Se, mitä syömme, vaikuttaa suolistomikrobeihimme – sekä hyvässä että pahassa. Nyt näitä muutoksia voidaan tutkia vaihe vaiheelta.
– Ihmisen terveyden ja suoliston mikrobiston välillä on vahva yhteys. Se, mitä syömme, vaikuttaa suolistomikrobeihimme, mutta haasteena on saada tutkittua näitä muutoksia reaaliajassa, yliopistotutkija Carlos Gomez Gallego sanoo.
– Suolistomikrobeja voidaan analysoida ulostenäytteistä, mutta ne ovat ”lopputuotteita”, joista ei voi päätellä kaikkia edeltäviä tapahtumia ruoansulatuskanavan eri osissa. Eläinmallit puolestaan kuvastavat melko huonosti ihmistä. Niinpä tiedeyhteisö onkin alkanut kehittää erilaisia malleja ihmisen ruoansulatuskanavan simuloimiseksi laboratorio-oloissa.
Tällaisia in vitro -suolimalleja kehitetään ja käytetään myös Itä-Suomen yliopiston kansanterveystieteen ja kliinisen ravitsemustieteen yksikössä, jossa Gomez Gallego työskentelee. Esimerkiksi ruokanäytteet voidaan näin altistaa ruoansulatuksen ja mikrobivuorovaikutusten eri vaiheille, joita suolimalli jäljittelee.
– Pyrimme selvittämään, miten jokin tietty ruoka, ainesosa tai vierasaine muuttaa eri suolistobakteerien määrää ja niiden tuottamia aineenvaihduntatuotteita, mikä voi puolestaan olla hyödyksi tai haitaksi terveydelle. Seuraamme muutoksia tavallisesti 24 tunnin ajan, sillä niin kauan syöty ruoka keskimäärin viipyy paksusuolessa, ja voimme ottaa näytteitä tunnin välein.
– Parhaillaan käyttämämme suolistomikrobit on saatu sekoittamalla terveiden luovuttajien ulostenäytteitä, millä varmistetaan bakteerien monimuotoisuus. Tutkimuksen painopisteestä riippuen niitä voidaan kuitenkin kerätä mistä tahansa kohderyhmästä, vaikkapa imeväisikäisiltä vauvoilta, Gomez Gallego kertoo.
Appelsiininkuorista mikromuoveihin
Gomez Gallego keskittyy tutkimuksessaan pääasiassa kasvipohjaisiin elintarvikkeisiin ja kasveista löytyviin bioaktiivisiin yhdisteisiin. – Suolimallilla voidaan tutkia myös uusien elintarvikkeiden ja ainesosien mahdollisuuksia. Espanjalaisen Murcian yliopiston kanssa esimerkiksi tutkimme äskettäin appelsiininkuorista saatujen kuitujen ja karotenoidien prebioottisia vaikutuksia.
Espanjassa elintarviketeollisuuden sivutuotteena saadaan runsaasti appelsiininkuoria, joiden ainesosia voitaisiin mahdollisesti hyödyntää erilaisissa täydennetyissä elintarvikkeissa ja lisäravinteissa. Tutkimus osoittikin, että appelsiininkuoresta saadut kuidut lisäsivät hyödyllisten Lactobacillus ja Bifidobacterium -suolistobakteerien määrää.
– Kuopion alueen yrityksillä on myös ollut kiinnostusta tuotteidensa mahdollisten terveysvaikutusten testaamiseen, ja siihen toivottavasti pystymmekin tulevaisuudessa panostamaan enemmän.
Seuraavaksi tuloksia on odotettavissa tutkimuksista, joissa on tarkasteltu suoliston mikrobiston vuorovaikutuksia muun muassa erilaisten leipien, marjoista ja kasveista peräisin olevien fenoliyhdisteiden sekä ympäristön mikromuovien kanssa.
– Professori Hani El-Nezamyn kanssa tutkimme palsamiköynnöksestä eristettyä, Schisandrin B:ksi nimettyä fenoliyhdistettä, jonka on havaittu voivan estää paksusuolen syövän kasvua. Haluamme selvittää tarkemmin, millaisiin suolistossa syntyviin aineenvaihduntatuotteisiin tämä vaikutus voi liittyä.
Polyamiineja äidinmaidosta
Aiemmassa tutkimustyössään Murcian ja Turun yliopistoissa Gomez Gallego on tarkastellut myös äidinmaidon ja äidinmaidonkorvikkeiden sisältämiä polyamiineja ja bioaktiivisia peptidejä. – Tätä tutkimuslinjaa haluaisin tulevaisuudessa jatkaa ja laajentaa, ja olemmekin jo kehittämässä entistä tarkempaa polyamiinianalytiikkaa.
– Tuolloiset tutkimukset osoittivat näiden yhdisteiden vaikuttavan suolistomikrobiston ja immuunijärjestelmän kehitykseen. Joissakin äidinmaidonkorvikkeissa polyamiineja oli kuitenkin paljon vähemmän kuin rintamaidossa yleensä. Myös joidenkin äitien rintamaidossa oli hyvin vähän polyamiineja, mihin voi perimällä tai ruokavaliolla olla vaikutusta.
Polyamiinit ovat välttämättömiä kudosten kasvulle ja uudistumiselle. – Solumme tuottavat itse polyamiineja, mutta niitä on tärkeää saada myös ravinnosta erityisesti imeväisiässä, vanhuudessa ja esimerkiksi kudosvaurioista toipumisen aikana, jolloin niiden tarve on suurentunut.
– Jotkut suolistomikrobit, kuten laktobasillit ja bifidobakteerit, tuottavat myös polyamiineja, joten siksikin kannattaa pyrkiä lisäämään niiden määrää suolistossa.
Kasviproteiinit tarkastelussa
Gomez Gallego jatkaa in vitro -suolimallin kehittämistä yhteistyössä professori Marjukka Kolehmaisen kanssa Suomen Akatemian ja Euroopan unionin tuella. – Ensimmäisellä mallilla pystyimme simuloimaan ruoan kulkua ruoansulatusjärjestelmässä vaihe vaiheelta, mutta nyt voimme jäljitellä sen jatkuvaa virtausta.
Se, mitä syömme ja minkälaisia suolistobakteereja meillä on, vaikuttaa myös suolen seinämän hyvinvointiin. Terve suolen seinämä estää haitallisten aineiden pääsyä elimistöön. – Suolimallillamme voidaan pian simuloida myös suolen seinämässä tapahtuvia vuorovaikutuksia, kun yhdistämme siihen ihmisen suolen seinämää mallintavat soluviljelmät.
Gomez Gallego toteaa, että tutkimustietoa tarvitaan paitsi terveellisten ruokavalintojen, myös kestävien ruokajärjestelmien edistämiseksi. – Sekä elintarviketeollisuudella että elintarvikkeiden kulutuksella on merkittävä vaikutus ympäristöön ja ilmastonmuutokseen.
Kasvipainotteisempiin ruokavalioihin siirtymistä suositellaan yleisesti, ja vaihtoehdoksi eläinproteiinille on tullut monia uusia kasviproteiinituotteita. – Lihaan verrattuna kasvipohjaisten elintarvikkeiden etuna ovat myös niiden sisältämät kuidut ja bioaktiiviset yhdisteet, jotka voivat olla hyödyksi terveydelle.
– Lisää tutkimusta kuitenkin vielä tarvitaan siitä, kuinka erilaiset kasviproteiinit käyttäytyvät elimistössämme.
Ruokaa metsistä ja vuorilta
Paikallisten tuotteiden ja teollisuuden sivutuotteiden käyttö voi tukea ruokajärjestelmän kestävyyttä. – Tästä näkökulmasta on kiinnostavaa tutkia myös metsän antimia, kuten marjoja, sieniä ja täysin uusiakin raaka-aineita, sanoo Gomez Gallego, joka kuuluu Itä-Suomen yliopiston Metsä- ja biotalouden tutkimusyhteisöön.
– Olemme esimerkiksi tutkineet puuteollisuuden sivutuotteina saatavia yhdisteitä, joilla saattaisi olla antioksidanttisia tai syöpää ehkäiseviä ominaisuuksia. Toisaalta metsän antimilla voi olla perinteisiä, ehkä jo unohtuneitakin käyttötapoja, jotka ovat tutkimisen arvoisia.
Gomez Galleo koordinoi myös kestäviin ruokajärjestelmiin liittyvää kansainvälistä yhteistyöhanketta, johon osallistuu kumppaneita Perusta, Boliviasta ja Suomesta. Team Finland Knowledge -ohjelman rahoittaman hankkeen tavoitteena on lisätä tietoa Andien alueen viljelykasveista, kuten kvinoasta ja amarantista. – Nykyinen maatalousjärjestelmä perustuu muutamaan harvaan viljelykasviin, jotka ovat erittäin alttiita ilmastonmuutokselle. Niinpä halusimme etsiä niille vaihtoehtoja kestävämmistä viljelykasveista, joita voidaan tuottaa kestävällä tavalla ympäri maailmaa.
– Opiskelijat ovat olleet erittäin tyytyväisiä aiheen ympärille rakentamaamme verkkokurssiin. Vastaavanlaista yhteistyötä on suunnitteilla myös eteläisen Afrikan perinteisten viljelykasvien tiimoilta.
