Mikroberne, der lever i tarmen, er nøglen til et godt helbred. Dr_Microbe / iStock / Getty Images Plus

Du ved det muligvis ikke, men du har en hær af mikrober, der er inde i dig, der er vigtige for at bekæmpe trusler, inklusive den virus, der forårsager COVID-19.

I de sidste to årtier har forskere lært, at vores kroppe er hjemsted for flere bakterieceller end menneskelige. Dette bakteriesamfund, der lever i og på os - kaldet mikrobiomet - ligner et firma, hvor hver mikrobeart udfører specialiserede job, men alle arbejder for at holde os sunde. I tarmen balancerer bakterierne immunresponset mod patogener. Disse bakterier sikrer, at immunresponset er effektivt, men ikke så voldsomt, at det forårsager sikkerhedsskader på værten.

Bakterier i vores tarme kan fremkalde et effektivt immunrespons mod vira, der ikke kun inficerer tarmen, såsom norovirus og rotavirus, men også dem, der inficerer lungerne, såsom influenzavirus. De gavnlige tarmmikrober gør dette ved at bestille specialiserede immunceller til at producere potente antivirale proteiner, der i sidste ende eliminerer virale infektioner. Og kroppen af ​​en person, der mangler disse gavnlige tarmbakterier, har ikke så stærkt et immunrespons på invaderende vira. Som et resultat kan infektioner blive ukontrollerede og tage en sundhedsafgift.

Jeg er mikrobiolog fascineret af måderne bakterier former menneskers sundhed på. Et vigtigt fokus for min forskning er at finde ud af, hvordan de gavnlige bakterier, der befolker vores tarme, bekæmper sygdom og infektion. Mit seneste arbejde fokuserer på linket mellem en bestemt mikrobe og sværhedsgraden af ​​COVID-19 hos patienter. Mit ultimative mål er at finde ud af, hvordan man forbedrer tarmmikrobiomet med diæt for at fremkalde et stærkt immunrespons - ikke kun SARS-CoV-2, men alle patogener.

Gode ​​bakterier hjælper immunsystemet med at afværge skadelige mikrober. chombosan / iStock / Getty Images Plus

Hvordan holder hjemmehørende bakterier dig sund?

Vores immunforsvar er en del af et komplekst biologisk respons mod skadelige patogener, såsom vira eller bakterier. Men fordi vores kroppe er beboet af billioner af mest gavnlige bakterier, virus og svampe, er aktivering af vores immunrespons tæt reguleret for at skelne mellem skadelige og nyttige mikrober.

Vores bakterier er spektakulære ledsagere, der flittigt hjælper med at forsvare vores immunforsvar for at bekæmpe infektioner. En sædvanlig undersøgelse viste, at mus behandlet med antibiotika, der fjerner bakterier i tarmen, udviste en nedsat immunrespons. Disse dyr havde et lavt antal antikæmpende hvide blodlegemer, svage antistofresponser og dårlig produktion af et protein, der er afgørende for bekæmpelse af virusinfektion og modulering af immunresponset.

I en anden undersøgelsemus blev fodret Lactobacillus bakterier, der almindeligvis anvendes som probiotiske i fermenteret mad. Disse mikrober reducerede sværhedsgraden af ​​influenzainfektion. Det Lactobacillus-behandlede mus tabte sig ikke og havde kun mild lungeskade sammenlignet med ubehandlede mus. Tilsvarende har andre fundet, at behandling af mus med Lactobacillus beskytter mod forskellige undertyper af indflydelse virus og humant respiratorisk syncytial virus - hovedårsag til viral bronkiolitis og lungebetændelse hos børn.

Fermenterede fødevarer som kimchi, røde rødbeder, æblecidereddike, yoghurt med kokosmælk, agurkgurker og surkål kan hjælpe med at give gavnlige bakterier. marekuliasz / iStock / Getty Images Plus

Kronisk sygdom og mikrober

Patienter med kroniske sygdomme inklusive type 2-diabetes, fedme og hjerte-kar-sygdomme udviser et hyperaktivt immunsystem, der ikke genkender en harmløs stimulus og er knyttet til et ændret tarmmikrobiom.

I disse kroniske sygdomme mangler tarmmikrobiomet bakterier, der aktiveres immunceller der blokerer reaktionen mod harmløse bakterier i vores tarme. En sådan ændring af tarmmikrobiomet observeres også i babyer leveret med kejsersnit, enkeltpersoner, der spiser en fattig kost og ældre.

I USA var 117 millioner individer - ca. halvdelen af ​​den voksne befolkning - lider af type 2-diabetes, fedme, hjerte-kar-sygdomme eller en kombination af dem. Det antyder, at halvdelen af ​​amerikanske voksne har en defekt mikrobiomhær.

Forskning i mit laboratorium fokuserer på at identificere tarmbakterier, der er kritiske for at skabe et afbalanceret immunsystem, der bekæmper livstruende bakterielle og virale infektioner, samtidig med at de tolererer de gavnlige bakterier i og på os.

I betragtning af at diæt påvirker mangfoldigheden af ​​bakterier i tarmen, mine laboratorieundersøgelser viser, hvordan diæt kan bruges som en terapi for kroniske sygdomme. Ved hjælp af forskellige fødevarer kan folk skifte deres tarmmikrobiom til et, der øger et sundt immunrespons.

En brøkdel af patienter inficeret med SARS-CoV-2, den virus, der forårsager COVID-19 sygdom, udvikler alvorlige komplikationer, der kræver indlæggelse på intensivafdelinger. Hvad har mange af disse patienter til fælles? Alderdom og kroniske diætrelaterede sygdomme som fedme, type 2-diabetes og hjerte-kar-sygdomme.

Sort- og Latinx-personer er uforholdsmæssigt ramt af fedme, type 2-diabetes og hjerte-kar-sygdomme, som alle er knyttet til dårlig ernæring. Således er det ikke tilfældigt disse grupper har lidt flere dødsfald fra COVID-19 sammenlignet med hvide. Dette er ikke kun tilfældet i USA, men også i Storbritannien.

Opdage mikrober, der forudsiger COVID-19 sværhedsgrad

COVID-19-pandemien har inspireret mig til at skifte min forskning og udforske tarmmikrobiomets rolle i det alt for aggressive immunrespons mod SARS-CoV-2-infektion.

Mine kolleger og jeg har antaget, at kritisk syge SARS-CoV-2-patienter med tilstande som fedme, type 2-diabetes og hjerte-kar-sygdomme udviser et ændret tarmmikrobiom, der forværrer akut luftvejssyndrom.

Akut respiratorisk nødsyndrom, en livstruende lungeskade, hos SARS-CoV-2 menes at udvikle sig fra en dødelig overreaktion af immunresponset kaldet a cytokin storm der forårsager en ukontrolleret oversvømmelse af immunceller ind i lungerne. Hos disse patienter forårsager deres eget ukontrollerede inflammatoriske immunrespons snarere end selve virussen alvorlig lungeskade og multiorganfejl der fører til døden.

Flere undersøgelser beskrevet i en nylig gennemgang har identificeret et ændret tarmmikrobiom hos patienter med COVID-19. Imidlertid mangler identifikation af specifikke bakterier i mikrobiomet, der kunne forudsige COVID-19-sværhedsgraden.

For at løse dette spørgsmål rekrutterede mine kolleger og jeg COVID-19 indlagte patienter med alvorlige og moderate symptomer. Vi indsamlede afførings- og spytprøver for at bestemme, om bakterier i tarmen og oralt mikrobiom kunne forudsige COVID-19-sværhedsgraden. Identifikationen af ​​mikrobiomemarkører, der kan forudsige de kliniske resultater af COVID-19 sygdom, er nøglen til at prioritere patienter, der har brug for akut behandling.

Vi demonstreredei et papir, der endnu ikke er blevet peer-reviewed, at sammensætningen af ​​tarmmikrobiomet er den stærkeste forudsigelse for COVID-19-sværhedsgraden sammenlignet med patientens kliniske egenskaber, der almindeligvis bruges til at gøre det. Specifikt identificerede vi, at tilstedeværelsen af ​​en bakterie i afføringen - kaldet Enterococcus faecalis- var en robust forudsigelse af COVID-19 sværhedsgrad. Ikke overraskende, Enterococcus faecalis har været forbundet med kronisk inflammation.

Enterococcus faecalis opsamlet fra afføring kan dyrkes uden for kroppen i kliniske laboratorier. Således er en E. faecalis test kan være en omkostningseffektiv, hurtig og relativt let måde at identificere patienter på, som sandsynligvis vil kræve mere støttende pleje og terapeutiske indgreb for at forbedre deres chancer for at overleve.

Men det er endnu ikke klart af vores forskning, hvad bidraget fra den ændrede mikrobiom i immunresponset til SARS-CoV-2-infektion har. En nylig undersøgelse har vist det SARS-CoV-2 infektion udløser en ubalance i immunceller kaldet T-regulerende celler, der er kritiske for immunbalancen.

Bakterier fra tarmmikrobiomet er ansvarlige for korrekt aktivering af disse T-regulerende celler. Således er forskere som mig nødt til at tage gentagne patientafføring, spyt og blodprøver over en længere tidsramme for at lære, hvordan det ændrede mikrobiom, der observeres hos COVID-19-patienter, kan modulere COVID-19-sygdommens sværhedsgrad, måske ved at ændre udviklingen af ​​T- regulerende celler.

Som videnskabsmand i Latina, der undersøger interaktioner mellem diæt, mikrobiom og immunitet, må jeg understrege vigtigheden af ​​bedre politikker for at forbedre adgangen til sunde fødevarer, hvilket fører til et sundere mikrobiom. Det er også vigtigt at designe kulturfølsomme diætinterventioner til Black- og Latinx-samfund. Mens en diæt af god kvalitet muligvis ikke forhindrer SARS-CoV-2-infektion, kan den behandle de underliggende tilstande relateret til dens sværhedsgrad.

Takeaways

• Din tarm er hjemsted for billioner af bakterier, der er vigtige for at holde dig sund.

• Nogle af disse mikrober hjælper med at regulere immunforsvaret.

• Ny forskning, som endnu ikke er peer-reviewed, viser tilstedeværelsen af ​​visse bakterier i tarmen kan afsløre, hvilke mennesker der er mere sårbare over for et mere alvorligt tilfælde af COVID-19.

Om forfatteren

Ana Maldonado-Contreras, lektor i mikrobiologi og fysiologiske systemer, University of Massachusetts Medical School

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

Relaterede Bøger:

Kroppen holder scoren: Hjernens sind og krop i helingen af ​​traumer

af Bessel van der Kolk

Denne bog udforsker forbindelserne mellem traumer og fysisk og mental sundhed, og tilbyder indsigt og strategier for helbredelse og bedring.

Klik for mere info eller for at bestille

Breath: The New Science of a Lost Art

af James Nestor

Denne bog udforsker videnskaben og praksisen med åndedræt og tilbyder indsigt og teknikker til at forbedre fysisk og mental sundhed.

Klik for mere info eller for at bestille

Planteparadokset: De skjulte farer ved "sunde" fødevarer, der forårsager sygdom og vægtøgning

af Steven R. Gundry

Denne bog udforsker forbindelserne mellem kost, sundhed og sygdom, og tilbyder indsigt og strategier til at forbedre den generelle sundhed og velvære.

Klik for mere info eller for at bestille

Immunitetskoden: Det nye paradigme for ægte sundhed og radikal anti-aldring

af Joel Greene

Denne bog tilbyder et nyt perspektiv på sundhed og immunitet, der trækker på principper for epigenetik og tilbyder indsigt og strategier til at optimere sundhed og aldring.

Klik for mere info eller for at bestille

Den komplette guide til faste: Helbred din krop gennem intermitterende, alternativ-dages og forlænget faste

af Dr. Jason Fung og Jimmy Moore

Denne bog udforsker videnskaben og praksis med faste og tilbyder indsigt og strategier til forbedring af den generelle sundhed og velvære.

Klik for mere info eller for at bestille