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科学者たちは、宿主が微生物の栄養源を飢えさせることを発見しました。本質的には微生物を強制して入札しました。

私たち一人一人は半分の人間です。 もう半分は微生物です。 たくさんのウイルス、真菌、細菌、その他の微生物が私たちの皮膚を覆い、私たちの重要な器官を覆っています。 我々は、これらの微生物のコミュニティに依存して、食物を消化し、ビタミンを合成し、免疫系を強化し、さらに精神的健康を維持する。

新しい知見は、近代的な食生活と抗生物質の過剰使用は、慈悲深い統一者としての地位を損なう可能性があり、微生物に有利に働く可能性があることを示している。

栄養の楽園

デューク大学医学部の分子遺伝学と微生物学の助教授ローレンス・デイヴィッド教授は、「細菌と私たちにとって自然な秩序があります。 「ある意味では、我々ホスト（ホスト）がもっと多くのカードを保持することは驚くべきことではない」

1グラムあたり、世界の他の生態系に比べて腸内に多くの細菌が存在します。

しかし、ダビデは、特に腸内のミクロビオムの視野は、ウィリー・ウォンカのチョコレート工場のような豊富な食糧や資源が氾​​濫している栄養豊富なパラダイスであると語っています。他の世界のどの生態系よりも腸内に存在します。

全体として、これらの腸内細菌は、肝臓または脳と同程度にヒトの体重が約3ポンドである。 だから、腸が独特の優しい環境であるため、多くの科学者がこれらの微生物が非常に豊富であると信じることは驚くべきことではありません。

しかし最近、ハーバード大学の主任研究員に転向したデイビッドの研究室の博士課程の候補者であるアスペン・リースを含め、一部の研究者はその理論に疑問を投げかけています。

すべての種類の糞

訓練を受けた生態学者として、地球上の他のすべての生態系は、資源を競うメンバーを特徴としていることを理解しています。 なぜ腸は違うだろうか？ 窒素やリンなどの栄養素は、河川や湖沼の細菌をしばしば拘束します。 リースは、窒素も腸の限られた資源であるかどうか疑問に思った。

彼女は腸内微生物の窒素レベルを測定することに決めました。 腸内微生物は糞の中に住んでいるので、それは便試料を集めることを意味する。 同僚の助けを借りて、プリンストン大学のRob Pringleの助けを借りて、Reeseはケニアの野生のシマウマ、キリン、ゾウなど、30のさまざまな種類の哺乳動物から大便を手に入れました。 国内の羊、牛、および馬からのニュージャージー; ノースカロライナ州の人物。

彼女は試料を粉砕し、微生物が利用できる窒素と炭素原子の数を数えた。

「バクテリアは個々の生物で、逃げようとしているだけで、たくさん食べ物があります。」

Reeseは、人間の腸内の微生物は炭素原子10個ごとに平均して1個の窒素原子にしかアクセスできないが、ほとんどの自由生活微生物は1個の窒素から4個の炭素で構成される食餌を摂取することを発見した。

窒素レベルが実際に微生物をチェックできることを確認するために、Reeseはまた、天然に多くの窒素を含むタンパク質を豊富に含む食餌をマウスに与えた。 彼女がタンパク質の量を増やしたとき、マウスの腸の細菌の数は10倍になった。

ちょうど乗ろうとしている

さらに、マウスの血流に窒素を注入すると、その窒素の一部が腸内細菌になり、宿主が腸内の細胞から窒素を分泌し、飢餓から微生物を救出できることを示唆しています。 調査結果は 自然の微生物.

「私たちの発見は、私たちがバクテリアを窒素のために飢えさせておくことによって細菌を束縛した状態に保つ方法を進化させたという考えを支持しています。 "それはまた、西洋の食生活がなぜ私たちのために悪いかもしれないのかを説明します。 人々がタンパク質を多すぎると摂取すると宿主が小腸の窒素を取り込む能力が低下し、その多くが大腸に行き渡り、微生物群集を制御する能力が失われます」

この状況は、肥料が池や湖沼に流れ落ち、窒素やリンの濃度を上げたり、藻類や藻類の繁殖を促進したりする現象で、富栄養化と呼ばれるものに類似しています。

「微生物が人間にとって非常に有益である可能性があるため、腸が他の自然の部分よりも「歯と爪の赤い」が少ないと想像する方が簡単かもしれません」とHarvard Society of Fellowsのジュニアフェロー。 しかし、細菌は個々の生物であり、逃げようとするだけで、たくさんの食べ物があります。

正しい番号は何ですか？

人間の宿主が私たちの微生物の下着のコントロールを失っているという理論が残っているならば、微生物の集団全体を拭き取るために抗生物質を使用するのが上司であることを彼らに示す素晴らしい方法と思われるかもしれません。 しかし、リースとデイビッドによる別の研究では、戦術はあまりアドバイスされないことを示しています。

チームは、10マウスに経口抗生物質の5日間の治療を与え、毎日便のサンプルを分析した。 彼らの発見は、6月に eLife微生物が枯渇したときに硝酸塩や硫酸塩などの化学物質が蓄積し始めるような、エネルギー微生物の多くの源が依存していることが示されました。

「腸内で「正しい」数の細菌が何であるかという感覚は実際にはありません。 確かにゼロはあまりにも少なく、バクテリアだけでいっぱいになるのはあまりにも多いだろう」

抗生物質の経過が終わった直後に、マウスの腸内の化学的環境が現状に戻り、微生物が再び繁栄し始めた。

「腸内で「正しい」数の細菌が何であるかという感覚は実際にはありません」とReeseは言います。 「確かにゼロはあまりにも少なく、バクテリアだけでいっぱいになるのはあまりにも多いだろう」

ダビデは、抗生物質によって拭き取られる1000種以上の腸内細菌の多くが戻ってくることはないと警告しています。 彼らの実験では、彼のチームは、それらの微生物がマウスの腹部に戻ってきた唯一の方法は、お互いの便を食べているようにマウスが通常行うことをさせることであるということを発見しました。 「人々はおそらくそれをしたくないだろう」と彼は言う。

多くの研究は、抗生物質治療後に、人々の微生物が数年ではないにしても数ヶ月間変化し得ることを示している。 その変化は、病原体の好ましい繁殖地を作り出すことができる。

「通常、病原体は腸内に定着するのに苦労するだろう。 「生き延びるためには何兆もの細菌が殺到しています。 しかし、私たちが突然資源のための微生物の競争を奪うと、私たちはコントロールを失い、悪い病気を引き起こす悪いバクテリアが C. 手に負えない 大腸炎はより明確な経路を有する。

デビッドと彼のチームは、プレバイオティクスやプロバイオティクスを含む食品の選択が、我々のミクロバイオーム、ひいては私たちの健康とどのように関係しているかを調査しています。

「進化論的な歴史の中で、私たちの体はこれをすべて理解し、微生物を確認するシステムを構築する機会がありました」とReeseは言います。 「しかし、近代に住む研究者として、私たちは、価値の間の権利とそこに留まらせる方法について、まだ手を差し伸べようとしていると思います」

国立科学財団、ハートウェル財団、アルフレッドP.スローン財団、サール奨学生プログラム、欧州研究評議会、オーストリア科学基金などがこの活動を支援しました。

情報源： デューク大学

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