A mikrobiommal foglalkozó kutatások mind az orvostudományban, mind a táplálkozástudományban fénykorukat élik. Szeretnénk ezt a témát górcső alá venni és olyan átfogó, viszont közérthető formában bemutatni, hogy a szó legnemesebb értelmében emészthető legyen.
Terveink szerint egy négyrészes blogsorozatban fogjuk körbejárni a mikrobiom témáját. Ez, az első rész az alapokat hivatott bemutatni, az emésztőszervrendszer szerepét és felépítését, a táplálék útját, a mikrobiom fogalmát és jelentőségét az egészségünkben.
Kitérek benne arra, hogy a bélrendszerünkben élő mikroorganizmusok hogyan hatnak az emésztésre, az immunrendszerre sőt még az agyi funkcióinkra is. Hangsúlyozva, hogy étkezési szokásaink közvetlenül befolyásolják a mikrobiom összetételét és működését.
A táplálék útja - vagyis milyen állomásai vannak az emésztésnek?
Néhány érdekes adat - Tudtad, hogy…?
naponta átlagosan 1-1,5 liter nyálat termelünk
az emésztőrendszer teljes hossza megközelítőleg 9 méter
a táplálék 18-72 óra alatt halad végig a teljes rendszeren
a vékonybélfal mirkobolyhainak összfelülete 2-300 m2, akkora mint egy teniszpálya
életünk során kb. 30 tonna ételt emésztünk meg
a vastagbél naponta körülbelül 1,5 liter vizet szív vissza
a teljes széklettömeg ⅔ része baktérium, a maradék az emésztőrendszer által termelt anyagok, elpusztult sejtek és emésztetlen anyagok összessége
Az emésztés folyamata már a szájüregben elkezdődik, ahol a nyál tartalmaz amiláz enzimet, amely megkezdi a szénhidrátok bontását. Az ételek tartózkodási ideje itt átlagosan 30 másodperc. Majd a rágás során az étel pépes állagúvá válik és a nyelőcső veszi át a szerepet, ami perisztaltikus mozgással továbbítja az ételt a gyomorba. Áthaladási idő: 8-10 másodperc.
A gyomorban sósav és pepszin enzim található, amely főleg a fehérjék bontását végzi. A gyomorsav nemcsak emészt, de védelmet is nyújt a kórokozók ellen. Az étel típusától függően, itt 1-3 órát tartózkodik, majd pépes gyomor tartalommá alakul. A gyomrunk savas, pH értéke 1,5-3,5 között mozog. Érdekesség, hogy naponta 2-3 liter gyomornedv termelődik.
A vékonybél az emésztés és felszívódás fő helyszíne, hossza: 6-7 méter, de lehetnek egyéni eltérések e tekintetben. Ide érkeznek a hasnyálmirigy enzimjei és az epe. A hasnyálmirigy enzimjei bontják a fehérjéket (tripszin), zsírokat (lipáz) és szénhidrátokat (amiláz). Az epe a zsírok emulgeálását végzi, apró cseppekké alakítva őket. A vékonybél felszíne speciális - a bélbolyhok és mikrobolyhok révén hatalmas felületen történik a tápanyagok felszívódása, kb. 200 m²- en.
Vastagbél hossza: 1,5 méter. A vastagbélbe az emésztés utolsó szakaszában az emészthetetlen ételmaradékok, mint például a rostok, valamint egyéb, a szervezet számára felesleges vagy fel nem szívódott anyagok jutnak be. Itt történik: a víz visszaszívása, a B- és K-vitamin termelése a bélbaktériumok által, illetve a rostok fermentációja, az ekkor keletkező anyagok pedig táplálják a bélflórát.
A rostokat nem tudjuk megemészteni, mégis nélkülözhetetlenek. Illetve különleges szerepet töltenek be:
növelik a béltartalom térfogatát, ezáltal segítenek a normál székletürítésben
szabályozzák a bélmozgást
táplálják a hasznos bélbaktériumokat
lassítják a szénhidrátok felszívódását, így stabilabb vércukorszintet biztosítanak
(A különféle rostokról és szerepükről részletesen lesz még szó a későbbiekben bővebben.)
Tehát az emésztés komplex folyamat, ahol minden állomásnak megvan a maga fontos szerepe. A megfelelő emésztéshez elengedhetetlen az egészséges életmód és a kiegyensúlyozott táplálkozás.
Mi is pontosan a mikrobiom? Illetve mi a jelentősége?
A mikrobiom az emberi szervezetben élő mikroorganizmusok (baktériumok, vírusok, gombák és egysejtűek) összessége, amelyek szimbiózisban élnek velünk. Bár ezek a mikroorganizmusok testünk minden részén megtalálhatók, - jelen vannak a bőrön, szájüregben, légutakban és más szervekben is, viszont a legnagyobb koncentrációban a bélrendszerünkben fordulnak elő. A tudományos becslések szerint az emberi testben legalább annyi mikroorganizmus él, mint ahány emberi sejt alkotja szervezetünket, sőt, a legújabb tudományos becslések szerint nagyjából (38 billió körüli) mikroorganizmus él bennünk.(1)
A mikrobiom kutatása az elmúlt évtizedekben forradalmasította az egészségről és betegségről alkotott felfogásunkat. Ma már tudjuk, hogy a mikrobiom kulcsfontosságú szerepet játszik számos élettani folyamatban, beleértve az emésztést, az immunrendszer működését, az anyagcserét, sőt még az agyi, idegrendszeri funkciókat is (2). Tehát ez a "mini univerzum" több billió mikroorganizmust tartalmaz, amelyek kulcsszerepet játszanak egészségünk megőrzésében. Ez a csupán mikroszkóppal látható világ vajon hogyan befolyásolja a működésünket és milyen szerepük van a szervezet folyamataiban?
A bélflóra összetétele és szerepe
A bélflóra, vagy más néven bélmikrobiota, a bélrendszerünkben élő mikroorganizmusok összessége. Ez a komplex ökoszisztéma több ezer különböző fajt tartalmaz, amelyek egyensúlya kritikus fontosságú az egészségünk szempontjából. A bélflóra fő alkotói közé tartoznak például a Firmicutes törzs tagjai (mint a Lactobacillus és Clostridium nemzetségek) és a Bacteroidetes törzs képviselői (mint a Bacteroides és Prevotella fajok), melyek együttesen a bélflóra legnagyobb részét alkotják (3).
Ezek a mikroszkopikus élőlények nem csak "albérlők" a szervezetünkben – A bélflóra számos fontos feladatot lát el, aktívan részt vesznek számos életfontosságú folyamatban:
Emésztés és tápanyag-felszívódás: a bélbaktériumok segítenek lebontani az emészthetetlen rostokat, és olyan rövid láncú zsírsavakat termelnek, amelyek táplálják a bélsejteket és befolyásolják az anyagcserét (4).
Immunrendszer támogatása: a mikrobiom kulcsszerepet játszik az immunrendszer fejlődésében és működésében. A megfelelő mikrobiom-összetétel segít megkülönböztetni a káros és hasznos mikroorganizmusokat, valamint szabályozza a gyulladásos folyamatokat (5).
Vitamin szintézis: bizonyos bélbaktériumok képesek K-vitamint és B-vitaminokat (pl. B12, folsav) szintetizálni, hozzájárulva ezzel a szervezet vitamin-ellátottságához (6).
Patogének elleni védelem: a hasznos baktériumok versenyeznek a táplálékért és a megtelepedési (kolonizációs) helyekért a kórokozókkal, ezáltal természetes védelmet nyújtva a fertőzések ellen (7).
Bélrendszer integritásának fenntartása: a mikrobiom segít fenntartani a bélnyálkahártya épségét, ami kulcsfontosságú a különböző betegségek megelőzésében (8).
A táplálkozás hatása a mikrobiomra
Étkezési szokásaink közvetlen és jelentős hatással vannak a mikrobiom összetételére és működésére. A táplálkozás az egyik legfontosabb környezeti tényező, amely befolyásolja a bélflóra diverzitását és stabilitását (9).
Étrend és mikrobiom-diverzitás
A változatos, dominánsan növényi alapú étrend általában nagyobb mikrobiom-diverzitáshoz vezet, ami az egészséges bélflóra jellemzője. Egy 2018-as tanulmány kimutatta, hogy azok, akik hetente több mint 30 különböző növényi élelmiszert fogyasztottak, jelentősen gazdagabb és változatosabb bélflórával rendelkeztek, mint azok, akik 10-nél kevesebb félét ettek (10).
Rostok szerepe
A rostokban gazdag étrend különösen fontos a mikrobiom egészsége szempontjából. A rostok prebiotikumként is szolgálnak, táplálva a hasznos bélbaktériumokat. Egy 2021-es kutatás szerint a magas rostbevitel növeli a rövid láncú zsírsavakat termelő baktériumok arányát, ami számos egészségügyi előnnyel jár, beleértve a gyulladáscsökkentő hatást és a jobb anyagcserét (11).
Feldolgozott élelmiszerek hatása
A magas cukor- és zsírtartalmú, erősen feldolgozott élelmiszerek negatívan befolyásolják a mikrobiom összetételét. Egy 2019-es vizsgálat kimutatta, hogy az ultra-feldolgozott élelmiszerek fogyasztása csökkenti a hasznos baktériumok számát és növeli a potenciálisan káros fajok arányát (12).
Vajon érdemes mikrobiom vizsgálatot végeztetni?
Manapság nagy népszerűségnek örvendenek a mikrobiomra irányuló vizsgálatok, melyek számos ígéretes dolgot kínálnak, mint a bélflóra állapotának elemzése, betegségek előrejelzése és személyre szabott étrendi tanácsok. Azonban a kutatások jelenlegi állása szerint még számos megválaszolatlan kérdés felmerül, így a tesztek megbízhatósága és hasznossága egyelőre korlátozott.
A mikrobiom tesztek jelenleg nem alkalmasak betegségek diagnosztizálására vagy előrejelzésére. A tudomány még nem érti teljesen az egyes baktérium fajok és a szervezet közötti összetett kapcsolatokat. Bár léteznek összefüggések a bélflóra összetétele és bizonyos betegségek között, a vizsgálatok nem tudják eldönteni, hogy a mikrobiom változása okozza-e a betegséget, vagy a betegség változtatja meg a mikrobiomot.
A bélflóránk összetétele folyamatosan változik különböző tényezők (étrend, alvás, stressz, mozgás) hatására. Egy egyszeri mikrobiom teszt csak pillanatnyi állapotot mutat, ami nem alkalmas hosszú távú következtetések levonására vagy az egészségi állapot előrejelzésére.
Bár a mikrobiom tesztek személyre szabott étrendi tanácsokat ígérnek, valójában általános ajánlásokat adnak, figyelmen kívül hagyva az egyén teljes egészségi állapotát. A bélflóra egyensúlyának helyreállítása összetett folyamat, amit nem lehet kizárólag bizonyos baktériumfajok növelésével vagy épp csökkentésével vagy akár standardizált probiotikumokkal elérni.
Összefoglalás
A mikrobiom és a táplálkozás közötti kapcsolat kétirányú: étkezési szokásaink formálják a mikrobiomot, míg a mikrobiom befolyásolja, hogyan dolgozzuk fel és hasznosítjuk a tápanyagokat. Az egészséges, változatos és rostban gazdag étrend kulcsfontosságú a kiegyensúlyozott mikrobiom fenntartásában, ami viszont számos egészségügyi előnnyel jár.
A jövőbeli kutatások várhatóan még mélyebb betekintést nyújtanak majd a mikrobiom és az egészség közötti összefüggésekbe, lehetővé téve a jövőben a személyre szabott táplálkozási ajánlások kidolgozását a mikrobiom optimalizálására és az általános egészség javítására. Addig viszont támaszkodhatunk a hazai és nemzetközi ajánlásokra, egy változatos, rostdús alapanyagokra épülő étrendre. Hogy ez mit is jelent konkrétabban, hányféle rostfajta létezik, milyen szempontok szerint csoportosítjuk őket, illetve mi miben található, a következő cikkben kiderül.
Források:
Sender, R., Fuchs, S., & Milo, R. (2016). Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body. PLoS Biology, 14
Soltész Erzsébet, Gajda Zoltán a Rost jó Book, 2020
Lynch, S. V., & Pedersen, O. (2016). The Human Intestinal Microbiome in Health and Disease. New England Journal of Medicine, 375(24),
Qin, J., et al. (2010). A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature, 464(7285), 59-65.
Koh, A., et al. (2016). From Dietary Fiber to Host Physiology: Short-Chain Fatty Acids as Key Bacterial Metabolites. Cell, 165(6), 1332-1345.5.
Belkaid, Y., & Hand, T. W. (2014). Role of the microbiota in immunity and inflammation. Cell, 157(1), 121-141.
LeBlanc, J. G., et al. (2013). Bacteria as vitamin suppliers to their host: a gut microbiota perspective. Current Opinion in Biotechnology, 24(2), 160-168.
Kamada, N., et al. (2013). Control of pathogens and pathobionts by the gut microbiota. Nature Immunology, 14(7), 685-690.
Schroeder, B. O. (2019). Fight them or feed them: how the intestinal mucus layer manages the gut microbiota. Gastroenterology Report, 7(1), 3-12.
Zmora, N., Suez, J., & Elinav, E. (2019). You are what you eat: diet, health and the gut microbiota. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 16(1), 35-56.
McDonald, D., et al. (2018). American Gut: an Open Platform for Citizen Science Microbiome Research. mSystems, 3(3)
Makki, K., et al. (2018). The Impact of Dietary Fiber on Gut Microbiota in Host Health and Disease. Cell Host & Microbe, 23(6), 705-715.
Zinöcker, M. K., & Lindseth, I. A. (2018). The Western Diet-Microbiome-Host Interaction and Its Role in Metabolic Disease. Nutrients, 10(3), 365.
Ursell, L. K., Metcalf, J. L., Parfrey, L. W., & Knight, R. (2012). Defining the human microbiome. Nutrition reviews, S38-S44.
Sprockett, D., Fukami, T., & Relman, D. A. (2018). Role of priority effects in the early-life assembly of the gut microbiota. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 15(4), 197-205.
Comentários