Vědci je známo již desítky let, že to, co jíme, může změnit rovnováhu mikrobů v našem trávicím traktu. Volba mezi BLT sendvič nebo jogurt parfait na oběd může zvýšení populací některých druhů bakterií a snižovat ostatní—a jako jejich relativní čísla změnit, oni vylučují různé látky, aktivace různých genů a pohlcují různé živiny.
a tyto volby potravin jsou pravděpodobně obousměrnou ulicí. Bylo také prokázáno, že střevní mikroby ovlivňují stravu a chování, stejně jako úzkost, deprese, hypertenze a řada dalších stavů. Ale přesně jak ty biliony malé hosty—souhrnně tzv. mikrobiomem—vliv na naše rozhodnutí, na které potraviny, aby se věci do úst, je záhadou.
neurovědci zjistili, že určité typy střevní flóry pomoci hostitelského zvířete zjistit, které živiny chybí v potravinách, a pak jemně titruje kolik těchto živin hostitele potřebuje k jídlu. „Bakterie, co dělat pro chuť k jídlu je něco jako optimalizace jak dlouho auto může běžet, aniž by museli přidat další benzín do nádrže,“ říká hlavní autor Carlos Ribeiro, který studuje stravovací chování Drosophila melanogaster, druh octomilky, na Champalimaud Centrum pro Neznámé v Lisabonu.
Ve studii zveřejněné v poslední době v PLOS Biology, Ribeiro a jeho tým ukázal, jak mikrobiomem vlivy drosophila nutriční rozhodnutí. Nejprve krmili jednu skupinu mušek roztokem sacharózy obsahujícím všechny potřebné aminokyseliny. Další skupina dostala směs, která měla některé aminokyseliny potřebné k výrobě bílkovin, ale postrádala esenciální aminokyseliny, které hostitel nemůže syntetizovat sám. U třetí skupiny much vědci odstranili esenciální aminokyseliny z potravy jeden po druhém, aby zjistili, která byla detekována mikrobiomem.
Po 72 hodinách na různých diet, letí ve všech třech skupinách byly prezentovány formou švédských stolů, které nabízejí své obvyklé sladké řešení spolu bílkoviny bohaté kvasinky. Vědci zjistili, že mouchy ve dvou skupinách, jejichž strava postrádala jedinou esenciální aminokyselinu, mají silnou touhu po kvasinkách, aby nahradily chybějící živiny. Ale když vědci zvýšil pět různých typů bakterie v much zažívacího traktu—Lactobacillus plantarum, L. brevis, Acetobacter pomorum, Commensalibacter intestini a Enterococcus faecalis—letí úplně ztratil touhu jíst více bílkovin.
vědci zjistili, že mouchy aminokyselin hladiny jsou stále nízké, což naznačuje, že bakterie nebyly jednoduše nahradí chybějící živiny z much stravy tím, že produkuje aminokyseliny sebe. Místo mikroby fungovaly jako malé metabolické továrny, mění jídlo, dostali se do nových chemických látek: metabolity, že vědci se domnívají, může být říkám, hostitelské zvíře by to mohlo pokračovat bez aminokyselin. V důsledku tohoto mikrobiálního triku byly mouchy schopny pokračovat v reprodukci, například-i když nedostatek aminokyselin obvykle brání růstu a regeneraci buněk,a proto reprodukci, vysvětluje Ribeiro.
dva druhy bakterií byly zvláště účinné při ovlivňování chuti mušek tímto způsobem: Acetobacter a Lactobacillus. Zvýšení obojího stačilo k potlačení proteinových chutí mouch a zvýšení jejich chuti k cukru. Tyto dvě bakterie také obnovena much reprodukční schopnosti, což naznačuje, že jejich těla jsou při běžné funkce, které obvykle dostávají omezené, kdy je nutriční deficit. „Jak mozek zpracovává tento trade-off nutriční informace je velmi fascinující, a naše studie ukazuje, že v mikrobiomu hraje klíčovou roli v tom, že zvíře, co dělat,“ Ribeiro říká.
dále tým odstranil enzym potřebný ke zpracování aminokyseliny tyrosinu v mouchách, takže je nezbytné, aby mouchy dostaly tyrosin prostřednictvím svého jídla, stejně jako jiné esenciální aminokyseliny. Překvapivě zjistili, že Acetobacter a Lactobacillus nebyly schopny potlačit touhu po tyrosinu v modifikovaných mouchách. „To ukazuje, že střevní mikrobiom se vyvinul tak, aby titroval pouze normální příjem esenciálních aminokyselin,“ vysvětluje Ribeiro.
výzkum přidává nový pohled na koevoluci mikrobů a jejich hostitelů. „Výsledky ukazují, že tam je unikátní cestu, která má coevolved mezi zvířaty a rezidentní bakterie v jejich střevech, a tam je bottom-up komunikaci o stravě,“ říká Jane Foster, který je neurolog na McMaster University v Ontariu, a ne spojené se studiem.
ačkoli výzkum nespecifikuje přesný mechanismus komunikace, Ribeiro si myslí, že by mohl mít různé podoby. Silné důkazy ze studie naznačují, že mikrobiálně odvozené metabolity přenášejí informace ze střeva do mozku a říkají hostiteli, zda potřebuje určitý druh potravy. „Jednou z velkých evolučních záhad je, proč jsme ztratili schopnost produkovat esenciální aminokyseliny,“ říká. „Možná tyto metabolity daly zvířatům větší volnost, aby byli nezávislí na těchto živinách a někdy se bez nich vypořádali.“
mikroby mohou mít své vlastní evoluční důvody pro komunikaci s mozkem, dodává. Za prvé, živí se tím, co hostitelské zvíře jí. Pro další, potřebují hostitelská zvířata, aby byla sociální, aby se hosté mohli šířit populací. Data jsou zatím omezena na zvířecí modely, ale Ribeiro věří, že komunikace střeva a mozku může v budoucnu poskytnout úrodnou půdu pro vývoj léčby pro člověka. „Je to zajímavé terapeutické okno, které by se jednoho dne mohlo využít ke zlepšení chování souvisejícího se stravou,“ říká.
