Tarmbakterier: De største opdagelser i 2021, og hvad vi stadig savner svar på
Tarmbakterier kan redde dit liv. Her får du overblikket over de nyeste landvindinger i denne mikroskopiske, men ualmindeligt vigtige verden.
tarm_tarmbakterier_tarmen_sygdomme_fæces_fæcestranplantation_lort_bakterier

Fæcesprøver gemmes i forskningsfrysere over alt i verden. Analyser af vores afføring kan vise, hvordan tarmen påvirkes af den mad og den medicin, vi indtager. (Foto: Simon Mark Dahl Baunwall, Aarhus Universitetshospital)

Fæcesprøver gemmes i forskningsfrysere over alt i verden. Analyser af vores afføring kan vise, hvordan tarmen påvirkes af den mad og den medicin, vi indtager. (Foto: Simon Mark Dahl Baunwall, Aarhus Universitetshospital)

Hvad sker der inde i din tarm? Hvordan spiller tarmens bakterier, vira og svampe sammen? Og hvordan påvirker din tarm sygdomme såsom kronisk tarmbetændelse, dissemineret sklerose, skrumpelever og svær overvægt?

Det er nogle af de spørgsmål, vi tarmforskere undersøger. Vi har de sidste år fået helt nye muligheder for at nærstudere alt dét, fordøjelseskanalen gemmer.

Genetisk sekventering og stadig større computerkraft er tidens mikroskop. Med disse teknologiske landvindinger kan vi udforske det, som tidsskriftet Nature for ti år siden kaldte ’Our other genome’.

I denne artikel dykker jeg ned og fanger de største erkendelser fra tarmens mikroliv i 2021 – med små afstikkere til årene før.

Der er overraskelser iblandt – for eksempel hvordan levercoma kan bedres af donorafføring – og nye måder at forstå ’den forstyrrede tarm’. 

Fakta
Om Forskerzonen

Denne artikel er en del af Videnskab.dk’s Forskerzonen, hvor forskerne selv formidler deres forskning, viden og holdninger til et bredt publikum – med hjælp fra redaktionen.

Forskerzonen bliver udgivet takket være støtte fra vores partnere: Lundbeckfonden, Aalborg Universitet, Roskilde Universitet og Syddansk Universitet.

Forskerzonens redaktion prioriterer indholdet og styrer de redaktionelle processer, uafhængigt af partnerne. Læs mere om Forskerzonens mål, visioner og retningslinjer her.

Sådan undersøger vi tarmens indre liv

Før vi ser på opdagelserne, er det godt at vide lidt om, hvordan tarmforskere undersøger tarmen. Hver tarm har en ’mikrobiota’, som er bakterier, vira, svampe og parasitter.

Der er groft sagt to metoder, hvorpå man kan nærstudere tarmens mikrobiota:

  1. Analyse af fordelingen af bakteriesamfund, hvor man ikke ser på virus, svampe og parasitter. Går under navnet ’16S’ og betegner en forenklet analyse af særlige genetiske variationer, der kun findes i bakterier, og som med nogenlunde præcision adskiller forskellige bakteriefamilier fra hinanden.
  2. Helgenom-sekventering, hvor vi kan analysere enhver form for genetisk materiale, inklusiv virus, svampe og parasitter. Helgenom-sekventering er dyrere end 16S-analyse, og databearbejdningen er meget mere omfattende.

16S-sekventering er tilstrækkelig, hvis man vil have oplysning om fordelingen af bakterier, der så kan isoleres og nærstuderes enkeltvis.

Stadig flere forskere supplerer den hurtige og billige 16S-analyse med helgenom-sekventering, som vinder frem i takt med, at teknologien bliver billigere.

På den måde får vi oplysning om ikke blot bakterier, men også de andre livsformer i tarmen. Ofte bruges de to metoder til at belyse hver sine spørgsmål i samme videnskabelige artikel. Analyser af bakterier dominerer stadig de videnskabelige landvindinger, som bliver offentliggjort i tidsskrifter som Nature, Lancet og deres underskov af dattertidsskrifter.

Ét af de store spørgsmål i videnskaben er, om det er en forstyrret tarm-mikrobiota, der øger risikoen for at udvikle en bestemt sygdom, eller det er sygdommen, som medfører udvikling af en bestemt tarm-mikrobiota.

Var det hønen eller ægget, der kom først?

Tarmen taler med hjernen og vores ubevidste nervesystem

Et studie, der bragte dette spørgsmål yderligere i spil, var et tysk-dansk-fransk-svensk studie, som blev offentliggjort i Nature i november 2021.

Forskerne undersøgte tarmbakterier hos personer med kronisk hjertesygdom. De bekræftede tidligere studier, som havde fundet en ændret tarm-mikrobiota hos hjertepatienterne sammenlignet med raske.

Nyheden bestod i, at denne ændring især skyldtes patienternes medicin – og at medicinen havde større betydning for tarmen end selve sygdommen og patienternes livsstil.

Det var især mavesyrehæmmer, hjertemagnyl og kolesterolsænkende medicin, der medførte ændringer i tarm-mikrobiota.

Studiet er et af de største af sin art. Det medførte vigtig erkendelse, men også øget kompleksitet. Tarmen er på den måde en vigtig medspiller i balancen mellem behandling og organfunktion.

Også hjernen har tæt forbindelse til tarmen. Lysten til at spise og den følgende mæthedsfornemmelse opfatter vi gennem hjernen. Tarmen og hjernen taler med hinanden.

Samtalen føres på flere kanaler, blandt andet vagusnerven, hormoner og følenerver i rygmarven.

I 2021 blev endnu en kommunikationsvej opdaget: Det ikke-bevidste, eller autonome, nervesystem. En forskergruppe fra New York offentliggjorde forrige år i Nature, at tarm-mikrobiota påvirker tarmens autonome nervesystem direkte og derigennem skaber nerveimpulser, som kan registreres i hjernen.

Trafikruterne mellem tarm og hjerne er mange og mangeartede, og studiet viser, hvordan tarmbakterierne kontrollerer det autonome nervesystem på måder, vi ikke en gang selv er i stand til.

Tarmbakterier styrer – og bliver styret

Nu ved vi, at medicinsk behandling ændrer tarm-mikrobiota. Det næste naturlige spørgsmål er: Ændrer tarm-mikrobiota så også effekten af den medicinske behandling? Svaret til den rundtossede læser er naturligvis ja.

Finske forskere fandt i fjor, at bestemte egenskaber i tarm-mikrobiota afgør, om patienter med kronisk tarmbetændelse havde effekt af nyopstartet biologisk behandling.

Det var især evnen til at producere kortkædede fedtsyrer – bakterieprodukter, der længe har været kendt for deres beskyttende egenskaber – der medførte øget respons på behandlingen.

Sagt med andre ord: Den rette mikrobiota kan redde dit liv.

Heldigvis brugte forskerne flere typer af sekventering og kunne derfor vise, at det ikke bare er det bakterielle tarm-mikrom, der påvirker effekten af medicin, men også svampe-mikrobiomet (fungomet).

Så når vi taler om ’tarmbakterier’, skal vi samtidig tænke på ’tarmvirus’ og ’tarmsvampe’ for at få hele billedet med.

At tarm-mikrobiota har betydning for, hvordan en behandling virker – eller om den virker overhovedet – kender man fra kost-studier.

I 2018 viste danske forskere, at bakteriesammensætningen før indledning af særlige kostplaner med henblik på at opnå vægttab afgjorde, om patienterne faktisk var i stand til at tabe sig. Har du ikke den rette bakteriesammensætning i tarmen, kan du spise nok så sundt, uden at de ekstra kilo rasler af.

Tarmen styrer eller bestemmer altså effekten af en given behandling, og forskellige behandlinger ændrer tarm-mikrobiota (se faktaboksen i bunden af artiklen for at læse mere om de vigtigste organismer i tarmen).

Metabolitter er det nye sort

Mekanismer bag, hvordan tarm-mikrobiota påvirker den omgivende organisme, er under luppen i disse år.

Opmærksomheden samler sig om tre typer af produkter, eller metabolitter, som bakterierne danner eller påvirker i kroppen:

  1. Kortkædede fedtsyrer
  2. Tryptofan
  3. Galdesyre-produkter

Tarmens metabolitter er forbilledligt klart beskrevet i en litteraturgennemgang, der blev offentliggjort i 2020, og som trækker spor ind i den aktuelle forskning.

Jeg fisker her lidt frem om fedtsyrerne og galden.

De kortkædede fedtsyrer er metabolit-forskningens good guys. De beskytter tarmslimhinden, dæmper betændelse og kan være nødvendige medspillere i effekten af de medicinske behandlinger som beskrevet ovenfor.

Alt, der fremmer dannelsen af kortkædede fedtsyrer, er vi begejstrede for og kalder super food og andre modeudtryk.

Vi ved, at de beskytter mod tarmkræft. De lugter og smager fælt – for eksempel af sure tæer. Derfor skal vi sætte pris på, at tyktarmens bakterier selv kan danne dem, hvis de får den rigtige næring.

Galde-metabolitterne kommer ind som runner ups, vel at mærke de galdesalte, som vi genbruger i galdekredsløbet. Galdeomsætningen kan være nøglen til at forstå, hvorfor fæcestransplantation er en uhyre effektiv behandling.

Fæcestransplantation anvendes især mod den livstruende infektion med Clostridium difficile.

En britisk forskergruppe gennemgik i en artikel fra 2021, hvordan ændringer i galde-omsætningen er med til at forklare, hvorfor netop denne superskurke-bakterie er så farlig for mennesker.

Tarmbakterier har mange funktioner og er en vigtig del af kroppen. Janne Marie Moll fra DTU Bioengineering fortæller 5 ting, du skal vide om tarmens mikrobiom. (Video: Kristian Højgaard Nielsen/Forskerzonen)

Ammemælk giver næring til tarmen

Tarmen er på denne måde en aktiv medspiller for vores helbred. Det sker helt fra den første slurk ammemælk.

Hos voksne gavner kostfibre og andre substrater til tarmens bakterier – såkaldte præbiotika –både slimhinden lokalt og helbredet i det hele taget, blandt andet ved at forebygge tyktarmskræft.

Nu har forskere på Danmarks Tekniske Universitet vist, at mad til tarmbakterierne indgår fra allerførste færd i menneskelivet:

Ammemælk indeholder mellemlange sukkermolekyler, som ikke er til muskler og knogler hos det lille barn men til barnets tarmbakterier, nærmere bestemt bifidobakterier i tyktarmen, hvor mælkesyrer så kan modne og styrke tarmen.

Studiet af metabolitter er mindst lige så vigtigt som studiet af selve mikroorganismerne. Vi kan tænke på tarm-mikrobiota som landkortet, vi ser på.

Gen-sekventering har gjort os i stand til at zoome ind på den enkelte bil, der kører på motorvejen. Med metabolit-forskningen kan vi se, hvor hurtigt bilerne kører, og hvad personerne inde i bilerne taler om, hvilken podcast de hører – og måske hvor de er på vej hen.

Donorlort virker næsten mirakuløst mod skrumpelever

Der er en lang række sygdomme, der kendetegnes ved særlige ændringer i tarm-mikrobiota, heriblandt Parkinsons sygdom, kronisk tarmbetændelse, autisme og demens.

De senere år er en ny sygdom, skrumpelever, kommet til som et muligt resultat af en forstyrret tarm-mikrobiota – dét, som nogen kalder en dysbiose.

Allerede i 2018 viste en amerikansk forskergruppe, hvordan fæcestransplantation fra særligt udvalgte donorer havde nærmest mirakuløs effekt hos patienter med akut forværring i skrumpelever i form af levercoma.

Forskerne udvalgte de donorer, hvis mikrobiota-sammensætning var mest forskellig fra patienternes, og dette kan være en del af forklaringen.

Resultaterne fra Bajajs gruppe har inspireret forskergrupper i blandt andet England og Danmark til nye studier, hvor brugen af fæcestransplantation ved skrumpelever undersøges.

I de kommende år finder vi ud af, om de første pilotstudier kan bekræftes – én svale gør som bekendt ingen sommer, og det gælder også i videnskaben.

Tarm-mikrobiota kan være forstyrret på mange måder

I november 2021 fandt en australsk gruppe på tilsvarende vis markant positiv effekt af fæcestransplantation hos patienter med tarmsygdommen colitis ulcerosa.

Studiet var særligt ved, at forskerne dels havde valgt donorer uden en særlig bakterie mistænkt for at forværre den kroniske betændelse og dels havde forbehandlet patienterne med flere slags antibiotika.

Samme type af forbehandling havde de amerikanske leverforskere anvendt. Studierne bringer to nye begreber i spil.

Rationel donor-udvælgelse er det første begreb. Man udvælger særligt egnede donorer ud fra mikrobiota-profiler, der passer præcis til behandling af den tilstand, som fæcestransplantation skal påvirke.

Det kan dreje sig om bestemte mikroorganismer, som enten skal være der eller ikke må være der. Den ’gode’ donor kan være velegnet til én sygdom, men mindre egnet til andre.

Det andet begreb er dysbiose, altså selve den tilstand med forstyrret tarm-mikrobiota, som man ønsker at behandle.

Hver sygdom kan have sin særlige dysbiose, og forskere på Danmarks Tekniske Universitet offentliggjorde i foråret 2021 en oversigt over anvendte indekser for dysbiose – i alt 17 forskellige måder at opgøre den forstyrrede tarm-mikrobiota på. Og der skal nok komme flere – bare vent og se.

Atter har videnskaben åbnet for mere komplekse sammenhænge, men også for en større forståelse og mere målrettet behandling.

Når vi taler om den syge tarm-mikrobiota, er det ikke én type forstyrrelse, men en række ændringer, vi må se på. Og tilsvarende, der er næppe en facitliste for ’den sunde tarm’.

Billedet bliver stadig mere broget

De nye studier tyder altså på, at der med tarm-mikrobiota ikke er one size, fits all. En tarm kan være sund på flere forskellige måder. Og hver sygdom har sin særlige tarmforstyrrelse, eller dysbiose.

Vi må finde os i, at det er indviklet.

Medicinske behandlinger påvirker tarmen – også selvom det slet ikke var meningen. Tarmen kan være med til at afgøre, om en given behandling virker eller ej. Vejen til at forstå medicinske behandlinger går derfor undertiden gennem en forståelse af tarmen.

Billedet bliver stadig mere broget, men vi er også på vej ind i en fremtid, hvor biologisk behandling ikke blot betyder lægemidler, der er fremstillet i biologiske systemer, men hvor behandlingen i sig selv er et biologisk system.

Den kost, vi indtager, er afgørende for tarm-mikrobiota og for vores helbred. Vi kommer til at se nye kostformer og nye tilskud og vitaminer, der kan styrke tarm-mikrobiota.

Samtidig er det den helt almindelige, menneskelige tarm, der er på spil. Vi lever alle sammen med vores personlige tarm, og tarmens funktioner påvirker både vores liv og helbred.

Break the taboo with poo

De basale mekanismer bag tarmens funktioner blev fremlagt i en artikel om den menneskelige tarm – en artikel, der blev ledsaget af en redaktionel leder med den sigende titel: 'Break the taboo with poo'.

Hvis vi skal lære mere om, hvordan tarmen kan forbedre vores liv, skal vi kunne tale om den. Tale om tarmen.

Lederen bragte enkle og fortrængte sandheder for dagens lys – vi mærker alle sammen fordøjelsen, og vi går alle på toilettet.

Skribenten gjorde høfligt opmærksom på, at lederen udkom samme dag som den upåagtede World Toilet Day.

Således opmuntret er der nok at gå videre med. Brug stort skyl.

Tarmens mikrobiota

Her er et par af de vigtigste organismer i tarmen forklaret:

  • Bakterier

Enkelt-cellede organismer, der lever i tarmen og tilpasser sig sin vært. De fleste bor i tyktarmen og tåler ikke ilt, mens andre har tilpasset sig og kan leve i mundhulen eller i mavesækken.

Vi har kendt almindelige tarmbakterier såsom Bifidobacterium, Lactobacillus og E. coli i mere end 100 år. Nye navne som Akkermansia og Faecalibacterium er vi ved at vænne os til.

Bakterierne omsætter fødevarer og danner gavnlige stoffer – for eksempel fedtsyrer og vitaminer. De danner også luftarter såsom brint og metan, hvilket kan give luft i maven og være meget irriterende.

Nogle bakterier danner giftstoffer – toksiner – og kan fremkalde sygdom.

  • Virus

Partikler af DNA eller RNA, som lever i andre celler. Virus, der lever inden i bakterier, kaldes bakteriofager og kan påvirke bakteriernes liv. Man mener i dag, at bakteriofagerne ’styrer’ bakteriernes opførsel.

Den raske tarm er fyldt med virus. Sygdomsfremkaldende virus er eksempelvis norovirus eller rotavirus, der giver akut diarré.

  • Svampe

En særlig type mikroorganisme, der vokser i kæder og blandt andet danner luft. Svampe kan leve i eller uden for tarmen. Skimmelsvampe og gærsvampe bruges i madlavning, mens svampe som Candida kan give sygdomme hos mennesker.

  • Parasitter

En fælles betegnelse for organismer, der ’snylter’, altså lever i en anden organisme, kaldet værten. Som regel mener vi med parasitter organismer såsom orme, der hos de fleste medfører sygdom og bør behandles.

Alle må bruge og viderebringe Forskerzonens artikler

På Forskerzonen skriver forskere selv om deres forskning. Vi mener, det er vigtigt, at alle får mulighed for at læse om forskning fra forskerens egen hånd.

Alle må derfor bruge, kopiere og viderebringe Forskerzonens artikler udfra følgende enkle krav:

  • Det skal krediteres: 'Artiklen er oprindelig bragt på Videnskab.dk’s Forskerzonen, hvor forskerne selv formidler'. Hvis artiklen bringes på web, skal der linkes til artiklen på Forskerzonen.
  • Artiklen må ikke redigeres og skal bringes i fuld længde (medmindre andet aftales med forskeren).
  • Du skal give forskeren besked om, at du genpublicerer.
  • Artikler, som er oversat fra The Conversation, skal have indsat en HTML-kode til indsamling af statistik i bunden. HTML-koden finder du i den originale artikel på The Conversations hjemmeside ved at klikke på knappen "Republish this article" ude til højre, derefter klikke på 'Advanced' og kopiere koden. Du finder linket til artiklen på The Conversation i bunden af Forskerzonens oversatte artikel. 

Det er ikke et krav, men vi sætter pris på, at du giver os besked, hvis du publicerer vores indhold (undtaget indhold fra The Conversation). Skriv til redaktør Anders Høeg Lammers på ahl@videnskab.dk.

Læs mere om Forskerzonen i Forskerzonens redaktionelle retningslinjer.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om, hvorfor denne 'sort hul'-illusion narrer din hjerne.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk


Det sker