微生物は移民宿主とともに彼らの新しい環境に適応する

微生物は移民宿主とともに彼らの新しい環境に適応する

ミネソタ大学のDan Knightsグループが最近発行した論文で、 セル アジアの田舎の環境から米国への移民の数ヶ月で微生物の組成と多様性が変化したと報告しています。 著者の主な発見事項は次のとおりです。

  • アジアの農村地帯からの米国への移民は、腸内微生物種の喪失、植物繊維の分解に関連する細菌酵素の多様性および喪失に関連している
  • バクテロイデス 米国で過ごした時間に応じて、繊維消化Prevotella株を置換した菌株
  • 多様性の喪失は肥満と共に増加し、世代を超えて複合化された

「米国に到着した直後に人々は元来の微生物を失い始めた」とKnights氏はインタビューしたところ ワシントン・ポスト。 興味深いことに、移民の子どもたちは、15と5の多様性の喪失率が別のものになっていたことが分かりました。「多様性の損失はかなり顕著でした。アメリカに住むだけで、微生物多様性の10% 。

ナイツと彼の同僚は、アジアの農村地域、モン族およびカレン族の500移民女性よりも、糞便サンプル中の腸内微生物とその遺伝子含量の相対的な豊富さと多様性を調べました。 米国到着前と到着後のスナップショットを取得するために、研究者は19カレンの女性から出発前と到着後にサンプルを採取しました。 科学者たちは、これらすべての微生物を、米国生まれの36ヨーロッパ系アメリカ人と比較しました。

移民の腸内の優性種は、細菌群の系統から変わった Prevotella と呼ばれるグループに バクテロイデス。 属 Prevotella taxaに属する バクテリオイド 分類群と一緒に Firmicutes ヒト消化管における腸内微生物の大半を占める。

アフリカ(ハツァ)および南アメリカ(ヤノマミ)におけるハンター採集集団の残存者と、先進国、特に北米、ヨーロッパおよびオーストラリアに住む集団との間の腸内微生物群の類似の差異は以前に記載されているSmits et al。 科学357、2017; デフィリッポ、PNAS 2010)。 工業化された集団は、 バクテリオイダイト一方、アフリカ、アジア、南米大陸の伝統的な集団は、田舎の農業者から狩猟採集民までの様々なライフスタイルを含み、一部では、ナイトの研究のようにPrevotella taxaの豊富さによって区別されるSmits et al。 科学).

ブルキナファソ村アフリカ
例えば、アフリカのある地域であるブルキナファソ(Burkina Faso)の子供たちの腸内細菌の研究では、 Prevotella 腸内細菌の53%を構成したが、年齢の一致したヨーロッパの子供には存在しなかった。 また、長期の食事は、腸内微生物組成と強く関連していることが示されています。西洋食の典型的なタンパク質や動物性脂肪をたくさん食べる人は、バクテロイデス菌が主に、複雑な炭水化物、特に繊維、Prevotella支配する。 Prevotella 種は、米国よりもアジアでより一般的な食物を含む繊維を消化する酵素を産生する。

世界各地に住む人々の間のこれらの腸内微生物の違いは、最初は安定した地域特性のように見えましたが、ナイトのものを含む2つの最近の研究は、食事やその他の生活習慣の要因によって影響を受けることを強く示唆しています。 生命の最初の3年の間にプログラムされている腸内微生物叢は、最も効果的な代謝機構に対する異なる食事と要求に適応していますか?

この質問に答えるために、 ジャスティン・ソンネンブルクと彼のグループ 食生活の季節的変動と、腸内微生物叢の組成および機能的能力との間の可能な関係を検討した。 東アフリカのリフト渓谷に住んでいるハザは、11月から4月の雨季と5月から10月の乾季の2つの異なる時期を迎えます。 繊維に富んだ塊茎や植物の摂取は一年中行われていますが、梅の季節にはベリーの餌やハチミツの消費が多く、乾季にはハンティングが最も効果的です。 より高い肉消費期間は、腸内のバクテロイデス種の増加と関連していた。 同じクラスの微生物は、雨季に再び工業化された微生物のものと著しく類似した状態にまで減少した。 湿った季節にハダ微生物叢の検出不能なレベルに追い込まれる分類群は、工業化された集団において、季節にかかわらずまれであるかまたは存在しない分類群に対応する。 しかし、消化酵素の異なるパターンの発現と同様に、腸内微生物の多様性と豊かさにおける工業化された集団の変化とは対照的に、乾性期には常にハダのマイクロバイオームは完全な多様性に戻った。

ナイツの移民に見られる腸内微生物の多様性と繊維分解種の腸内微生物の減少が、異なる季節のハザで起こるように、彼らの土地や食生活の習慣に戻ったときに可逆的であったかどうかを知ることは魅力的でした、あるいはこれらの変化が工業化された国のように恒久的であった場合、

腸内微生物の組成と機能の急激な変化は、移民の健康にどんな影響を及ぼしましたか? 一般に、微生物の多様性が低下するにつれて、微生物の変化とヒトの病気との間の因果関係が確立されているにもかかわらず、肥満、糖尿病およびメタボリックシンドロームのような疾患のリスクが増加すると推定される。 確かに、Knightsのグループは、調査移民の多くの間で肥満率が6倍に増加したことを観察した。 肥満になった人はまた、多様性の10%を失った。

観察された移民の食生活の変化は、観察された移住者の腸内微生物の急速な変化よりも遅かったため、北米食以外の要因が、移転に伴うストレスや新しい環境への適応など、水の純度、薬物への曝露、特に抗生物質および他の生活習慣因子が挙げられる。

コメント:

  • いくつかの研究は、微生物群の腸内微生物多様性および相対存在量の変動を示す。 これらの変異は、一部の集団において周期的な季節的なパターンで起こることがあり、または集団がある国から伝統的な食習慣から高脂肪、高糖および低繊維食に移行するときに起こり得る。
  • 先進工業国では、微生物の多様性と豊富さの増加は特定の帯域幅内でしか起こらないが、一般に伝統的な社会で見られるレベルには達しない。
  • 食物摂取量の差は、このミクロバイオームの変動に顕著な役割を果たすように見えるが、食生活以外の要因、特にストレス、身体活動、衛生、飲料水の純度が原因である可能性がある。
  • しかし、今日まで、消化微生物の変化と肥満または他の疾患との因果関係は特定されていない。
アイスマンが私たちに健康的な食事に関する何かを教えてくれる?

アイスマンが私たちに健康的な食事に関する何かを教えてくれる?

「Iceman」または「Ötzi」は、オーストリアとイタリアの中央アルプスの山脈、ÖtztalAlpsの後退する氷河で数年前にミイラが発見された個体を指します。 彼のよく保存された体はイタリアのボルツァーノの考古学博物館の冷却室に保管されており、新石器時代から最も徹底的に調査された人物である可能性が高い。

この個人の胃内容は、ハンター採集者から農夫の生活様式に移行する人々の好みの食事、および関連する健康上の利益について何かを明らかにすることはできますか?

この質問に答えるために、調査官は最新の法医学研究によれば、最後の食事を楽しんだ直後に矢印によって殺されたこの5,300歳のヨーロッパの氷河ミイラの胃内容を調べました。 この研究では、アイスマンは新鮮なまたは乾燥した野生の肉および古代の穀物で補われた、食事中の脂肪の割合が著しく高いことが明らかになった。 以前の研究では、Icemanの腸内微生物組成は、農業社会(および霊長類)の微生物とより類似していることが示され、野生のゲームの時折の扱いを主とした植物ベースの食餌が示唆された。

この古代の食生活の健康上の利点についての証拠はありますか? 調査官は、人の胃に見られる大量の動物性脂肪に驚いた。 調査官は、「彼が住んでいた極端な高山環境で、そして海面上の3,210mでどこで見つけられたかで、ローミングのカロリーニーズを食べるために脂肪肉に負荷をかけたのか」と質問した。一方、動物脂肪組織脂肪は、冠状動脈疾患のリスク増加と強い相関性を有する。 コンピュータ断層撮影スキャンでは、彼は彼の主要な血管の高度なアテローム性動脈硬化症の状態、彼の裏庭で山間を登って定期的に活発な運動を持っている可能性がある個人の驚くべき発見で構成されている石灰化のスキャンがあった。 彼は彼の40s、彼の時間の人々の平均寿命、私たちの現在の平均余命の半分にあった。

明らかにこの研究は今回の食事習慣のスナップショットのみを提供し、さまざまな種類の食物の平均摂取量と炭水化物、タンパク質、脂肪の相対的な割合についてはほとんどわかりません。 しかし、彼の胃の中に穀類や炭水化物が存在し、彼の腸内微生物が構成されていることを考えると、アイスマンは確かに厳格な古典的な食生活を遵守していませんでした。

心臓血管の健康状態と寿命を比較すると、北米の食生活と私たちの座りえない生活習慣とを組み合わせることは、新石器時代の祖先よりもずっと良い健康成果と関連していることは驚くべきことです。肉や動物性脂肪が多い古代食物からの健康上の利益。

Maixner Fら アイスマンの最後の食事は、脂肪、野生の肉と穀物で構成されていました。 現在の生物学28:2348-55、2018

冬眠褐色熊の腸内微生物学の教訓

冬眠褐色熊の腸内微生物学の教訓

肥満と代謝の健康が損なわれていることはしばしば密接に関連していると考えられています。 しかし、イェーテボリ大学のFredrik Baeckhedの研究では、これは必ずしもそうではないことを示唆しています - 少なくとも茶色のクマでは! (1)

これらの動物が冬眠期間6に入ると、夏期および冬期の両​​方に体重および腸内微生物叢を調べることにより、特定の腸内微生物叢の多様性および相対存在量の大きな違いを特定した。 夏の間、クマは過食し、体重を劇的に増やしますが、冬の長期絶食期間中はすべての体重を失います。 この研究の最も魅力的な側面は、彼らの「夏の肥満」にもかかわらず、ベアは、メタボリックシンドロームとして知られるインスリン抵抗性および糖尿病を含む負の代謝変化、すなわち北アメリカおよび他の先進国で劇的な増加を示した代謝調節異常。

これらの季節的な代謝変化における腸内微生物の役割の可能性を捜し求めた研究者は、熊の腸内微生物と代謝物を調べました。 驚くべきことに、冬眠中には、多様性が減少し、特定の分類群、特にFirmicutesおよびActinobacteriaのレベルが低下し、Bacteroidetesのレベルが増加した。 異なる季節に得られたクマの糞便を、無菌マウス(自分の腸内微生物を持たないマウス)に移すと、熊の代謝所見のいくつかが模倣され、季節的代謝変動における微生物の役割が明らかになりました。

クマの季節的変化を示す3つの微生物分類群は、ヒト腸内微生物叢の大部分を占めており、腸管における相対的存在量の変化は、以前は肥満者のRuth Leyおよび共同研究者によって示されていた。 (2)彼らの研究では、肥満者が脂肪または炭水化物に制限された低カロリー食で体重を減らすにつれて、Bacteroidetesの相対的存在量が増加する一方、Firmicutesのそれは減少することが分かった。 バクテロイデテスの増加は、体重減少と有意に相関したが、総カロリー摂取量とは相関しなかった。 Peter Turnbaugh博士らの研究では、肥満微生物叢を自分の微生物叢を持たないマウスの腸に移すと(無菌マウスと呼ばれる)、それらが定着したマウスよりも体脂肪総量が有意に増加していた「細い微生物叢」。 彼らの結果は、「肥満ミクロビーム」が食事からエネルギーを収穫する能力が高まり、このタイプの肥満が腸内微生物叢によって「伝達可能」であることを示唆した。 (3)

褐色熊研究の研究に戻って、熊が長期絶食と体重減少の状態(Bacteroidetesの豊富さとFirmicutesの減少)にあったときに観察された腸内微生物の変化は、 "痩せた人間の微生物虫"に似ており、鏡肥満の被験者で観察された微生物変化のイメージは、微生物の代謝状態にある微生物叢をさらに意味する。

ほとんどの動物実験ではそうですが、魅力的なクマの研究からヒトの肥満の流行の原因とその治療への外挿は慎重に行わなければなりません。 ただし、いくつかの重要な意味があります。

  • 明らかに、人間の肥満に有害な代謝の結果を生じさせることなく、夏の後に熊が肥満な夏になることを可能にする微生物産生化学物質を同定することは素晴らしいことです。
  • 同様に、冬眠に入る時期に食べるためにクマの駆動を止めることができる微生物のシグナル伝達分子を特定することは、非常に興味深いことです。
  • 間欠的な断食は、体重を減らし、代謝の健康を改善する効果的な方法として提案されており、いくつかのヒトの研究はこのような食事療法を支持している。 (4)

最も重要なのは、他の最近のヒト研究(5)彼らは、腸内微生物の多様性と異なる分類群の相対的豊富における食餌誘発生理学的振動が、健康な生物の代謝状態に重要な影響を及ぼすことを確認している。 漸進的で明らかに不可逆的な多様性の低下を示している先進国に住む個人の微生物におけるこのような季節的な微生物振動の損失は、II型糖尿病およびメタボリックシンドロームを含む多くの慢性疾患において重要な役割を果たすようである。

  1. Sommer Fら 腸内微生物叢は、冬眠している茶色のウルス・アルクトス(Ursus arctos)のエネルギー代謝を調節する。 セルレポート14:1655-61、2016
  2. Ley、RE、等。微生物生態学:ヒトの腸内微生物は肥満と関連している。 自然。 2006 Dec 21; 444(7122):1022-3。
  3. Peter J. Turnbaugh et al。 エネルギー収穫能力の向上した肥満関連腸内微生物。 自然。 2006 Dec 21; 444(7122):1027-31。
  4. Patterson REら 断続的な断食と人間の代謝の健康。 J Acadニュートラダイエット。 2015 Aug; 115(8):1203-12。 doi:10.1016 / j.jand.2015.02.018。 Epub 2015 Apr 6。
  5. Smits SAら タンザニアのハザ狩猟採集民の腸内微生物季節におけるサイクリング。 科学357:802-6、2017
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American Gut Projectの一環として世界中の12,000の人々から得られた魅惑的な研究報告結果

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「最大の」ミクロバイオーム研究は、私たちの腸の健康に重く作用する

魅惑的な研究報告結果は、アメリカの腸管プロジェクトの一部として世界中の12,000の人々から得られたものです。 この画期的な研究の主な発見は、腸内の微生物の多様性と相対的な存在に影響を与えるのは、人が消費する植物由来の食品の多様性であるということです。精神障害と腸内微生物機能との関連、腸内微生物特性は健常人と比較していくつかの精神疾患の間でより類似している。 調査結果は単に関連性に基づくものであり、因果関係についての陳述は認められていないが、これまでに発表された腸内微生物データの最も包括的な分析である。