Hyppää pääsisältöön

Maratoonarin suolistobakteeri teki hiiristä himojuoksijoita – mikrobit halutaan valjastaa kuntoilun ja painonhallinnan avuksi

Maratonia juoksevat nainen ja mies näyttävät hymyillen voitonmerkkiä ja peukaloa kuvaajalle.
Maratonia juoksevat nainen ja mies näyttävät hymyillen voitonmerkkiä ja peukaloa kuvaajalle. Kuva: RUN 4 FFWPU / Pexels maratonjuoksu,maratoonarit

Suolistomme asukkien laatu näkyy suoraan hyvinvoinnissamme. Tutkimusten mukaan jo yksikin mikrobilaji voi vaikuttaa esimerkiksi painoon tai liikunnalliseen aktiivisuuteen. Mutta toimii se toisinkin päin: ravinnolla ja liikunnalla voi muokata omaa mikrobistoaan paremmaksi.

Millä tavalla liikunta vaikuttaa mikrobistoon? Entä millä tavalla bakteerit ovat yhteydessä erilaisiin sairauksiin? Muun muassa näitä akatemiatutkija Satu Pekkala tutkii Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellisessä tiedekunnassa.

Eniten suolistomme hyvinvointiin vaikuttaa Pekkalan mukaan ravitsemus.

– Ravitsemustottumuksemme ovat muuttuneet todella radikaalisti viime vuosina. Syödään paljon valmisruokia ja ruokia, joissa on lisäaineita.

Pekkala viittaa muun muassa amerikkalaistutkimukseen, jossa hiirille syötettiin kahta yleisintä emulgointi- eli sakeuttamisainetta. Karboksimetyyliselluloosa (E466) ja polysorbaatti-80 (E433) aiheuttivat epätasapainoa hiirten mikrobistossa ja aiheuttivat kroonisen tulehduksellisen suolistosairauden oireita. Myös paksusuolen syövän riski kasvoi.

Suolistossamme elää 1,5 kiloa mikrobeja

Nauttimamme ruoan ravintoaineet imeytyvät verenkiertoon pääosin ohutsuolessa. Hyödyntämättä jäänyt ruokajäte jatkaa matkaansa paksusuoleen, jossa elää enin osa suolistomikrobeistamme.

Se ei ole ihan vähäinen määrä. Mikrobeja majailee paksusuolessamme runsaat 50 biljoonaa kappaletta, yhteispainoltaan noin 1,5 kiloa.

Niiden elämää paksusuolessa voisi verrata tiheään, runsaslajiseen metsikköön, jossa bakteerit, arkeonit (vanhalta nimeltään arkkibakteerit), virukset, hiivat ja joskus myös sienet elävät omissa ekologisissa lokeroissaan. Osa viihtyy noin kaksimetrisen paksusuolen pinnalla, toiset taas hakeutuvat syvemmälle poimuihin.

Mikrobit kommunikoivat keskenään, mutta ne ovat yhteydessä myös meihin suoliston pinnan kautta. Mikrobistomme totuttaa meitä muihin mikrobeihin ja tehostaa puolustusjärjestelmämme toimintaa.

Niiden avulla elimistömme oppii erottamaan ystävälliset mikrobit taudinaiheuttajista, ja mikrobiston muodostama tiheikkö estää taudinaiheuttajia asettumaan aloilleen.

Suolessa kulkevasta ruokajätteestä mikrobeja kiinnostaa etenkin kuitu, jota ne käyttävät ravinnokseen. Kuitua syödessään mikrobit myös tuottavat monia ihmiselimistöä hyödyttäviä yhdisteitä, joita emme itse kykene valmistamaan.

– Niistä ravintoaineista mikrobit tuottavat esimerkiksi B12- ja K-vitamiinia, joita ihmisen keho ei pysty tuottamaan. Lisäksi ne pilkkovat lyhytketjuisia rasvahappoja monistakin kuiduista. Lyhytketjuisilla rasvahapoilla on immuunipuolustusta ja aineenvaihduntaa kiihdyttäviä toimintoja, sanoo Pekkala.

Ruokajätettä napostelevat mikrobit muodostavat myös ison osan ulosteesta, ja sen avulla onkin helppo päästä tutkimaan ihmisen suolistomikrobistoa. Pyttyyn päätyvistä lajitovereista huolimatta mikrobien määrä suolessa pysyy tasaisena, sillä ne lisääntyvät ja uusiutuvat tehokkaasti.

Mikrobit voivat laihduttaa ja lihottaa

Painonhallinta on aikamme isoja terveyskysymyksiä. Voitaisiinko suolistomikrobit valjastaa laihduttamisen avuksi?

– Eläinkokeilla on kyetty osoittamaan, että tietyt mikrobit – ihan yksi mikrobi ja sen kasvu suolessa – voivat oikeasti aiheuttaa lihavuuden. Ja toisaalta on löydetty tiettyjä mikrobeja, joiden avulla on onnistuttu vähentämään rasvamassaa ja painoa, Satu Pekkala sanoo.

Eläinkokeet eivät silti takaa vastaavanlaisia tuloksia ihmisillä. Pekkala kommentoi, että maailmalla on tehty kliinisiä kokeita, joissa ylipainoiselle ihmiselle siirretty laihan ihmisen uloste ei ole vaikuttanut painoon.

Potentiaalia hän näkee bakteriofageissa eli bakteereja tuhoavissa viruksissa. Koska kukin bakteriofagi on erikoistunut tietynlaisten bakteerien infektoimiseen, joku niistä voisi kenties tehdä selvää lihavuutta aiheuttavasta bakteerista.

Yksinkertaiset ratkaisut voivat kuitenkin jäädä haaveeksi, sillä ihmisten yksilölliset mikrobistot vaativat todennäköisesti personoituja ratkaisuja.

Entä jos suolistomikrobeja ei olisi ensinkään – miten se näkyisi painossa? Ihmisistä tällaista tietoa ei ole ja tuskin saadaankaan, sanoo Pekkala, mutta mikrobivapaita hiiriä on onnistuttu kasvattamaan laboratorio-olosuhteissa.

– Kyllä ne elävät, ne ovat vain hyvin erilaisia. Ne ovat esimerkiksi todella yliaktiivisia ja niille ei pääse kertymään painoa, vaikka annettaisiinkin huonoa ravintoa.

Liikunnan lisäksi mikrobittomuus pitää hiiret hoikkina, sillä suolistomikrobit tehostavat ravinnonottoa. Pekkala sanoo tutkijoiden myös havainneen, että ylipainoisen ihmisen mikrobeilla on suurempi kyky saada energiaa syödystä ravinnosta.

Maratoonareiden bakteerit paransivat hiirten liikuntasuorituksia

Arkinen keino oman mikrobiston kohentamiseen on liikunta. Satu Pekkala on saanut siitä paljon todisteita työssään Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellisessä tiedekunnassa.

Vuonna 2018 julkaistussa tutkimuksessa hänen tutkimusryhmänsä havaitsi, että kestävyysliikunnalla on positiivisia vaikutuksia mikrobistoon ja muutenkin terveyteen. Kestävyysliikunta vaikuttaa suotuisasti suolistomikrobiston koostumukseen

Kuuden viikon kestävyysliikuntajakson aikana esimerkiksi proteobakteerien suhteellinen osuus väheni. Niiden joukossa on bakteereja, jotka voivat aiheuttaa tulehduksen. Sen sijaan Akkermansia-bakteerit olivat lisääntyneet. Eräässä aiemmassa tutkimuksessa niiden havaittiin pudottavan painoa.

Eikä siinä kaikki: liikunta vaikuttaa mikrobistoon, mutta myös mikrobisto vaikuttaa liikuntaan.

Pekkala mainitsee esimerkkinä tutkimuksen, jossa yhdysvaltalaistutkijat ottivat ulostenäytteitä Bostonin maratoniin osallistuvilta juoksijoilta ennen ja jälkeen maratonin. Näytteissä oli lisääntynyt erityisesti Veillonella-suvun bakteerit.

Kun tutkijoiden eristämän Veillonella atypica -kannan mikrobia annettiin hiirille, ne ryhtyivät juoksemaan paljon enemmän ja pitempiä matkoja kuin ennen. Veillonella-bakteeri käyttää ravintonaan urheilun aikana lihaksissa syntyvää maitohappoa. Näin se lisää suorituskykyä.

– On aika hurja ajatella, että yhdellä mikrobilla saadaan tuollainen aikaan. Siitä sitten vain äkkiä doping-tutkijat katsomaan, että mitenkäs tämä tunnistetaan ihmisten suolesta!

Artikkeli perustuu Mari Heikkilän toimittamaanTiedeykkösen jaksoon sekä myöhemmin tehtyyn akatemiatutkija Satu Pekkalan haastatteluun. Kuuntele jakso alta!

Lue myös - yle.fi:stä poimittua

Tiede

Ylen tiedekirje

Ylen kiinnostavimmat tiedejutut sähköpostiisi joka sunnuntai!

Tilaa

Uusimmat sisällöt - Tiede