Šta ćemo danas za ručak?

Smišljanje svakog obroka često je zamorno. „Šta ćemo danas za ručak?” jedno je od glavnih pitanja u mnogim domaćinstvima. Uglavom je potrebno malo više vremena da se odgovori na njega, ali ponekad se desi da tačno znamo šta nam se jede. Da li ste znali da u tome značaju ulogu imaju mikroorganizmi u našim crevima?   

Mikrobiom i mikrobiota

Mikroorganizmi se nalaze svuda oko nas, u vazduhu, vodi, pa čak i u nama. Ova bića nisu isključivo štetna — pored loših, postoje i dobri tj. korisni mikroorganizmi. Na primer, u crevnom sistemu preživara žive određene bakterije čiji enzimi omogućavaju varenje celuloze iz biljaka koje ovi herbivori koriste u ishrani. Na taj način se uspostavlja simbioza između dve grupe organizama, što znači da postoji obostrana korist u ovakvom odnosu. Upravo crevni trakt, i to mnogih životinja, predstavlja mesto boravka najrazličitijih mikroorganizama. Njihova važnost uočena je tek pre oko 30 godina, pa su u skladu sa tim uvedeni pojmovi koji bi ove velike zajednice malih organizama što tačnije opisali. Sa napretkom znanja i tehnologija u nauci otkrivena je i njihova izrazita kompleksnost, pa zato danas govorimo o dva odvojena entiteta — mikrobiomu i mikrobioti.

Mikrobiom i mikrobiota

Izvor slike: (https://www.fiosgenomics.com/wp-content/uploads/2018/09/800-gut-bacteria.jpg) 

Mikrobiota je pojam koji obuhvata sve mikroorganizme koji naseljavaju određeno stanište (npr. crevo čoveka), podrazumevajući pod time i prokariote (bakterije i arhee) i eukariote (protozoe, alge i gljive). Sa druge strane, mikrobiom se odnosi na sve mikroorganizme i sve njihove gene, pokretne genetičke elemente (transpozone, fage…) i metabolite koje proizvode. Tako mikrobiom formira dinamični mikro-ekosistem koji je uključen u pravilno funkcionisanje makro-ekosistema čiji je deo.

Uticaj crevnog mikrobioma na način ishrane

Ideja o ulozi crevnih mikroorganizama u odabiru određenih tipova hrane dugo je postojala samo kao hipoteza. Prva ispitivanja rađena su na voćnoj mušici, a nedavno je urađeno prvo istraživanje na malo većim životinjama — miševima. Naučnici sa Kornel Univerziteta sproveli su eksperiment sa 30 odraslih muških miševa i tri druge vrste glodara. Digestivni trakt miševa bio je očišćen od svih mikroorganizama, a jedinke tri vrste glodara bile su biljojedi, mesojedi ili svaštojedi, na osnovu čega su se te vrste, između ostalog, i razlikovale. „Čiste” miševe nasumično su podelili u tri grupe od po deset, pri čemu je svaka od njih bila predodređena za jedan od tri načina ishrane. Potom su u svakog miša uneti mikroorganizmi iz creva određene vrste glodara. Tako su dobijene tri grupe miševa sa različitim mikrobiomima, karakterističnim za herbivorne, karnivorne ili omnivorne glodarske vrste. 

Tokom nekoliko dana, svi miševi mogli su da biraju između hrane sa manjim i većim odnosom proteina i ugljenih hidrata. Nakon tog perioda, rezultati su potvrdili početnu hipotezu. Herbivorni hibridni miševi radije su jeli hranu sa manjom količinom ugljenih hidrata, odnosno većim odnosom proteina i ugljenih hidrata, od druge dve grupe. Takođe, i karnivorni i omnivorni hibridni miševi birali su hranu u skladu sa izmenjenim mikrobiomom. Na ovaj način je dokazano da crevni mikroorganizmi imaju značajnu ulogu u odabiru hrane i određivanju samog načina ishrane.     

Veza između crevnog i nervnog sistema

Izvor slike:(https://healthtalk.unchealthcare.org/wp-content/uploads/2018/04/brain_guthero_preview-860×452.jpeg) 

Kako se odvija komunikacija između creva i mozga?

Da bi mikrobiota uopšte mogla da odredi u kom pravcu će ići ishrana nekog organizma, neophodno je da postoji stabilna komunikacija između digestivnog i nervnog sistema. Ako je ova veza narušena, informacije iz creva neće moći da stignu do mozga gde se donosi odluka o odabiru hrane. Bitnu funkciju u toj mreži imaju molekuli glasnici, koji prenose poruke od creva do određenih centara u mozgu gde se obrađuju, a potom i pokreću dalje puteve za regulaciju ponašanja u kontekstu ishrane. Jedan od molekula glasnika je triptofan, esencijalna aminokiselina koja učestvuje u metabolizmu serotonina. U navedenom eksperimentu je pokazano da su miševi sa različitim mikrobiomima imali različitu količinu triptofana u krvi, kao i to da je nivo triptofana imao uticaja na odabir hrane bogatije, odnosno siromašnije ugljenim hidratima.

Još jedno zapažanje u ovom istraživanju ticalo se izgleda crevnog sistema. Naime, na samom kraju su analizirani crevni elementi, i uočeno je da je kod herbivornih hibridnih miševa došlo do uvećanja debelog creva, što se nije dogodilo kod jedinki iz preostale dve grupe. Ovakav rezultat odgovara činjenici da biljojedi imaju duže crevo, jer im takva adaptacija omogućava bolje varenje, ali biće neophodne dodatne analize da bi se otkrilo na koji tačno način prisustvo mikroorganizama menja izgled organa. 

Za razliku od miševa, ljudi su ipak malo složeniji. Smatra se da bi na odabir hrane kod čoveka veći uticaj moglo da ima ono što je jeo prethodnog dana nego sama mikrobiota. Svakako, ovo ostaje otvorena tema, a buduća istraživanja će nastaviti da ukazuju na pomalo zapanjujuće ali važne uloge mikrobiote.

Izvori:

• https://www.sciencedaily.com/releases/2022/04/220420151540.htm 
• Berg, Gabriele et al. “Microbiome Definition Re-Visited: Old Concepts And New Challenges”. Microbiome, vol 8, no. 1, 2020. Springer Science And Business Media LLC, https://doi.org/10.1186/s40168-020-00875-0  
• Brian K. Trevelline, Kevin D. Kohl. The gut microbiome influences host diet selection behavior. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022; 119 (17) DOI: 10.1073/pnas.2117537119