使用计算机分析设计健康饮食

肠道细菌相互作用的新数学模型可以帮助设计新的益生菌和特殊量身定制的饮食以预防疾病。来自瑞典Chalmers Technoliby大学的研究最近在杂志上发表了pnas.。

“肠细菌在健康和疾病发展中发挥重要作用，以及我们的新作用数学模型在这些领域可能非常有帮助，”主持这项研究的查尔默斯系统生物学教授延斯·尼尔森(Jens Nielsen)说。

新论文介绍了在制定与涉及瑞典婴儿的两个早期临床研究的预测时进行数学模型，以及芬兰的其他成年人。

这些研究涉及定期测量健康指标，研究人员与来自他们的数学模型的预测相比 - 该模型在预测多个变量时被证明是高度准确的，包括如何从液体切换到液体固体食物瑞典婴儿的肠道细菌组成受到影响。

他们还测量了肥胖的成年人的方式肠道细菌改后更受限制饮食。再一次，该模型的预测被证明是可靠准确的。

“这是非常令人鼓舞的结果，它可以使基于计算机的设计成为一个非常复杂的系统。因此，我们的模型可以用于创造个性化的健康饮食，有可能预测添加特定的细菌作为新型益生菌如何影响患者的健康，”延斯·尼尔森说。

戏剧的许多因素

有许多不同的东西会影响不同的细菌在肠系中的成长和功能。例如，其他细菌已经存在，以及他们如何互相互动，以及他们如何与主人互动 - 也就是说，我们。细菌也受到他们的环境因素的进一步影响，例如我们吃的饮食。

所有这些变量都使预测添加细菌或使饮食变化的效果。必须首先了解这些细菌在进入肠或饮食变化如何影响肠道组成时如何采取行动。他们是否能够在那里生长？它们将如何与肠道中存在的细菌相互作用？不同的饮食如何影响肠道微生物组？

“我们开发的模型是独一无二的，因为它会占所有这些变量。它结合了个体细菌的数据以及它们的互动。它还包括食物如何穿过胃肠道的数据，并沿着方式影响细菌。它的计算。后者可以通过检查来衡量血液样本并观察代谢产物，即细菌分解不同类型食物时形成的最终产物，”延斯·尼尔森说。

建立模型的数据是从多年来已有的临床研究中收集的。随着未来获得更多的数据，该模型可以更新新的特征，如描述激素对饮食摄入的反应。

未来医疗保健的潜在巨大资产

饮食和人类微生物组织或肠道细菌组成的研究是一种研究领域，可以在研究人员和公众中产生极大的兴趣。Jens Nielsen解释了为什么：

“细菌组合物的变化可以与肥胖，糖尿病或心血管疾病的大量疾病相关或意义。它也会影响身体如何应对某些类型的癌症治疗或特别发展饮食。”

因此，使用细菌组合物提供影响疾病和整体健康课程的潜力。这可以通过用益生菌精细选择的细菌治疗来完成，这些细菌被认为有助于改善健康。

在未来的工作中，Jens Nielsen和他的研究小组将直接使用该模型临床研究。他们已经参加了瑞典的萨哈格兰卡大学医院的一项研究，其中老年女性正在治疗骨质疏松症与细菌这种乳酸菌。我们已经看到，一些病人对治疗的反应比其他病人好，新的模型可以作为分析的一部分来理解为什么会这样。

癌症治疗抗体是另一个模型可用于分析微生物组的地区，有助于了解其在为什么有些患者对免疫疗法作出良好的反应，以及那么少。

“这将是一笔不可思议的资产，如果我们模型可以开始识别可以改善癌症患者治疗的细菌。我们相信这真的会带来很大的不同。”

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