Image
Jord, jente

Alle pattedyr, inkludert menneskebarn, har en iboende trang til å spise jord. Foto: Colourbox

Naturstoffer i jord gjenoppretter balansen i tarmen

Stoffer som finnes i skogsjord, får utkonkurrerte tarmbakterier til å blomstre opp igjen, mens altfor dominerende bakterier holdes i sjakk. Resultatene er oppsiktsvekkende.

Temaet er brennhett. Tarmen vår – og det svimlende antallet bakterier som lever der – påvirker oss mer enn vi har trodd. Tusenvis at forskingsartikler publiseres hvert år, og omfanget av forskningen på feltet fortsetter å vokse raskt. Forstyrrelser i tarmens økosystem, såkalt dysbiose, rammer stadig flere og kan føre til sykdommer som nå brer om seg i den vestlige verden: diabetes, ulike kreftformer, autisme, astma, allergi, psoriasis og ekstrem fedme. Tarmbakterier påvirker også den mentale helsen vår.

Forskere over hele verden forsøker å forstå hvorfor så mange er rammet av en slik alvorlig ubalanse mellom grupper av mikrober i tarmen – og hva som kan gjøres for å rette på dette.

En vill idé

Bakteriene i tarmen

Tarmen er et av de mest komplekse mikrobielle økosystemene som finnes, med rundt 100 000 milliarder celler pr. milliliter i tykktarmen.

Totalt i tarmen kan det være opptil ti ganger flere bakterier enn det er celler i selve kroppen.

Det er påvist 500 ulike arter av bakterier i tarmen til et voksent menneske, men genteknologi viser at det kan være snakk mer enn 5000 forskjellige arter, de aller fleste er ukjente for oss.

Et rikt mikrobeliv i tarmen hindrer farlige arter i å blomstre opp og framkalle sykdom og bidrar samtidig til å fordøye næringsstoffer og til at immunsystemet utvikler seg på naturlig måte.   

Folk i urbane strøk har færre bakteriearter i tarmen enn folk som lever i direkte kontakt med naturmiljøer..

I løpet av det siste året har tre forskere på Universitetet i Oslo (UiO) testet ut det de selv kaller «en vill idé». De har tenkt annerledes enn andre forskere som prøver å motvirke dysbiose ved å rette opp ubalanse mellom ulike bakteriarter i tykktarmen.

– Utgangspunktet vårt har vært naturen. Gjennom evolusjonen har naturen selv kommet fram til de beste løsningene. Så vi har tenkt at svaret må ligge nettopp i naturen, sier professor emeritus Jan Raa, som er mikrobiolog og en kjent gründer.

Sammen med seg på forskningsprosjektet har han Eric de Muinck og Pål Trosvik på Senter for økologisk og evolusjonær syntese (CEES) på UiO. De to har studert tykktarmsbakterier i en årrekke ved hjelp av ny og avansert DNA-basert teknologi som de selv har utviklet og høstet internasjonal anerkjennelse for.

Nærkontakt med naturen

I tarmen lever milliarder av bakterier sammen i et gigantisk økosystem, noe av det mest komplekse som finnes. Blir det ubalanse der, er det umulig å rette det opp igjen uten å forholde seg til grunnleggende spilleregler i økologien, mener forskerne.

– En tarmflora med mange arter beskytter best mot sykdom. Utfordringen er å skape et miljø i tarmen der en stor bredde av ulike mikrober trives – sammen. Det er nettopp det som har vært målet vårt å få til, sier Raa.

Han viser til at mennesker som lever i et naturlig miljø, for eksempel folk i jeger- og samlersamfunn i Afrika, har en annen og rikere tarmflora enn oss. Der finnes knapt de livsstilssykdommene som har rammet folk i vestlige land så hardt de siste tiårene.

– Måten disse folkegruppene lever på, i nærkontakt med naturen, gir dem en fordel. Da må vi spørre: Hva er det de får i seg som vi ikke får – og som gir dem en så mye rikere tarmflora?

Pål Trosvik (t.v.), Jan Raa, Eric de Muinck
En tarmflora med mange arter beskytter best mot sykdom, forklarer Pål Trosvik (t.v.), Jan Raa og Eric de Muinck. Foto: Ola Sæther/UiO

De tre kollegene har resonnert seg fram til et mulig svar: Kan det rett og slett være noe som finnes i jord?

– Vi vet at alle pattedyr, inkludert menneskebarn, har en iboende trang til å spise jord. Ja, simpelthen putte jord i munnen. Hvis jord var uheldig for oss, hadde evolusjonen fjernet denne trangen for lengst. Det betyr at jord som kommer fra et opprinnelig naturmiljø og som ikke er forurenset, neppe kan være skadelig. Tvert imot, tenkte vi, det må være noe i jord som er gunstig for oss, noe vi trenger, framholder Raa og viser til at geofagi, tilbøyeligheten til å spise jord, er et kjent fenomen i biologien.

Gjennom hele evolusjonshistorien har vi mennesker levd i direkte kontakt med jord. I dag vasker vi vekk all jord – fra bomiljøet vi lever i og fra maten vi spiser.

– Vi har fjernet komponenter som trolig har formet vår fysiologi i løpet av hele vår evolusjonshistorie, erkjenner Raa.

Kan vi finne erstatninger for det vi har fjernet? 

Det er skogsjord som gjelder

De viktige komponentene forskerne snakker om, finnes i brun og svart skogsjord og i naturlige avleiringer av døde planter. Disse komponentene blir dannet når den naturlige nedbrytningen er kommet så langt at nedbrytningsproduktene er blitt brunfarget eller helt svarte. Da er det for det meste bare de ikke-nedbrytbare fibrene i celleveggene hos planter, sopp og bakterier som er igjen. Dette er stoffer som er uten næringsverdi for mikrober som lever i luftfrie økosystemer, som i tykktarmen.

– Men selv om disse stoffene ikke gir næring til mikrobene, fant vi ut at de har en forbausende – og svært positiv – effekt på samspillet mellom mikrobene i dette økosystemet, forteller Raa.

Dette gjelder spesielt biologisk nedbrutt og omdannet vedstoff (lignin) fra plantecellevegger – men ikke vedstoffet i plantefibre. Nedbrytningsproduktene er komplekse molekyler som kan frakte elektroner (energi) mellom mikrober i luftfrie økosystemer.

Nettopp dét er trolig forklaringen på forskernes observasjoner. Skogsjord og biologiske sedimenter inneholder også beta-glukaner som skriver seg fra celleveggene hos sopp og bakterier som er med på å bryte ned planterestene.

– Dette er stoffer med kjent immunstimulerende og immunmodulerende effekt, og de kan derfor bidra til styrke infeksjonsforsvaret.

Felles for all jord

Poteter
I dag vasker vi bort all jord fra maten vi spiser. kanskje er det ikke så lurt. Foto: Colourbox

Kan det være nettopp disse stoffene som folk i den vestlige verden mangler? Forskerne ville teste ut dette. De satte bestanddelene sammen igjen til en renset versjon av jord som de kalte deconstructed soil.

Underveis i arbeidet oppdaget forskerkollegene at det finnes områder og folkeslag både i Afrika og Asia som bruker jord fra bestemte områder som medisin. Men slik jord kan inneholde farlige bakterier og parasitter.

Forskernes "jorderstatning" er derimot helt steril. I den har de samlet forbindelser som finnes i vårt opprinnelige naturmiljø, men som vi er blitt frarøvet gjennom levesettet vårt.

– Det er vanlig å tro at mikrobene i jord kan slå seg ned i tarmen og bidra direkte til en rikere mikrobeflora der. Det er ikke riktig, presiserer Raa.

– Det er først og fremst de mikrobefrie komponentene i jord som påvirker det mikrobielle økosystemet i tarmen – noe vi har dokumentert i studiene våre. 

Trodde ikke det var mulig

I løpet av det siste året har Trosvik, de Muinck og Raa gjennomført en lang rekke vitenskapelige tester. Kunne den ville ideen deres ha noe for seg?

Resultatene forbløffet forskerne. Jorda de hadde satt sammen, skulle vise seg å ha en dramatisk effekt på samspillet mellom tarmbakteriene.

– Vi har fått til noe vi nesten ikke trodde var mulig: Å «gjenopplive» bakteriearter som vi vet kommer i mindretall eller blir nesten helt borte i tarmen hos personer med ulike livsstilssykdommer. Vi så dem ikke i kontrollene våre. Men etter behandlingen med jorda vår dukket de opp igjen – samtidig som arter som ofte blir altfor dominerende, og som vi vet har negative effekter, var slått tilbake. Og – alt skjedde i samme økosystem, forteller Raa.

Med dette har forskerne greid å balansere tarmfloraen på en måte ingen har gjort før. De har utviklet et helt nytt prinsipp.

– Vi tilfører ikke levende bakterier av noe slag og heller ikke næring for noen bestemte grupper av bakterier. Det vi gjør noe med, er miljøet bakteriene lever i. Med vår metode skaper vi omgivelser som en stor bredde av mikrober trives i når de lever sammen, poengterer Eric de Muinck.

Vil du ha flere forskningsnyheter om helse, realfag og teknologi? Følg Titan.uio.no på Facebook eller abonner på nyhetsbrevet vårt

Sosialisme i tarmen

Forskernes økologiske tilnærming bryter dermed med en utbredt og tilforlatelig "sannhet": at en tarm i ubalanse, for eksempel etter en antibiotikakur, blir bra igjen ved å tilføre levende bakterier, som regel melkesyrebakterier – probiotika. I USA er dette milliardindustri. De tre forskerne kaller dette for en økologisk feilslutning.

– Å tilføre et stort antall av noen få arter til et komplekst mikrobielt økosystem – der hundrevis av ulike arter lever i et nøye balansert samspill – er ikke uten risiko, advarer de. Bakteriene som blir tilført, kan slå ut bakterier som naturlig hører hjemme i tarmen.

Slik er det også med prebiotika, det vil si næringsstoffer som gir vekstmuligheter til noen få antatt gunstige bakteriearter. Konsekvensen kan være at noen arter får dominere mens andre blir skadelidende og at økosystemet av tarmbakterier kommer ut av balanse – det motsatte av det man vil oppnå.

Jord-metoden, derimot, favoriserer hele økosystemet.

– Vi tvinger tykktarmsbakterier, som lever sammen som et økosystem av hundrevis av ulike arter, til å samarbeide og ikke konkurrere hverandre ut, understreker Raa.

– Vi legger til rette for at energi fordeles best mulig i hele økosystemet, istedenfor at noen arter tar alt. Et sosialistisk prinsipp, altså.

Bedre enn bæsj

En behandlingsmåte som har fått stor utbredelse de senere årene, er transplantasjon av avføring.

– Metoden erstatter arter som er gått tapt og kan være svært effektiv ved visse typer infeksjoner, men fjerner ikke den egentlige årsaken til at det mikrobielle økosystemet i tarmen er kommet i ubalanse. Det kan vår metode gjøre, poengterer Trosvik.

– Det er en del støy i dataene våre, men vi kan gjenskape resultatene – om og om igjen. Det er helt essensielt, og observasjonene våre er til å stole på. Vi jobber nå med å omsette resultatene våre i praktiske produkter.

Nye produkter

Produktformuleringen forskertrioen nå har testet ut, kan brukes på mange områder – ikke bare på mennesker og husdyr, men også på fisk i oppdrett.

– I tiden som kommer skal vi jobbe med å omsette resultatene våre i praktiske produkter, forteller Jan Raa.

De er allerede godt i gang. Produkter til bruk til fisk i akvakultur og til husdyr er på trappene. Gris er kanskje et spesielt velegnet dyr å prøve slike produkter på.

– Grisen utmerker seg. Den er aldri så trivelig og glad som når den får ete jord, bemerker Raa. 

For en stund siden fikk Trosvik, de Muinck og Raa registrert patentsøknad på oppfinnelsen hos Patentstyret i Norge. Da er det ikke lenger noe som står i veien for fri publisering av resultatene i vitenskapelige tidsskrifter.

Patentsøknaden med tittelen Deconstructed soil er et omfattende dokument med over 40 eksempler på hvordan produktet påvirker balansen mellom ulike tarmbakterier som lever sammen som et økosystem. 

Artikkelen ble først publisert i Apollon

Les mer på Titan.uio.no: