Mikrobiom jelitowy człowieka reprezentuje mikroorganizmy w przewodzie pokarmowym człowieka. Naukowcy wiedzą, że zdrowy mikrobiom jelitowy wpływa na układ odpornościowy, metabolizm, a nawet nastrój. Niemowlęta najpierw zostają wystawione na działanie drobnoustrojów przechodząc przez kanał rodny matki. Ponadto, gdy osoba dojrzewa, ma tendencję do uzyskiwania bardziej zróżnicowanych mikrobiomów. Ogólnie rzecz biorąc, zróżnicowany mikrobiom jest oznaką dobrego zdrowia [1].
Czy imbir może pomóc mikrobiomowi jelit?
Naukowcy są również świadomi, że dieta danej osoby może mieć ogromny wpływ na charakterystykę mikrobiomu jelitowego. Naukowiec z Uniwersytetu Kentucky w Louisville, Huang-Ge Zhang, był ciekawy, jak imbir i inne jadalne rośliny wpływają na mikrobiom. Przypomniał sobie, jak gdy był dzieckiem, matka często dawała mu do picia herbatę imbirową. Napój nadal jest popularnym wyborem, gdy ludzie chcą uspokoić żołądki lub złagodzić nudności.
W ramach swojej pracy jako mikrobiolog Zhang niedawno badał, w jaki sposób imbir i inne produkty spożywcze na bazie roślin mogą łączyć się ze zdrowiem mikrobiomu. Wiedział, że naukowcy wciąż muszą się wiele nauczyć o tym, jak konkretna żywność wpływa na charakterystykę mikrobiomu jelitowego. Zhang wierzył, że może przyczynić się do ciągłego wzrostu wiedzy o tym, jak imbirem leczy mikrobiom jelitowy.
Inspiracja z wcześniejszych badań
Naukowcy wcześniej doszli do wniosku, że drobnoustroje jelitowe czerpią energię pierwotną z pożywienia. Zhang chciał studiować pokrewny temat. Wcześniejsze badania, które przeprowadził z kolegami, koncentrowały się na skutkach nanocząstek podobnych do egzosomów (ELN). Są to małe pęcherzyki, które pomagają w komunikacji komórek zwierzęcych [2], chroniąc zawartość przed degradacją zewnętrzną. ELN zawierają również informacyjne RNA i mikroRNA (mRNA).
Niektóre z wcześniejszych badań Zhanga z innymi naukowcami dotyczyły myszy. Naukowcy odkryli, że ELN z żywności takiej jak imbir i brokuły mają działanie zapobiegawcze zarówno na sztucznie wywołane zapalenie okrężnicy – zapalenie okrężnicy – jak i na uszkodzenia wątroby spowodowane alkoholem u zwierząt. W badaniu opublikowanym w 2016 roku [3] naukowcy potwierdzili, że mRNA reguluje mikrobiom jelitowy.
Dokładniej, zsyntetyzowali mRNA i podawali je myszom doustnie. Wyniki pokazały, że mRNA wpłynęło na wzrost E.coli bakterie w mikrobiomie i poprawiły wyniki zapalenia okrężnicy u zwierząt. Dlatego naukowcy doszli do wniosku, że manipulowanie mikrobiomem jelitowym w ukierunkowany sposób może pomóc pacjentom z określonymi zaburzeniami.
Jak imbir leczy mikrobiom jelitowy
Gdy Zhang skupił się na ELN znalezionych w imbiru (GELN), zastanawiał się, czy bakterie jelitowe mogą je przyjąć, aby GELN promowały ekspresję genów bakterii. Najpierw zsekwencjonował GELN i zobaczył, jak mają wiele mikroRNA. Ten wniosek był jednym z fundamentów tych badań.
Pierwszy etap jego eksperymentów obejmował oczyszczanie GELN i karmienie nimi myszy. Następnie naukowcy zbadali skład drobnoustrojów jelitowych u zwierząt, sekwencjonując gen 16S rybosomalnego RNA (rRNA). Każdy mikroorganizm ma jeden, a 16S rRNA jest wspólne dla bakterii.
Kiedy zespół sprawdził, czy GELN wpłynęły na myszy, gryzonie, które je otrzymały, miały znaczny wzrost w rodzinie pożytecznych bakterii zwanych Lactobacillaceae. Niektórzy producenci wykorzystują bakterie z tej grupy podczas tworzenia suplementów probiotycznych dla ludzi.
Co ciekawe, wnioski wykazały, że w szczególności GELN były wyjątkowe w pobudzaniu wzrostu kilku rodzajów bakterii z Lactobacillaceae .Kiedy naukowcy przeprowadzili ten sam eksperyment z ELN z grejpfrutów, zaobserwowali odwrotny efekt, badając kultury pod mikroskopem.
W związku z tym ich praca pokazała, że ludzie nie powinni po prostu zakładać, że wszystkie ELN pomagają w jelitach niejednorodnych dla zdrowia. Raczej coś o imbiru wywołuje pożądane efekty.
Wpływ GELN na objawy zapalenia jelita grubego
Następnym celem było sprawdzenie, jak GELN mogą wpływać na zdrowie. Pacjenci z zapaleniem jelita grubego często mają zmiany i wrzody w wyściółce jelita. Zespół badawczy naśladował ten efekt, podając myszom substancję chemiczną o nazwie siarczan sodowy dekstranu. Szkodzi żołądek w podobny sposób, co dzieje się u pacjentów z zapaleniem okrężnicy.
Grupa kontrolna myszy otrzymywała cząstki pomieszanego RNA wewnątrz lipidu pochodzącego z GELN. Druga grupa otrzymała GELN RNA. Objawy zapalenia jelita grubego w drugiej grupie myszy poprawiły się, ale w grupie kontrolnej nie.
To odkrycie potwierdziło, że naukowcy musieli sięgnąć głębiej, aby dowiedzieć się, co może się stać, gdy myszy otrzymają GELN RNA. Więc założyli inne eksperymenty, aby się dowiedzieć. Dalsze badania wykazały, że mikroRNA wewnątrz GELN aktywują liczne geny bakteryjne. Jednym był enzym w L. ramnoz bakterie. Testy sugerowały, że włącza on szlak powodujący ekspresję cytokiny w śluzie okrężnicy zwanej IL-22.
Wcześniejsze badania z innych grup wykazały, że IL-22 odgrywa zasadniczą rolę w regulacji zdrowia jelit [4]. Podobnie jak w przypadku pracy przeprowadzonej przez Zhanga i jego zespół, naukowcy wykazali wcześniej, że IL-22 ma działanie przeciwzapalne u myszy z objawami zapalenia okrężnicy i pomaga naprawić uszkodzenia tkanki wyściółki jelita. Mieli nadzieję, że przyniesie to korzyści ludziom, ale uznali, że potrzeba więcej czasu na zbadanie tej możliwości.
Ustalenia zespołu Zhanga potwierdzają te wcześniejsze wnioski. Zhang postrzega swoją pracę jako dowód koncepcji, który podkreśla potrzebę dalszych badań na temat wpływu ELN z roślin na mikrobiom jelitowy. Chociaż badanie dotyczyło imbiru [5], Zhang pracuje nad budowaniem biblioteki wszystkich ELN pochodzenia roślinnego. Chce zobaczyć, jak więcej z nich może wpływać na jelita.
Czy imbir może zapobiegać rakowi jelita grubego?
Trwające badania mogą na zawsze zmienić sposób, w jaki lekarze traktują problemy żołądkowo-jelitowe i zwiększyć ogólną uwagę, jaką zwracają na mikrobiom jelitowy. Również pełnotekstowa wersja badania [6] zawiera znacznie więcej szczegółów na temat metod naukowców i ich ustaleń. Ta praca jest niewątpliwie fascynująca i potrzebna. Inni badacze poszli w ich ślady, prowadząc badania nad mikrobiomem jelitowym i imbirem.
Na przykład badania pokazują, że imbir może znacznie zmniejszyć nudności, które mogą wynikać z powszechnych metod leczenia raka, takich jak chemioterapia [7]. Naukowcy chcą również dowiedzieć się więcej o potencjalnym wpływie imbiru na mikrobiom jelitowy u osób z polipami jelita grubego. Jak wspomniano wcześniej, osoby z zapaleniem jelita grubego mają zapalenie okrężnicy. Czasami stan ten przedstawia się jako wrzodziejące zapalenie jelita grubego. Osoby z tą chorobą doświadczają obrzęków, a także ran na wyściółce okrężnicy.
Osoby z wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego są bardziej narażone na rozwój raka jelita grubego niż populacja ogólna [8]. Ich lekarze często zalecają coroczne badania przesiewowe zwane kolonoskopią w celu sprawdzenia obecności polipów. Większość polipów jelita grubego nie powoduje objawów i jest nieszkodliwa. Jednak niektóre stają się rakowe. Podczas kolonoskopii lekarze, którzy znaleźli polipy, wykonują biopsje w celu monitorowania tego powikłania.
Naukowcy badający, w jaki sposób imbir może wpływać na jelita pacjentów z wcześniejszymi polipami jelita grubego, szukają osób, których kolonoskopia ujawniła polipy, które następnie zostały usunięte. Zamierzają ustalić, czy imbir może pozytywnie wpływać na mikrobiom jelitowy poprzez zapobieganie rakowi jelita grubego [9].
Oprócz grupy kontrolnej, która otrzymuje placebo, inna grupa będzie przyjmowała 1000 miligramów imbiru dwa razy dziennie przez 12 tygodni [10] i dostarczała próbki kału przez cały ten okres. Badacze ci zastosują to samo podejście, co Zhang i jego zespół, przyglądając się kondycji mikrobiomu jelitowego poprzez sekwencjonowanie genów 16S rRNA. Zespół spodziewa się zakończyć badania do końca maja 2020 r.
Przejście do dobrze znanych przypraw, aby dowiedzieć się więcej o zdrowiu układu pokarmowego
Inne niedawne badanie, które poinformowało, jak imbir może modyfikować mikrobiom jelitowy, dotyczyło również innych popularnych przypraw. Wraz z imbirem naukowcy użyli czarnego pieprzu, długiego pieprzu i kurkumy. Odkryli, że wszystkie te substancje mogą korzystnie wpływać na społeczności bakterii kałowych [11] w sposób niespotykany w grupie kontrolnej.
W badaniu tym uczestniczyło tylko 12 osób [12], ale zespół badawczy powiedział, że ich następnym celem jest przeprowadzenie kolejnej próby na ludziach i dalsze zbadanie efektów, które zaobserwowali. Na przykład uważają, że możliwe jest wzmocnienie terapeutycznego działania ziół. Jeśli tak, to osiągnięcie to będzie decydującym krokiem postępu w stosowaniu interwencji roślinnych w leczeniu problemów trawiennych.
Inny zespół wyciąga fascynujący wniosek na temat imbiru
Naukowcy są zainteresowani tym, jak imbir może zmienić mikrobiom jelitowy, aby pomóc ludziom, którzy nie mają problemów z jelitami. W marcu 2019 roku grupa opublikowała badanie, w którym badano powiązania między modulacją mikrobiomu jelitowego a otyłością. Użyli również imbiru. Cztery grupy myszy otrzymywały dietę normalną lub wysokotłuszczową przez 12 tygodni. Niektóre posiłki zawierały imbir, a inne nie.
Naukowcy dowiedzieli się, że myszy karmione dietą wysokotłuszczową z imbirem miały zmniejszenie tempa ciała, stany zapalne o niskim nasileniu, złogi tłuszczu w wątrobie i insulinooporność w porównaniu z myszami, które nie jadły imbiru [13]. Co więcej, naukowcy zaobserwowali wzrost kilku grup pożytecznych bakterii, które wchodzą w skład mikroflory jelitowej.
Wykroczenie poza Ginger w celu poprawy mikrobiomu jelit
Powyższe badania koncentrują się w szczególności na zmianie mikrobiomu jelitowego imbirem. Naukowcy są również zainteresowani poznaniem innych terapeutycznych sposobów pozytywnej zmiany tego stanu. Jeden przypadek dotyczył konkretnych mieszanek żywności podawanych niedożywionym dzieciom. Dzieci, które otrzymały mieszankę banana, ciecierzycy, orzeszków ziemnych i soi [14], miały mikrobiom jelitowy bliższy ich zdrowym rówieśnikom w porównaniu z grupą kontrolną.
Inne badanie dotyczyło wykorzystania orzechów włoskich do wpływania na skład mikrobiomu jelitowego. Niektórzy badani otrzymywali 42 gramy orzechów dziennie przez dwa trzytygodniowe okresy, podczas gdy grupa kontrolna w ogóle ich nie jadła. Zespół badawczy doszedł do wniosku, że orzechy spowodowały korzystne zmiany w rozpowszechnieniu [15] zdrowych bakterii jelitowych, jednocześnie zmniejszając liczebność mniej pożytecznych bakterii. Ponadto obniża poziom LDL związany ze „złym” cholesterolem.
Wiele osób zaczęło słyszeć powiedzenie „jabłko dziennie trzyma lekarza z dala” w dzieciństwie. Naukowcy chcieli sprawdzić, które części jabłka mają najwięcej bakterii i mogą być najbardziej korzystne dla zdrowia jelit. Ustalili, że rdzeń zawiera około 100 milionów bakterii [16], podczas gdy miąższ owocu ma tylko 10 milionów. Powiedzieli, że bakterie z ekologicznych jabłek są bardziej zróżnicowane i zrównoważone. Te odkrycia dają ludziom powód do zaprzestania wyrzucania rdzeni.
Profesor eksperymentuje również z tym, jak skórki pomarańczowe pomagają mikrobiomowi jelitowemu. Otrzymał grant w wysokości 1,5 miliona dolarów [17] z National Institutes of Health i jest szczególnie zainteresowany polimetoksyflawonami. To klasa flawonoidów występujących w owocach cytrusowych — głównie w skórkach. Ma nadzieję dowiedzieć się, jak ludzie mogą zmienić swoją dietę, aby pomóc w zapaleniu okrężnicy. Pomocne może być używanie skórki pomarańczowej lub skórki pomarańczowej w przepisach, podobnie jak suplementy.
Jest też dobra wiadomość dla osób, które lubią pić czerwone wino i dbają o zdrowie jelit. Naukowcy pracujący w King’s College London przetestowali wpływ spożywania kilku rodzajów alkoholu na różnorodność mikroflory jelitowej. Uczestnicy pili czerwone i białe wino, piwo i alkohole. Jednak czerwone wino było jedynym napojem w grupie, który promował bardziej zróżnicowany skład bakterii jelitowych [18]. Naukowcy uważają, że wyniki są częściowo spowodowane polifenolami w czerwonym winie.
Atrakcyjne wyniki
Praca Zhanga i jego współpracowników była pierwszym badaniem opisanym w artykule o tym, jak imbir leczy mikrobiom jelitowy. Jednak naukowcy mają wiele innych powodów, aby nadal obserwować, jak imbir i inne pokarmy stymulują przebudowę mikrobiomerów jelitowych u ludzi. Jednak może minąć kilka lat, zanim naukowcy wyciągną ostateczne wnioski.
Mimo to wspomniane tutaj i inne badania mogą wspólnie dać bardzo potrzebną jasność co do tego, które pokarmy roślinne pomagają ludziom mieć różnorodny i zdrowy mikrobiom jelitowy. Osoby dbające o zdrowie mogą dokonywać strategicznych wyborów żywieniowych, które pomogą im żyć zdrowiej i mają więcej możliwości zarządzania chorobami.
