Suolisto ohjaa meitä 

Suolisto on suuri elin, jota asuttaa arvioiden mukaan jopa sata biljoonaa suolistomikrobia, tuhansia eri lajeja. Jos suolen kaikkine poimuineen levittäisi auki, pinta-ala vastaisi tenniskenttää. Kaikki nämä pinnat ovat mikrobien peitossa. 

Suolen ekosysteemi on monimutkainen ja bakteerit ovat kytköksissä toisiinsa: yhden bakteerilajin aineenvaihduntatuotteilla elää muita lajeja. Jos jokin bakteerijoukko jää alakynteen, toiset valtaavat tilaa. Tällä on monenlaisia vaikutuksia terveyteemme. 

– Olemme tottuneet siihen, että elintarvikkeessa voi olla terveyttä edistäviä laktobasilleja tai bifidobakteereja. Nämä ovat suuria bakteerisukuja, joiden lajeilla ja sen lisäksi vielä saman lajin eri kannoilla on erilaiset ominaisuudet, kertoo mikrobiologi Veera Kainulainen. 

Kainulainen väitteli Helsingin yliopiston Biotieteellisestä tiedekunnasta vuonna 2012. Aiheena oli tiettyjen laktobasillien ja ihmisisännän vuorovaikutus, etenkin laktobasillien aineenvaihduntaan liittyvät proteiinit adhesiiveina eli solun pinnassa olevina rakenteina, joita bakteeri käyttää kiinnittyäkseen isäntäänsä.  

– Aiemmin uskottiin, että vain patogeenit kantavat tiettyjä moonlightning-proteiineja pinnallaan ja niiden uskottiin toimivan virulenssitekijöinä, eli edistävän taudinaiheuttamiskykyä. Selvisi kuitenkin, että myös ihan tavalliset probiootit kantavat samoja proteiineja ja kiinnittyvät suoleen niiden avulla. 

Suolen ekosysteemin kannalta erittäin hyödyllisiä bakteerilajeja ovat sellaiset, jotka tuottavat lyhytketjuisia rasvahappoja. Ne käyttävät ravinnokseen kuituja. Lyhytketjuiset rasvahapot hyödyttävät ja ravitsevat myös suolen seinämän epiteelisoluja. 

Dysbioosi eli se, että suolistomikrobisto köyhtynyt ja sieltä puuttuu joitain sinne kuuluvia hyödyllisiä lajeja, on pystytty yhdistämään moneen sairauteen. Veera Kainulainen työskentelee Helsingin yliopistossa vierailevana tutkijana ja osana Filip Scheperjansin tutkimusryhmää HUS Neurokeskuksessa, joka selvittää Parkinsonin taudin ja suolistomikrobiston yhteyttä. Ryhmä on selvittänyt, että Parkinsonin tautia sairastavilta puuttuu tiettyjä suolistomikrobeja.  

Eläinkokeissa Parkinsonin taudin oireita on voitu lievittää täsmäbakteeriterapialla. Ryhmällä on nyt käynnissä tutkimus, jossa Parkinson-potilaiden suolistomikrobisto korvataan ulosteensiirteellä terveestä luovuttajasta. 

Suoli-aivoakseli vaikuttaa mieleen 

Monet tutkimukset antavat viitteitä siihen, että suolistomikrobeilla on laajoja vaikutuksia ihmisisäntään. Suolistomikrobiston häiriö liitetään esimerkiksi allergian, tulehduksellisten suolistosairauksien, tyypin I diabeteksen ja lihavuuden syntyyn. 

Ravinnon ja mielen yhteys on tällä hetkellä kuuma tutkimusaihe. Puhutaan suoli-aivoakselista, joka on suolistomikrobiston, immuunijärjestelmän ja keskushermoston muodostama toiminnallinen kokonaisuus. 

Mikrobiston on todettu vaikuttavan koe-eläimillä keskushermon kehittymiseen ja toimintaan. Ihmisillä tutkimuksia on tehty vasta vähän. Suoli-aivoakselin toimintahäiriöiden uskotaan olevan taustalla esimerkiksi autismissa ja ADHD:ssä. 

Mielen ja hermoston oireiden hoitoon liittyen puhutaan psykobiooteista, joilla voisi olla vaikutusta esimerkiksi masennuksen oireisiin. Köyhä suolistomikrobisto aiheuttaa matala-asteista tulehdusta, joka saattaa vaikuttaa myös mielenterveyteen. 

– Matala-asteisessa tulehduksessa tietyt bakteerisuvut pääsevät liian suureen rooliin suolistossa ja aiheuttavat tulehdusta. Suolen seinämä heikkenee ja suoli alkaa vuotaa muualle elimistöön suolen sisältöä, jota sinne ei pitäisi päästä, ja immuunipuolustus reagoi tähän, Kainulainen selittää. 

Tiedetään, että matala-asteinen tulehdus vaikuttaa usein muun muassa ylipainon taustalla. Ruokavaliolla sitä voi ehkäistä kuituja syömällä ja vähentämällä punaisen lihan käyttöä. 

– Syömisvalinnoilla ei ruokita vain itseä, vaan myös suolistomikrobistoa. Ne taistelevat elintilasta suolessa, ja ne lajit menestyvät, jotka saavat tarvitsemaansa ravintoa. 

Kainulainen pohtii, voivatko mikrobit vaikuttaa aineenvaihduntatuotteidensa avulla myös siihen, mitä haluamme syödä – eli mielitekojen syntymiseen. 

Täsmäprobiootit ovat vielä tulevaisuutta 

Tulevaisuudessa voi olla mahdollista, että personoidussa lääketieteessä dysbioottisia mikrobistoja täydennetään niistä puuttuvilla hyödyllisillä bakteereilla potilaan tarpeiden mukaan.  Täsmäbakteeriterapiaa ei vielä voi kokeilla ihmisillä. Tällä hetkellä mikrobihoitona käytetään ulosteensiirrettä, jossa siirtyy laaja kirjo bakteerilajeja. 

Ulosteensiirre on menetelmänä vielä uusi, eikä sen pitkävaikutteisista seurauksista ole tietoa. On mahdollista, että mukana kulkee paitsi hyödyllisiä, myös haitallisia bakteereja. 

Täsmäprobiooteilla hoito kohdentuisi tarkemmin, mutta sen tiellä on vielä esteitä. Haasteena on ensinnäkin suolistoekosysteemin lajikirjo ja niiden monimutkaiset vuorovaikutussuhteet. Yhden tai kahden bakteerilajin tutkiminen on vasta alkua, eikä kerro läheskään kaikkea suoliston mekanismeista. 

Monet suolistobakteerit myös ovat anaerobisia eli ne eivät kestä happea. Haasteena on saada ne pysymään elossa suolistoon asti. 

Lisäksi kaupallisen käyttöluvan saaminen uudelle probioottisuvulle on pitkä tie. Kaupalliseen käyttöön jo hyväksyttyjä bakteerisukuja ovat esimerkiksi laktobasillit ja bifidobakteerit. Helpointa on etsiä näistä suvuista lajeja, joilla olisi toivottuja ominaisuuksia kuten adhesiivisuutta. Tällä hetkellä esimerkiksi bifido-suvun lajeja tutkitaan paljon tästä näkökulmasta. 

– Voi olla olemassa bifidoja, jotka tarttuvat isäntään paremmin kuin nykyisin käytettävät. Vaikutus isäntään voidaan nähdä esimerkiksi tulehdussairauksien vähenemisenä, mutta suolessa tapahtuvista mekanismeista tiedetään todella vähän. Jos haluamme löytää parempia probiootteja, solutason mekanismeja on tutkittava lisää. 

Kainulainen osallistui viime vuonna valmistuneeseen pitkään tutkimukseen, jossa tutkittiin erään suoleen hyvin tarttuvan bifidolajin vaikutusmekanismia hiljentämällä ihmisen genomista yksi geeni kerrallaan ja seuraamalla, miten se vaikuttaa tarttumiseen. Ryhmä löysi neljä reseptoria, joilla voi olla merkitystä tarttumisen kannalta. 

Prosessointi vaikuttaa ruuan yhdisteisiin 

Ruuan prosessointi vaikuttaa suolistoflooran hyödynnettäviksi päätyviin ravinteisiin, mutta emme tiedä vielä tarkasti, miten. Tarkempaa tutkimusta puuttuu vielä esimerkiksi siitä, millaisia biokemiallisia yhdisteitä erilaisissa teollisissa prosesseissa muodostuu tai poistuu ruokatuotteista ja millä tavoin tämä edelleen vaikuttaa suolistomikrobien koostumukseen ja toimintaan. 

Turun yliopiston elintarvikekehityksen professori Kati Hanhineva ja hänen tutkimusryhmänsä perehtyvät näihin asioihin Newplant-projektissaan, jossa pyritään selvittämään mahdollisimman kattavasti, miten prosessointi vaikuttaa proteiinirikkaiden kasvituotteiden kemialliseen koostumukseen ja edelleen suolistoflooraan. 

– Meillä on vielä kohtalaisen huono tuntemus erilaisten prosessoinnin tapojen vaikutuksista niin kutsuttujen lihankorvikkeiden koostumukseen ja mahdollisiin terveysvaikutuksiin. Tietämys hienomolekulaarisella tasolla on puutteellista, prosesseja on kuvailtu lähinnä makroravinteiden tasolla, ja lisätietoa tarvitaan, Hanhineva sanoo. Newplant-projektissa pyritään syvemmälle siihen, miten kasviperäisten tuotteiden biokemiallisessa koostumuksessa,  kuten erilaisissa fytokemikaaleissa ja peptideissä olevat eroavaisuudet vaikuttavat suolistoflooraan.  

Fermentaatio tuo terveyshyötyjä 

Pohjoismaiseen ruokavalioon erikoistunut Hanhineva on kiinnostunut esimerkiksi täysjyväviljatuotteista, niiden fytokemikaaleista ja siitä, miten prosessointi kuten hapanjuurileivonnassa käytetty fermentaatio niihin vaikuttaa. Uusin tutkimuskohde ovat fermentoidut palkokasvit kuten kotimainen härkäpapu ja lupiini: auttaisiko fermentaatio saamaan niitä maistuvammiksi. 

Fermentointi on Hanhinevan mukaan esimerkki voimakkaasta elintarvikeprosessoinnista, koska siinä vaikutetaan mikrobien aineenvaihdunnan avulla ruuan biokemialliseen koostumukseen.  

– Fermentoidut elintarvikkeet on tyypillisesti todettu väestötason tutkimuksissa terveyttä edistäviksi raaka-aineesta riippumatta. Yhdistävä tekijä on elävien mikrobien hyödyntäminen tuotteen valmistuksessa joko spontaanifermentaation kautta tai mikrobeja lisäämällä. 

Fermentaatioprosessissa mikrobit käyttävät elintarvikkeen biomolekyylejä omassa aineenvaihdunnassaan ja pilkkovat esimerkiksi hiilihydraatteja, proteiineja ja rasvoja. Voidaankin ajatella, että fermentaation mikrobit esiprosessoivat ruuan kemiallista koostumusta ihmisen ruoansulatuselimistölle edullisempaan suuntaan. Fermentaatio voi myös auttaa poistamaan elintarvikkeesta haitallisia ainesosia. Tästä esimerkkinä on hyvin tunnettu fytaatin pilkkoutuminen. 

– Probioottisilla tuotteilla voi muokata suolistoflooran koostumusta, mutta ne vaikuttavat myös aineenvaihduntatuotteidensa kautta, Hanhineva tähdentää. 

Metabolomiikka apuna 

Elintarvikkeiden prosessointiin esimerkiksi fermentaation avulla ja sen suolistovaikutuksiin liittyy kuitenkin vielä paljon avoimia kysymyksiä. Todennäköisesti fermentoivien ja suolistomikrobien välillä tapahtuu vuorovaikutusta, mutta tiedetään vain vähän, mitä nämä ovat molekulaarisella tasolla ja millainen merkitys niillä on terveydellemme.  

Hanhineva pyrkii ymmärtämään näitä mekanismeja metabolomiikan avulla. Metabolomiikka on analyysimenetelmä, jossa mistä tahansa elintarvike-, mikrobi- tai ihmisperäisestä näytteestä voidaan tunnistaa jopa satoja erilaisia yhdisteitä. Sen avulla voidaan todentaa esimerkiksi erilaisten elintarvikeprosessien vaikutusta lopputuotteeseen. 

Metabolomiikan pullonkaula on siinä, kuinka paljon analyysilaitteiston havaitsemista, tyypillisesti tuhansista yhdisteistä kyetään tunnistamaan.  

– Tunnistamiseen tarvittavat tietokannat rakentuvat koko ajan, mutta ne ovat edelleen puutteellisia. Tällä hetkellä metabolomiikka-analyysissä yleensä identifioidaan sadasta viiteensataan yhdistettä, joten menetelmä kertoo huomattavasti enemmän kuin yksittäiseen yhdisteeseen kohdistunut mittaus. 

Metabolomiikan suurin etu on siinä, että sillä kyetään profiloimaan analysoitavan näytteen biokemiallista koostumusta hypoteesivapaasti. Menetelmä saattaa siis tuoda esiin ennalta aavistamattomia löydöksiä ja yhdisteitä, mikä on ensiarvoisen tärkeää, kun halutaan päästä jäljille esimerkiksi ravinnon ja suolistoflooran molekulaarisesta vuorovaikutuksesta ja sen tuottamien yhdisteiden terveysvaikutuksista.  

Hanhineva toivoo, ettei kasvipohjaisten lihankorvikkeiden prosessoinnissa nähdä samaa ilmiötä kuin viljan kohdalla: ettei prosessoinnissa menetetä kasviraaka-aineiden tärkeitä komponentteja, joilla voi olla vielä tunnistamattomiakin hyviä terveysvaikutuksia.  

– Prosessoinnissa tulisi pelkän proteiinifraktion talteenottamisen sijaan säilyttää muutkin kasvien biokemialliset hyvät yhdisteet, joilla on tai voi olla yhteys terveyteen. 

https://hanhinevalab.com/newplant