Vad är mikrobiell diversitet, och är högre alltid bättre?
Om du har gjort ett mikrobiomtest har du troligtvis fått ett värde för ”diversitet” eller fylogenetisk diverstitet som det heter. Det presenteras ofta som något lätt att tolka: hög diversitet ser bra ut, låg diversitet ser mindre bra ut. Du kanske har suttit i konsultation med mig där jag förklarat det här för just dig.
Biologin är faktiskt mycket mer komplicerad än så. Tarmens mikrobiom är ett ekosystem med bakterier, virus, svampar och andra mikroorganismer som interagerar med varandra och med värden. Ett diversitetsmått fångar en del av denna ekologi, men inte hela
Det är därför jag ser diversitet som en pusselbit i en mikrobiomanalys. Den kan ge användbar information, särskilt i forskning och när man jämför grupper. Den kan inte ensam avgöra om en enskild persons tarm är frisk.
Vad mäter vi när vi mäter diversitet?
Två begrepp återkommer ofta i mikrobiomforskningen: alfa-diversitet och beta-diversitet.
Alfa-diversitet beskriver variationen inom ett prov. Måttet kan väga in hur många olika mikroorganismer som påvisas, så kallad richness eller artrikedom, och hur jämnt de är fördelade, så kallad evenness. Två prover kan alltså innehålla lika många arter men ändå få olika diversitetsvärden om ett av dem domineras mycket starkt av ett fåtal organismer.
Beta-diversitet används i stället för att beskriva hur olika två mikrobiella samhällen är från varandra. Det är särskilt användbart i studier där man vill se om en intervention flyttar mikrobiomet i en annan riktning än en kontrollgrupp.
Vilket resultat man får beror också på metod och labbets bioinformatik påverkar vad som kan identifieras i ett prov. Ett diversitetsvärde från ett test är därför inte ett universellt laboratorievärde på samma sätt som exempelvis hemoglobin.
Varför har hög diversitet fått så gott rykte?
Flera sjukdomstillstånd har associerats med förändrad mikrobiell sammansättning och ibland lägre alfa-diversitet. Antibiotikabehandling och andra kraftiga störningar kan också minska delar av mikrobiomets rikedom tillfälligt eller mer långvarigt.
Ur ett ekologiskt perspektiv är det rimligt att fråga om ett samhälle med flera arter och överlappande funktioner kan vara bättre rustat för störningar. Ett sådant system kan i vissa sammanhang ha större funktionell reserv: om en art minskar kan en annan delvis utföra samma funktion.
Men associationen mellan låg diversitet och sjukdom betyder inte att låg diversitet i sig alltid är orsaken. Sjukdom, läkemedel, minskat födointag, inflammation, tarmtransit och kostrestriktioner kan samtidigt påverka mikrobiomet. Riktningen på sambandet är inte alltid självklar.
Ett friskt mikrobiom har tyvärr ingen enkel referensprofil än
Det finns fortfarande ingen allmänt accepterad lista över bakterier eller ett diversitetsintervall som definierar ett friskt vuxet mikrobiom.
En anledning är den stora variationen mellan människor. Geografi, kost, ålder, läkemedel, livsstil, genetik och många andra faktorer påverkar mikrobiomet. Två friska personer kan därför ha tydligt olika profiler.
Forskningen har också flyttat fokus från enbart ”vilka finns där?” till ”vad kan ekosystemet göra?”. Olika bakterier kan dela metabola funktioner. Det gör att två mikrobiom med olika sammansättning kan producera delvis liknande funktionella utfall.
En modern klinisk tolkning behöver därför väga samman sammansättning, funktion, symtom och sammanhang. Om du använder kommersiella mikrobiomtester rekommenderar jag att du har en rådgivare som kan tolka testresultatet korrekt.
Funktion kan vara mer informativ än ett ensamt diversitetsvärde
Tarmbakterier bryter bland annat ned kolhydrater som vi själva inte absorberar fullständigt. Under den processen bildas metaboliter, till exempel kortkedjiga fettsyror som butyrat. Andra mikrobiella processer påverkar metabolismen av gallsyror, aminosyror och växtämnen.
Ett mikrobiom kan därför förändras funktionellt utan att alfa-diversiteten ändras dramatiskt.
Det syntes tydligt i en randomiserad koststudie från Stanford. Deltagare som ökade fiberintaget fick bland annat ökad mikrobiell kapacitet för kolhydratnedbrytning, men gruppens mikrobiella diversitet var relativt stabil. Gruppen som åt mer fermenterad mat fick däremot högre diversitet under studien.
Det är en viktig påminnelse när man utvärderar kost. Om målet bara är ”högre diversitet” riskerar man att missa andra biologiskt relevanta förändringar.
Resiliens – hur ekosystemet svarar när något händer
Ett annat användbart begrepp är resiliens. Inom mikrobiomekologi beskriver det hur väl systemet kan motstå en störning eller återgå mot sitt tidigare tillstånd efter exempelvis antibiotika, infektion eller en större kostförändring.
Två personer kan reagera mycket olika på samma störning. Hos den ena återhämtar sig mikrobiomet snabbt. Hos den andra kan vissa taxa eller funktioner förbli förändrade längre.
Vi har ännu inte kliniska standardmått som gör det möjligt att rutinmässigt gradera ”mikrobiomresiliens” hos en enskild patient. Begreppet är ändå värdefullt, eftersom det visar varför hälsa inte kan reduceras till antalet bakteriearter i ett prov vid en enda tidpunkt.
Vad har kosten med diversiteten att göra?
Kost är en av de faktorer som kan påverka mikrobiomets sammansättning och funktion. American Gut Project fann att personer som rapporterade fler än 30 olika växtlivsmedel per vecka hade andra mikrobiella mönster än personer som rapporterade 10 eller färre.
Det har gjort ”30 växter” till ett populärt råd. Studien visar ett samband, inte en biologisk gräns. Vill du förstå den forskningen i detalj kan du läsa huvudartikeln om 30 växter i veckan och forskningen bakom rådet.
Olika växter innehåller olika fibertyper, resistent stärkelse, polyfenoler och andra komponenter som når mikrobiomet. En varierad kost kan därför ge ett bredare spektrum av substrat. Det är biologiskt plausibelt att det påverkar ekosystemet, men det finns inte stöd för att varje extra växt automatiskt höjer alfa-diversiteten.
Mer fiber är inte heller liktydigt med mer tolererad fiber. Vid IBS kan fibertyp, fermenterbarhet och mängd vara avgörande. Läs gärna min artikel om IBS och fiber om du vill fördjupa den kliniska delen.
Hur jag skulle tolka låg diversitet på ett mikrobiomtest
Jag skulle börja med sammanhanget.
Finns nylig antibiotikaanvändning? Är kosten mycket begränsad? Finns diarré eller mycket snabb tarmtransit? Har personen en aktiv mag-tarmsjukdom eller andra medicinska tillstånd? Hur har provet analyserats, och vilka referenser använder laboratoriet?
Jag skulle också undvika att behandla ett laboratorievärde i isolation. Det är inte självklart att en person behöver antimikrobiella örter, probiotika eller en aggressiv kostintervention bara för att ett test markerar låg diversitet.
I många situationer är ett mer rimligt första steg att bedöma kostens bredd, fiberkvalitet, tolerans, måltidsmönster och andra faktorer som kan påverka mag-tarmfunktionen. Därefter kan mer specifika åtgärder behöva individualiseras.
Vad kan du göra praktiskt?
Börja med matrepertoaren
Titta på vilka växtgrupper du faktiskt äter under en vanlig vecka: grönsaker, frukt, bär, baljväxter, fullkorn, nötter, frön, örter och kryddor. En mycket smal repertoar går ofta att bredda utan att maten behöver bli komplicerad.
Öka med hänsyn till tolerans
Om magen reagerar lätt är tempot viktigt. En stor samtidig ökning av flera fermenterbara livsmedel kan ge symtom även när de enskilda livsmedlen är näringsmässigt bra.
Tänk funktion, inte bara poäng
Avföringsmönster, symtom, näringsintag och en kost som går att upprätthålla är kliniskt viktigare än att jaga ett enskilt mikrobiomvärde.
Om du vill arbeta strukturerat med större växtvariation kan du läsa mer om DIVERSIFY. Programmet använder 30 växter som ett möjligt riktmärke, men utgår från din baslinje och vad magen tolererar.
Läs huvudartikeln om 30 växter i veckan och forskningen bakom rådet.
Läs min artikel om IBS och fiber.