आरोग्य, लठ्ठपणाः तुमच्या आतड्यातले जीवाणू (gut bacteria) तुमचं वजन ठरवतात?

आतड्यातील एका अतिशय भिन्न जीवाणूचे अनेकविध लाभ असल्याचे मानले जाते. त्यातून आपली मनस्थितीसुद्धा सुधारते. परंतु, या जीवाणूमुळे आपण हडकुळे होऊ शकतो किंवा आपले वजन वाढतही जाऊ शकते, अशा शारीरिक परिणामांच्या शक्यता नवीन पुराव्यांवरून समोर आल्या आहेत.

आपल्या आतड्यांमध्ये सुमारे 100 खर्व सूक्ष्मजीव असतात, त्यांना सामूहिकरित्या सूक्ष्मजीवसमूह (microbiota) असे संबोधले जाते. कोणत्याही दोन व्यक्तींचे सूक्ष्मजीवसमूह एकसारखे नसतात. आपल्याला जन्मावेळी आईकडून कोणत्या गोष्टी वारशात मिळतात, आपल्या आहारातून, पर्यावरणातून व जीवनशैलीतून काय मिळते, याचा परिपाक सूक्ष्मजीवसमूहामध्ये झालेला असतो.

आपल्या शरीराच्या असंख्य व्यवस्थांमध्ये विविध यंत्रणांद्वारे आतडं महत्त्वाची भूमिका निभावत असतं, हे पुरेसं सिद्ध झालेलं आहे. यामध्ये पचनक्रिया, भूक, तृप्तता, आदी क्रियांचा समावेश होतो. पण आता संशोधक लठ्ठ व बारीक लोकांच्या सूक्ष्मजीवसमूहांमधील विशिष्ट भेद प्रकाशात आणू लागले आहेत आणि त्यांच्या निष्कर्षांनुसार व्यक्तिविशिष्ट वजन नियमनाचे उपचारही तयार केले जात आहेत.

मानवी जीनसंचांमध्ये शेकडो भेद असतात ज्यामुळे आपला मूळचा कलच लठ्ठपणाकडे असू शकतो, त्यातून हृदयवाहिकांशी संबंधित आजार किंवा दुसऱ्या स्तरातील मधुमेह होण्याचा धोका वाढतो. जगभरातील बहुतांश देशांमध्ये हा कल वाढतो आहेत.

जुळ्या मुलांचा समावेश असलेल्या एका अभ्यासानुसार, लठ्ठपणाचा आनुवंशिक दर 40 ते 75 टक्क्यांदरम्यान असल्याचं आढळलं आहे. पर्यावरणापेक्षाही जनुकांमधील भिन्नतेनुसार संबंधित व्यक्तीच्या गुणवैशिष्ट्यांमध्ये दिसणारं भिन्नत्व यात मोजलं जातं. याचा अर्थ बाह्य घटकांचीही भूमिका इथे महत्त्वाची ठरते.

वजनावर प्रभाव पाडू शकणाऱ्या आतड्यांमधील जीवाणूंमध्ये अनेक भेद असले, तरी त्यातील किती भेद आपल्या जनुकांशी संबंधित असतात आणि का असतात, हे अजून वैज्ञानिकांनी शोधलेलं नाही.

आहारविषयक पथ्यं पाळणाऱ्या सर्वांना सूज्ञ सल्ला मिळाला, तरी त्यातील काही लोकांना वजन कमी करायला जास्त खटपट करावी लागते. याचं कारण आपल्या आतड्यांमधील जीवाणूंशी संबंधित असू शकतं. विशेषतः जीवाणूंमधील एन्झाइम याला जबाबदार असण्याची शक्यता आहे.

"आपण जे काही खातो ते आपल्याला आणि आपल्या आतड्यांमधील जीवाणूंना उपलब्ध असतं. त्यामुळे काही अन्न पचवण्यासाठीचे आपले एन्झाइम कमी पडतात ते अन्न हे जीवाणू पचवतात," असं मायो क्लिनिकमधील सहायक प्राध्यापक व तिथल्या गट मायक्रोबायोम लॅबोरेटरीचे प्रमुख पूर्णा कश्यप सांगतात.

ते म्हणतात, "या प्रक्रियेमध्ये वाढीव कॅलरी निर्माण होतात ज्या आतड्यांमधील सूक्ष्मजीवसमूहामुळे आपल्याला परत मिळण्याची शक्यता असते, आणि या परस्पर लाभदायक संबंधांचा भाग म्हणून जीवाणू आपल्या अन्नातून आपल्याला काही वाढीव गोष्टी देतात," असं ते सांगतात.

कमी कॅलरी असलेल्या आहाराकडे जात असताना आतड्यांमधील जीवाणू अन्नातून कॅलरी मिळवण्याबाबत अधिक कार्यक्षम असण्याचीही शक्यता असते. अन्न मुबलक नसताना याची मदत होते, पण त्यातून वजन कमी करण्याच्या प्रयत्नांमध्ये अडथळाही निर्माण होऊ शकतो.

एका प्रायोगिक अभ्यासामध्ये 26 सहभागी व्यक्तींनी फळं व भाज्या यांचा जास्त वापर असलेला कमी कॅलरींचा आहार घ्यायला सुरुवात केली आणि काहींचं वजन इतरांच्या तुलनेत फारसं कमी झालं नाही. त्यांच्या आतड्यांमधील जीवाणूंचं विश्लेषण केलं असता विशिष्ट दोन प्रकारच्या जीवाणूंची पातळी त्यांच्या शरीरांमध्ये वेगवेगळी असल्याचं आढळलं. आणि डायलिस्टर हा एक जीवाणू वजन कमी करण्याच्या प्रक्रियेत अडथळा आणत होता.

ज्यांना वजन कमी करणं शक्य होत नव्हतं, त्यांच्या शरीरात हा जीवाणू कर्बोदकांचे विभाजन करत होता आणि त्यातील ऊर्जा अधिक परिणामकारकतेने वापरत होता, असं कश्यप सांगतात.

पण या सूक्ष्मजीवांकडून वजन कमी करण्याच्या प्रक्रियेवर केवळ काही अंशांपुरतंच नियंत्रण ठेवलं जातं.

"जीवाणू या प्रक्रियेत अडथळा आणणं हे जीवशास्त्राला धरून वाटतं, पण यात त्यांची भूमिका लहानशीच असू शकते, कारण गरजेपैकी अत्यल्प प्रमाणातील कॅलरीच ते निर्माण करतात."

डायलिस्टर कुठून येतो याबद्दलचा निर्वाळा संशोधनातून देता आला नसला, तरी आपल्या आहारातून मिळणारे काही जीवाणू आपल्या आतड्यांच्या वर्तनात बदल घडवून अप्रत्यक्षरित्या वजन वाढवू शकतात, असं एका अभ्यासात आढळलं आहे.

संशोधकांनी 600 लठ्ठ असलेल्या व लठ्ठ नसलेल्या लोकांच्या रक्तातील प्लाझ्मा व मलाचे नमुने विश्लेषणासाठी घेतले आणि त्यात त्यांना आतड्यातील चार प्रकारच्या जीवाणूंशी संबंधित 19 भिन्न सूक्ष्मजीवसमूह सापडले ज्यातून वजन वाढण्याची शक्यता असते. यात लठ्ठपणाशी संबंधित ग्लुटामेट आणि इन्सुलिनचा स्त्राव वाढवणारं व दुसऱ्या स्तरातील मधुमेह व हृदयवाहिन्यांच्या आजाराचा धोका वाढवणारं बीसीएए हे सूक्ष्मजीवसमूह होते.

संशोधक लुई ब्रंकवॉल यांच्या मते, हे सूक्ष्मजीवसमूह मांस खाण्याशी अंशतः संबंधित असू शकतात.

"आम्हाला आढळलेल्या सूक्ष्मजीवसमूहाच्या आकृतिबंधात मोठ्या प्रमाणात सशाख शृंखला अमिनो आम्लं सापडली. ही आम्लं प्राण्यांच्या उत्पादनांमध्ये असतात. प्रथिनांचं सेवन वाढलं तर अनेक आजारांचा धोका वाढतो, असं दाखवणाऱ्या इतर संशोधनांशी हे सुसंगत आहे."

लठ्ठपणाचा धोका कमी करण्यासाठी आतड्यातील जीवाणूंची रचना कशी बदलता येईल, सुदृढ आतडं कसं दिसतं आणि कोणत्या घटकांमुळे जीवाणूंची रचना बदलते, यावर लक्ष केंद्रित करणारं संशोधन गरजेचं आहे, असं ब्रंकवॉल म्हणतात.

बारीक व लठ्ठ लोकांच्या आतड्यांमधील जीवाणूंच्या रचनांमधील भिन्नत्व अजून स्पष्ट झालेलं नाही, असं कोपेनहेगन विद्यापीठातील प्राध्यापक ओलुफ पेडरसन म्हणतात. ते या विद्यापीठातील नोव्हो नॉर्डिस्क फाउंडेशन सेंटर फॉर बेसिक मेटाबोलिक रिसर्चमधील मेटाबोलिक जेनेटिक्सचे प्राध्यापक आहेत.

भिन्न प्रकारच्या जीवाणूंचा समावेश असलेल्या आतड्यातील वैविध्यपूर्ण सूक्ष्मजीवसमूहांच्या असण्याचं महत्त्व यातून प्रस्थापित होतं.

पेडरसन व त्यांच्या सहकाऱ्यांनी 123 लठ्ठ नसलेल्या व 169 लठ्ठ असलेल्या प्रौढ व्यक्तींच्या आतड्यांमधील जीवाणूंचं विश्लेषण केलं. या संशोधकांना असं आढळलं की, सूक्ष्मजीवसमूहांची तुलनेने कमी विविधता असलेल्या 23 टक्के लोकांमध्ये इन्सुलिनचा प्रतिकार करण्याची क्षमता कमी होती आणि रक्तातील लिपिडचं प्रमाण जास्त होतं, तसंच त्यांच्या रक्तामध्ये जळजळीच्या खुणांचं प्रमाण जास्त होतं.

या सगळ्यामुळे दुसऱ्या स्तरातील मधुमेह व हृदयवाही आजाराचा धोका वाढतो. लठ्ठ असलेले व जीवाणूंचं कमी वैविध्य असलेल्या लोकांचं आधीच्या नऊ वर्षांमध्ये खूप जास्त वजन वाढलं.

काही लोकांच्या आतड्यांमध्ये जीवाणूंचं अधिक वैविध्य का असतं, यामागील कारणं अजून लक्षात आलेली नाहीत, पण विविध प्रतिजैविक उपचार घेतल्याने मोठ्या प्रमाणात जीवाणू कमी होतात आणि ही स्थिती सावरत नाही, हे संशोधकांना माहीत आहे, असं पेडरसन म्हणतात.

जीवाणूंचं वैविध्य हे वजन वाढण्यामागचं कारण आहे की वजन वाढल्याची निष्पत्ती आहे, हे अजून पूर्ण प्रस्थापित झालेलं नाही, पण सूक्ष्मजीवसमूहांचा चयापचयक्रियेवर परिणाम होऊ शकतो, हे सिद्ध करणारा पुरावा आहे.

आपण तंतुमय पदार्थांचं जास्त सेवन करून सूक्ष्मजीवसमूहांचं वैविध्य वाढवू शकतो, असं एका अभ्यासात आढळलं आहे. आपण तंतुमय पदार्थ खातो, तेव्हा आपली आतडी त्या तंतूंचं विभाजन करून लहान साखळ्यांची चरबीयुक्त आम्लं तयार करतात, त्यात ब्युटिरेटचा समावेश असतो. हे जळजळविरोधी आम्ल बारीक असण्याशी संबंधित असतं, असं नॉटिंगहॅम विद्यापीठातील सहायक प्राध्यापिका व या अभ्यासाच्या जनक अॅना वाल्देस म्हणतात.

"दुसऱ्या स्तरावरील मधुमेह झालेले लोक जास्त तंतुमय पदार्थ असलेला आहार खाऊ लागले, तर त्यांच्या मधुमेहाची तीव्रता कमी होऊ शकतेआणि ब्युटीरेटचं उत्पादन वाढू शकतं," असं त्या सांगतात.

"जास्त वैविध्यपूर्ण सूक्ष्मजीव असणारे आणि जास्त तंतुमय पदार्थ खाणारे लोक ग्लुकोज व इन्शुलीनचं कमी प्रमाण असलेले पदार्थ खातात आणि त्यांची ऊर्जाही बहुधा जास्त खर्च होते."

"याची योग्य चाचणी होणं गरजेचं आहे, पण आतड्यांमधील जीवाणू तंतूचं रूपांतर इन्शुलीनविषयक संवेदनेचं नियमन करू शकणाऱ्या पदार्थामध्ये व ऊर्जाविषयक चयपचयक्रियेमध्ये करू शकतात."

वजन आणि आतड्यांचं आरोग्य यांच्या संदर्भातील आत्तापर्यंतच्या बहुधा सर्वाधिक लक्षणीय संशोधनामध्ये ख्रिस्तेनसेनेलाकेई या जीवाणू प्रजातींचा समावेश आहे. आपल्यातील सुमारे 97 टक्के लोकांकडे आतड्यांमध्ये जीवाणूंची ठळक पातळी असते, पण बारीक लोकांमध्ये हे प्रमाण जास्त असल्याचं आढळलं आहे.

संशोधक आनुवंशिक आतड्यांमधील सूक्ष्मजीवांचा शोध घेत होते तेव्हा ख्रिस्तेनसेनेलाकेई हा जीवाणू यादीत सर्वोच्च स्थानी होता, तो जगभरातील सूक्ष्मजीवसमूहांमध्ये सापडतो आणि अगदी लहान वयापासून हा जीवाणू आढळतो.

"आम्ही याबद्दल आधी कधीच ऐकलं नव्हतं आणि गोष्टींची नावं आपल्याला माहीत आहेत याचा आपल्याला वाटत असतो," असं या अभ्यासातील प्रमुख संशोधक आणि मॅक्स प्लान्क इन्स्टिट्यूट फॉर डेव्हलपमेन्टल बायलॉजीमधील मायक्रोबायोम विज्ञान विभागाच्या संचालिका रुथ लेय म्हणतात.

"हा जीवाणू इतका काळ कुठे होता याची आम्हाला मागे जाऊन तपासणी करावी लागली, पण त्याचं केवळ नामकरण करण्यात आलं होतं, त्या नावानुसार त्याचा शोध घेणं शक्य नव्हतं, केवळ त्याचा क्रम उपलब्ध होता," असं त्या सांगतात.

संशोधकांनी एका लठ्ठपणाशी संबंधित सूक्ष्मजीवामध्ये ख्रिस्तेनसेनेलाकेईचा समावेश करण्यासाठी काही दुरुस्त्या केला आणि हा सूक्ष्मजीव उंदरांमध्ये टाकला. या सूक्ष्मजीवामुळे उंदरांना वजन वाढण्यापासून संरक्षण लाभलं.

"बहुतांश जनुकशास्त्र ख्रिस्तेनसेनेलाकेईच्या केवळ 40 टक्के सापेक्ष मुबलकपणावर लक्ष केंद्रित करतं आहे, पण त्यातील ६०टक्के ऐवज कुठून आला हे आपल्याला माहीत नाही," असे जिलियन वॉटर्स म्हणतात. उंदरांना वजन वाढवण्यापासून थोपवण्याची या जीवाणूमधील क्षमता शोधणाऱ्या संशोधकांच्या चमूमध्ये जिलियन वॉटर्स यांचा समावेश होता.

आपल्या आहारामधून व जीवनशैलीमधून हा सूक्ष्मजीव आत आला, असा त्यांचा अंदाज आहे. हा सूक्ष्मजीव खरोखरच काय करतो आणि तो कुठून आला आहे हे ओळखून भविष्यातील उपचारांसाठीचा मार्ग खुला करण्यासाठी संशोधक प्रयत्नशील आहेत.

दरम्यान, इस्राएलमधल्या वेइझमन इन्स्ट्यिटूयटमधील संशोधकांना आतड्यांच्या आरोग्याचा लाभ करून देण्यासाठी आणि लठ्ठपणाशी संबंधित मधुमेहाची जोखीम कमी होईल.

संशोधकांनी या अभ्यासासाठी एक हजार सहभागीदार निवडले आणि त्यांना प्रत्येकी पाच मिनिटांनी रक्तातील साखरेचं प्रमाण मोजायला व आहारविषयक नोंदी ठेवायला सांगण्यात आलं. ते कसे झोपले, एखाद्या आठवड्यात ते कसे झोपले आणि एखाद्या आठवड्यात त्यांना कसं वाटलं, हे त्यांनी नोंदवलं. तर, या सहभागी व्यक्ती भिन्न अन्नपदार्थांनाना भिन्न प्रतिसाद देत असल्याचं दिसून आलं.

"अनेक अन्नपदार्थांमुळे आपल्याला अपेक्षित असलेल्या प्रतिक्रिया लोकांमध्ये आढळल्या. कोणतीही साखल नसलेलं जेवण खाल्ल्याने बहुतांश लोकांच्या शरीरातील पातळी टिकून राहिली, तर साखरयुक्त अन्नामुळे ही पातळी वाढली. पण या बदलाचं प्रमाणे वेगवेगळ्या व्यक्तींमध्ये खूप भिन्न राहू शकतं," असं या प्रकल्पातील प्रमुख वैज्ञानिक एरान सेगल म्हणतात.

"काही लोकांमध्ये ही पातळी वाढवणारा एक पदार्थ म्हणजे टॉमेटो. त्यामुळे ते किती प्रमाणात खायचे यावर नियंत्रण हवं. इतरांना एखादा पदार्थ त्यांच्यासाठी वाईट असल्याचं निदर्शनास येऊ शकतं, पण दुसऱ्या एखाद्या पदार्थात तो एकत्र झाल्यावर त्याचा परिणाम चांगला असू शकतो."

त्यांनी गोळा केलेल्या आकडेवारीवरून संशोधकांनी एक संगणकीय अल्गोरिदम तयार केला. त्यातून कोणत्याही व्यक्तीच्या आतड्यातील जीवाणूंची रचना घेऊन त्यांच्या रक्तातील साखरेची पातळी भिन्न अन्नपदार्थांना कसा प्रतिसाद देईल, याचं अनुमान वर्तवता येतं.

त्यांनी रक्तातील साखरेसाठी 'चांगलं' मानलं जाणारं अन्न एका आठवड्यासाठी अभ्यासात सहभागी झालेल्या 25 जणांना खायला दिलं, आणि त्यानंतर 'वाईट' मानलं जाणारं अन्न खायला दिलं.

या आहारांमुळे त्यांच्या रक्तामधील साखरेच्या प्रतिक्रिया बदलल्या आणि साखरेची पातळी यशस्वीरित्या समतोल राहिली.

आपल्या आतड्यांमधील जीवाणू व भिन्न पदार्थांना रक्तातील साखरेकडून दिली जाणारी प्रतिक्रिया कालांतराने उत्क्रांत होऊ शकतात, असं सेगल म्हणतात. पण यासाठी दीर्घ काळ लागेल आणि बदलांपूर्वीची व बदलांनंतरची आपली आतडी इतर व्यक्तीच्या आतड्यांच्या तुलनेत एकमेकांशी जास्त साधर्म्य राखणारी असतील.

या अल्गोरिदमचा परवाना Day Two या नवोद्योगाला देण्यात आला आहे. ही कंपनी इस्राएल व अमेरिका इथे सेवा देते आणि नजीकच्या भविष्यात युनायटेड किंगडममध्ये आपला व्यवसाय विस्तारण्याचा त्यांचा मानस आहे.

सेगल आता मधुमेहपूर्व व मधुमेहाची स्थिती असणाऱ्या लोकांवर संशोधन करत आहेत आणि उपरोक्त अल्गोरिदमद्वारे निश्चित केलेला आहार दीर्घ काळ कायम ठेवला, तर त्यातून ही स्थिती पालटते का, याकडे लक्ष देत आहेत.

येत्या पाच वर्षांमध्ये इतर व्यक्तिनिष्ठ बदलणारे उपचार उपलब्ध होतील, अशी आशा संशोधकांना आहे. पण त्यासाठी अजून बरंच काम करावं लागेल.

आपल्या आतड्यांमधील जीवाणू गुंतागुंतीच्या जैवरासायनिक प्रक्रिया घडवण्याची क्षमता राखून असतात, असं कश्यप सांगतात

"हे जीवाणू लठ्ठपणा व मधुमेह यांना कारणीभूत ठरणाऱ्या प्रक्रियांवर कसा प्रभाव टाकतात, हे आपण जाणून घेण्याचीगरज आहे. हे आजार गुंतागुंतीचे व बहुआयामी आहेत."

"सूक्ष्मजीवांमध्ये दुरुस्ती करता येते. आतड्यांमधील जीवाणू त्यांना कशा रितीने वापरत आहे हे कळलं तर आपण त्यावर विविध स्तरांवरून मारा करू शकतो. आणि हा या उपायाचा एक भाग असेल यात काही शंका नाही."

हे वाचलंत का?

(बीबीसी मराठीचे सर्व अपडेट्स मिळवण्यासाठी तुम्ही आम्हाला फेसबुक, इन्स्टाग्राम, यूट्यूब, ट्विटर वर फॉलो करू शकता.रोज रात्री8 वाजता फेसबुकवर बीबीसी मराठी न्यूज पानावर बीबीसी मराठी पॉडकास्ट नक्की पाहा.)