們需要為他們提供最大化生產(chǎn)所需的精確食品,或者我們可以合成這些化合物并將它們添加到我們的飲食或藥物中。
作為我們最新研究的一部分,我們建立了一個“腸道代謝組”數(shù)據(jù)庫,將各種益生元化合物與微生物聯(lián)系起來,這可以幫助其他科學家創(chuàng)造理想的定制腸道環(huán)境。
例如,許多人服用omega-3補充劑,但試驗令人失望。我們最近發(fā)現(xiàn)ω-3是有益的,因為它會使腸道細菌產(chǎn)生其他物質(一種叫做n-氨基甲酰谷氨酸的糞便代謝物,它具有抗炎作用,對我們有益)。但并不是每個人都可以從它們的微生物混合物中生產(chǎn)這種化學物質,這解釋了為什么這些補充劑并不總是有效
現(xiàn)在,在這個領域工作的科學家們的目標是確定腸道細菌產(chǎn)生的生物菌,幫助我們的身體有效地分配脂肪,這樣我們就可以用它來減少肥胖和糖尿病。
在不久的將來,智能馬桶或智能衛(wèi)生紙將為我們提供我們腸道中產(chǎn)生的代謝物的快照,以及用于消除任何不平衡的食物。這種獨特的快照可能是通過個性化營養(yǎng)操縱我們的微生物群的關鍵。在后生物學的新時代,我們可以開始挖掘我們數(shù)以萬億計的微生物每天產(chǎn)生的巨大隱藏藥房,以保持我們的健康。
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