Ligi 80 protsenti inimese immuunsüsteemist töötab seedetraktis. Selles erinevate rakkude ja organite vahelises koostöös on väga oluline roll ka soolebakteritel ja nende ainevahetusel. Soolebakterite toodetud orgaanilised happed nagu äädikhape, piimhape, propioonhape, suktsiinhape ja võihape käivitavad mitmeid immuun- ja hormonaalseid protsesse. Seetõttu on selline sadadest erinevatest bakteriliikidest koosnev jämesoole mikrobioota (kõikide mikroorganismide kogum) ülioluline, et inimorganism toimiks normaalselt ja oleks terve.

Toit, tervise varaait

Tallinna Tehnikaülikooli keemia ja biotehnoloogia instituudi mikrobioomika uurimisrühma juhi, vanemteadur Kaarel Adambergi sõnul on toit inimese hea tervise allikas. Nimelt mõjutab toit meie soolebakterite omadusi ja ainevahetust.

"Jämesooles elavate bakterite väga oluliseks toitainete allikaks on meie toidus olevad ühendid, mis maos ja peensooles ensüümide toimel ei lagune, vaid jõuavad jämesoolde," ütleb ta. "Sellistest ühenditest on enimtuntud erinevad kiudained, mida inimene vajab normaalseks sooletalitluseks soovituslikult 25 – 35 g/ päevas. Lisaks soodustavad vett siduvad kiudained toidumassi liikumist sooles".

Jämesooles toimuvate protsesside iseloomu määrabki olulisel määral just toidust järele jääva massi liikumiskiirus ehk läbikäigu- või seedimiskiirus. Laborikatsetes saab seda simuleerida kultuuri läbivoolukiirusega ehk toitelahuse vahetumisega bakterite kasvukolvis.

Seedimiskiirus on oluline parameeter, sest sellest sõltub toitainete kättesaadavus bakterite jaoks. Viimane omakorda määrab ära, millised jäägid peensooles seedumata jäänud toidust tekivad.

Esmajärjekorras lagundavad bakterid süsivesikuid ehk kiudaineid. Aeglase läbikäigukiiruse korral, kui süsivesikud on otsa saanud, lagundavad bakterid rohkem valke. Valgulagundamise käigus võivad aga tekkida mürgised ained.

Bakterid kohanevad toitumisega

Tallinna Tehnikaülikooli mikrobioomika uurimisrühm vaatles hiljutises teadustöös, kuidas muutuvad erinevate soolebakterite kooslused ja ainevahetus jämesoolele füsioloogiliselt lähedastel kasvuerikiirustel.

Uuringus keskenduti pektiini ja ksülaani mõjule soolemikrobiootale. Pektiin on taimne süsivesik, mida leidub palju marjades ja puuviljades, näiteks sõstardes, õuntes ja ploomides. Ksülaan on aga oluline kiudaine peamiselt teraviljades, näiteks rukkis ja nisus.

"Katsetes nägime, et kasvukiirusel oli palju suurem mõju soolebakterite kooslusele ja tema ainevahetusele kui kiudainetel pektiinil ja ksülaanil. Toitumise seisukohalt tähendab see, et kiudainete hulk ja mitmekesisus määrab toidu läbikäigukiiruse seedetraktis ning koos sellega ka soolemikrobioota kasvukiiruse ja aktiivsuse," selgitab Adamberg.

Tema sõnul pole seedimiskiiruse mõju varem nii põhjalikult uuritud. Kuigi teema on keerukas, peab ta oluliseks erinevate tegurite kombineeritud mõjusid soolebakteritele edasi uurida.

Laborikatsete tulemused võivad sõltuda sellest, millised on katse algtingimused. Seega on katsete üheks oluliseks eeliseks nende korratavus erinevatel tingimustel. Kõnealuses uuringus kontrolliti samuti, kas saadakse samad tulemused, kui katse algtingimusi varieeritakse. Selleks alustati ühes katses kasvuerikiiruse muutmist aeglaselt kiiruselt ja liiguti kiirema suunas, teises katses tehti aga vastupidi.

Katsed näitasid, et kooslused kohanevad muutuvates läbivoolutingimustes mõlemas suunas ja tulemused olid korratavad. See kinnitab, et kasvuerikiirus on mikroobikoosluste kujunemisel väga tähtis.

Kui varem on Kaarel Adambergi sõnul täheldatud kiudainete lagundamise ja soolebakterite elutegevuse vahelisi seoseid laste proovides, siis valminud uuring kinnitas leitut ka täiskasvanute soolekoosluste kohta.

'Lisaks näitasime, et soolekooslus kohaneb aeglaste läbivoolukiiruste muutustega. Meie katse näitel võiks see tähendada seda, et kui me suudame toitumise muutustega lühendada toidumassi viibimise aega seedetraktis ehk tõsta läbikäigukiirust, siis kohaneb bakterikooslus vastavalt uuele liikumiskiirusele ja ka tema ainevahetus muutub tervisele soodsamaks", lisab Adamberg.

Alternatiiv väljaheitesiirdamisele

In vitro ehk laboris kasutatavad kontrollitud kultiveerimistehnikad koos kaasaegsete analüütiliste meetoditega võimaldavad bakterikooslustes toimivaid keerulisi vastasmõjusid süsteemselt uurida. Koosluste kultiveerimine kontrollitud tingimustes on keeruline, kuid lootustandev meetod, mida saab kasutada nii teaduslikel kui meditsiinilistel eesmärkidel.

Sageli on inimeste soolemikrobioota juba nii vaesunud, et enam ei aita ka see, kui toitumist muuta. Neil juhtudel on ka kasulikud bakterid organismist välja pestud. Praegu on parim viis sellist patsienti aidata see, kui siirdada talle jämesoolde teise terve inimese väljaheide.

Kui soolde siirdatavaid bakterikooslusi õpitakse laboris kasvatama sama edukalt nagu praegu teisi probiootilisi baktereid kasvatatakse, oleks väljaheitesiirdamisele alternatiiv leitud.

Kaarel Adambergi sõnul võimaldavad uuringust saadud teadmised kohandada iga patsiendi isiklikku toitumist. Toidusedel arvestaks kindla inimese soolebakteritega ning tagaks, et tema kõht käiks paremini läbi. "Kuigi laborikatsed vajavad ka otseste toitumiskatsetega kinnitamist, on meie eelnevad tööd näidanud in vitro katsete head suhestumist inimkatsete tulemustega", kinnitab Kaarel Adamberg.

Uurimistööst ilmus Tallinna Tehnikaülikooli keemia ja biotehnoloogia instituudi toidutehnoloogia osakonna teadlaste sulest väljaandes Bioprocess Engineering (Frontiers in Bioengineering and Biotechnology) artikkel "Use of Changestat for Growth Rate Studies of Gut Microbiota".