Zmiany klimatu są związane ze zmianami mikroflory jelitowej i procesem starzenia

W artykule opublikowanym w czasopiśmie Żywienie i metabolizm człowiekaNaukowcy debatowali nad rolą zmian klimatu w modulowaniu składu mikroflory jelitowej człowieka i procesu starzenia.

Przeglądając dostępne badania na te tematy, naukowcy doszli do wniosku, że zmiana klimatu może znacząco wpłynąć na dwukierunkową zależność między mikrobiomem jelitowym a starzeniem.

pobyt: Zależności między zmianami klimatycznymi, mikroflorą jelitową a procesami starzenia. Źródło obrazu: Jacob_09/Shutterstock

Wpływ zmian klimatycznych na mikroflorę jelitową człowieka

Wprowadzanie gazów cieplarnianych (dwutlenku węgla, metanu, podtlenku azotu i ozonu) oraz zmniejszanie naturalnych pochłaniaczy dwutlenku węgla to główne przyczyny zmian klimatu, które charakteryzują się przede wszystkim globalnym ociepleniem i zanieczyszczeniem środowiska.

Wzrost temperatury związany ze zmianami klimatycznymi może negatywnie wpływać na rozwój mikroorganizmów glebowych, prowadząc do zmiany składu mikrobiologicznego gleby. Badania wykazały, że globalne ocieplenie może zmienić ekosystem, zmniejszając zmienny węgiel w glebie, zwiększając liczbę bakterii oligotroficznych oraz zmniejszając liczbę grzybów i promieniowców.

Społeczności drobnoustrojów obecne w przewodzie pokarmowym (mikroflora jelitowa) są również wrażliwe na zmiany klimatu, zwłaszcza na temperaturę i wilgotność. Jeśli chodzi o mikrobiom glebowy, badania wykazały, że zmiany klimatyczne obniżają jakość i żyzność mikrobiomu glebowego oraz zmieniają jego skład.

Oczekuje się, że zmiana składu mikrobiomu glebowego zmieni cykl glebowy fosforu, siarki i azotu. Zmieniając oddychanie mikrobiomu, zmiana klimatu może zmienić poziom węgla i azotu w glebie.

Utrata różnorodności biologicznej gleby z powodu zmniejszonych mikrobiomów glebowych może prowadzić do wyczerpania mikroflory jelitowej człowieka. Niska zawartość substancji organicznych w glebie może obniżyć jakość i ilość mikroelementów w uprawach, co z kolei może zaburzać normalne funkcjonowanie i metabolizm drobnoustrojów jelitowych.

Obniżona jakość plonów żywności może zmienić skład mikroflory jelitowej poprzez zwiększenie liczebności Proteobacteria i zmniejszenie liczby Bacteroides. Zmiany te mogą dodatkowo wpływać na zdrowie ludzi poprzez zmianę produkcji niezbędnych mikro- i makroskładników odżywczych w organizmie.

Dieta a mikroflora jelitowa

Mikrobiom jelitowy odnosi się do grupy pożytecznych i patogennych mikroorganizmów. Dieta jest jednym z głównych czynników, które mogą bezpośrednio wpływać na skład i różnorodność mikroflory jelitowej. Makroskładniki odżywcze, w tym tłuszcze, białka, węglowodany i błonnik, mają wyraźny wpływ na mikroflorę jelitową.

Wpływ probiotyków i prebiotyków na mikroflorę jelitową był szeroko badany. Probiotyki to żywe szczepy mikroorganizmów, które podane w odpowiednich ilościach zapewniają gospodarzowi korzyści zdrowotne poprzez utrzymanie równowagi mikroflory jelitowej. Prebiotyki odnoszą się do nieżywotnych składników żywności, które zapewniają korzyści zdrowotne gospodarzowi poprzez regulację wzrostu i aktywności pożytecznych drobnoustrojów jelitowych.

Interakcja między probiotykami i prebiotykami jest wymagana do produkcji krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, które odgrywają istotną rolę w utrzymaniu integralności bariery jelitowej, wydzielaniu hormonów jelitowych, zapobieganiu stanom zapalnym i karcynogenezie oraz regulacji chromatyny.

Dowody sugerują, że bakterie probiotyczne mogą regulować starzenie komórkowe i degenerację związaną z wiekiem poprzez połączenie działań żywieniowych i immunoregulacyjnych. To podkreśla, że ​​dieta może wpływać na proces starzenia poprzez wpływ na mikroflorę jelitową. Zmiany mikroflory jelitowej spowodowane złym stanem odżywienia mogą znacznie wpłynąć na stan zdrowia ludzi.

Mikrobiota jelitowa a starzenie się człowieka

Wiadomo, że mikroflora jelitowa odgrywa ważną rolę w regulowaniu wielu procesów fizjologicznych, w tym metabolizmu, układu odpornościowego i układu psychoneurologicznego. Brak równowagi w składzie i różnorodności mikroflory jelitowej (dysbioza) może prowadzić do komplikacji zdrowotnych.

Niedawny model cech charakterystycznych starzenia podkreśla związek między mikroskopową dysbakteriozą a początkiem procesu starzenia. Zaobserwowano, że zmniejszona liczebność gatunków drobnoustrojów wytwarzających maślan jest związana z warunkami zdrowotnymi. Chociaż bogactwo mikroflory jelitowej zwiększa się wraz z wiekiem, osoby starsze wykazują zmniejszoną liczebność gatunków bakterii tworzących pierwotną mikroflorę.

Zmniejszona produkcja krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych i wtórnych kwasów żółciowych oraz zwiększona produkcja lipopolisacharydów przez mikroflorę jelitową może prowadzić do przewlekłego stanu zapalnego niskiego stopnia, który jest cechą charakterystyczną wielu chorób związanych z wiekiem.

Komunikacja między mikrobiomem jelitowym a mózgiem (oś jelitowo-mózgowa) odbywa się różnymi drogami, w tym nerwem błędnym, jelitowym układem nerwowym, układem odpornościowym i metabolizmem tryptofanu. Szlaki te obejmują szereg metabolitów wytwarzanych przez mikroflorę jelitową, w tym krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, aminokwasy rozgałęzione i peptydoglikany.

Brak równowagi w obfitości pożytecznych i patogennych bakterii może wpływać na związane z wiekiem zdolności fizyczne, wywołując stany zapalne, zmniejszając beztłuszczową masę mięśniową, zmieniając metabolizm tłuszczów i zmniejszając poziom witamin. Duża obfitość pożytecznych społeczności bakteryjnych wiąże się z odpowiedzią przeciwzapalną, poprawą oddychania mitochondrialnego i zwiększoną produkcją krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych.

Dysbakterioza enterobakteryjna może wpływać na funkcje poznawcze i samopoczucie psychiczne poprzez zwiększenie biomarkerów płynu mózgowo-rdzeniowego, poziomu lipopolisacharydów i odkładania się amyloidu w mózgu. Zmiany te są związane z początkiem chorób neurodegeneracyjnych związanych z wiekiem, w tym choroby Alzheimera.

Dysbioza jelita cienkiego może zmienić szereg procesów metabolicznych, prowadząc do nadmiernego gromadzenia się tłuszczu, insulinooporności i nietolerancji glukozy. Zmiany te są związane z rozwojem otyłości, cukrzycy i innych zaburzeń metabolicznych.

wskazanie

W tym artykule przeglądowym znaleziono związek między zmianami klimatycznymi, mikrobiomem jelitowym i starzeniem się człowieka. Naukowcy zwracają jednak uwagę, że badania badające to powiązanie są ograniczone. Dlatego potrzebne są dalsze badania, aby udowodnić wpływ różnych aspektów zmiany klimatu na mikroflorę jelitową i proces starzenia.