Ända sedan Alexander Fleming upptäckte penicillin växer naturligt på en petriskål har vi varit medvetna om kraften i kemikalier som produceras av mikrober. Men vi har bara nyligen insett deras stora potential.

Mikrobiologisk forskning har nu blivit ett av de hetaste ämnena inom vetenskap som flera villkor, inklusive hjärtsjukdom, fetma och aptit och humörförändringar verkar vara kopplade till mikroberna inuti vår tarm.

Samlingen av mikrober i våra kroppar kallas vår mikrobiota, och de flesta av deras 100 biljoner (bakterier, virus, svampar och parasiter) är koncentrerade i tjocktarmen i våra tarmar. Trots att de är lika i antal till våra egna mänskliga celler har de runt 200 gånger fler gener än vi gör.

Varje uppsättning av dessa mikrobiella gener verkar som en kemisk fabrik och pumpar ut tusentals kemikalier som ger vitaminer och många viktiga metaboliter som styr vårt immunsystem, ämnesomsättning och hjärnfunktioner. Eftersom vi nu kan modifiera en individuell tarmmikrobiom med diet (till exempel genom att äta mycket fiber eller fiskolja) öppnar detta upp många spännande möjligheter att använda mat som medicin.

Postbiotics

Vår senaste forskning, publicerad i Naturgenetikskyller nytt ljus på samspelet mellan vad vi äter, hur det behandlas av våra tarmmikrober och hur vi ackumulerar fett i våra kroppar, särskilt runt vår midja.

Vi samlade avföringsprover från 500 tvillingpar och mättes över 800 biokemiska föreningar som mikrober producerar - de fekala metaboliterna. Vi kunde identifiera viktiga biokemiska ämnen i tarmen som förutsäger mängden magefett hos en given person. Det är välkänt att ju mer bukfett vi har desto mer sannolikt är vi att utveckla sjukdomar, såsom typ 2 diabetes och hjärtsjukdom.

Våra resultat visar att vår gut bakteriekemiska aktivitet endast styrs av mina gener (mindre än 20%). Resten påverkas av miljöfaktorer - främst kost. Det här är spännande eftersom, till skillnad från våra gener och vår medfödda risk att utveckla fett runt magen, vilket inte förändras under hela livet, kan våra tarmmikroppar modifieras mycket lättare.

Även om radikala förändringar kan göras genom fekala transplantationer från friska givare är resultaten i fetma fortfarande oförutsägbar. Mer konventionella behandlingar är kost (t.ex. fiberfiber dieter eller fermenterade livsmedel), prebiotika (livsmedel eller kemikalier som "befrukter" dina tarmmikrober) och probiotika (levande mikrober som är kända för att vara fördelaktiga, såsom Lactobacillus). Nu finns det ett nytt koncept i tarmhälsa: postbiotics. Dessa är de bakterieprodukter eller metaboliska biprodukter från tarmmikrober som har biologisk aktivitet i våra kroppar.

Ett varels skräp ...

Om vi ​​vill dra nytta av postbiotika måste vi ge dem de exakta matvarorna som de behöver för att maximera produktionen, eller vi kan göra dessa föreningar syntetiskt och lägga dem till våra dieter eller mediciner.

Som en del av vår senaste forskning byggde vi en databas "gut metabolome" som kopplade de olika postbiotiska föreningarna till mikroberna, vilket kan hjälpa andra forskare att göra idealiska, anpassade tarmmiljöer.

Till exempel tar många människor omega-3-tillskott, men försök är en besvikelse. Vi Nyligen upptäckt att omega-3 är fördelaktigt eftersom det gör att gutbakterier producerar andra ämnen (en fekal metabolit kallad n-karbamylglutamat som är antiinflammatorisk och bra för oss). Men inte alla kan producera denna kemikalie från sin blandning av mikrober och förklarar varför dessa tillskott inte alltid fungerar.

Syftet med forskare som arbetar inom detta område är att identifiera de postbiotika som produceras av tarmbakterier som hjälper vår kropp att effektivt fördela fett, så att vi kan använda dem för att minska fetma och diabetes.

I den inte alltför avlägsna framtiden kommer smarta toaletter eller smarta toalettpapper att ge oss en ögonblicksbild av de metaboliter som produceras i våra tarmar och vilka livsmedel som ska äta för att åtgärda eventuell obalans. Denna unika snapshot kan vara nyckeln till att manipulera vår mikrobiota med personlig näring. I den nya epoken av postbiotics kan vi börja mina det stora dolda apoteket som våra trillioner mikrober producerar varje dag för att hålla oss friska.

Om Författarna

Tim Spector, professor i genetisk epidemiologi, King's College London och Cristina Menni, forskare, King's College London

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

Böcker av Tim Spector:

at InnerSelf Market och Amazon