Kosten har större inflytande på tarmfloran än tarmens försvarsmolekyler

Forskare vid Umeå universitet har funnit att bland de många faktorer som formar tarmmikrobiotans sammansättning har kosten en mycket starkare inverkan än defensiner, som är tarmens försvarsmolekyler som produceras av kroppen. I stället identifierade teamet att en möjlig roll för dessa molekyler är att förhindra höjda blodsockernivåer efter konsumtion av kaloririk "västerländsk kost".

Medan effekten av defensiner för att forma den vuxna mikrobiotans sammansättning är ganska liten jämfört med kosten, har defensiner fortfarande en mycket viktig roll för att skydda oss mot mikrobiella infektioner; och vår forskning belyser deras skyddande roll mot de metabola komplikationer som kan uppstå efter intag av kaloririk ”västerländsk kost” med hög fett- och sockerhalt, säger Fabiola Puértolas Balint, doktorand på Institutionen för molekylärbiologi vid Umeå universitet.

Hon arbetar i Björn Schröders forskargrupp, vilken är knuten till Umeå Centre for Microbial Research, UCMR, och The Laboratory for Molecular Infection Medicine Sweden, MIMS, vid Umeå universitet.

I våra tarmar lever och frodas biljontals mikroorganismer. Under de senaste decennierna har flertalet specifika bakterier i denna flora studerats omfattande på grund av dess koppling till många sjukdomar, däribland inflammatoriska tarmsjukdomar, fetma och diabetes, och även psykiska störningar. Tarmfloran skapas under födseln, varefter flera interna och externa faktorer hjälper till att forma bakteriesamhället till dess slutliga sammansättning. Dessa faktorer inkluderar bland annat kost (särskilt fibrer), genetik, medicinering, träning och försvarsmolekyler, så kallade antimikrobiella peptider.

Antimikrobiella peptider kan betraktas som kroppens egna naturligt producerade antibiotikamolekyler. I synnerhet produceras den största gruppen av antimikrobiella peptider – defensinerna – av alla kroppsytor, inklusive huden, lungorna och mag-tarmkanalen. Defensiner anses vara immunsystemets första försvarslinje mot infektioner men samtidigt har de också ansetts vara avgörande för att forma mikrobiotan i tunntarmen. Det har dock hittills varit oklart hur stor deras effekt är jämfört med kosten, som är känd för att ha stor inverkan.

För att undersöka detta använde forskarna i Björn Schröders lab normala friska möss och jämförde deras sammansättning av mikrober i tunntarmen med möss som inte kunde producera funktionella defensiner i tarmen, och sedan fick båda musgrupperna antingen en hälsosam kost eller en kost med lite fiber i västerländsk stil.

– När vi analyserade sammansättningen av mikrobiota inuti tarmen och vid tarmväggen i två olika regioner i tunntarmen blev vi förvånade – och lite besvikna – över att defensiner endast hade en mycket liten effekt på att forma tarmfloran, säger Björn Schröder.

Tarmdefensinerna hade dock fortfarande viss effekt direkt vid tarmväggen, där defensinerna produceras och utsöndras. Här verkade några få distinkta bakterier påverkas av förekomsten av defensiner, bland dem Dubosiellaoch Bifidobacteria, troligen på grund av defensinernas selektiva antimikrobiella aktivitet.

– Till vår förvåning fann vi också att kombinationen av att äta ”västerländsk kost” och brist på funktionella defensiner ledde till höjda blodsockervärden, vilket tydde på att defensiner kan hjälpa till att skydda mot metabola störningar när man äter en ohälsosam kost, säger Björn Schröder.

Forskarnas resultat tyder på att strategier som syftar till att positivt modulera tarmfloran snarare bör fokusera på kosten, eftersom modulering av sammansättningen via ökad produktion av egna värdförsvarsmolekyler, såsom defensiner, endast kan ha en liten inverkan på den totala sammansättningen. Det är dock möjligt, särskilt tidigt i livet när tarmfloran ännu inte är helt mogen, att defensiner kan ha en starkare effekt på den mikrobiella sammansättningen. Ändå kan en ökning av produktionen av defensiner fortfarande vara ett värdefullt alternativ för att förhindra uppkomst av metabola störningar.

Resultaten har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Microbiology Spectrum.

Fabiola Puértolas Balint and Björn Schröder: Intestinal α-Defensins Play a Minor Role in Modulating the Small Intestinal Microbiota Composition as Compared to Diet. Microbiology Spectrum. 2023. DOI: https://doi.org/10.1128/spectrum.00567-23

Källa: Umeå universitet.