Orion 2010

Suoliston Mikrobisto ja Terveys Seppo Salminen

Functional Foods Forum

Lääketieteellinen tiedekunta Turun yliopisto

Orion 2010

Muovia hajottavat mikrobit suolistossa? Kahvipensaassa menestyvät vain tuhohyönteisest joiden Mikrobisto hyödyntää kofeiinia…

Kahvipensaan tuholaiset?

Orion 2010

Ihminen ja mikrobit

•  Vuorovaikutus, joka säätelee koko elämäämme

•  Uusin tutkimustieto kertoo ruoansulatuskanavan mikrobiston merkityksestä ja laktobasilleista osana suoliston suojaa

•  Vanha tutkimustieto ja perinne maitohappobakteereista ruoan säilyttäjinä ja terveyden edistäjinä

•  Luomuruoan merkitystä tutkittu vain vähän

Orion 2010

Mihin suoliston mikrobisto vaikuttaa? -gastroenteriitit, ripulit, aliravitsemus, ’yliravitsemus’, metabolinen syndrooma, ruoansulatuskanavan sairaudet vanheneminen, stressi ...

-mikrobiston vaikutuksia aliarvioitu

Orion 2010

Miten määritellä suoliston terveys?

•  Ei ongelmia suolistossa eikä suolistoperäisiä sairauksia (suolistossa tai siihen liittyen) –  gastroenteriiti, mahahaava, tulehdukselliset suolistosairaudet,

intoleranssit, allergiat, stressi

•  Terve tasapainoinen suoliston mikrobisto –  monipuolinen ja yksilöllinen, suojaava tekijä elimistössä

•  Yleinen hyvinvointi

•  Meidän ei tarvitse ajatella suolistoa/ruoansulatuskanavaa

Orion 2010

•  Kaikilla limakalvoilla tulisi olla tasapaino

•  Samoin suuontelossa (hammasterveys), iholla, suolistossa

•  Tasapainoon voidaan vaikuttaa, erityisesti suolistossa ja limakalvoilla

Mikrobisto kaikilla limakalvoilla

Orion 2010

Vanhusten mikrobisto

•  Stabiilisuus vähenee

•  Diversiteetti/monimuotoisuus muuttuu •  Vastustuskyky patogeeneja vastaan

alenee?

Orion 2010

Evoluutio

Orion 2010

Ihminen ja evoluutio

•  100 ihmisen historialle tärkeintä lajia

•  100 lajia, jotka muuttivat kehityksen kulkua

ihmiselle positiivisella tavalla

Orion 2010

Ihminen ja evoluutio

•  Viidenneksi tärkein laji

– Lactobacillus tai toisin sanoen, maitohappobakteerit

Orion 2010

Ihminen ja mikrobit

•  Elie Metschnikoff & Pasteur Instituutti

•  Prolongation of life – optimistic studies (1907) •  Vanheneminen johtaa suoliston mikrobiston

muokkautumiseen väärään suuntaan •  Voidaan palauttaa maitohappobakteereilla •  Patentoitu jugurtti - •  Probioottitutkimuksen uusi alku…

Orion 2010

Ihminen ja mikrobit

•  D. B. Jelliffe and E. F. P. Jelliffe •  Ravitsemustieteilijä ja antropologi •  Ravitsemuksen merkitys ripulin hoidossa •  Fermentoidut elintarvikkeet •  WHO suositus: ripulin hoidossa

maitohappobakteerit osana •  Probioottitutkimuksen uusi alku…

Orion 2010

Imetys suojaa lasta (WHO)

•  Gastroenteriiteiltä

•  Allergioilta

•  Lihavuudelta

•  Maidon bakteerit ja niiden substraatit

Orion 2010

Seppo Salminen

Copyright Erika Isolauri & Seppo Salminen, 2008, Walkers’ Pediatric Gastroenterology

Miten mikrobisto syntyy? DOGMA muuttuu

Rautava et al 2012 Nature Rev Gastro

Äidin ja isän rooli?

Orion 2010

Suolistomikrobiston kehitykseen vaikuttavat tekijät •  Perimä

•  Synnytystapa

•  Äidin mikrobisto •  Äidin ravitsemus

•  Rintaruokinta ja rintamaidon koostumus –  bakteerit, oligosakkaridit,

muut bioaktiiviset yhdisteet rintamaidossa, rasva

•  Vierotus (aika/vierotusravinto) •  Ravitsemus ja ympäristö •  Ruoan mikrobisto (hygienia) •  Pro- and prebiootit •  Lääkitys, antibiootit

Orion 2010

Rintamaidon komponentit ?

•  Optimaalinen vastasyntyneen ravinto Bakteerit, oligosakkaridit

•  Bioaktiiviset yhdisteet

•  ’Mallielintarvike’, suoliston muokkaaja, perusta mikrobistolle, perusta sairauksien ehkäisylle ripulitautien ehkäisy,

lihavuus, allergiat

•  Perusta probiooteille

Orion 2010

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

199203206208210211213214216218219220222224225227230231232235236242243244247248249251253254256258259262263266269271272274278282284

Sample

Log

cells

/mL 2,78 ± 1,12

Gueimonde et al 2007

Bifidobakteerit Suomalaisessa rintamaidossa

Orion 2010

Bifidobakteerit Suomalaisessa rintamaidossa

Gueimonde et al 2007

0 %

10 %

20 %

30 %

40 %

50 %

60 %

70 %

80 %

90 %

100 %

% of ocurrence

B. longum group B. catenulatumgroup

B. bifidum B. breve B. lactis group B. adolescentis

Species-groups

Orion 2010

Stomach104 CFU/gCandida albicansHelicobacter pyloriLactobacillusStreptococcus

OesophagusNo own microbiotaMicrobes from food

and oral cavity

Duodenum103-104 CFU/g

BacteroidesCandida albicans

LactobacillusStreptococcus Jejunum

105-107 CFU/gBacteroidesCandida albicansLactobacillusStreptococcus

Ileum107-108 CFU/gBacteroidesClostridiumEnterobacteriaceaeEnterococcusLactobacillusVeillonella

Colon1010-1011 CFU/g

BacteroidesBacillus

BifidobacteriumClostridium

EnterococcusEubacterium

FusobacteriumPeptostreptococcus

RuminococcusStreptococcus

…………...

800- 1500 lajia

Aikuisen mikrobisto: kompleksi yhdyskunta

Orion 2010

Mikrobiston häiriöt

•  Ripulitaudit •  Ripulitautien riski kasvaa •  Allergisten sairauksien riski •  Autismi? •  Lihavuus? •  Helikobakteeri gastriitti

•  Voimmeko edistää mikrobiston tervettä kehitystä?

•  Voidaanko virheitä estää mikrobistoa muokkaamalla?

Orion 2010

Lapsen mikrobiston muokkaus •  Mikrobisto

yksinkertainen

•  Häiriöt helppoa karakterisoida

•  Mahdollisuus muokata erinomainen

•  Aikuisella haaste

Orion 2010

Voiko mikrobisto altistaa allergioille ja lihavuudelle?

•  Lapsilla, joille myöhemmin kehittyy atooppinen sairaus on varhaisen mikrobiston koostumus poikkeava

•  Mikrobisto erilainen lapsilla jotka myöhemmin lihovat

•  Erityisesti laktobasillit, bifidobakteerit ja klostridit –  Aikuisten bifidobakteerimikrobisto ( B adolescentis) –  Terveinä pysyvillä lapsilla on B. breve, B infantis, B

bifidum, B longum

Orion 2010

Mikrobiston merkitys

•  Suojaa haitallisia mikrobeja ja haitallisia aineita vastaan (gut barrier)

•  Ravinteiden muokkaus/imeytyminen •  Rasvan varastoinnin säätely? •  Suolisto-aivo –akselia tutkitaan

– mm. suolistosairaudet (mm IBS), autismi, koliikki (pienen lapsen itku/kipu suolistossa)

Orion 2010

Lajien runsaus

Orion 2010

Mikrobiston monimuotoisuus ja terveys

Yksilö, jolla monimuotoisuus on alhainen useiden sairauksien riski kohoaa

Riski insuliiniresistenssiin ja ylipainoon kasvaa

Lihavalla yksilöllä mikrobiston monimuotoisuus voi säädellä painon kehitystä ylipainon suuntaan

Orion 2010

Mikrobiston häiriöitä/Probiootin kohteita

NORMAL GUT MICROBIOTA

Orion 2010

Mikrobisto vanhetessa?

Mikrobiston monimuotoisuus supistuu Aineenvaihdunta vähenee, lajikoostumus yksinkertaistuu Alttius häiriöille ja patogeeneille lisääntyy

Orion 2010

Seppo Salminen

•  Ravinto,  ympäristö,  hygienia  

•  Ravinto:  keinotekoiset  makeutusaineet,  polyolit,  emulgaa8orit,  säilöntäaineet  

•  Elintarvikkeiden  säilöntä  &  prosessoin<  

•  An<bioo<t,  antasidit,  kipulääkkeet  

Mikrobistoa muokkaavat tekijät

Orion 2010

Ravinnon merkitys mikrobistolle?

Ruokamme sisältää aina mikrobeja Monimuotoinen taustatekijä – stimulaatio Nykyinen ruoka usein “lähes bakteerivapaa”

Orion 2010

Luomukeksit (Coconut Bliss)

•  INGREDIENTS: Organic Gluten Free Rolled Oats, Organic Evaporated Cane Sugar, Organic Shredded Coconut, Organic Raisins, Organic Coconut Oil, Organic Liquid Eggs, Organic Gluten Free Brown Rice Flour, Organic Walnuts, Organic Light Brown Sugar, Organic Butter, Water, Organic Potato Starch, Baking Soda, Organic Flavor, Organic Pure Vanilla Extract, Xanthan Gum, Sea Salt, Organic Ground Cinnamon.

Orion 2010

Ruoan mikrobit?

•  USAssa tutkittu •  (1) tavanomainen amerikkalainen ruokavalio:

teollisesti valmistettu ruokavalio •  (2) USDA suositusten mukainen: monipuolinen

sekaravinto, hedelmä- ja kasvisvoittoinen •  (3) VEGAANI: kaikki eläinkunnan tuotteet

poissuljettu

Seppo Salminen

Orion 2010

Seppo Salminen Seppo Salminen

Ruoan mikrobit?  

§  USDA  suositusten  mukainen  diee1  1.3  ×  109  CFU  vuorokaudessa  

§  VEGAANi  ruokavalio  6  ×  106    CFU  per  day    

§  The  tavanomainen  ruokavalio  1.4  ×  106  CFU  per  day  

§  Mikrobisto  monimuotoisempi  suositusten  mukaisella  ravinnolla  

§  Suuri  osa  väestöstä  ei  saa  tavanomaista  mikrobialGstusta?    

David et al, 2014 Nature

Orion 2010

Miten vaikuttaa ruoan ohella?

•  Monipuolinen ruokavalio

•  Ruoan komponentit – Keinotekoiset makeutusaineet, antimikrobiellit,

emulgaattorit, sakeuttamisaineet, jäämät •  Antibiootit (vain todelliseen tarpeeseen),

antasidit, hapon estäjät, tulehduslääkkeet •  Probiootit, erityisesti riskitilateissa

Orion 2010

Tulehdus Suoliston barrieeri

Kasv

u Oireilu

MIKROBISTON HÄIRIÖ

MIKROBISTON TASAPAINO

ANTIGEENIT

+

Tutkitut probiootit

Orion 2010

Orion 2010

Seppo Salminen

Orion 2010

WAO SUOSITUKSET

•  SUOSITUSTEN mukaan probiooteista on nettohyötyä kun riskiperheissä niitä käytetään:

•  Raskauden aikana •  Imetyksen aikana •  Vierotuksen jälkeen

Orion 2010

Euroopan lasten gastroenterologiyhdistys ESPGHAN suosittelee

•  Probiootteja ripulin ehkäisyyn •  Antibioottien sivuvaikutusten ehkäisyyn

•  Suosituksissa tutkitut kannat •  Osoitettu hyöty

Orion 2010

ESPGHAN Working Group for Probiotics Evidence-based position paper

2014

Szajewska, Guarino, Hojsak, Indrio, Kolacek, Shamir, Vandenplas, Weizman. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2014;58:531-9.

The WG recommends choosing a probiotic,

•  the efficacy of which has been confirmed in well-conducted RCTs,

•  from a manufacturer who has a regulated quality control

Orion 2010

Mikrobistohäiriöt ja paino

•  Suurin osa ihmiskunnan historiasta metsästäjä keräilijöitä

•  Mikrobisto suojaa patogeeneilta ja kerää energiaa varastoon

•  Nyt varastoa ei tarvita – keräys jatkuu -vaikuttaa ylipainon kertymiseen

Orion 2010

MIKROBISTO JA YLIPAINO: MALLINA RASKAUDEN AIKA

Koren et al 2012

Orion 2010

One notable discrepancy between our studiesand many others was the relatively low frequencyand abundance of Bifidobacteria in the fecalmicrobiota at any age from birth to adulthood.

Palmer et al 2007

“…

…”

Orion 2010

Seppo Salminen Seppo Salminen

Palmer et al 2007

Lihavuuden trendit USA:ssa aikuisilla BRFSS, 2006

≥30% 25%–29%

“…

…”

Onko yhteys selkeä?

Orion 2010

Antibioottien käyttö reseptejä per 1000 henkilöä kohti osavaltioittain USA, 2010.

Hicks LA et al. N Engl J Med 2013;368:1461-1462.

Orion 2010

Seppo Salminen

Voidaanko painon kehitykseen vaikuttaa?

§  Energian saannin rajoitus §  Suoliston mikrobiston

muokkaus §  Probiootit § Ulosteen siirto (laihoilta

lihaville) §  Tulevaisuuden tutkimus-

alue

Orion 2010

Hyötymikrobeilla voidaan ehkäistä antibioottihoidon aiheuttamia muutoksia

Orion 2010

Suomalaiset tutkimuksen kärjessä Lactobacillus acidophilus Lactobacillus bulgaricus

Propionibacterium acnes

Penicillium chrysogenum

Saccharomyces cerevisiae

MRSA

Staphylococcus epidermidis Bacillus thuringiensis

Orion 2010

Maitohappobakteerit suosituksissa

•  Puola, Viro, Saksa, Espanja, Italia •  Ranskassa vanhuksille

•  Monipuolisen ravitsemuksen osana

Orion 2010

Mikrobisto ja luomuruoka

•  Mikrobiston tutkimus luomuruoan yhteydessä tärkeä tulevaisuuden haaste

•  Miten luomuruoka vaikuttaa pitkällä aikavälillä kun jäämiä ja lisäaineita on vähemmän?

•  Säilyykö mikrobiston monimuotoisuus paremmin?

Orion 2010

MITÄ PROBIOOTEILLA VOIDAAN TEHDÄ?

•  TASAPAINOTTAA MIKROBISTOA

•  KORJATA HÄIRIÖITÄ/EHKÄISTÄ HÄIRIÖITÄ (Antibiootit/IBS/ripulit)

•  EHKÄISTÄ ALLERGIAA JA MAHDOLLISESTI YLIPAINOA

•  VALITTAVA HYVIN TUTKITUT PROBIOOTIT

Orion 2010

Tutkitut

Probiootit Suositusten mukainen ravitsemus

Tasapaino suoliston mikrobistossa

Suoliston

Barrieeri

kunnossa

Tulehdustilan

kontrolli

Terve

yksilö

Orion 2010

Tulevaisuus? Uudet mikrobivalmisteet menetelmät, tieto & ravitsemusneuvonta

Orion 2010

Mikrobiston tutkimus tuo uusia ratkaisuja Alueille, joissa mikrobistoa ei tunneta