Äidinmaidon oligosakkaridit muokkaavat suun ja suolen mikrobistokoostumusta (Väitös: FM Krista Salli, 20.11.2020, parodontologia)
Äidinmaidon 2´-fukosyylilaktoosi vaikuttaa kariekseen liitetyn Streptococcus mutans -bakteerin kasvuun ja kiinnittymiseen sekä vauvan suolistomikrobiston koostumukseen ja aineenvaihduntatuotteisiin. FM Krista Salli vahvisti Turun yliopistossa tarkastettavassa väitöstutkimuksessaan myös ksylitolin ja ksylitoliminttupastillien vaikuttavan S.mutans -bakteerin toimintaan.
Äidinmaito sisältää paljon erilaisia eri sokereista koostuvia pitkäketjuisia rakenteita, oligosakkarideja, joita on alettu viime aikoina valmistaa myös teollisesti. Joissain maissa oligosakkarideja lisätään jo äidinmaidonkorvikkeisiin, jotta korvikkeen koostumus ja toiminta saataisiin lähemmäksi äidinmaitoa.
Krista Sallin väitöstutkimus osoittaa ensimmäistä kertaa, että kaupallisesti tuotetut äidinmaidon oligosakkaridit vaikuttavat suun bakteereihin.
– Aiempien tutkimusten perusteella tiedetään, että äidinmaito sisältää kariesriskiä pienentäviä tekijöitä. Väitöskirjassani halusin selvittää, miten äidinmaidon oligosakkaridit, erityisesti niistä yleisin 2´-fukosyylilaktoosi, vaikuttavat kariekseen liitettyyn S. mutans -bakteeriin, Salli kertoo.
Vaikka S. mutans -bakteeri voi käyttää kasvuunsa monia hiilihydraatteja, Sallin tutkimus osoitti, että se ei käytä 2´-fukosyylilaktoosia. Sen sijaan bakteeri kasvoi hyvin laktoosilla ja galakto-oligosakkaridillä. Ksylitoli puolestaan esti sen kasvua.
Oligosakkaridit voivat vaikuttaa bakteerien kiinnittymiseen
Jotta bakteeri voi muodostaa plakkia, sen on ensin voitava kiinnittyä hampaan pintaan. Sekä 2´-fukosyylilaktoosi että galakto-oligosakkaridi vähensivät S. mutans -bakteerin kiinnittymistä, mutta tuloksissa oli eroja S. mutans -kantojen välillä.
– Vauvoilla suun mikrobisto kehittyy ja muotoutuu koko ajan. Siksi on tärkeää voida estää haitallisten bakteerien kasvua ja kiinnittymistä suussa. Vaikka tutkimuksessani käytettiin yksinkertaisia laboratoriokokeita, olivat erot eri hiililähteiden välillä nähtävissä. Tulevaisuudessa on tärkeää laajentaa tutkimusta myös muihin äidinmaidon oligosakkarideihin ja muihin suun bakteereihin, sekä todentaa tulokset myös kliinisissä kokeissa, Salli muistuttaa.
2´-fukosyylilaktoosi muokkaa vauvan suolistomikrobistoa ja aineenvaihduntatuotteita
Salli käytti tutkimuksessaan suolistoa jäljittelevää mallia, jota on aiemmin käytetty arvioitaessa pro- ja prebioottien vaikutusta aikuisen suolistomikrobistoon. Tätä mallia hyödynnettiin nyt ensimmäistä kertaa arvioitaessa 2´-fukosyylilaktoosin vaikutusta vauvan mallinnettuun mikrobistokoostumukseen.
– Kokeet puhdasviljelmillä ja aiempi kirjallisuus viittaavat siihen, että vain tietyt bifidobakteerit ja Bacteroides-suvun bakteerit käyttävät hyvin äidinmaidon oligosakkaridejä. Suolistomalli mahdollistaa 2´-fukosyylilaktoosin, galakto-oligosakkaridin ja laktoosin prebioottivaikutuksen vertailun monimutkaisessa bakteeristossa, jossa bakteereiden välillä on erilaisia vuorovaikutussuhteita, Salli selittää.
Sallin tutkimuksen ansiona on, että siinä käytetyssä mallissa voidaan arvioida samanaikaisesti, samankaltaisissa olosuhteissa sekä 2´-fukosyylilaktoosia, galakto-oligosakkaridejä että laktoosia ja verrata niiden aiheuttamaa muutosta kontrolliaineistoon. Vaikka vauvojen suolistomikrobistoissa oli paljon eroavaisuuksia, myös testiaineiden aiheuttamat muutokset näkyivät. Salli havaitsi, että 2´-fukosyylilaktoosin vaikutus mikrobiston koostumukseen ja tuotettuihin aineenvaihduntatuotteisiin oli pienempi kuin galakto-oligosakkaridin ja laktoosin.
– Tämä viittaa siihen, että vain tietyt vauvan bakteerit kykenevät käyttämään ravintonaan 2´-fukosyylilaktoosia. Myös lyhytketjuisten rasvahappojen ja maitohapon tuotossa 2´-fukosyylilaktoosin, galakto-oligosakkaridin ja laktoosin välillä oli eroja. Erityiseti bakteeriston tuottamien aineenvaihduntatuotteiden tutkiminen on hyvin vaikeaa ilman laboratoriomalleja, Salli huomauttaa.
Suuta jäljittelevä laboratoriomalli antaa realistisia tuloksia
Väitöstutkimuksessaan Salli selvitti myös sitä, miten sokeri, ksylitoli, minttupastillit ja minttuöljy vaikuttavat S. mutans -bakteerin määrään keinosyljessä ja -plakissa.
Suuta jäljittelevässä laboratoriomallissa S. mutans -bakteerien lukumäärä väheni ksylitolilla ja ksylitoliminttupastilleilla. Ksylitolin vähentävä vaikutus näkyi myös yhdessä sokerin kanssa, vaikka eri S. mutans -kantojen välillä olikin eroja.
– On rohkaisevaa, että laboratoriomallin tulokset heijastavat kliinisiä tuloksia. Se kertoo, että malli on realistinen ja sitä voidaan käyttää arvioimaan eri ruuan ainesosien vaikutusta S. mutans -bakteeriin, Salli kertoo.
***
FM Krista Salli esittää väitöskirjansa ”Modulation of oral and gut microbiota with xylitol and 2´-fucosyllactose: in vitro studies” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 20.11.2020 klo 12 (Turun yliopisto, Dentalia, Arje Scheinin -sali, Lemminkäisenkatu 2, Turku).
Tilaisuutta on mahdollista seurata etäyhteyden avulla.
Vastaväittäjänä toimii professori Gunnel Svensäter (Malmö University, Ruotsi) ja kustoksena apulaisprofessori Ulvi Gürsoy (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on parodontologia.
Koronavirustilanteen vuoksi väitöstilaisuuden yleisömäärä paikan päällä on korkeintaan 50 henkilöä.
Turun yliopisto seuraa aktiivisesti koronavirustilannetta ja viranomaisten ohjeita. Yliopisto päivittää ohjeitaan tilanteen mukaan. Ohjeet ja linkit löytyvät osoitteesta: utu.fi/koronavirus
