Микробиальная карта раскрывает бесчисленные скрытые связи между нашей пищей, здоровьем и планетой

от

Исследователи составили карту того, как микробы поддерживают наши продовольственные системы — и как мы можем остановить их упадок.

Опубликованная в Frontiers in Science, карта «микробных сообществ агропродовольственных систем» показывает, как участники на каждом этапе продовольственной системы могут восстановить и защитить сокращающиеся микробные сообщества, чтобы улучшить здоровье человека и планеты.

Когда микробные сообщества разнообразны и сбалансированы, они делают нашу пищу безопасной, питательной и устойчивой, а нашу планету — здоровой. Но качество этих сетей снижается во всей системе. Это проявляется в росте устойчивости к противомикробным препаратам (УПП), неурожаях, потере микробного разнообразия в почве, воде и кишечнике человека, а также в увеличении порчи продуктов питания.

Авторы исследования утверждают, что это частично связано с сочетанием высокопереработанных диет, нарушающих естественные микробные сообщества, климатическим кризисом, интенсивным сельским хозяйством, чрезмерным использованием антибиотиков и удобрений, а также загрязнением.

«Микробы объясняют всё: от того, почему клубника гниёт, и как болеет лосось на фермах, до того, почему локально производимые, минимально обработанные продукты, богатые пробиотиками, полезны для нашего здоровья», — говорит первый автор доктор Паула Фернандес-Гомез из Исследовательского центра продуктов питания Teagasc и APC Microbiome Ireland.

«Снижение микробного здоровья отражается на здоровье людей и планеты, проявляясь в снижении качества продуктов питания и их доступности, а также в росте хронических заболеваний у животных и растений», — говорится в статье.

Чтобы решить эту проблему, исследователи всё чаще обращаются к скрытым сообществам микробов, которые лежат в основе этих систем, таким как те, что обитают в растениях, животных, почве, сельском хозяйстве, аквакультуре и пищевой промышленности.

Этот обзор объединяет их в единую карту и определяет, где микробные сети разрушаются. Это позволило выявить, где целенаправленные вмешательства, такие как пробиотики, микробные консорциумы или биоудобрения, могут оказать наибольшее влияние.

«Так же, как микробы работают вместе, так и мы должны действовать сообща — на каждом этапе продовольственной системы — чтобы делать выбор в пользу микробов, от производителя до потребителя», — говорит старший автор профессор Пол Коттер, также из Исследовательского центра продуктов питания Teagasc.

Карта демонстрирует, как согласованные действия потребителей, сельскохозяйственных новаторов, регулирующих органов, педагогов и учёных могут помочь защитить и восстановить эти скрытые сети. Авторы утверждают, что это поможет повысить устойчивость и жизнеспособность глобальных продовольственных систем, а также восстановить здоровье источников пищи и, следовательно, животных, людей и планеты.

Как каждый участник продовольственной системы может помочь восстановить баланс

«Наша статья подробно описывает, как микробные сообщества взаимосвязаны вдоль пищевой цепи, — раскрывает профессор Коттер. — Это стало возможным благодаря передовым методам омики, которые углубили наше понимание динамики и взаимодействий микробиома, как никогда раньше».

Карта микробных сообществ — сетей из триллионов бактерий, грибов, вирусов и связей между ними — отражает скрытые связи между пищей, нашим организмом и планетой.

Чтобы охватить всю систему, авторы объединили результаты более чем 250 исследований омики о микробных взаимодействиях в садоводстве, лесоводстве, животноводстве и водных средах. Они также изучили микробы, обнаруженные в пищевой промышленности, распределении и транспортировке продуктов питания, хранении, на рынках и в магазинах, а также их взаимодействие с организмом человека.

Авторы выделяют несколько областей, где решения на основе микробиома могут помочь улучшить компоненты системы производства продуктов питания. Некоторые из этих подходов уже используются. Например, дрожжи могут снизить порчу клубники после сбора урожая. Аналогичным образом, бактерии могут помочь сделать пустынные культуры более устойчивыми к стрессу окружающей среды. Укрепление микробных сообществ также может помочь сократить использование антибиотиков в животноводстве, ограничивая распространение УПП.

«Здоровые микробные сети лежат в основе нашего существования», — говорит соавтор доктор Таня Костич из Австрийского института технологий AIT и Ассоциации MicrobiomeSupport. «Они управляют круговоротом питательных веществ, производством продуктов питания, устойчивостью к болезням, экологической устойчивостью, а также здоровьем человека и окружающей среды».

Климатический кризис, а также деятельность человека, такая как чрезмерное использование антибиотиков и пестицидов, могут нарушить динамику и взаимодействие микробных сообществ. Это способствует неурожаям, порче продуктов питания, распространению УПП и хроническим заболеваниям у людей, животных и растений.

Например, чрезмерное использование удобрений может изменить уровень питательных веществ в реках и озёрах, что серьёзно нарушает микробные сообщества в водной среде. Изменение уровня микробов в водной среде может привести к цветению водорослей, которые истощают кислород в воде и губят рыбу.

Аналогичным образом, использование антибиотиков на рыбных фермах для предотвращения инфекций может увеличить УПП в окружающей среде. Другие загрязнители, такие как лекарства, пестициды и удобрения, также могут увеличить количество генов УПП.

В частности, расшифровка функциональных ролей составляющих микробиома остаётся сложной задачей. Подходы, основанные на культивировании, имеют решающее значение для внедрения инноваций и понимания причинно-следственных связей внутри системы.

Авторы также говорят, что данные омики следует сочетать с синтетической биологией, высокопроизводительным скринингом и целенаправленными экспериментальными подходами для проверки функций этих микробных сообществ.

Предоставлено Frontiers

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте