מיקרוביום - הפורום הישראלי לתזונה בת קיימא

אחד הגורמים המשפיעים ביותר על יחסי הגומלין בין חיידקי המעי לבין המארח היא התזונה. רכיבי המזון השונים משפיעים על מבנה האוכלוסיה המיקרוביאלית ומספקים לה חומרי מזון. דוגמאות לכך ניתן למצוא בהבדל במיקרוביוטה בין תינוקות יונקים לתינוקות הניזונים מפורמולה או בהבדלים בעושר המיקרוביוטה באנשים הניזונים מדיאטה מבוססת צמחים לעומת דיאטה מערבית העשירה בבשר ושומן

מאת: סיון בן אברהם, דיאטנית קלינית MPH

מיקרואורגניזמים וביניהם חיידקים, פטריות ווירוסים מאכלסים אתרים רבים ושונים בגופנו. במאמר זה נתמקד בחיידקי המעי כיוון שקיימות הוכחות רבות כי אלו מושפעים מתזונת האדם.

בשנים האחרונות עקב התקדמות ביכולת זיהוי אוכלוסיות החיידקים במעי הולכת וגדלה ההבנה שלנו את ההשפעות שלהם על בריאותנו מחד ומאידך את ההשפעה של גורמים בסביבת האדם על חיידקי המעי. בין הגורמים המשפיעים על החיידקים ניתן למנות הרגלי תזונה, שימוש בתרופות כמו אנטיביוטיקות, עישון, מחלות ועוד. [1]

אוכלוסית החיידקים במעיים כוללת כ1000 מינים (species), שיחד גודל המטען הגנטי שלהם הוא פי 150 מזה של האדם. בעולם קיימות יותר מ50 מערכות (phyla) חיידקים אך אלו שניתן למצוא באדם שייכות רק לאחת מארבע מערכות –Actinobacteria, Firmicutes, Proteobacteria, and Bacteroidetes .[2]

האדם ויונקים אחרים התפתחו יחד עם אוכלוסית החיידקים במעייהם ויצרו יחסי גומלין כאשר המארח מספק סביבה מתאימה ובתמורה החיידקים מספקים שורה של יתרונות פיזיולוגיים. לדוגמא – פירוק סיבים תזונתיים ליצירת חומצות שומן קצרות שרשרת, ייצור ויטמינים מסויימים, פירוק אוקסלט ואוראה, ו"חינוך" של מערכת החיסון במעי.[3]

אחד הגורמים המשפיעים ביותר על יחסי הגומלין בין חיידקי המעי לבין המארח היא התזונה. רכיבי המזון השונים משפיעים על מבנה האוכלוסיה המיקרוביאלית ומספקים לה חומרי מזון. דוגמאות לכך ניתן למצוא בהבדל במיקרוביוטה בין תינוקות יונקים לתינוקות הניזונים מפורמולה או בהבדלים בעושר המיקרוביוטה באנשים הניזונים מדיאטה מבוססת צמחים לעומת דיאטה מערבית העשירה בבשר ושומן. [4]

על מנת להעמיק את ההבנה שלנו לגבי השפעות החיידקים פותחו מדדים שונים ביניהם מדד למגוון החיידקים ומדדים המתארים את השכיחות היחסית של מערכות או משפחות חיידקים שונות. במחקרים שונים נמצא כי מגוון גבוה יותר של חיידקים קשור בדרך כלל לבריאות טובה יותר. [1]

דוגמאות לקשר בין המזון שאנו אוכלים לבין אוכלוסיית החיידקים במעי נמצאו במספר מחקרי חתך. מחקר אחד שבחן את הקשרים בין גורמים סביבתיים שונים ואוכלוסיות החיידקים על ידי ריצוף הגנים החיידקיים שנאספו מ1135 משתתפים, מצא קשרים בין 63 גורמים תזונתיים לתכונות שונות של הרכב החיידקים.  מאפיינים של הדיאטה המערבית כמו אכילת חטיפים, צריכת חלב מלא ומשקאות קלים נמצאו קשורים במגוון חיידקים נמוך יותר. לעומת זאת צריכת תה, קפה ויין אדום (כולם משקאות עם תכולת פוליפנולים גבוהה) נמצאה קשורה בעליה במגוון החיידקים. 1  במחקר חתך אחר הוערכה צריכת המזון באמצעות שאלוני תזונה והתבצע ריצוף של הגנים של אוכלוסיות החיידקים בקרב 98 נבדקים בריאים.  במחקר נמצא קשר בין הרגלי התזונה  של הנבדקים לאורך זמן לבין החיידקים במעי, דיאטה עשירה בחלבון ושומן מהחי היתה קשורה בשכיחות גבוהה יותר של חיידקים מקבוצת הבקטריואידים (Bacteroides)  ואילו דיאטה עשירה בפחמימות נקשרה בשכיחות גבוהה יותר של חיידקים מקבוצת פרווטלה (Prevotella). באותו מחקר נמצא אישור נוסף לקשר בין התזונה לחיידקי המעי כאשר בקרב משתתפים צמחוניים או טבעוניים נמצאה שכיחות גבוהה של קבוצת הפרווטלה, להם השפעה בריאותית חיובית. [5]

דוגמא מעניינת נוספת לאופן בו חיידקי המעי מושפעים מסוג המזון שהאדם צורך תוארה במחקר שהשווה את אוכלוסיות החיידקים במעי של ילדים החיים בכפר בבורקינה פאסו (אפריקה) הניזונים מדיאטה המבוססת על תזונה צמחית רבת סיבים (דוחן, סורגום, שעועית, פירות וירקות) לילדים מפירנצה (איטליה) הצורכים דיאטה מערבית. בקרב הילדים מבורקינה פאסו נמצאו חיידקים ייחודים המסוגלים לפרק תאית וקסילאן (פוליסאכריד נפוץ בתאי צמחים הנחשב כ"אנטי-נוטריאנט" – מפריע לספיגת חומרים חיוניים) שנעדרו לחלוטין בקרב ילדים אירופאיים, בנוסף נמצאו בקרב הילדים האפריקאיים יותר חומצות שומן קצרות שרשרת שהן בעלות השפעה מועילה על תפקוד המעי. ממצא מעניין נוסף היה נוכחות מופחתת של חיידקים ממשפחת האנטרובקטריאצה Enterobacteriaceae)) (אליה משתייכים חיידקים פתוגניים רבים כמו סלמונלה, אי-קולי, קלבסיאלה, שיגלה) בקרב הילדים מבורקינה פאסו בהשוואה לילדים האירופאיים. כותבי המאמר משערים כי אוכלוסיית החיידקים בבורקינה פאסו התפתחה באופן המאפשר לילדים לנצל באופן מקסימלי את האנרגיה מסיבים ובמקביל באופן המגן עליהם מפני זיהומים ומחלות מעי דלקתיות אחרות. [6]

מחקר אחר הדגים כיצד המזון שהאדם אוכל משפיע על חיידקי המעי באופן התורם להתפתחות מחלות לב וכלי דם. במחקר זה נמצא כי חיידקי המעי אחראים על פירוק כולין (מולקולה שומנית הנפוצה במזונות שומניים) באופן המביא ליצירת גז – טרימתילאמין. הגז הזה עובר מטבוליזם על ידי הכבד לטרימתילאמין אוקסידאז –TMAO שהיא מולקולה קטנה הידועה לשמצה בקשר שלה להגברת הסיכון למחלת לב בבני אדם. קשר דומה נמצא גם לגבי קרניטין- חומצה אמינית הנפוצה בבשר אדום ועוברת גם היא מטבוליזם לTMAO. מחקר נוסף של אותה קבוצת חוקרים מצא כי אוכלי כל (אומינבורים), מייצרים יותר TMAO בהשוואה לטבעונים וצמחוניים לאחר צריכת קרניטין במנגנון התלוי בהרכב חיידקי המעי שלהם. [7]

 

לסיכום לאוכלוסית החיידקים תפקיד חשוב בשמירה על בריאות האדם והחי אך כיום מצטברות ההוכחות שיתכן שיש לה גם קשר לתחלואה ובמיוחד מחלות שהשכיחות שלהן עלתה מאוד בעשורים האחרונים כמו: סכרת מסוג 1 ו2, טרשת עורקים, אסטמה, סרטן המעי הגס ומחלות מעי דלקתיות. [2]

מספר מחקרים מצאו קשר בין עושר מיקרוביאלי לבין דיאטות עשירות בפירות, ירקות וסיבים. במחקרים אלו נמצא גם קשר בין עושר הגנים החיידקיים לבריאות כאשר מגוון דל של גנים חיידקיים קשור בהשמנה, תנגודת לאינסולין, שומנים בדם ודלקת. כמו כן תואר כי דיאטות "כפריות" העשירות בפירות, ירקות וסיבים קשורות באוכלוסיה חיידקית אופיינית, בעליה בעושר החיידקים ברמה הטקסונומית וברמה הגנית וכן בבריאות טובה יותר בהשוואה לדיאטה המערבית. לעומת זאת מאפייני החיידקים של אנשים הצורכים דיאטה מערבית קשורים בעליה בהארעות מחלות כמו השמנה, מחלות לב וכלי דם, סינדרום מטבולי וגידולים סרטניים מסויימים. [4]

בעתיד אנחנו צפויים לראות מחקרי התערבות שינסו להדגים כיצד שינוי חיידקי המעי על ידי שינויים בתזונה יהווה אבן דרך בטיפול ויתכן כי בהמשך אף במניעת מחלות בציבור הרחב.

 


 

[1] Zhernakova A. et al. “Population-based metagenomics analysis reveals markers for gut microbiome composition and diversity”. Science, April 2016 Vol 352 Issue 6285.

[2] Wu G.D. et al. “Diet, the human gut microbiota, and IBD”. Anaerobe 24 (2013) 117-120.

[3] Hooper L.V. and Gordon J.I. “Commensal Host-Bacterial Relationships in the Gut”. Science Vol 292 May 2001.

[4] Albenberg L. G. and Wu G.D.  “Diet and the Intestinal Microbiome: Associations, Functions, and Implications for Health and Disease.“ Gastroenterology 2014;146:1564–1572

[5] Wu G.D. et al. “Linking Long-Term Dietary Patterns with Gut Microbial Enterotypes”. Science. 2011 October 7; 334(6052): 105–108. doi:10.1126/science.1208344

[6] De Filippo C. et al. “Impact of diet in shaping gut microbiota revealed by a comparative study in children from Europe and rural Africa” PNAS, Vol 107, no. 33 pg. 14691-14696, August 2010

[7] Koeth R.A. et al. “Intestinal microbiota metabolism of L-carnitine, a nutrient in red meat, promotes atherosclerosis”. Nature Medicine 2013, May, 19 (5), 576-585.