Et hold forskere har studeret, hvad ændringer i tarmens miljø betyder for sammensætningen og aktiviteten af tarmbakterierne, og hvad kostens betydning er i den forbindelse. Studiet er gennemført i forskningsprojektet PRIMA, der ledes af DTU Fødevareinstituttet, og er et samarbejde imellem Institut for Idræt og Ernæring ved Københavns Universitet, DTU Fødevareinstituttet og KU Leuven i Belgien. Forskningen, der er publiceret i Nature Microbiology kan i sidste ende være med til at forklare, hvorfor vi alle har forskellige tarmbakterier og sandsynligvis også, hvorfor vi reagerer forskelligt på maden.
På opdagelsesrejse igennem tarmen
50 forsøgspersoner slugte i 2021 en lille kapsel på størrelse med det yderste led på tommelfingeren samtidig med, at de spiste deres morgenmad. Kapslen påbegyndte derefter sin rejse igennem tarmen med henblik på at indsamle information om pH, temperatur og tryk igennem mavesækken, tyndtarmen og tyktarmen. Efter mellem 12 og 72 timer kom kapslen ud igen med afføringen, og allerede der kunne forskerne konstatere, at både miljø og rejsetid gennem tarmen varierer fra menneske til menneske.
”Vi kunne se, at det for eksempel tog to timer for kapslen at komme igennem tyndtarmen hos nogle mennesker og 10 timer hos andre. Da vi i forvejen ved, at vi optager det meste af vores næring i tyndtarmen, så har forskelle i rejsetiden i tyndtarmen sandsynligvis betydning for dels hvor meget næring, vi optager og dels for hvor meget, som passerer videre til tyktarmen, hvor tarmbakterierne sætter ind,” fortæller lektor Henrik Roager, Institut for Idræt og Ernæring ved Københavns Universitet, der stod i spidsen for studiet.
Tidligere har man oftest undersøgt aktiviteten i tarmen via afføringsprøver, som man har sat i forhold til, hvad personen har spist. Men med kapslen kan man nu få et meget mere præcist indblik i, hvordan miljøet ændrer sig igennem tarmene.
”Kapslen gør, at vi kan opsamle informationer som kan være med til at forklare individuelle forskelle i fordøjelse, optag af næringsstoffer og afføringsmønstre. Det giver os langt større viden, end hvad vi hidtil har kunnet forklare via kostmønstre og afføringsprøver,” forklarer lektor Henrik Roager.
Miljøet i tarmen: Fra den sure mavesæk til den basiske tyndtarm
Under sin rejse gennem vores fordøjelsessystem bevæger kapsel og mad sig som det første ned i mavesækken. Her registrerer kapslen en meget lav pH-værdi, for det er i mavesækken, at mavesyren frigives og nedbryder maden. Derefter bevæger mad og kapsel sig over i tyndtarmen. Her frigiver tarmcellerne det basiske stof bikarbonat, der neutraliserer den sure mavesyre og næringsstoffer optages. Når den ufordøjelige rest af maden senere når frem til tyktarmen, fermenteres den af tarmbakterierne. Bakterierne danner i denne proces fedtsyrer, som medfører, at pH-værdien falder igen. Men efterhånden som fedtsyrerne optages igennem tyktarmens væg og tarmbakteriernes aktivitet gradvis ændres, så stiger pH-værdien gradvis igennem tyktarmen.
”Alle disse ændringer i pH registrerer kapslen, og vi kan ud fra pH-ændringerne igennem tarmen estimere, hvor længe maden er i de forskellige dele af tarmen. Vi ved, at pH er en afgørende faktor for bakteriers vækst og aktivitet, så derfor gav det rigtig god mening, at vi kunne se, at tarmens miljø og pH er koblet til forskelle i tarmbakteriernes sammensætning og aktivitet. Det vil sige, at de miljøbetingelser vi hver især har i vores tarm kan være med til at forklare, hvorfor vi har forskellige bakterier i tarmen,” siger Henrik Roager.
Madens rejse gennem tarmsystemet har betydning for vores sundhed
Forsøgene viste også, at en lang rejsetid igennem forsøgspersonernes tarmsystem, især tyktarmen, er koblet til tarmbakteriernes produktion af stoffer, som kommer fra tarmens omsætning af proteiner, og som tidligere er vist kan være skadelige for nyrer- og hjerte-karsystemet. Fra person til person kan der være store forskelle på madens rejsetid igennem tarmsystemet, hvilket kan skyldes genetiske faktorer, men også påvirkes af en lang række faktorer, som f.eks. stress, fysisk aktivitet, vand-indtag og ikke mindst indtag af kostfibre.
”Ved at måle på forsøgspersonernes kost og urinprøver i ni dage i træk, kunne vi, i tråd med vores tidligere forskning i projektet, se en sammenhæng imellem højere dagligt indtag af kostfibre og lavere mængde af de skadelige stoffer i forsøgspersonernes urin. Det tyder på, at vi over ret kort tid, aktivt kan påvirke vores tarmbakteriers produktion af skadelige stoffer ved at øge vores indtag af kostfibre,” siger lektor Martin Frederik Laursen fra DTU Fødevareinstituttet.
”Det er dog vigtigt at pointere, at vores forskning også viser, at ikke alle mennesker reagerer ens på indtaget af kostfibre, og vi er kun lige begyndt at forstå, hvorfor der er forskelle imellem individer. Og her spiller individuelle forskelle i tarmmiljøet formentligt en stor rolle. Derfor er det vigtigt at forske meget mere i, hvordan tarmens miljø påvirker bakteriers sammensætning og aktivitet,” siger Martin Laursen.
Personlig ernæring
Den nye viden kan blive til stor nytte for den fremtidige ernæringsvejledning, mener lektor Henrik Roager.
”Vores resultater viser os, at vi er helt unikke – også i vores tarm,” siger han og fortsætter:
”Vi er vant til at antage, at vi fordøjer maden og optager næring på samme måde og i samme omfang, men samtidig kan vi også se, at sådan hænger det ikke altid sammen. Vores studie leverer yderligere evidens for, at vi reagerer forskelligt på maden – og her kunne forskelle i vores tarms miljø meget vel have en vigtig rolle at spille.”
Resultaterne peger dermed på, at tarmens fysiologi og miljø spiller en vigtig rolle i forståelsen af de individuelle forskelle i menneskets tarmmikrobiom og metabolisme.
