Hur påverkar diet de blomstrande samhällen hos mikrober som lever i din matsmältningskanal?
Det är personligt.
Ny forskning visar att de typer av livsmedel som människor äter verkligen påverkar sminkningen av deras tarmmikrobiom. Men samma mat kan ha motsatta effekter hos två olika individer. Det betyder att detaljerna för hur diet kommer att påverka en given persons tarm fortfarande är ett mysterium.
"Mycket av mikrobioms svar på livsmedel kommer att anpassas, eftersom varje person har den unika blandningen som är speciell för dem bara," säger Dan Knights, en beräkningsmikrobiolog vid University of Minnesota.
Måltider för mikrober
Mikroberna som fyller tarmkanalen kan ha ett stort inflytande på människors hälsa. Forskare har funnit att tarmbakteriesamhällen kan vara kopplade till svårigheten som vissa människor tappar i vikt, och de kan spela en roll vid hjärt-kärlsjukdomar. Mikrobiomet verkar också vara intimt bundet till immunsystemet, och därför spelar det en viktig roll i immunrelaterade sjukdomar och störningar, inklusive allergier.
Några studier har föreslagit att diet kan påverka mikrobiomet, sa Knights till Live Science, men kopplingen är dåligt förstått. Han och hans kollegor hanterade problemet genom att be 34 friska frivilliga att registrera varje matbit och dryck de konsumerade i 17 dagar i rad. Deltagarna samlade sedan avföringsprover under studien, som forskarna analyserade med en metod som kallas hagelgevärmetagenomik. Denna metod involverar att ta slumpmässiga prover av de genetiska sekvenserna i mikroberna i det fekala materialet, sade Knights och sedan sammanställa vilka arter och vilka gener dessa sekvenser kom från.
Denna mycket detaljerade strategi avslöjade att diet verkligen påverkar tarmbakterierna. Hos en given person kunde forskarna förutsäga förändringar i mikrobiomet baserat på vad de hade ätit dagarna före. För varje person hittade de en median med nio specifika förhållanden mellan en typ av mat och specifika tarmmikrobiomförändringar.
Men dessa förändringar generaliserades inte bra från en person till en annan. Teamet hittade 109 totala mat-tarm mikrobrelationer som delades av mer än en forskningsdeltagare - men bara åtta som delades av mer än två. Och av de åtta, fem av förhållandena gick i motsatta riktningar. I en deltagare fick ätande av en viss veggie en specifik grupp bakterier att föröka sig som galna. I en annan kunde samma veggie kväva samma grupp bakterier.
Vad finns det i en mat?
Näringsämnen på näringsetiketten korrelerade inte heller med någon av dessa förändringar. Till en början verkade det förvånande, sade Knights. Men sedan, sade han, "vi insåg att det är meningsfullt, eftersom näringsetiketterna är skrivna för människor."
Och medan människor kanske bryr sig om saker som magnesiuminnehåll och mättat fett, är tarmmikrober uppenbarligen mycket mer intresserade av de onoterade sakerna, inklusive hundratals okända föreningar som finns i en given mat.
"Det finns allt detta - jag gillar att kalla det mörk materia - det är i våra livsmedel som vi inte riktigt mäter," sade Knights.
Istället var korrelationerna som forskarna fann mellan tarmmikrober och specifika livsmedelstyper, såsom lövgröna grönsaker eller yoghurt (trots specifik typ). Två av deltagarna i studien konsumerade främst skakningar av måltidsersättning av märket Soylent. Det visade sig vara intressant, sade Knights, för även om dessa två personer fanns kvar på samma sak nästan varje dag, förändrades deras tarmsamhällen dagligen, precis som mikrobiomerna hos de på en mer varierad diet gjorde.
"Det finns mycket tydligt andra variationskällor i mikrobiomet utöver de livsmedel som vi äter," sade Knights.
Betydelsen av mikrobiomet
Trots den unika karaktären hos varje mikrobiom svar på specifika livsmedel, tror Knights att det finns ett sätt att känna till uppgifterna.
Att göra det kommer att kräva två tillvägagångssätt, sade han. Den första är att borra djupt i vad som faktiskt finns i specifika livsmedel. Forskare kommer att behöva identifiera specifika föreningar som tarmmikrober metaboliserar, för att förstå de snygga kalkiga detaljerna i tarmens ekosystem.
"Det är något som kommer att kräva mycket arbete, men vi kan komma dit," sade Knights.
Det andra tillvägagångssättet är att titta på enorma datamängder om dieter och mikrobiomsamhällen, sade han. Med tusentals deltagare kan trender dyka upp, även om detaljerna är unika för individer, sade han.
Studien finansierades av General Mills, livsmedelstillverkaren, vilket återspeglar företagets intresse för grundläggande näringsforskning, sade Knights. En viktig fråga som han och hans kollegor vill ta itu med är hur den moderna amerikanska dieten påverkar mikrobiomet. Människor som bor i utvecklingsländer eller i mer traditionella kulturer har olika tarmmikrobiomsamhällen än vad som finns i utvecklade länder, sade Knights.
"En sak som vi är mycket intresserade av att förstå är hur våra dieter i det moderna samhället kan bidra till förlusten av våra förfäder mikrober," sade han.
Forskarna rapporterade sina resultat 12 juni i tidskriften Cell Host & Microbe.
