Nyckelbakterie upptäckt – skyddar tarmens slembarriär vid fiberfattig kost

Fiberfattig västerländsk kost medför skador på tjocktarmens skyddande slembarriär och sådana skador kan öka risken för inflammation och infektion. Forskare vid Umeå universitet har genom att studera tarmfloran hos människor som ökat sitt intag av kostfibrer funnit att tarmbakterien Blautia spelar en nyckelroll i att skydda slembarriären. Resultaten är publicerade i tidskriften Nature Communications.

– Våra resultat bidrar till ökad förståelse för hur tarmfloran och slemlagret fungerar och kan på sikt leda till nya behandlingsstrategier för sjukdomar kopplade till den västerländska kosten såsom den inflammatoriska tarmsjukdomen ulcerös kolit, säger Sandra Holmberg, doktorand på Institutionen för molekylärbiologi vid Umeå universitet.

För att skydda sig mot de biljontals mikroorganismer som finns i våra tarmar behöver vår kropp effektiva försvarsmekanismer. Ett av de främsta skydden är slemlagret som täcker tarmarna. Närmast kroppens tarmceller är detta slem ogenomträngligt för bakterier och upprätthåller därmed ett hälsosamt avstånd till tarmfloran. I tjocktarmen, där tarmflorans mängd är som störst, bevaras denna barriär genom att slemmet kontinuerligt utsöndras från vår kropp.

Kosthållning påverkar tarmfloran och slembarriären. Tidigare studier har visat att om exempelvis möss ges en fiberfattig och hög fett- och sockerinnehållande västerländsk diet förändras tarmflorans sammansättning, och slemlagret uppvisar ökad bakteriegenomsläpplighet och minskad utsöndring. Detta riskerar att leda till inflammation eftersom tarmfloran kommer närmare kroppen, men det har varit oklart vilka komponenter i just tarmfloran och med vilka mekanismer slemregleringen sker.

I samarbete med forskare i Tyskland och Finland har forskningsledaren Björn Schröder och hans grupp undersökt just detta genom att följa människor som förändrat sin kosthållning och därefter använt musmodeller för att studera tarmflorans effekt på slemfunktionen.

I den tre månaders långa studien utökade de friska deltagarna sitt dagliga kostfiberintag med 10 gram, vilket motsvarar ungefär fyra äpplen eller 3 deciliter havregryn. För att studera betydelsen av det ökade fiberintaget samlades tarmflora in i början och slutet av studien. Därefter transplanterades den till möss som getts en fiberfattig västerländsk kost. Hos den djurgrupp som transplanterats med tarmflora från studiens början kunde slemskador uppvisas, medan det motsatta sågs i gruppen med ökad konsumtion av kostfibrer.

– Resultaten pekar på vilken betydande roll som kostfibrer har för vår tarmflora, vilken i sin tur bidrar med att upprätthålla den viktiga slembarriären, säger Rachel Feeney, doktorand på Institutionen för molekylärbiologi vid Umeå universitet.

Forskarna studerade vidare bakteriesammansättningen i tarmfloran och såg en tillväxt av bland annat bakterien Blautia efter period av ökat fiberintag. Dess närvaro korrelerade dessutom med slemfunktionen som uppmättes hos mössen. Genom kompletterande musstudier där enbart Blautia tillförts tillsammans med den västerländska dieten kunde liknande förbättringar, som tidigare sågs vid transplantation av den högt fiberpåverkade människofloran, av slemfunktionen noteras.

Med en specialiserad slemmätningsteknik upptäckte forskarna att även utsöndrade molekyler från Blautia kunde direkt stimulera slemsekretion, vilket förklarar hur dess närvaro kan upprätthålla slemfunktionen i den fiberfattiga miljön. Forskarna hittade kortkedjade fettsyror när de identifierade de molekyler som utsöndras av Blautia – strukturer som tidigare visats vara gynnsamma för tarmhälsan. Överraskande nog kunde dessa molekyler direkt förbättra slemfunktionen vilket beskriver mekanismen bakom bakteriens funktion

Tillägget av Blautiaminskade också infektionstrycket av en tarmpatogen som liknar den mänskliga sjukdomsframkallande bakterien E. coli.

– Vi drar därför slutsatsen att Blautia också har potentiellt skyddande effekter vid infektion, säger Vishnu Prasoodanan, postdoktor på Institutionen för molekylärbiologi vid Umeå universitet.

Om den vetenskapliga artikeln

Holmberg, S.M., Feeney, R.H., Prasoodanan P.K., V. et al. The gut commensal Blautia maintains colonic mucus function under low-fiber consumption through secretion of short-chain fatty acids. Nature Communication 15, 3502 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-47594-w

För mer information, kontakta gärna:

Björn Schröder, forskare på institutionen för molekylärbiologi vid Umeå universitet (nås bäst via e-post)
E-post:Bjorn.schroder@umu.se
Telefon: 072-047 82 48