Lösung übergewicht: Könnte das manipulieren von Mikroben bieten eine alternative zu Gewicht-Verlust-Chirurgie?

Bereits als Globale Epidemie, die menschliche Adipositas ist weiter auf dem Vormarsch. Nach Angaben der Centers for Disease Control, mehr als 40% der US-Bevölkerung gilt als fettleibig.

Der Bogen spannt sich von negativen gesundheitlichen Auswirkungen im Zusammenhang mit Adipositas ist breit, darunter so verheerende Erkrankungen wie Typ-2-diabetes, koronare Herzkrankheit, Schlaganfall, Schlafapnoe und bestimmte Formen von Krebs. Die Patienten leiden Häufig unter Depressionen, Verlust der Mobilität, soziale isolation und Unfähigkeit zur Arbeit.

Mit Kosten nähert sich $316 Milliarden US-Dollar jährlich in den USA, zu verstehen, wie zur Unterdrückung von Adipositas führt nicht nur in eine gesündere Bevölkerung, sondern könnte auch dazu beitragen, runaway medizinische Kosten.

Trotz der sich abzeichnenden Notwendigkeit zur Bekämpfung der Adipositas, die Ursachen sind nicht gut verstanden. Forscher sind sich einig, dass genetische und Darm mikrobiom-Zusammensetzung und Aktivität sind wichtige Faktoren bei der Bestimmung, wer fettleibig ist und wer nicht.

Interesse und Verständnis für das menschliche mikrobiom erhöht, die Forscher sind zunehmend auf der Suche, um den Darm für die Antworten, kann dazu führen, dass neue, effektivere Diagnose-und Therapieverfahren.

Die Billionen von Mikroben im menschlichen Darm führen eine Vielzahl von wichtigen Funktionen im Körper haben und sogar verwickelt, die in der Stimmung und Verhalten. Unter den Mikroben, die eine “ kritische Aufgaben sind die Mikro-management von Nährstoffen in der Nahrung, die wir verdauen—einer der Gründe für Ihre zentrale Rolle in der regulation des Körpergewichts.

In einer neuen Studie, „Temporospatial Verschiebungen im menschlichen Darm microbiome-und metabolom-nach Magen-bypass-Chirurgie“, die kürzlich in npj Biofilmen und die Microbiomes, ASU-Forscher Zehra Esra Ilhan, ASU Biodesign professor Rosa Krajmalnik-Braun—und-Forschern von der Mayo-Klinik und der Pacific Northwest National Laboratory, genommen haben, ein weiterer Schritt im Verständnis, wie die Darm Veränderungen nach Magen-bypass-Operation (auch als Roux-en-Y-Magen-bypass-Operation).

„Unsere Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Veränderungen in der Schleimhaut und fäkale microbiomes, die wiedergegeben werden, auf gut Stoffwechsel nach der Operation“, sagt Ilhan. Die mikrobielle Veränderungen nach der Operation entsprach, um anhaltende Veränderungen im fäkalen Gärung und Gallensäure-Stoffwechsel, die beide im Zusammenhang mit der Verbesserung der metabolischen Ergebnisse.“

Zusätzlich zu der erwarteten Reduzierung des Gewichts und Verbesserung der mit Adipositas verbundenen komorbiditäten nach Magen-bypass-Operation, beobachteten die Forscher, dass die Auswirkungen der Operation ist nicht ausschließlich auf fäkal-Gemeinschaften; Schleimhaut-Gemeinschaften verändert als gut. Veränderungen in der microbiome verknüpft wurden erhöhte Konzentrationen der verzweigtkettigen Fettsäuren (amino-Säure-Gärung-Produkte) und einen Allgemeinen Rückgang der primären und sekundären Gallensäuren-Konzentrationen in den fäkalen Proben. Galle ist eine basische Flüssigkeit, die aids-Verdauung.

„Vorherige bariatric Chirurgie-mikrobiom-Studien beim Menschen in großem Maße auf fäkale Proben, da die Probenahme durch die intestinale Schleimhaut erfordert eine invasive Prozedur“, sagt Ilhan, der leitende Forscher für die Studie. Zum Zeitpunkt der Studie, Ilhan war ein Doktorand in Krajmalnik-Brown ‚ s lab. Sie ist derzeit zu Forschungszwecken an INRAE-französischen Nationalen Institut für Landwirtschaft, Ernährung und Umwelt.

Bariatric-Chirurgie ist eine operation, die bewirkt, dass die Menschen, Gewicht zu verlieren, indem Sie änderungen an den Verdauungs-system. Diese Veränderungen werden physiologische und Chemische und umfassen gastrische Restriktion, malabsorption, Gallensäure-Stoffwechsel und chemischen Signalisierung.

„Die Schleimhäute, ist ein kritisch wichtiger Standort für Wirt-Mikroben-Interaktionen. Wir haben verstanden, dass mit fäkale Probenahme, wir hatten eine unterre Bild, wie die Schleimhaut Gemeinden aktiv die Interaktion mit host-Immunsystem und epithelialen Zellen“, sagt Ilhan. (Epitheliale Zellen sind Zellen, die die Oberflächen des Körpers.)

Obwohl Magenbypass-Operation wurde erfolgreich für viele Patienten leiden unter krankhafter Fettleibigkeit, ist es eine schwere, invasive Prozedur, die nicht ohne Risiko und Kosten. Darüber hinaus sind einige Patienten, die wieder Gewicht verloren haben, vielleicht weil Sie nicht über die günstigen Mikroben notwendig für die dauerhafte Gewichtsabnahme.

„Das Verständnis der mikrobiellen Verhalten in den Darm führen könnten, um die Erstellung einer probiotischen, die ersetzen könnte, Operation—oder um eine verbesserte Anzeige zur Identifizierung der besten Kandidaten für die Chirurgie und nachhaltige Gewichtsabnahme“, sagte Krajmalnik-Braun.

In der Längsschnitt-Studie, Probanden zur Verfügung gestellt fäkale Proben-und Rektum-Schleimhaut-Proben. Die rektale Schleimhaut-Proben wurden über un-sediert flexible Sigmoidoskopie an der Grundlinie und wieder nach 12 Monaten post-Magen-bypass-Operation. Die Forscher analysierten mikrobiellen DNA wurde extrahiert aus der fäkal-und Schleimhaut-Proben. Fäkale Metaboliten wurden analysiert mittels high-throughput-metabolomics-Ansätze.

Ein verräterischer Indikator für Pathologie bei adipösen Patienten hat sich in den Darm, wo eine deutlich geringere Diversität der mikrobiellen Gemeinschaften zu beobachten ist. Eine große Vielfalt an Darm-Mikroben ist unerlässlich für eine gute Gesundheit.

Im Jahr 2009, Krajmalnik-Brown ‚ s-research-team zeigte zum ersten mal, dass Magen-bypass-Operation tiefgehende Veränderungen in der Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaften im Darm. Die Darmflora post-op-Magen-bypass-Patienten zeigte sich ein deutlicher Unterschied von adipösen und normalgewichtigen Patienten.

Im Jahr 2017 Studie, das team ging einen Schritt weiter, indem Sie vergleichen, wie Mikroben und das metabolom (die metabolom-ist die Gesamtzahl der Metaboliten im Organismus, Zelle oder Gewebe) ändern, nach Magen-bypass-Operation und lap-band Chirurgie.

2017 Studie hat gezeigt, dass Magen-bypass-Operation verursacht eine dramatische Reorganisation des Darms, welche erhöht die mikrobielle Vielfalt. Veränderungen in der Darm-mikrobiota im Zusammenhang zu lap-band Chirurgie (auch bekannt als laparoskopische verstellbare Magenband) waren milde und begleitenden Gewichtsabnahme war weniger ausgeprägt. Frühere Studien haben gezeigt, dass Fett reduziert wird und der Gewichtsverlust ausgelöst, wenn die keimfreie Mäuse erhalten eine fäkale Transplantation von Mäusen, die hatten sich Magen-bypass-Operation.

Krajmalnik-Brown-team arbeitet derzeit an einem Projekt, finanziert von den Nationalen Instituten der Gesundheit, in denen das Haupt-Ziel ist die Quantifizierung des Anteils der mikrobiom-der host-Energie-balance. Das soll mit diesem Projekt bewegen, das Feld von Assoziationen zu Kausalität und erkennen helfen, wie Mikroben und Metaboliten können im Kampf gegen Fettleibigkeit.

Krajmalnik-Braun ist professor an der ASU School of Sustainable Engineering and Built Environment und der Fakultät in der School of Life Sciences. Am Biodesign-Institut, Sie übt, als Teil der Swette Center for Environmental Biotechnology.

Krajmalnik-Braun ist auch bekannt für Ihre Forschung in die Rolle des mikrobiom bei Personen mit Autismus-Spektrum-Störung.