Είναι βέβαιο ότι οι τακτικοί αναγνώστες του ΒΗΜΑ-Science γνωρίζουν καλά ότι οι άνθρωποι δεν είμαστε μόνο αυτό που φαινόμαστε: είμαστε στην πραγματικότητα ένα φιλόξενο σπίτι για τρισεκατομμύρια μικροοργανισμών με τους οποίους συμπορευόμαστε από την αρχή έως το τέλος της ζωής μας. Πρόκειται για μια συμβιωτική σχέση με οφέλη και για τα δύο μέρη: παρέχουμε στέγη και τροφή και παίρνουμε πίσω προστασία (από μολυσματικούς μικροοργανισμούς), θρεπτικά συστατικά (από τροφές που δεν μπορούμε να πέψουμε χωρίς τη βοήθειά τους) και όχι μόνο. Κατά τη διάρκεια των δύο τελευταίων δεκαετιών, οι επιστήμονες που ασχολούνται με το ανθρώπινο μικροβίωμα (έτσι ονομάζεται το σύνολο των μικροοργανισμών που φιλοξενεί ένας άνθρωπος) βρίσκονται μπροστά σε συνεχείς εκπλήξεις. Στην πραγματικότητα, δεν υπάρχει τομέας της ανθρώπινης φυσιολογίας στον οποίο να μην εμπλέκονται οι μικροσκοπικοί φιλοξενούμενοί μας.
Τρισεκατομμύρια φίλοι
Προφανώς το άρθρο του «Science» το οποίο ήταν αφιερωμένο στη διατροφή εστίασε στο εντερικό μικροβίωμα, το σύνολο των οργανισμών που ζει στο κατώτερο τμήμα του ανθρώπινου γαστρεντερικού συστήματος. (Στην πραγματικότητα, εκεί φιλοξενείται η πλειονότητα των συμβιωτικών μας μικροοργανισμών.) Πρόκειται για ένα οικοσύστημα αποτελούμενο από 100 τρισεκατομμύρια μικροοργανισμών οι οποίοι έχουν εξελιχθεί για να διαβιούν στις ιδιάζουσες συνθήκες του ανθρώπινου εντέρου. Οπως κάθε υγιές οικοσύστημα, έτσι και το εντερικό οικοσύστημά μας αποτελείται από πολλά και διαφορετικά είδη μικροοργανισμών τα οποία συνεργάζονται αρμονικά προκειμένου να αποσβένουν τις επιθέσεις βλαβερών παθογόνων. Η πλειονότητα των μικροβιακών ειδών του ανθρώπινου μικροβιώματος ανήκει σε δύο φύλα (Firmicutes και Bacteriodetes). Περιττό να πούμε ότι στα φύλα αυτά ταξινομούνται πολλές οικογένειες, γένη και είδη μικροοργανισμών, πράγμα που καθιστά πολύ δύσκολο να γνωρίζει κανείς με βεβαιότητα την ακριβή σύνθεση του εντερικού μικροβιώματος ενός ατόμου.
Ωστόσο, η πληθώρα των επιστημόνων που έχει αφιερωθεί στη μελέτη του μικροβιώματος τα τελευταία 10 χρόνια έχει καταλήξει στο συμπέρασμα ότι, ανεξαρτήτως της ακριβούς ταυτότητας των μικροοργανισμών, ένα μικροβίωμα θεωρείται υγιές όταν είναι πλούσιο σε είδη και εμφανίζει μεγάλη ποικιλομορφία. Με άλλα λόγια, όσο περισσότερα είδη μικροοργανισμών φιλοξενούμε και όσο πιο ποικίλα είναι αυτά, τόσο το καλύτερο για την υγεία μας, καθώς έχει αποδειχθεί ότι ο πλούτος και η ποικιλότητα του μικροβιώματός μας είναι αντιστρόφως ανάλογα με την πιθανότητα να υποφέρουμε από μεταβολικό σύνδρομο και χρόνιες παθήσεις.
Ο καθένας από εμάς αρχίζει να αποκτά το μικροβίωμά του αμέσως μόλις αφήσει το αποστειρωμένο περιβάλλον της μήτρας: θεωρείται ότι από τη γέννησή μας και μέχρι τη συμπλήρωση του δεύτερου χρόνου της ζωής μας το εντερικό μικροβίωμά μας έχει εγκατασταθεί και παραμένει περισσότερο ή λιγότερο σταθερό. Ωστόσο, έχουμε τη δυνατότητα να το αλλάξουμε και ακριβώς αυτή η πλαστικότητα του μικροβιώματος, η δυνατότητά του να αλλάζει, έδωσε την ιδέα στους επιστήμονες να εξετάσουν τον τρόπο που επιδρούν συγκεκριμένες κατηγορίες τροφών στη σύνθεση του μικροβιώματος. Πριν περάσουμε στις λεπτομέρειες, θα άξιζε τον κόπο να σημειωθεί ότι ο δραστικότερος τρόπος αλλαγής του μικροβιώματός μας είναι η λήψη αντιβιοτικών τα οποία μαζί με τους παθογόνους μικροοργανισμούς σκοτώνουν και ένα πλήθος καλών, μεταβάλλοντας την ισορροπία του οικοσυστήματος του εντέρου, το οποίο παίρνει μήνες ή και χρόνια να αποκατασταθεί.
Υδατανθρακική επίδραση
Χρονικά η πρώτη κατηγορία τροφών που εξετάστηκε για την επίδρασή της στο μικροβίωμα ήταν οι υδατάνθρακες και τα αποτελέσματα ήταν ξεκάθαρα: οι απλοί υδατάνθρακες, όπως και η ζάχαρη, μόνοι ή στο πλαίσιο μιας δυτικού τύπου διατροφής, προκαλούν στο μικροβίωμα πειραματόζωων τέτοιες μεταβολές που οδηγούν σε μεταβολικό σύνδρομο. Οι σύνθετοι υδατάνθρακες όμως, τους οποίους οι άνθρωποι δεν μπορούν να πέψουν, αποτελούν το καλύτερο «φαγητό» για τους μικροοργανισμούς του εντέρου που διαθέτουν πλήθος ενζύμων για την αποικοδόμηση των σύνθετων υδατανθράκων. Οι ερευνητές έχουν αποφασίσει να ονομάσουν αυτούς τους υδατάνθρακες, οι οποίοι είναι πολλοί και διαφορετικοί, με τον όρο MAC (Microbiota-Accessible Carbohydrates – «Προσβάσιμοι από το Μικροβίωμα Υδατάνθρακες»). Μια υποκατηγορία των MAC είναι οι υδατάνθρακες που ονομάζονται πρεβιωτικά (prebiotic) και οι οποίοι επιλεκτικά υποστηρίζουν την ανάπτυξη μικροοργανισμών που ανήκουν στα γένη Bifidobacterium και Lactobacillus, πράγμα που όπως έχει αποδειχθεί συμβάλλει στη μείωση των δεικτών φλεγμονής και του μεταβολικού συνδρόμου. Οι υδατάνθρακες που λειτουργούν ως πρεβιωτικά έχουν φυτική προέλευση και ενώ οι μελέτες συνεχίζονται, αυτό που θα μπορούσε κανείς να συστήσει προς το παρόν είναι ποικιλία στη διατροφή με έμφαση στους προερχόμενους από φυτά υδατάνθρακες.
Ποιοτικά λιπαρά
Διαβάζοντας κανείς τις μελέτες που αφορούν την επίδραση των διάφορων κατηγοριών τροφών στο μικροβίωμά μας, έχει την εντύπωση ότι ανακεφαλαιώνει για τον μικρόκοσμο αυτά που συμβαίνουν στον δικό μας κόσμο.
Χαρακτηριστικά είναι τα ευρήματα που αφορούν την ποιότητα των προσλαμβανόμενων λιπών: πειραματόζωα τα οποία τράφηκαν με κορεσμένα λιπαρά, προερχόμενα κυρίως από κρέας, εμφάνισαν αντίσταση στην ινσουλίνη και φλεγμονή, σε αντίθεση με πειραματόζωα τα οποία ελάμβαναν τις ίδιες ακριβώς θερμίδες, αλλά τα λιπαρά προέρχονταν από ιχθυέλαιο. Εξέταση του μικροβιώματος των πειραματόζωων κατέδειξε ότι η πρώτη ομάδα εμφάνιζε μείωση της ποικιλότητας των μικροοργανισμών. Οταν όμως τους χορηγήθηκαν μικροοργανισμοί προερχόμενοι από τη δεύτερη ομάδα, η φλεγμονή υποχώρησε!
Μεσογειακή διατροφή
Οι ειδήμονες του «Science» εξέτασαν την επίδραση των διάφορων τύπων διατροφής πάνω στο μικροβίωμα και θα άξιζε να σταθεί κανείς στα συμπεράσματά τους σχετικά με τη δική μας παραδοσιακή διατροφή: «Η μεσογειακή δίαιτα δίνει έμφαση στην κατανάλωση μιας ποικιλίας τροφών (φρούτα, λαχανικά, όσπρια, πολυακόρεστα λιπαρά και περιορισμένη πρόσληψη κρέατος) χωρίς να αποκλείει κάποια τρόφιμα ή να εστιάζει στις αναλογίες τροφικών ομάδων. Επιδημιολογικές μελέτες έχουν δείξει ότι η μεσογειακή δίαιτα μειώνει τη θνησιμότητα και τον κίνδυνο εμφάνισης χρόνιων παθήσεων. Από τα υπάρχοντα δεδομένα εξάγεται το συμπέρασμα ότι η δίαιτα αυτή, η οποία είναι εύκολο να ακολουθηθεί, συμβάλλει στη δημιουργία καλύτερου προφίλ εντερικών μικροοργανισμών και προερχόμενων από αυτούς μεταβολιτών». Με άλλα λόγια, αν θέλουμε να ωφεληθούμε διατηρώντας μια υγιή εντερική χλωρίδα, το καλύτερο που έχουμε να κάνουμε είναι να επιστρέψουμε στη δίαιτα της παράδοσής μας…
Τι συμβαίνει με πρόσθετα και γλυκαντικά
Η επίδραση στο εντερικό μικροβίωμα των ουσιών που προστίθενται στα επεξεργασμένα τρόφιμα (πρόσθετα τροφίμων) δεν έχει μελετηθεί επαρκώς, φαίνεται ωστόσο ότι οι ουσίες αυτές έχουν επίδραση στην ανθρώπινη υγεία η οποία διαμεσολαβείται από το μικροβίωμα. Παρά το γεγονός λοιπόν ότι οι κακές συνέπειες της δυτικού τύπου διατροφής για την υγεία αλλά και για την εντερική χλωρίδα αποδίδονται συνήθως στα μακροθρεπτικά συστατικά (επεξεργασμένοι υδατάνθρακες και κορεσμένα λίπη), μια σειρά από εργασίες καταδεικνύουν ότι ορισμένα πρόσθετα τροφίμων μπορούν να είναι εξίσου επιβλαβή.
Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί το εύρημα ότι η προσθήκη στη διατροφή πειραματόζωων δύο ουσιών οι οποίες χρησιμοποιούνται ως γαλακτωματοποιητές, της καρβοξυμεθυλικής κυτταρίνης και του πολυσορβικού 80, είχε ως αποτέλεσμα την εντερική φλεγμονή, τη μεταβολική δυσλειτουργία και εν τέλει την παχυσαρκία, χωρίς να γίνει καμία άλλη αλλαγή στη διατροφή των ζώων. Προκειμένου να εξεταστεί αν η δράση των πρόσθετων αυτών ασκούνταν μέσω του εντερικού μικροβιώματος των ποντικών, οι ερευνητές επανέλαβαν τον πειραματισμό με αποστειρωμένα ζώα (χωρίς μικροβιακή χλωρίδα). Διαπίστωσαν ότι τα αποστειρωμένα ζώα ήταν προστατευμένα από την επίδραση των δύο ουσιών. Οταν όμως «εμβολιάστηκαν» με τη μικροβιακή χλωρίδα των ζώων που λάμβαναν με τη διατροφή τους τα δύο πρόσθετα τροφίμων, εμφάνισαν και αυτά τις ίδιες συνέπειες. Οπως σημειώνεται στο άρθρο των ειδημόνων του «Science»: «Τα συγκεκριμένα αποτελέσματα είναι ιδιαιτέρως εντυπωσιακά δεδομένου του μεγάλου εύρους τροφών στις οποίες βρίσκονται οι εν λόγω γαλακτωματοποιητές (όπως προϊόντα χωρίς γλουτένη ή με χαμηλά λιπαρά, παγωτά, κρασί, τουρσιά), αλλά και του γεγονότος ότι οι δόσεις που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη αντιστοιχούν στις ποσότητες που καταναλώνουν οι άνθρωποι».
Εκτός από τα πρόσθετα τροφίμων, φαίνεται πως και τα γλυκαντικά ασκούν επίδραση στην ανθρώπινη υγεία μέσω του εντερικού μικροβιώματος. Ειδικότερα, από πειράματα τόσο σε τρωκτικά όσο και σε ανθρώπους έχει διαπιστωθεί ότι η κατανάλωση γλυκαντικών ουσιών (nin-nutritive sweeteners, NNS) συνδέεται με προβλήματα στη ρύθμιση της ινσουλίνης. Ωστόσο, οι επιστήμονες επισημαίνουν ότι παρά το γεγονός ότι τα συλλογικά ευρήματα για αυτή την τάξη ουσιών είναι αδιαμφισβήτητα, το γεγονός ότι σε αυτή περιλαμβάνονται ουσίες με μεγάλη χημική ποικιλομορφία και διαφορετικούς βιολογικούς ρόλους εμποδίζει τη γενίκευση των συμπερασμάτων όταν πρόκειται κανείς να αποφανθεί για μια από αυτές. Για τον λόγο αυτόν οι ειδικοί εκτιμούν ότι απαιτούνται μελέτες για την επίδραση της καθεμίας από τις γλυκαντικές ουσίες στο ανθρώπινο μικροβίωμα και κατ’ επέκταση στην ανθρώπινη υγεία.
Έργα και ημέρες του μικροβιώματος
□ Μόλις πριν από μερικές εβδομάδες, στις 18 Δεκεμβρίου 2018, δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση «Immunity» μελέτη αμερικανών ερευνητών του Πανεπιστημίου Μπράουν σύμφωνα με την οποία το μικροβίωμά μας εμπλέκεται στη ρύθμιση του ανοσοποιητικού συστήματός μας. Ετσι, στην υπάρχουσα γνώση ότι στα βακτήρια αυτά χρωστάμε τη σύνθεση βασικών βιταμινών, όπως η Κ και η Β7, οι αμερικανοί ερευνητές ήρθαν να προσθέσουν ότι τα βακτήρια ρυθμίζουν τα επίπεδα της βιταμίνης Α. Ειδικότερα, διαπιστώθηκε ότι βακτηριακά είδη της τάξης Clostridia (φύλο Firmicutes) μειώνουν στα κύτταρα του εντερικού επιθηλίου την έκφραση της πρωτεΐνης η οποία απαιτείται για τη μετατροπή της βιταμίνης Α στην ενεργή μορφή της, ενώ παράλληλα προωθούν την αποθήκευσή της στο ήπαρ. Η ενεργότητα του ανοσοποιητικού συστήματός μας εξαρτάται από τα επίπεδα της βιταμίνης Α και οι αμερικανοί επιστήμονες ελπίζουν να αξιοποιήσουν το εύρημά τους προκειμένου να κατευνάσουν το υπερενεργοποιημένο ανοσοποιητικό σύστημα ασθενών που πάσχουν από αυτοάνοσα νοσήματα. Επιπροσθέτως, εκτιμούν ότι βρήκαν την απάντηση σε ένα ιατρικό παζλ: εδώ και 25 χρόνια η Παγκόσμια Οργάνωση Υγείας χορηγεί βιταμίνη Α σε παιδιά στην Αφρική και στη Νοτιοανατολική Ασία χωρίς να υπάρχουν πάντοτε τα επιθυμητά οφέλη. Οι αμερικανοί επιστήμονες εκτιμούν ότι για την αξιοποίηση του σκευάσματος απαιτείται το κατάλληλο μικροβίωμα που δεν φαίνεται να το έχουν όλα τα παιδιά.
□ Στις 11 Δεκεμβρίου 2018 δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση «EBioMedicine» μετα-ανάλυση 100 δημοσιευμένων μελετών που αφορούσαν ευρήματα σε ανθρώπους και πειραματόζωα σχετικά με την αποτελεσματικότητα των σκευασμάτων που χορηγούνται για την αντιμετώπιση του διαβήτη τύπου 2. Αξίζει να σημειωθεί ότι η παρατηρούμενη αποτελεσματικότητα των σκευασμάτων αυτών κυμαίνεται από 50% έως 90%. Επίσης παρατηρούνται φαινόμενα όπως αυτό: στον ίδιο ασθενή ένα σκεύασμα μπορεί να είναι αποτελεσματικό όταν χορηγείται ενδοφλέβια αλλά όχι όταν χορηγείται από το στόμα ή και αντίστροφα, όπως συμβαίνει με τη μετφορμίνη (η οποία φαίνεται να χάνει την αποτελεσματικότητά της αν δεν περάσει πρώτα από το γαστρεντερικό σύστημα). Σύμφωνα με τους ερευνητές που διενήργησαν τη μελέτη, «η μεταβολική ικανότητα του μικροβιώματος των ασθενών μπορεί να επιδράσει δραματικά στην απορρόφηση και στη δράση αυτών των σκευασμάτων καθιστώντας κάποια από αυτά ενεργά, ανενεργά ή ακόμη και τοξικά!». Οι ερευνητές εκτιμούν ότι οι μελλοντικές θεραπείες για τον διαβήτη τύπου 2 θα πρέπει να λαμβάνουν υπ’ όψιν το μικροβίωμα των ασθενών.
□ Τον διαβήτη τύπου 2 αφορούσε και η μελέτη αμερικανών ενδοκρινολόγων και ψυχιάτρων του Κέντρου Joslin (Joslin Diabetes Center) στη Μασαχουσέτη. Οπως περιγράφεται στο σχετικό άρθρο τους, το οποίο δημοσιεύτηκε στις 17 Ιουνίου 2018 στην επιθεώρηση «Molecular Psychiatry», οι ασθενείς με διαβήτη τύπου 2 εμφανίζουν αυξημένα ποσοστά κατάθλιψης και αγχώδους διαταραχής σε σχέση με τον γενικό πληθυσμό. Για τον λόγο αυτόν οι ερευνητές σχεδίασαν το εξής πείραμα: παρακολούθησαν πειραματόζωα τα οποία τρέφονταν με δίαιτα υψηλή σε λιπαρά να γίνονται παχύσαρκα και να εμφανίζουν συμπεριφορικές διαταραχές αντίστοιχες με την αγχώδη διαταραχή και την κατάθλιψη. Στη συνέχεια διαπίστωσαν την αντιστροφή ή και απλή βελτίωση των συμπτωμάτων όταν στα ζώα χορηγήθηκαν επιλεγμένα αντιβιοτικά τα οποία άλλαζαν τη σύνθεση του εντερικού μικροβιώματός τους. Στη συνέχεια, με μια σειρά πολύ εκλεπτυσμένων πειραμάτων οι αμερικανοί ερευνητές συνέδεσαν τις αλλαγές στο μικροβίωμα με τη σύνθεση νευροδιαβιβαστών που δρουν στις περιοχές του εγκεφάλου οι οποίες σχετίζονται με την κατάθλιψη. Οπως χαρακτηριστκά σημειώνουν οι αμερικανοί επιστήμονες, «ως ενδοκρινολόγοι ακούμε συχνά τους ασθενείς μας να λένε ότι αισθάνονται διαφορετικά όταν τρώνε συγκεκριμένες τροφές. Φαίνεται ότι η δίαιτά μας δεν επιδρά μόνο στα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα μας, αλλά μεταβάλλει και τα σήματα που παράγονται από τους μικροοργανισμούς που υπάρχουν στο έντερό μας και τα οποία βρίσκουν τον δρόμο τους μέχρι τον εγκέφαλό μας».
□ Στις 17 Σεπτεμβρίου 2018 καναδοί ερευνητές δημοσίευσαν στην επιθεώρηση «Canadian Medical Association Journal» μελέτη σύμφωνα με την οποία κοινά καθαριστικά τα οποία χρησιμοποιούνται για την καθαριότητα του σπιτιού συμβάλλουν στην αύξηση της παιδικής παχυσαρκίας μέσω της επίδρασής τους στο εντερικό μικροβίωμα. Ειδικότερα, οι καναδοί επιστήμονες ανέλυσαν την εντερική χλωρίδα 757 βρεφών ηλικίας 3-4 μηνών τα οποία και παρακολούθησαν για τα επόμενα τρία χρόνια. Η ανάλυση των καμπυλών αύξησης των παιδιών όταν είχαν φτάσει στις ηλικίες ενός και τριών ετών, σε συνδυασμό με τις απαντήσεις των μητέρων τους σε εκτενή ερωτηματολόγια, κατέδειξε ότι τα παιδιά που ζούσαν σε περιβάλλον όπου γινόταν χρήση «σκληρών» καθαριστικών είχαν αυξημένο κίνδυνο παχυσαρκίας. Αξίζει δε να σημειωθεί ότι η επερχόμενη παχυσαρκία διαφαίνονταν στη σύνθεση του μικροβιώματος των παιδιών από τη βρεφική ηλικία, όπου κυριαρχούσαν μικρόβια της οικογένειας Lachnospiraceae.
