Vår matsmältningskanal är värd biljoner mikrober, främst bakterier, som hjälp oss smälta mat, göra vitaminer, stärka immunförsvaret, skydda mot bakterier och producera molekyler som påverkar många aspekter av vår hälsa. Det var extremt komplicerat att studera tarmens mikrobiella sammansättning. För att identifiera dem var de tvungna att odlas i labbet. Och många kunde inte ens odlas där.
De senaste framstegen inom DNA-sekvensering har hjälpt forskare att komma runt detta problem. Vi kan nu identifiera mikrober från deras DNA, vilket kan göras genom sekvensering av DNA extraherat från avföringsprover. Vi kan nu upptäcka vilka mikrober som bor i tarmen, vilka funktioner de utför och hur de interagerar med omgivningen och påverkar vår ämnesomsättning och hälsa.
Medan forskningen huvudsakligen har fokuserat på hälsoeffekterna av enstaka mikrobiella arter, är vår senaste studien avslöjar att mikrobiellt lagarbete faktiskt är mycket viktigare än en enda art som arbetar ensam.
Mikrober arbetar i grupper för att utföra olika funktioner genom att använda det som finns i tarmen (som främst kommer från vår diet) och producerar molekyler som sedan påverkar vår ämnesomsättning.
Genom att sekvensera det mikrobiella DNA kan vi identifiera de "fingeravtryck" som gör att vi kan skilja en art från en annan. Vi kan också studera deras gener och förutsäga de funktioner de utför.
Diet kan påverka tarmmikrobiomet. frånMarekuliaszs / Shutterstock
Stor tvillingstudie
Med tusentals tvillingar från TwinsUK-kohorten, jämförde vi hur människor skiljer sig åt i deras tarmmikrobiella arter, och hur de skiljer sig vad gäller funktionerna som utförs av bakterieteam.
Även om vi bara delar 43% av mikrobiella arter i tarmen, är 82% av mikrobiella funktioner exakt desamma. Faktum är att olika mikrober kan utföra liknande funktioner.
Vi mätte sedan hundratals molekyler i tarmen och i blodomloppet - representativt för mikrobiell och mänsklig metabolism - och kontrollerade om deras överflöd var mer starkt kopplat till närvaron av speciella mikrobiella arter eller de mikrobiella funktionerna som utförts av mikrobiella team. Återigen vann teamwork, med mikrobiella funktioner som var viktigare än enstaka mikrober, eftersom de visade ett större antal föreningar med molekylkompositionen i både tarm- och blodmiljöer.
Vi fann att både tarmarter och mikrobiella funktioner interagerar med nästan alla molekyler uppmätta i tarmen, vilket inte är förvånande, eftersom det är där de bor. Mer intressant var det faktum att nästan hälften av molekylerna uppmätta i blod också visade en associering med tarmmikroberna, med mikrobiella funktioner utförda av mikrobiella team som visade åttafaldigt fler föreningar än enskilda arter.
En omfattande dialog pågår mellan tarmen och vårt blod, och detta förklarar varför tarmmikrober är så starkt kopplade till vår hälsa. Vi uppskattar att 93% av denna dialog innefattar mikrobiella funktioner.
Tarmens mikrobiella samhälle spelar en viktig roll i människors hälsa, och dess sammansättning har kopplats till många sjukdomar - från metabola till neurologiska. Lyckligtvis kan vi manipulera vår tarmmikrobiella sammansättning genom kost, livsstil, ta prebiotika och probiotika och till och med genom fekaltransplantationer.
Vår forskning antyder att framtida behandlingar för att förbättra människors hälsa bör fokusera på inriktning på mikrobiella team och deras funktioner, snarare än enstaka mikrobiella arter.
Om författaren
Mario Falchi, universitetslektor, bioinformatik, King's College London
Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.
Relaterade böcker:
Kroppen håller poängen: Hjärnans själ och kropp i läkningen av trauma
av Bessel van der Kolk
Den här boken utforskar sambanden mellan trauma och fysisk och mental hälsa, och erbjuder insikter och strategier för läkning och återhämtning.
Klicka för mer info eller för att beställa
Breath: The New Science of a Lost Art
av James Nestor
Den här boken utforskar vetenskapen och praktiken av andning, och erbjuder insikter och tekniker för att förbättra fysisk och mental hälsa.
Klicka för mer info eller för att beställa
Växtparadoxen: de dolda farorna i "hälsosam" mat som orsakar sjukdomar och viktökning
av Steven R. Gundry
Den här boken utforskar kopplingarna mellan kost, hälsa och sjukdomar, och erbjuder insikter och strategier för att förbättra övergripande hälsa och välbefinnande.
Klicka för mer info eller för att beställa
Immunitetskoden: Det nya paradigmet för verklig hälsa och radikal anti-aging
av Joel Greene
Den här boken erbjuder ett nytt perspektiv på hälsa och immunitet, som bygger på principer för epigenetik och erbjuder insikter och strategier för att optimera hälsa och åldrande.
Klicka för mer info eller för att beställa
Den kompletta guiden till fasta: läka din kropp genom intermittent, varannan dag och förlängd fasta
av Dr Jason Fung och Jimmy Moore
Den här boken utforskar vetenskapen och praktiken av fasta och erbjuder insikter och strategier för att förbättra övergripande hälsa och välbefinnande.
