Publisher

National Public Health Institute
Original page

alcohol, bacteria, bacteroidetes, coeliac disease, colon cancer, hypersensitivity, intestines, metabolism, mucous membranes, oxalates, research , RNA, Ribosomal, stools

Julkaistu 4.10.2005

Katsauksissa ja oppikirjoissa esiintyy arvioita, että ihmisen suolistossa on tuhannesta jopa kymmeneen tuhanteen eri bakteeria. Nyt amerikkalainen tutkijaryhmä on ensi kertaa pyrkinyt määrittämään suoliston bakteeriston koostumuksen niin laadullisesti kuin määrällisestikin. Stanfordin yliopiston professori David Relman tutkijaryhmineen julkaisi tutkimuksensa arvostetussa Science-tiedelehdessä keväällä 2005.

Lue aiheesta Suoliston mikobiston terveydellinen merkitys

"Suoliston bakteereista 62%" on ennestään tuntemattomia."

Suoliston bakteeristo on ihmisen ”tuntemattomin elin”. Se on välttämätön ihmisen elämälle, ja sen tiedetään osallistuvan ainakin ruoka-aineiden käsittelyyn ja suoliston epiteelin kehittymiseen sekä vaikuttavan immuunijärjestelmän kehittymiseen.

Tutkijat sekvensoivat 13 355 bakteerin ribosomaalista RNA geeniä. Bakteerit kerättiin kolmelta terveeltä koehenkilöltä eri puolilta suoliston limakalvolta ja ulosteesta. Suurin osa sekvensseistä oli ennestään tuntemattomia. Koehenkilöiden välinen vaihtelu oli suurta samoin kuin eri suoliston osista otettujen bakteerinäytteidenkin. Tutkimuksessa löydettiin yhteensä 395 eri fylotyyppiä, joista 62 % oli ennen tuntemattomia. Suurin osa 13 355 RNA sekvensseistä luokiteltiin Clostridia- ja Bacteroidetes-luokkiin. Erityisesti Bacteroidetes-luokan vaihtelu oli suurta yksilöiden välillä. Tutkijat mainitsevat erityisesti, että Bacteroides thetaiotaomicron löydettiin kaikilta kolmelta koehenkilöltä. Tämän bakteerin tiedetään osallistuvan ravintoaineiden imeytymiseen sekä suolen epiteelisolujen kypsymiseen ja huoltamiseen. Proteobacteria–luokkaan kuuluvia bakteereita, joihin myös E.coli kuuluu, oli vain noin 0,1 % kaikista sekvensseistä. Tutkijoiden mukaan jokaista löydettyä uutta fylotyyppiä kohden piti sekvensoida 100 ribosomaalista RNA-sekvenssiä.

Limakalvojen ja ulosteen bakteeristot voivat olla hyvin erilaiset

Koehenkilöiden väliset erot näkyvät parhaiten siinä, että yhdeltä koehenkilöltä löydettiin vain 130 fylotyyppiä ja kahdelta muulta 200 ja 300 fylotyyppiä. Tutkijat eivät kuitenkaan halua määrittää fylotyyppien määrää tarkasti vaan korostavat, että fylotyyppejä oli ainakin mainittu määrä ehkä jopa enemmän. Toinen mielenkiintoinen havainto oli, että kunkin koehenkilön omissa, eri puolilta suoliston limakalvoilta otetuissa näytteissä oli varsin vähän vaihtelevuutta. Sen sijaan ulosteen bakteerikoostumus erosi kahdella koehenkilöllä voimakkaasti limakalvonäytteiden vastaavasta. Tutkijat päätyvätkin arvioon, että suolen limakalvoissa elävä adherentti bakteeristo ja lumenin nonadherentti bakteeristo ovat erilaiset. Ulosteen bakteeristo on limakalvojen ja luminaalisen bakteeriston summa.

Kuinka paljon suoliston bakteeristossa on sitten eri bakteerilajeja? Tähän tutkimus ei anna selvää vastausta. Vähimmillään niitä on yhtä paljon kuin eri fylotyyppejä, mutta luultavasti kuitenkin tuhansia. Varsinaisten bakteerilajien määrää ei tässä tutkimuksessa määritetty. Vielä on muistettava, että samatkin bakteerilajit voivat erota toisistaan ominaisuuksiensa puolesta. Hyvä esimerkki on E.coli. Sillä voi olla monenlaisia erilaisia ominaisuuksia toksiinien tuotannosta erilaisiin virulenssitekijöihin saakka, ja siten ne ovat lääketieteellisesti katsoen ikään kuin ”eri lajeja”.

Julkaisu vahvistaa monia aikaisempia käsityksiä suoliston bakteeriston ominaisuuksista. Erityisesti tuntemattomien fylotyyppien määrä saa nyt tutkimukseen perustuvan arvion. Mielenkiintoista olisi nähdä sama tutkimus tehtynä afrikkalaisten ja kiinalaisten näytteistä sekä myös pikkulapsilta, sillä tutkimuksen koehenkilöt olivat amerikkalaisia ja iältään 43, 50 ja 50 vuotta. Tutkijat haluavatkin vauhdittaa ihmisen mikrobistoa tutkivaa ”Second Human Genome Project”-hanketta, jonka käynnistämistä he ovat ehdottaneet jo muutamia vuosia sitten.

Pentti Huovinen, tutkimusprofessori
KTL, Bakteeri- ja tulehdustautien osasto
etunimi.sukunimi@ktl.fi

Kirjallisuus

Eckburg PB, Bik EM, Bernstein CH ym. Diversity of the human intestinal microbial flora. Science 2005; 308:1635–8.

Suoliston mikrobiston terveydellinen merkitys Rasva-aineenvaihdunta: Mikrobittomille (germ-free) hiirille suolistoon laitettu normaalin hiiren suolen sisältö johti 2 viikossa lisäkiveksen rasvakudoksen kasvuun 50 %:lla, vaikka hiiret olivat 30 % verrokkeja niukemmalla energiadieetillä. Bakteeristo tuottaa myös rasva-aineenvaihduntaan vaikuttavia yhdisteitä./p> Bäckhed, ym. Proc Natl Acad Sci 2004;101:15718–23 Suoliston bakteeriston kaksi suurta bakteeriryhmää ovat Bacteroidetekset ja Firmikuutit. Ensin mainitussa ryhmässä on pääasiassa Bacteroides-lajeja ja jälkimmäisessä Clostridium ja Bacillus -lajeja. Lihavilla hiirillä Firmikuutit ovat tilastollisesti yliedustettuna. Lihavat hiiret ovat tehokkaampia keräämään energiaa ruoasta. Lihavuus voi siis olla riippuvainen bakteeriston koostumuksesta. Ley ym. Proc Natl Acad Sci 2005;102:11070-75. Keliakia: Keliakiapotilaat pystyivät syömään laktobasilleilla hapatettua leipää, eikä suolen permeabiliteetti muuttunut, toisin kuin hiivalla tuotettua leipää käytettäessä. Di Cagno, ym. Appl Environm Microbiol 2004;70:1088–96 Bakteerien, mm. maitohappobakteerien, tuottama prolylendopeptidaasi pystyy pilkkomaan gluteenin ihmiselle atoksiseen muotoon. Shan, ym. Science 2002;297:2275-9 Oksalaatin aineenvaihdunta: Oxalobacter formigenes -bakteeri pilkkoo suolistossa oksalaattia ja estää hyperoksaluriaa, jonka tiedetään edistävän virtsakivien muodostumista. Duncan, ym. Appl Environm Microbiol 2002:68:3841–7 Alkoholin aineenvaihdunta: Suoliston aerobit bakteerit tuottavat alkoholista asetaldehydiä. Koe-eläimillä alkoholimaksakirroosi pystytään estämään siprofloksasiini-antibiootilla. Tillonen, ym. Gut 1999;44:347–52 ja Alcohol Clin Exp Res 2000;24:570–5 Paksunsuolen syöpä: Paksusuolen bakteerit tuottavat entsyymiä, joka irrottaa glukoosin suolistoon tulevista kasvissoluista. Glukoosia käytetään vähähappisissa olosuhteissa energialähteenä lyhytketjuisten rasvahappojen tuotannossa. Paksusuolen solut tuottavat entsyymiä (tumor down-regulating enzyme), joka vie bakteerien tuottamat lyhytketjuiset rasvahapot suoliston soluihin Miyauchi, ym. J Biol Chem 2004;279:13293–6 Allergia: Bakteerilääkehoito tuhoaa suoliston bakteereita ja lisää samalla merkitsevästi hiiren keuhkojen allergiavasteita. Noverr, ym. Infect Immun 2004;72:4996–5003 ja 2005;73:30–8