Fra pickles og candy barer til piller og protein pulver, probiotika er udråbt som en helbreds velsignelse i alle varianter af fødevarer. Forbruget af disse gavnlige bakterier kan styrke tarmens mikrobiome og angiveligt forbedre alt fra fordøjelse til hjernefunktion. Men uanset hvilken form eller størrelse disse probiotiske kosttilskud kommer i, ser de ud til at have én ting til fælles - mange mennesker har simpelthen ikke fordel af dem, og i nogle specifikke tilfælde kan de faktisk skade.
Et par undersøgelser, der er offentliggjort i dag i tidsskriftet Cell, undersøger probiotiske kosttilskud for at afgøre, om de formodede vidunderbakterier faktisk giver den form for fordele, der er blevet hævdet. Resultaterne maler et mere kompliceret billede, og de vil sandsynligvis rangere mange blandt de millioner, der sværger ved probiotiske kosttilskud.
Seniorforfatter Eran Elinav, en immunolog ved Weizmann Institute of Science i Israel, og kolleger fandt, at mange menneskers mave-tarmkanaler afviser generiske probiotika, før de kan komme på arbejde. Endnu værre fandt Elinavas team, at mikrobiel konkurrence fra hylde-probiotika kan forhindre, at naturlige tarmbakterier genindstiller sig efter at have udslettet af antibiotika.
”Jeg tror, at vores fund kræver en grundlæggende ændring fra det i øjeblikket anvendte one-size-past-all paradigme, hvor vi tager til supermarkedet og køber en formulering af probiotika, der er designet af et eller andet firma, til en ny metode, der er personaliseret, ”Siger Elinav. "Ved at måle mennesker på en datadrevet måde ville man være meget bedre i stand til at udnytte forskellige probiotiske kombinationer i forskellige kliniske sammenhænge."
Den individuelle naturlige tarmmikrobiome, målt ved endoskopiske procedurer, kan påvirke, hvorvidt stamme af et probiotikum kommer til at rodfæstes i mave-tarmkanalen eller ej. (Eran Elinav et al.) Undersøgelserne er bestemt ikke de første til at stille spørgsmålstegn ved, hvor effektive generaliserede probiotiske kosttilskud virkelig er. De tilbyder dog et hidtil uset kig på, hvordan de supplerende bakterier befolket (eller ikke) i hele tarmen.
Det er stadig sandsynligt, at resultaterne ikke vil bremse den voksende interesse for bakterietilskud. Probiotika har eksisteret siden Ilya Metchnikoff drak kolera tilbage i 1892, men deres popularitet er steget i de senere år, ligesom antallet af læger, der anbefaler deres anvendelse. En nylig undersøgelse fandt, at 60 procent af lægerne havde anbefalet probiotiske fødevarer eller kosttilskud, og en National Health Interview Survey viste, at næsten 4 millioner amerikanere brugte probiotika i 2012 - et antal, der er firedoblet efter 2007.
Elinavs gruppe hævder ikke, at probiotiske kosttilskud ikke bærer tunge doser gavnlige tarmbakterier. Faktisk bekræfter undersøgelserne, at de gør det. Da mange probiotika sælges som kosttilskud, og derfor ikke er underlagt godkendelse og regulering af mange nationale lægemiddelagenturer, herunder den amerikanske fødevare- og lægemiddeladministration, begyndte teamet først at sikre, at de probiotiske kosttilskud i undersøgelsen faktisk indeholdt 11 vigtigste stammer, de skulle levere.
”Alle disse stammer var til stede og levedygtige til forbrug og videre efter passagen gennem GI-kanalen og endda i afføring, og de var stadig levedygtige, ” siger Elinav.
Men at afsløre, hvilken indflydelse disse bakteriestammer har på de mennesker, der forbruger dem, krævede mere graving, stikkende gennem patientens afføring og endda inde i deres tarm.
Forfatterne forsøgte at måle direkte tarmen ved at finde 25 frivillige til at gennemgå øvre endoskopier og koloskopier for at kortlægge deres baseline-mikrobiomer i forskellige dele af tarmen. ”Ingen har gjort noget helt lignende før, ” siger Matthew Ciorba, en gastroenterolog ved Washington University i Saint Louis School of Medicine, der ikke er tilknyttet undersøgelsen. ”Dette tager nogle hengivne frivillige og nogle meget overbevisende forskere til at få dette gjort.”
Nogle af de frivillige tog generiske probiotika og andre en placebo, før de gennemgik de samme procedurer to måneder senere. Denne virkelig insiders kig på tarmmikrobiomet viste, at nogle mennesker var "persister", hvis tarme med succes blev koloniseret af hyldeprobiotika, mens andre, kaldet "modstande", udvist dem, før de kunne blive etableret. Undersøgelsen antyder to grunde til variationen i den naturlige respons fra forskellige mave-tarmkanaler til probiotika.
Først og fremmest er hver persons oprindelige mikrobiome, eller den unikke samling af tarmbakterier, der hjælper med at diktere, hvilke nye stammer der vil eller ikke vil være i stand til at deltage i festen. Forfatterne tog tarmmikrobiomer fra resistente og vedvarende mennesker både og overførte dem til kimfrie mus, som ikke havde noget eget mikrobiom. Alle mus fik derefter det samme probiotiske præparat.
”Vi var ganske overrasket over at se, at musene, der indeholdt det resistente mikrobiome, modsatte de probiotika, der blev givet dem, mens mus, der fik det tilladte mikrobiom, tillod meget mere af probiotika at kolonisere deres mave-tarmkanal, ” forklarer Elinav. "Dette giver bevis for, at mikrobiomet bidrager til en given persons modstand eller tilladelse til givet probiotika."
Den anden faktor, der påvirkede individets respons på probiotika, var hver værts genekspressionsprofil. Inden probiotika blev indgivet, blev frivillige, som endte med at være resistente, vist at have en unik gensignatur i deres tarme - specifikt en mere aktiveret tilstand af autoimmun respons end dem, der havde tilladelse til kosttilskudene.
”Så det er sandsynligvis en kombination af det oprindelige mikrobiom og den humane immunsystemprofil, der slår sig sammen for at bestemme en persons specifikke tilstand af resistens eller kolonisering mod probiotika, ” siger Elinav. Disse faktorer var så tydelige, at holdet endda fandt, at de kunne forudsige, om et individ ville være resistent eller tilladt ved at se på deres baseline-mikrobiome og tarmgenekspressionsprofil.
Denne usædvanlige prøveudtagning i gastrointestinal kanal viste sig også at være nøglen, fordi mikrobiotasammensætningen, der blev fundet i en patients afføring, kun delvist var korreleret med hvad der blev fundet inde i tarmen. Med andre ord, simpelthen at bruge afføringsprøver som en proxy kan være vildledende.
Emma Allen-Vercoe, en mikrobiolog ved University of Guelph, der ikke var involveret i forskningen, siger, at forbrugere skal være opmærksomme på probiotiske begrænsninger, selvom de tilfældigvis er den type persister, der er mere modtagelige for probiotika uden for hylden.
”Hvis man ser på siden af et hvilket som helst probiotikum, viser det antallet af milliarder CFU [kolonidannende enheder], og wow, en milliard lyder som et stort antal. Men hvad du skal vide, er, at der er billioner af mikrober i den menneskelige tarm. Så hvad du lægger ind, og hvad der overlever, er relativt lille i sammenligning, ”siger Allen-Vercoe. "Ja, disse ting har evnen til at formere sig, og nogle er bedre end andre til at gøre det, men det, du lægger på, er stadig et dråbe i havet."
Elinavs anden undersøgelse kan være den første, der antyder, at probiotiske kosttilskud i specifikke tilfælde kan gøre det værre end intet overhovedet - de kan faktisk forårsage skade.
Tre grupper af patienter fik administreret antibiotika og modtog derefter enten probiotiske kosttilskud, deres egne naturlige tarmbakterier, eller fik lov til at komme sig naturligt. Gruppen, der modtog en dosis af deres egne bakterier, kom sig hurtigst, mens den gruppe, der modtog probiotika, tog længst med at komme sig i en naturlig tilstand af bakteriel mangfoldighed. (Eran Elinav et al.) Probiotika bruges ofte til at hjælpe med at starte tarmen biom efter et kursus med antibiotika, der kan dræbe gavnlige bakterier. Imidlertid er videnskabelig litteratur om praksis blandet, og FDA har endnu ikke godkendt et eneste probiotisk præparat til medicinske anvendelser.
Holdet gav 21 frivillige en blanding af antibiotika ciprofloxacin og metronidazol i standarddoseringer i en periode på syv dage, og simulerede den slags behandling, der ofte blev anvendt klinisk til GI-sygdomme fra Crohns sygdom til diverticulitis. Patienter blev derefter adskilt i tre grupper. En gruppe lod simpelthen deres egne mikrobiomer komme sig naturligt, den anden tog generiske probiotika, og den tredje fik en sund dosis af deres egen bakteriebiome, som var blevet opsamlet inden antibiotika brug og genadministreret via en autolog fækal mikrobiomtransplantation (aFMT ).
I den sidste gruppe blev antibiotikaeffekten fuldstændig vendt. Røstet med deres eget fækale materiale vendte patientenes mikrobiomer tilbage til det normale på få dage. (Elinavs gruppe forfølger et patent relateret til etFMT-arbejde.)
Men de, der tog probiotika, havde en meget anden reaktion. Generiske probiotika klarede sig godt ved at kolonisere tarmen, hvilket giver mening, da det oprindelige mikrobiom i det mindste delvis blev udslettet af antibiotika, men probiotika forbød den naturlige biome signifikant at komme sig og vende tilbage til sin naturlige tilstand. Selv seks måneder efter behandlingen var disse patienters naturlige biome ikke fuldstændigt genfundet, hvilket antyder, at udskiftningsbakterier uden for hylden ikke er en stor erstatning for den bredere mangfoldighed af naturligt mikrobiom.
”Vi taler om en hel regnskov i tarmen, der påvirkes på forskellige måder af forskellige antibiotika, og du kan ikke bare lave det op ved at give et probiotikum, ” siger Allen-Vercoe. ”Fordi lad os indse det, en probiotikum har måske syv eller otte stammer. Der er meget i litteraturen om, at nogle af disse bakterier er gavnlige, og det er interessant, men de er virkelig nogle af de få mikrober i tarmen, der er ret ligetil kultur. Og jeg tror, at det driver den probiotiske industri mere, end den gerne vil indrømme. ”
Ciorba tilføjer, at selv om resultaterne ikke viser nogen direkte skade på patienter, der er frisk fra antibiotika, er de bestemt mad til tanke. ”Hvis vi synes, at rekonstitution til en normal og forskelligartet mikrobiota er god, forudsiger dette potentielt, hvad der kan være en skade i en større befolkningsbaseret ramme, ” siger han. ”Det fremhæver for patienter og læger, at der kan være situationer, hvor langvarig probiotisk brug muligvis ikke er til gavn, hvis mangfoldighed er slutpunktet, som vi leder efter.”
Jonathan Eisen, fra UC Davis Genome Center, bemærker, at det humane mikrobiome, ligesom det, der findes i tarmen, er vigtigt for alle typer sundheds- og sygdomstilstande. Diversitet ser ud til at være en nøgle til dens succeser, men på samme tid er det en udfordring for forskere, der sigter mod at hjælpe dens funktioner.
”Det er dybt kompliceret og kompliceret og påvirkes af en række faktorer, herunder kost, immunstatus, opførsel, genetik, interaktion med andre mennesker og dyr, det byggede miljø, tilfældige kræfter, placering, vejr, rengøringspraksis og meget mere, ”Sagde Eisen i en e-mail. "Derfor er det generelt vigtigt for alle at indse, at det usandsynligt er, at vi finder enkle regler (f.eks. Tag dette probiotikum til dette sundhedsspørgsmål), der fungerer godt på tværs af en lang række mennesker under en lang række forhold."
