บทความอายุยืน

จุลินทรีย์ในลำไส้มีอิทธิพลต่อนิสัยการกินและคอเลสเตอรอล จากการศึกษา 2 ชิ้น

จุลินทรีย์ในลำไส้บางชนิดเชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมและรูปแบบการกิน รวมถึงระดับคอเลสเตอรอลที่ลดลง
  • การศึกษาล่าสุด 2 ชิ้นได้สรุปการทำงานเพิ่มเติมของจุลินทรีย์ในลำไส้ของเรา 

  • ประการแรก แบคทีเรียในลำไส้จำเพาะสามารถปรับเปลี่ยนทั้งพฤติกรรมและนิสัยการกินได้ ดังที่พบในการศึกษากับหนอน ซึ่งอาจเกิดจากการเพิ่มสารเคมีในสมองไทรามีนที่สร้างโดยแบคทีเรีย 

  • การศึกษาครั้งที่สองพบว่าจุลินทรีย์บางชนิดสามารถลดคอเลสเตอรอลได้ ผู้ที่มีกิจกรรมของเอนไซม์สูงกว่าในไมโครไบโอมของยีน isma (การเผาผลาญสเตียรอยด์ในลำไส้ a) มีคอเลสเตอรอลลดลง เนื่องจาก isma สลายคอเลสเตอรอลให้เป็นโคโพรสตานอล จึงเพิ่มการเผาผลาญของคอเลสเตอรอลและการขับถ่ายในอุจจาระ  

บทความนี้ถูกโพสต์เมื่อ EurekAlert.orgจากผลการศึกษาที่ตีพิมพ์ใน ธรรมชาติ ในเดือนมิถุนายน 2563: 

แบคทีเรียในลำไส้มีขนาดเล็กแต่อาจมีบทบาทเกินปกติไม่เพียงแต่ต่อสุขภาพทางเดินอาหารของสัตว์ที่เป็นโฮสต์เท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อความเป็นอยู่โดยรวมด้วย จากการศึกษาใหม่ในวารสาร nature พบว่าแบคทีเรียในลำไส้ของหนอนอาจปรับเปลี่ยนพฤติกรรมของสัตว์ และส่งผลต่อการตัดสินใจรับประทานอาหารของมัน การวิจัยได้รับทุนบางส่วนจากสถาบันสุขภาพแห่งชาติ

ดร.โรเบิร์ต ริดเดิ้ล ผู้อำนวยการโครงการของสถาบันแห่งชาติด้านความผิดปกติทางระบบประสาทและโรคหลอดเลือดสมอง (NINDS) ของ NIH กล่าวว่า "เรายังคงพบบทบาทที่น่าแปลกใจสำหรับแบคทีเรียในลำไส้ที่อยู่นอกเหนือจากกระเพาะอาหาร" ซึ่งสนับสนุนการศึกษานี้ "ที่นี่ แบคทีเรียในลำไส้มีอิทธิพลต่อวิธีที่สัตว์รับรู้ถึงสภาพแวดล้อม และทำให้มันเคลื่อนไปยังแหล่งภายนอกของแบคทีเรียตัวเดียวกัน แบคทีเรียในลำไส้กำลังทำให้สายพันธุ์ของพวกมันมีรสชาติอร่อยยิ่งขึ้นสำหรับสัตว์"

นักวิจัยจาก brandeis university, waltham, massachusetts นำโดย michael o'donnell, ph.d., นักวิจัยหลังปริญญาเอกและผู้เขียนบทความคนแรก และ piali sengupta, ph.d., ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาและผู้เขียนอาวุโสของการศึกษานี้ สนใจที่จะดูว่าแบคทีเรียในลำไส้สามารถควบคุมพฤติกรรมของสัตว์ที่เป็นโฮสต์ได้หรือไม่ กลุ่มวิจัยได้ตรวจสอบผลกระทบของแบคทีเรียในลำไส้ต่อการที่หนอนที่เรียกว่า c. elegans ดมกลิ่นและเลือกอาหารมื้อต่อไป

แบคทีเรียเป็นอาหารหลักของหนอน ในการศึกษานี้ นักวิจัยได้วัดว่าหนอนที่เลี้ยงแบคทีเรียสายพันธุ์ต่างๆ มีปฏิกิริยาอย่างไรกับออกทานอล ซึ่งเป็นโมเลกุลแอลกอฮอล์ขนาดใหญ่ที่แบคทีเรียบางชนิดหลั่งออกมา ซึ่งปกติแล้วหนอนจะหลีกเลี่ยงเมื่อมีความเข้มข้นสูง

ดร. โอดอนเนลล์และเพื่อนร่วมงานของเขาค้นพบว่าหนอนที่เติบโตบน providencia alcalifaciens (jub39) มีโอกาสน้อยที่จะหลีกเลี่ยงออกทานอล เมื่อเปรียบเทียบกับสัตว์ที่ปลูกด้วยแบคทีเรียชนิดอื่น น่าแปลกที่พวกเขาพบว่าแบคทีเรีย jub39 ที่ยังมีชีวิตอยู่ในลำไส้ของหนอนที่เคลื่อนตัวไปทางออกทานอล ซึ่งบ่งชี้ว่าพฤติกรรมส่วนหนึ่งอาจถูกกำหนดโดยสารที่ผลิตโดยแบคทีเรียเหล่านี้

ต่อไป นักวิจัยต้องการทราบว่าแบคทีเรียควบคุมหนอนได้อย่างไร

"เราสามารถเชื่อมโยงจุดต่างๆ ตั้งแต่จุลินทรีย์ไปจนถึงพฤติกรรม และกำหนดเส้นทางทั้งหมดที่อาจเกี่ยวข้องกับกระบวนการนี้ได้" ดร. โอดอนเนลล์กล่าว

ไทรามีนสารเคมีในสมองอาจมีบทบาทสำคัญในการตอบสนองนี้ ในหนอน ไทรามีนจะถูกเปลี่ยนเป็นสารเคมีออกโทพามีน ซึ่งมุ่งเป้าไปที่ตัวรับบนเซลล์ประสาทรับความรู้สึกที่ควบคุมพฤติกรรมการหลีกเลี่ยง ผลการศึกษาครั้งนี้ชี้ให้เห็นว่าไทรามีนที่ผลิตโดยแบคทีเรียเพิ่มระดับของออคโทพามีน ซึ่งทำให้หนอนทนทานต่อออกทานอลมากขึ้นโดยการยับยั้งการหลีกเลี่ยงออกทานอลที่ขับเคลื่อนโดยเซลล์ประสาทเหล่านี้

เมื่อใช้การทดสอบพฤติกรรมอื่นๆ นักวิจัยพบว่าหนอนดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อไม่ให้สร้างไทรามีน ไม่ส่งผลต่อการยับยั้งการหลีกเลี่ยงออกทานอลเมื่อหนอนเติบโตใน jub39 สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าไทรามีนที่สร้างโดยแบคทีเรียอาจสามารถชดเชยไทรามีนภายนอกที่หายไปในสัตว์เหล่านั้นได้

การทดลองเพิ่มเติมระบุว่าหนอนที่เติบโตบน jub39 ชอบกินแบคทีเรียประเภทนั้นมากกว่าแหล่งอาหารจากแบคทีเรียอื่นๆ ไทรามีนที่ผลิตโดยแบคทีเรียก็พบว่าจำเป็นสำหรับการตัดสินใจครั้งนี้

“ด้วยวิธีนี้ แบคทีเรียสามารถควบคุมกระบวนการตัดสินใจทางประสาทสัมผัสของสัตว์ที่เลี้ยงได้ ซึ่งส่งผลต่อการตอบสนองต่อกลิ่น และอาจมีอิทธิพลต่อการเลือกอาหาร” ดร. เสนคุปตะกล่าว

การศึกษาในอนาคตจะระบุสารเคมีในสมองเพิ่มเติมที่ผลิตโดยแบคทีเรียที่อาจเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมอื่นๆ ของหนอน นอกจากนี้ ยังไม่ทราบว่าการรวมกันของสายพันธุ์แบคทีเรียในลำไส้จะส่งผลให้เกิดการตอบสนองต่อสัญญาณด้านสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกันหรือไม่ แม้ว่าหนอนและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะมียีนและกระบวนการทางชีวเคมีเหมือนกันหลายอย่าง แต่ก็ไม่ทราบว่าวิถีทางและผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันนั้นมีอยู่ในสัตว์ลำดับสูงกว่าหรือไม่

บทความที่สองเผยแพร่เมื่อ ข่าวภาควิชาเคมีและชีววิทยาของ harvard, จากการศึกษาที่ตีพิมพ์ใน โฮสต์ของเซลล์และจุลินทรีย์ ในเดือนมิถุนายน 2563: 

ในส่วนที่มืดมนที่สุดของโลกที่แสงไม่สามารถปิดกั้นดวงดาวอันมากมายที่ไม่อาจหยั่งรู้ได้ ให้เงยหน้าขึ้นมอง ยังมีจุดที่ส่องสว่างในจักรวาลน้อยกว่าแบคทีเรียในโลกที่ซ่อนตัวจากการมองเห็น ทั้งจักรวาลภายในลำไส้ของมนุษย์เพียงลำไส้เดียว

หลายชนิดเป็นที่รู้จัก เช่น อี. โคไล แต่มีอีกหลายชนิดที่บางครั้งเรียกว่า "สสารมืดของจุลินทรีย์" ยังคงเข้าใจยาก “เรารู้ว่ามันอยู่ที่นั่น” ดั๊ก เคนนี ปริญญาเอกกล่าว ผู้สมัครในบัณฑิตวิทยาลัยศิลปศาสตร์และวิทยาศาสตร์ "เพราะมันส่งผลกระทบต่อสิ่งรอบตัวอย่างไร" kenny เป็นผู้เขียนร่วมคนแรกในการศึกษาใหม่ใน cell host และ microbe ที่ให้ความกระจ่างเกี่ยวกับสสารมืดของจุลินทรีย์นั่นคือแบคทีเรียในลำไส้ชนิดหนึ่งที่อาจส่งผลต่อระดับคอเลสเตอรอลในมนุษย์

"การเผาผลาญคอเลสเตอรอลโดยจุลินทรีย์เหล่านี้อาจมีบทบาทสำคัญในการลดความเข้มข้นของคอเลสเตอรอลในลำไส้และในเลือด ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อสุขภาพของมนุษย์" Emily Balskus ศาสตราจารย์ด้านเคมีและชีววิทยาเคมีจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและผู้เขียนร่วมอาวุโสของ Ramnik Xavier กล่าว , สมาชิกหลักที่ Broad ผู้อำนวยการร่วมของศูนย์สารสนเทศและการบำบัดที่ MIT และผู้ตรวจสอบที่โรงพยาบาล Massachusetts General Hospital วันหนึ่งแบคทีเรียที่เพิ่งค้นพบนี้สามารถช่วยให้ผู้คนจัดการระดับคอเลสเตอรอลของตนเองได้ผ่านการรับประทานอาหาร โปรไบโอติก หรือการรักษาแบบใหม่โดยอาศัยไมโครไบโอมแต่ละตัว

จากข้อมูลของศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค (cdc) ในปี 2559 พบว่าผู้ใหญ่มากกว่า 12 เปอร์เซ็นต์ในสหรัฐอเมริกาที่มีอายุ 20 ปีขึ้นไปมีระดับคอเลสเตอรอลสูง ซึ่งเป็นปัจจัยเสี่ยงต่อสาเหตุการเสียชีวิตอันดับหนึ่งของประเทศ นั่นก็คือ โรคหัวใจ เพียงครึ่งหนึ่งของกลุ่มนั้นใช้ยาเช่นสแตตินเพื่อควบคุมระดับคอเลสเตอรอล แม้ว่ายาดังกล่าวจะเป็นเครื่องมืออันทรงคุณค่า แต่ก็ใช้ไม่ได้กับผู้ป่วยทุกราย และถึงแม้จะพบไม่บ่อยนัก แต่ก็อาจมีผลข้างเคียงที่เกี่ยวข้องได้

"เราไม่ได้มองหากระสุนเงินที่จะแก้ปัญหาโรคหลอดเลือดหัวใจ" เคนนีกล่าว "แต่ยังมีอวัยวะอื่น ไมโครไบโอม ซึ่งเป็นอีกระบบหนึ่งที่สามารถช่วยควบคุมระดับคอเลสเตอรอลที่เรายังไม่ได้คิดถึง"

ตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษที่ 1800 นักวิทยาศาสตร์รู้ว่ามีบางอย่างเกิดขึ้นกับคอเลสเตอรอลในลำไส้ กว่าทศวรรษที่ผ่านมา งานเข้าใกล้คำตอบมากขึ้น การศึกษาชิ้นหนึ่งยังพบหลักฐานของแบคทีเรียที่ใช้โคเลสเตอรอลที่อาศัยอยู่ในทะเลสาบน้ำเสียหมู แต่จุลินทรีย์เหล่านั้นชอบที่จะอาศัยอยู่ในสุกร ไม่ใช่มนุษย์

การศึกษาก่อนหน้านี้เป็นเหมือนแฟ้มกรณีของเบาะแส (ห้องปฏิบัติการแห่งหนึ่งในปี 1977 ถึงกับแยกจุลินทรีย์ปากโป้งได้ แต่ตัวอย่างหายไป) เงื่อนงำสำคัญอย่างหนึ่งคือ coprostanol ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการเผาผลาญคอเลสเตอรอลในลำไส้ balskus กล่าวว่า "เนื่องจากจุลินทรีย์ในทะเลสาบน้ำเน่าหมูก็ก่อตัวเป็น coprostanol" balskus กล่าว "เราจึงตัดสินใจระบุยีนที่รับผิดชอบต่อกิจกรรมนี้ หวังว่าเราจะพบยีนที่คล้ายกันในลำไส้ของมนุษย์"

ในขณะเดียวกัน damian plichta นักวิทยาศาสตร์ด้านคอมพิวเตอร์ที่ broad institute และผู้เขียนร่วมคนแรกกับ kenny ได้ค้นหาเบาะแสในชุดข้อมูลของมนุษย์ เขากล่าวอีกว่าแบคทีเรีย ไวรัส และเชื้อราหลายร้อยชนิดที่อาศัยอยู่ในลำไส้ของมนุษย์ยังไม่ได้ถูกแยกและอธิบาย แต่สิ่งที่เรียกว่าเมตาโกโนมิกส์สามารถช่วยให้นักวิจัยหลีกเลี่ยงขั้นตอนหนึ่งได้ แทนที่จะค้นหาชนิดของแบคทีเรียก่อนแล้วจึงค้นหาว่ามันทำอะไรได้บ้าง พวกเขาสามารถวิเคราะห์ความมั่งคั่งของสารพันธุกรรมที่พบในไมโครไบโอมของมนุษย์ เพื่อกำหนดความสามารถที่ยีนเหล่านั้นเข้ารหัส

ข้อมูลจีโนมไมโครไบโอมขนาดใหญ่ที่อ้างอิงโดย plichta กับตัวอย่างอุจจาระของมนุษย์ เพื่อค้นหาว่ายีนใดสอดคล้องกับโคโพรสตานอลในระดับสูง "จากความสัมพันธ์จำนวนมหาศาลนี้" เขากล่าว "เราได้ขยายไปยังยีนที่น่าสนใจสองสามตัวที่อาจติดตามได้" ในขณะเดียวกัน หลังจากที่ balskus และ kenny จัดลำดับจีโนมทั้งหมดของแบคทีเรียหมูที่บริโภคโคเลสเตอรอล พวกเขาก็ขุดข้อมูลและค้นพบยีนที่คล้ายกัน ซึ่งเป็นสัญญาณว่าพวกมันเข้าใกล้มากขึ้น

จากนั้นเคนนี่ก็จำกัดการค้นหาให้แคบลงอีก ในห้องแล็บ เขาได้ใส่ยีนที่มีศักยภาพแต่ละตัวเข้าไปในแบคทีเรีย และทดสอบว่ายีนใดสร้างเอนไซม์ที่จะสลายโคเลสเตอรอลให้เป็นโคโพรสตานอล ในที่สุด เขาก็พบตัวเลือกที่ดีที่สุด ซึ่งทีมงานได้ตั้งชื่อยีน intestinal steroid metabolism a (isma)

"ตอนนี้เราสามารถเชื่อมโยงการมีอยู่หรือไม่มีแบคทีเรียที่มีเอนไซม์เหล่านี้กับระดับคอเลสเตอรอลในเลือดที่รวบรวมจากบุคคลคนเดียวกันได้" ซาเวียร์กล่าว ด้วยการใช้ชุดข้อมูลไมโครไบโอมของมนุษย์จากประเทศจีน เนเธอร์แลนด์ และสหรัฐอเมริกา พวกเขาค้นพบว่าคนที่มียีน IsmA ในไมโครไบโอมของพวกเขาจะมีคอเลสเตอรอลในอุจจาระน้อยกว่าคนที่ไม่มีคอเลสเตอรอลถึง 55 ถึง 75 เปอร์เซ็นต์

“ผู้ที่มีการทำงานของเอนไซม์นี้โดยพื้นฐานแล้วจะมีคอเลสเตอรอลลดลง” ซาเวียร์กล่าว

ซาเวียร์กล่าวว่าการค้นพบนี้อาจนำไปสู่การบำบัดแบบใหม่ เช่น "ค็อกเทลชีวภาพ" หรือการส่งเอนไซม์โดยตรงไปยังลำไส้ เพื่อช่วยให้ผู้คนจัดการระดับคอเลสเตอรอลในเลือดได้ แต่มีงานอีกมากที่ต้องทำก่อน: ทีมงานอาจระบุเอนไซม์ที่สำคัญได้ แต่พวกเขายังคงต้องแยกจุลินทรีย์ที่รับผิดชอบออก พวกเขาจำเป็นต้องพิสูจน์ไม่ใช่แค่ความสัมพันธ์เท่านั้น แต่ยังเป็นสาเหตุด้วยว่าจุลินทรีย์และเอนไซม์ของมันมีหน้าที่โดยตรงในการลดคอเลสเตอรอลในมนุษย์ และพวกเขาจำเป็นต้องวิเคราะห์ว่า coprostanol ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากปฏิกิริยามีผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์อย่างไร

“ไม่ได้หมายความว่าเราจะได้คำตอบในวันพรุ่งนี้ แต่เรามีโครงร่างของวิธีการดำเนินการ” ซาเวียร์กล่าว



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า