设计与计算机分析健康饮食

一个新的数学模型肠道细菌之间的相互作用可以帮助设计新的益生菌和饮食预防疾病专门定制。这项研究在瑞典查尔姆斯理工大学的,最近发表在《华尔街日报》PNAS。

“肠细菌有一个重要的作用在健康和疾病的发展,和我们的新数学模型可能是非常有用的在这些领域,”延斯•尼尔森说,查尔默斯的系统生物学教授,他领导了这项研究。

新论文描述了相关的数学模型进行预测时执行两个早期的临床研究,涉及瑞典的一个婴儿,和其他与肥胖成年人在芬兰。

研究涉及常规卫生指标的测量,研究人员与预测的数学模型——模型被证明是高度准确的预测多变量,包括一个开关如何从液体固体食物在瑞典婴儿影响他们的肠道细菌组成。

他们还测量了肥胖的成年人的肠道细菌改变后,搬到一个更受限制饮食。同样,模型的预测被证明是可靠准确。

“这是非常令人鼓舞的结果,可以使计算机设计一个非常复杂的系统。我们的模型可以被用来创建个性化的健康饮食,有可能预测作为小说益生菌添加特定的细菌会如何影响病人的健康,”延斯•尼尔森说。

许多因素在起作用

有许多不同的事情影响到不同的细菌在肠道系统的生长和功能。例如,其他细菌已经现在和他们如何相互作用,以及他们如何与主机交互,我们。细菌也进一步影响他们的环境因素,如我们所吃的饮食。

所有这些变量使预测效果,添加细菌或改变饮食。首先必须了解这些细菌可能进入小肠时采取行动或饮食的改变将如何影响肠道组成。他们能生长在那里吗?他们将如何相互作用并可能影响已经存在于肠道的细菌?不同的饮食影响肠道微生物组怎么样?

“我们已经开发出的模型是独特的因为它占了所有这些变量。它结合了数据个别细菌以及它们是如何交互的。它还包括数据食物穿过胃肠道和如何影响细菌的计算。后者可以测量通过检查血液样本看代谢物,最终产品细菌分解时形成不同类型的食物,“延斯•尼尔森说。

建立的数据模型已经从多年收集的预先存在的临床研究。将来获得更多的数据,模型可以更新新的功能,如激素反应的描述膳食摄入量。

未来医疗的一个潜在的巨大的资产

研究饮食和人类微生物组,或肠道细菌组成,是一个领域的研究产生了极大的兴趣,研究人员和公众。延斯•尼尔森解释了为什么:

“细菌组成的变化可以伴随或意味着大量的疾病,如肥胖、糖尿病或心血管疾病。它也能影响身体如何回应某些类型的癌症治疗或特别发达的饮食。”

与细菌成分因此提供可能影响疾病的进程和整体健康。这可以通过治疗probiotics-carefully选择细菌被认为有助于改善健康。

在未来的工作中,延斯·尼尔森和他的研究小组将直接使用模型临床研究。他们已经参加卡大学医院一起研究在瑞典,老年妇女在哪里接受治疗骨质疏松症的细菌这种乳酸菌。已经看到一些病人反应比别人更好的治疗,和新模型可以作为部分的分析,理解其中的原因。

癌症治疗用抗体是另一个领域模型可以用来分析微生物,有助于了解其作用,为什么有些患者免疫治疗反应良好,,少一些。

“这将是一个令人难以置信的资产如果我们模型可以开始识别细菌可以改善癌症患者的治疗。我们认为这可能真的有很大的区别,“延斯•尼尔森说。