Mennesket – i bakteriens makt

Etter at legen Giulia Enders i 2015 gav ut boka «Sjarmen med tarmen», har stadig flere fått opp øynene for hvor viktig tarmen er for vår helse. Tekna Biotek arrangerte 25. april et eget temamøte om viktigheten av bakteriene i mage/tarm for både somatisk og psykisk helse.

Dr. Erik Hjerde, forsker ved institutt for kjemi innledet kveldens medlemsmøte med en gjennomgang av bioinformatikken som fagfelt. I 20 år har Hjerde kunne fulgt utviklingen av bioinformatikk som fagfelt. I hans hovedfagsoppgave jobbet han et med et gen, i sin PhD kartla han et genom og nå forsker Hjerde på hele mikrobielle samfunn med metagenomikk. Men til tross for den fantastiske teknologiske utviklingen er det klart at den totale mikrobielle diversiteten er forbi vår fatteevne. Det er anslått at det finnes mellom 1012 og 1019 arter, hvorav vi har beskrevet 104. Det blir som å sammenligne arealet til Tromsø (5.1 km2) kontra jordkloden (510 100 000 km2).

Bakterier finner vi overalt og i mengder

For bakterier finner vi over alt, fra romstasjonen ISS til de dypeste innsjøer dekt av kilometer med is. Selv i menneskets fostersekk finnes det bakterier. Bare i munnen har vi 1000 ulike arter, og de jobber sammen. Det er anslått at det er 10 bakterieceller for hver menneskelige celle i hver av oss. Ansamlingen av ulike mikroorganismer som koloniserer ulike habitat kalles for mikrobiomer, og de er svært forskjellige. Mikrobiomet til din høyre hånd er forskjellig fra mikrobiomet til den venstre. Og det endrer seg med alderen.
Vi vet også at bakteriene er viktige for oss; babyer kan ikke selv bryte ned alle karbohydratene i morsmelka og trenger hjelp fra tarmbakterier til å bryte ned de komplekse karbohydratene. Også voksne trenger hjelp fra bakterier til å produsere vitaminer slik som folsyre (vitamin B9).
Bakteriene er også i endring for å tilpasse seg oss, og studier har vist at japanere har tarmbakterier som har tatt opp gener fra marine bakterier for å bryte ned karbohydratene som er i tang (sushi).

Fra tarm til hjerne

Samtidig som vi har denne fantastiske diversiteten av bakterier i rundt oss vet vi at det fra tarmen går direkte nervebaner til hjernen, og at signalstoffer som produseres i tarmen kan nå hjernen. Og tarmbakterier kan være med på å modifisere signalnivåene.

Gammel kunnskap

Dr. Rasmus Goll, overlege ved UNN og forsker ved institutt for klinisk medisin, gav sitt perspektiv fra klinikken med de kliniske forsøkene de har på å behandle syke mikrobiom. Selv om det enda er mye en ikke vet om sammensetning av mikrobiomer er det tydelig at noen har usunne sammensetninger som gir sykdom og ubehag. I Kina var det allerede for 1000 år siden etablert kunnskap om at noen hadde sunnere tarm-innhold enn andre og medisinmannen kunne foreskrive en gul suppe, som var medisinmannens egen avføring blandet ut med vann. I vesten var det først på 50-tallet at en gruppe danske leger tok i bruk fekaltransplantasjon i behandlingen av gjenstridige Clostridium difficile infeksjoner i tarmen. I dag er effekten mot C.difficile så godt etablert at det er diskusjoner på om det er unødvendig å gå veien om ofte lite effektive antibiotika før fekaltransplantasjon. Men det tok lang tid før en så på fekaltransplantasjon for andre sykdommer. Nå er det derimot en voldsom interesse og det er til og med en gryende gjør-det-selv bevegelse. Det kan også nevnes at fekaltransplantasjoner ikke lengre gjøres gjennom munnen, men nå med klyster (i revers, med andre ord).

IBS og Cøliaki

Goll fortalte videre om en studie de nå gjennomfører med fekaltransplantasjoner mot irritabel tarmsyndrom (IBS), som er en svært vanlig, men komplisert diagnose. Per dags dato er det ingen klar biomarkør for diagnose, så diagnostisering foregår per symptom. En har antatt at en lav diversitet i mikrobiomet fører til vansker med nedbryting av utvalgte karbohydrater (såkalte FODMAP). Symptomer på IBS er diare eller forstoppelse, smerter og ubehag i magen, tarmluft og oppblåsthet. Det virker rimelig å anta at mange som har valgt en glutenfri diett egentlig har IBS, siden hvete har mye galaktooligosakkarider. Det er ingen legemidler som har dokumentert effekt og derfor har Goll og kollegaer utført et studie med fekaltransplantasjon for IBS pasienter. 87 pasienter fikk enten sin egen avføring (placebo) eller avføring fra friske donorer, og ble så fulgt opp i mer enn et år. Placebo-effekten var nokså stor hos IBS-pasienter, men det ble allikevel statistisk signifikant forbedring hos de som hadde mottatt avføring fra friske donorer.

For å forstå mer av hva som skjedde har Goll og kollegaer gjort metagenom-analyser av avføringsprøvene og ser klare forskjeller i sammensetning av mikrobiomene til de som fikk respons og de som ikke fikk respons. Mikrobiomet til de som fikk respons lignet etter et år mer på donorens mikrobiom, mens de som ikke fikk respons fortsatt hadde et annerledes mikrobiom. Overraskende var det de som ikke responderte på behandling som faktisk hadde størst diversitet i mikrobiomet sitt. Funksjonelle analyser av mikrobiomene, såkalt dyp sekvensering, viser at IBS-pasienter sine mikrobiom har færre gener for karbohydratmetabolisme. Dette kan være med på å forklare sykdomsbildet med FODMAP.

Overspising og ADHD

Et helt annet perspektiv på koblingen mellom tarm og hjerne kom fra Jan Erik Olsen som representerte Calanus, et Tromsø-selskap som markedsfører olje fra Calanus finmarchicus. C.finmarchichus eller raudåten er for de uinnvidde et dyreplankton som spiser planteplankton. Enorme mengder av disse dyreplaktonene svømmer rundt, og de utgjør den største enkelt biomassen i Nord-Atlanteren. Oljen fra raudåten er mørkerød på grunn av det høye innholdet av antioksidanten astaxhantin (det er det samme stoffet som gjør laksen rosa), men oljen er også rik på voksestere. Voksestere blir sakte nedbrutt i kroppen vår og kommer dermed dypt ned i tarmen før det absorberes. I forkammeret til tykktarmen finnes reseptoren GPR-120 og de antar at den kan aktiveres av Ω-3-fettsyrene i oljen slik at hormoner som kan dempe appetitten frigjøres. Overspising er dermed en av mange interessante applikasjoner for raudåte-oljen, sammen med reduksjon av intra-abdominalt fett (magefett) og økt insulinsensitivitet. Også et studie med tilskudd av Ω-3-fettsyrer til barn med ADHD er underveis.

Har vi en fri vilje?

Til sist gav et innlegg forberedt av Erik Lundestad og Trine Antonsen ved institutt for filosofi og førstesemesterstudier tilhørerne en riktig tankevekker. Hva er et individ hvis bakteriene i oss stadig forandrer hvordan vi opplever virkeligheten rundt oss? Kan mennesker sies å ha fri vilje når bakterier påvirker hormonene våre? En ku kan ikke spise gress uten bakteriene i magen sin. Er det da meningsfylt å snakke om kua som selvstendig enhet?
Et annet eksempel er lav som er en symbiose mellom en soppkomponent og en fotosyntesepartner, og ofte er det minst en partner til tilstede.
Multi-species studies som fagfelt har som grunntanke at individet som konsept må oppgis og at alt er samspill. Kanskje samarbeid er sterkere enn konkurranse?

Referanse: P. H. Johnsen, F. Hilpüsch, J. P. Cavanagh, I. S. Leikanger, C. Kolstad, P. C. Valle, R. Goll, Faecal microbiota transplantation versus placebo for moderate-to-severe irritable bowel syndrome: a double-blind, randomised, placebo-controlled, parallel-group, single-centre trial, The Lancet, mars 2018. Abstract

Forfatteren Bjarte Aarmo Lund er postdoktor ved institutt for kjemi, UiT Norges arktiske universitet.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *