Cosa abbiamo fatto? Tossiche “sostanze chimiche per sempre” che rendono la vita più facile, nel breve periodo, come quelle che si trovano nella padella antiaderente economica che non funziona meglio della padella in ghisa ben stagionata di tua nonna, un manufatto che durerà per sempre. Acqua sotterranea estratta a tassi ben oltre il rifornimento naturale per l’agricoltura industriale dove la pioggia è scarsa. La zona morta ipossica in espansione alla foce del Mississippi, il cui spartiacque si estende dalla Louisiana alla Carolina del Nord, New York, Minnesota, Dakota, Montana, Alberta, Wyoming, Colorado e New Mexico (1.151.000 miglia quadrate). Microplastiche ovunque e in ogni cosa, dalle cozze filtratrici a te e me.
E poi c’è la “dieta occidentale” di sostanze simili al cibo, che è stata una concomitante dell’industrializzazione dell’agricoltura negli Stati Uniti dopo la seconda guerra mondiale. L’agricoltura industriale è un errore di categoria alimentato da un fondamentalismo di mercato che ha portato inesorabilmente alla miseria, alla patologia e al degrado ambientale. Sebbene gran parte del fondamento implicito di questo articolo, il nostro “Modern Food System” va oltre lo scopo dell’argomento per oggi. A mio avviso, il posto migliore per iniziare con la nostra situazione agricola è The Unsettling of America: Culture & Agriculture di Wendell Berry. Originariamente pubblicato nel 1977, questo libro essenziale è ancora in stampa . Probabilmente sono alla mia quinta copia di lettura, poiché tendo a regalarli. The Pleasures of Eating è un buon riassunto della sua argomentazione: mangiare è un atto agricolo.
La trasformazione della nostra dieta è iniziata negli anni ’50 con l'” Ipotesi dieta-cuore “. Nonostante millenni di saggezza pratica [1], questo può essere riassunto (erroneamente) come “mangia grasso, ingrassa”, con il risultato che accadono cose brutte al tuo cuore. Le calorie di grassi e proteine sono state sostituite da sostituti dei grassi (ad esempio, margarina e olio vegetale) e carboidrati raffinati. Lo zucchero, che non è tossico con moderazione, è stato sostituito con sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio in molti dei nostri “graffette”. [2] Ciò che è diventato giustamente noto come ” epidemia di obesità ” è un risultato più ovvio. Questo è stato recentemente nelle notizie sotto forma di Ozempic, che è improbabile che finisca bene poiché i farmaci efficaci nel trattamento del diabete di tipo 2, che è spesso causato dall’obesità, sono usati come scorciatoie (potenti e costose) per la perdita di peso (non ci sono scorciatoie durature per la perdita di peso). Si sente già parlare di ” Ozempic butt “, che senza dubbio verrà trattato con impianti in coloro che non ne hanno già avuto uno che si sta comunque restringendo. I problemi del primo mondo portano a soluzioni del primo mondo, alcune delle quali sono state tanto orribili quanto inutili .
Negli ultimi 20 anni la comunità biomedica ha imparato che il microbioma intestinale è essenziale per la salute umana. Semplicemente non possiamo vivere senza le centinaia di specie diverse di microrganismi commensali che popolano il nostro intestino sano in qualsiasi momento. Ho appreso per la prima volta dell’importanza del microbioma circa quindici anni fa, quando stavo preparando un discorso su un nuovo trattamento per le infezioni persistenti da Clostridiodes difficile . L’infezione da C. difficile è comune nei pazienti anziani e può essere molto grave. Questo batterio è onnipresente ma di solito è tenuto sotto controllo da un microbioma intestinale sano. L’uso eccessivo di antibiotici insieme a una dieta povera esaurisce questo microbioma e consente alla popolazione del C. difficile a fiorire.
Il nuovo trattamento per C. difficile è il trapianto di microbiota fecale (FMT) , che ristabilisce un normale microbioma intestinale quando funziona. Quando ho iniziato il mio discorso con il termine “trapianto fecale”, il pediatra presente, che all’epoca era principalmente un tutor di studenti di medicina preclinica, ha risposto incredulo: “Cosa hai appena detto?” Il trattamento rimane “sperimentale” ma ha una percentuale di successo che si avvicina all’85%. Tuttavia, i primi protocolli fai-da-te non funzionavano molto bene.
Un corollario dell’intervento iniziale sul C. difficile e di altri studi è che il microbioma intestinale varia tra le popolazioni e che diversi microbiomi possono essere più sani di altri. Dato che la dieta occidentale è sostanzialmente innaturale, il microbioma industriale è stato immediatamente sospetto per gli scienziati dotati di immaginazione. Un recente articolo su Cell ha confrontato il nostro microbioma industriale con quello degli Hadza della Tanzania settentrionale, uno dei pochi popoli di cacciatori-raccoglitori rimasti sul pianeta Terra: il sequenziamento ultra profondo dei cacciatori-raccoglitori Hadza recupera i microbi intestinali in via di estinzione (Open Access; in stampa 6 luglio 2023). I risultati sono completi e assolutamente convincenti.
Dall’Abstract/Riepilogo:
Il microbioma intestinale modula la salute immunitaria e metabolica. I dati sul microbioma umano sono distorti verso le popolazioni industrializzate, limitando la nostra comprensione dei microbiomi non industrializzati… abbiamo eseguito un sequenziamento metagenomico ultra profondo su 351 campioni fecali dei cacciatori-raccoglitori Hadza della Tanzania e popolazioni comparative in Nepal e California… recuperato 91.662 genomi di batteri, archaea, batteriofagi ed eucarioti, il 44% dei quali sono assenti dai set di dati unificati esistenti. Abbiamo identificato 124 specie residenti nell’intestino che scompaiono nelle popolazioni industrializzate e evidenziato aspetti distinti del microbioma intestinale Hadza…È stato scoperto che i microbi intestinali industrializzati sono arricchiti di geni associati allo stress ossidativo, probabilmente a causa dell’adattamento del microbioma ai processi infiammatori. Questa visione impareggiabile del microbioma intestinale Hadza fornisce una risorsa preziosa, amplia la nostra comprensione dei microbi in grado di colonizzare l’intestino umano e chiarisce l’ampia perturbazione indotta dallo stile di vita industrializzato. [3] (sottolineatura aggiunta)
La principale differenza tra il microbioma industriale e quello dei popoli più tradizionali è la diversità. Il microbioma industriale è molto meno diversificato, probabilmente a causa di stili di vita che includono “(1) consumo di alimenti altamente trasformati, (2) alti tassi di somministrazione di antibiotici, (3) parto tramite taglio cesareo e uso di latte artificiale, (4) servizi igienico-sanitari dell’ambiente di vita e ridotto contatto fisico con animali e suolo” (recensito dagli autori corrispondenti qui , paywall). Coerentemente con questa osservazione è che i microbiomi intestinali degli immigrati negli Stati Uniti diventano “industrializzati”.
I microbiomi industriali rispetto a quelli non industriali sono indicati come “ BloSSUM (fioritura o selezionato nelle società di urbanizzazione/modernizzazione) e VANISH (volatile e/o associato negativamente alle società umane industrializzate). L’analisi dei coproliti è coerente con l’ipotesi che i microbiomi antichi assomiglino agli attuali microbiomi non industrializzati più di quelli delle persone che vivono nelle moderne società industrializzate. Ne consegue che durante l’evoluzione del lignaggio umano anche il microbioma umano è cambiato, qui e qui (paywall).
La ricerca sul microbioma è stata precedentemente limitata ad approcci di sequenziamento del DNA relativamente grezzi come la determinazione delle sequenze di rRNA 16S [4] da un campione eterogeneo. Ciò consente l’identificazione di (alcune delle) specie presenti ma è una tecnica a bassa risoluzione. Ai vecchi tempi della mia mezza età scientifica, i genomi venivano sequenziati lentamente e (molto) in modo costoso uno alla volta utilizzando il DNA dell’organismo puro e coltivato: batterio, lievito, protista, patogeno, virus, umano. Al contrario, il sequenziamento metagenomico (costruzione di genomi interi o quasi interi da campioni ambientali) consente ai ricercatori di approfondire la composizione del microbioma e le relazioni tra le singole specie del microbioma e l’ospite. Come funziona la metagenomica profonda è illustrato in Figura 1 (jpg; prima volta che ho visto quell’emoji in un articolo scientifico, Figura 1A). Contrariamente all’uso dell’intelligenza artificiale e dell’apprendimento automatico per costruire il nostro Digital Twin e Virtual You , i progressi nella tecnologia di sequenziamento del DNA e l’analisi migliorata di set di dati molto grandi utilizzati qui risponderanno effettivamente alle ottime ed essenziali domande poste.
Gli Hadza comprendono diverse migliaia di individui che vivono nella Rift Valley centrale nel nord della Tanzania. Vivono in campi di 5-30 persone e si spostano spesso. Così, un po’ fuori tema ma forse rilevante, gli Hadza approssimano il “normale” del gruppo umano secondo Robin Dunbar , la cui ricerca ha dimostrato che la dimensione di una vera comunità umana ha dei limiti, costituita da un gruppo sociale di 150 persone; amici intimi, 50; Amici molto intimi, 15; e cerchio interno: 5. Gli Hazda traggono l’acqua da sorgenti e ruscelli e la loro dieta consiste in tuberi, bacche, animali cacciati e miele (uno dei genomi recuperati nei campioni di studio è quello dell’ape mellifera, Apis mellifera). Il risultato è che 388 librerie metagenomiche (33.000.000.000 coppie di lettura) hanno identificato:
- 2.437 specie procariotiche (batteriche).
- 13.866 specie di batteriofagi (virus batterici).
- 7 specie eucariotiche
Figura 2
Riassunto nella Figura 2 (B,C). Sorprendentemente, quasi la metà delle specie batteriche 1.125/2.437 (46%) sono state recentemente descritte in questa ricerca, indicando che la nostra comprensione del microbioma intestinale è stata carente. Le specie eucariotiche recuperate includevano diverse amebe, tra cui Acanthamoeba castellanii, un lontano cugino di animali che possono causare danni alla cornea, e Blastocystis sp., uno stramenopilo estraneo agli animali e per lo più innocuo. Nel complesso, in che modo i microbiomi Hadza differiscono dagli altri? Per rispondere a questa domanda i microbiomi di due popolazioni del Nepal (una raccoglitrice , una agraria ) eè stata analizzata una popolazione della California ( Figura 3A ).
Figura 3
I risultati mostrano che gli Hadza hanno un microbioma intestinale notevolmente più diversificato rispetto agli altri:
- Media Hadza: 730 specie
- Agricoltore nepalese medio: 436 specie
- Raccoglitore nepalese medio, 317 specie
- Californiano medio, 277 specie
Figura 4
La Figura 4 (D, E) mostra che i taxa VANISH e BloSSUM hanno distribuzioni diverse, a seconda del modo di vivere. Ricorda, l’aspettativa è che noi “siamo” BloSSUM e gli Hadza siano SVANITI. Dal documento (p. 7): ” Il compromesso osservato tra i taxa VANISH e BloSSUM attraverso gli stili di vita pone la questione se esista un compromesso di accompagnamento per quanto riguarda la capacità funzionale nel microbioma intestinale umano “. Infatti. Coerentemente con una risposta affermativa, i taxa BloSSUM sono arricchiti di proteine coinvolte nella risposta a uno stato infiammatorio nell’ospite ( Figura 4E: rilevamento antiossidante/redox, punti azzurri e resistenza agli antibiotici, punti blu scuro). L’infiammazione cronica è comune nella popolazione industriale, in particolare come risposta all’obesità, e usiamo gli antibiotici incautamente, sia nelle popolazioni umane che nell’agricoltura industriale. Pertanto, queste pressioni selettive si traducono in varianti (mutanti) maggiormente in grado di affrontare questi stress ambientali.
Figura 5
L’analisi qui presentata mostra anche che un gruppo dei taxa VANISH (phylum Spirochaetota, in particolare Treponema succinifaciens, che è stato precedentemente associato allo stile di vita non industrializzato e identificato nelle paleofeci. I tre diversi taxa di Spirochaetota si trovano in altre popolazioni non industriali , ma sono assenti dalla popolazione californiana Figura 5A Questi dati mostrano anche che T. succinifaciens è stato trasportato lungo percorsi di dispersione umana fuori dall’Africa nella Figura 5C, D , probabilmente legati a uno stretto contatto umano, inclusa la trasmissione intergenerazionale madre-bambino. Helicobacter pylori, che provoca ulcere allo stomaco, viene trasmesso anche in questo modo. Il motivo per cui questi due batteri intestinali hanno modalità di trasmissione simili deve ancora essere determinato, ma è probabile che sia interessante.
È probabile che una migliore comprensione dei modelli di dispersione globale dei microbi intestinali identifichi anche i meccanismi che promuovono la salute dell’intestino, motivo in più per cui la ricerca di base è necessaria e utile, ma mi ripeto. Un risultato particolarmente interessante di questo lavoro è l’identificazione delle traiettorie evolutive nei microbiomi intestinali Hazda in risposta ai cambiamenti stagionali della dieta, all’evasione immunitaria e alla predazione del virus batterico (fago) (Figura 6 ) . [5]
Figura 6
Quindi, cosa significa tutto questo, oltre ad essere un sorprendente tour de force della biologia moderna? Gli Hadza sono un popolo contemporaneo ma non moderno sotto la pressione di quella che, in mancanza di un termine migliore, si dovrebbe chiamare modernità. Sebbene affrontino sfide “legate all’espropriazione della terra” e allo sconvolgimento culturale, non è chiaro che “la fame, la mancanza di accesso all’istruzione, all’assistenza sanitaria e al processo decisionale politico”, condizioni che saranno migliorate “da tecnologie, cibo e medicine dai centri urbani”, sono tutto ciò che è necessario per la loro continua salute e sopravvivenza. Ciò di cui gli Hadza hanno più bisogno è di essere lasciati soli a vivere come hanno fatto per molto tempo. Il mondo ha spazio per questo popolo attraente (ordinato ma non ancora letto; un’aggiunta a Evans-Pritchard sui Nuer e gli Azande).
Gli Hadza hanno molto da insegnarci, e i risultati di questo studio permetteranno loro di fare esattamente questo, poiché “i dati generati dal campione fecale di Hadza in questo studio (raccolti nel 2013-2014) possono quindi rappresentare un punto di riferimento permanente critico per il microbioma scienziati per comprendere gli impatti dell’industrializzazione sul microbioma intestinale”. Gli autori sono circospetti, ma questi dati saranno particolarmente utili come base da cui partire per studiare il microbioma industriale rispetto a quanto è venuto prima. A mio avviso, i taxa VANISH trovati lo faranno“rappresentano lignaggi di microbi che hanno plasmato lo sviluppo umano nel corso della lunga storia della nostra specie come raccoglitori”. Le correlazioni tra il microbioma di riferimento degli Hadza e i modelli di migrazione umana porteranno alla comprensione di quali microbi sono stati acquisiti o persi quando le popolazioni umane si sono diffuse sul pianeta Terra durante la nostra lunga preistoria e fino ai giorni nostri. L’identificazione di quali microbi sono stati acquisiti o persi è un prerequisito per rispondere al motivo per cui sono stati acquisiti o persi.
E gli autori hanno sicuramente ragione nella loro conclusione:
Una sfida importante è caratterizzare l’impatto di questi microbi sulla fisiologia umana e determinare in quali contesti l’assenza o la presenza di specie e funzioni sono benefiche o dannose per la salute umana. Nel complesso, i nostri risultati mostrano in modo conclusivo che le differenze tra microbiomi industrializzati e non industrializzati vanno ben oltre la semplice appartenenza tassonomica e la diversità. Questi risultati hanno implicazioni sostanziali su come il microbioma può essere studiato per migliorare la salute delle popolazioni sia industrializzate che non industrializzate. (enfasi aggiunta)
Sebbene popolazioni come gli Hadza siano minacciate, la strategia qui descritta consentirà ad altre popolazioni simili di fornire la prospettiva più ampia necessaria per comprendere meglio i ruoli del microbioma intestinale nella salute umana e nell’evoluzione.
Il che ci riporta al titolo: L’industrialismo fa male alla nostra salute? Nonostante i nostri notevoli e reali progressi in materia di igiene, standard di vita, aspettativa di vita e biomedicina, la risposta è sì. Il cattivo non è un compagno obbligato del buono. Come notato nell’introduzione, l’industrialismo è arrivato con l’inquinamento, il degrado ambientale e la malattia ambientale. La società moderna è piuttosto patologica, come notato da autori con prospettive diverse come Anne Case e Angus Deaton e Kate Pickett e Richard Wilkinson . Il “Great American Modern Food System” è un completo disastro, dai campi presto fuori suolo in un paese spopolato a sostanze simili ad alimenti ad alto contenuto di fruttosio e all’insicurezza alimentare per un numero spaventosamente elevato dei nostri vicini.
Lo stesso gruppo di ricerca ha recentemente pubblicato un documento che mostra che le diete mirate al microbiota intestinale modulano lo stato immunitario umano (Open Access, 2021). Mentre una dieta ricca di fibre è salutare, una dieta ricca di cibi fermentati ha un “notevole impatto sulla riduzione dei marcatori infiammatori e sulla modulazione delle risposte immunitarie”. La soluzione al nostro microbioma intestinale disregolato non sono i “probiotici”, che sono principalmente farmaci brevettati che potrebbero riequilibrare il tuo intestino o il mio. Placebo o no? Chi lo sa? Né la soluzione è mangiare come un cacciatore-raccoglitore.
Piuttosto, la risposta corretta è mangiare cibo vero in una dieta che includa yogurt non zuccherato, kombucha e ricotta. Questo si può fare, ma non come un prodotto dell’agricoltura industriale, il cui risultato è la fine di una corsia di un grande supermercato dedicato ai prodotti “locali”, compresi i due scaffali inferiori dedicati all’ottima birra artigianale locale. Questo è tutto. Le mele provengono dalla Nuova Zelanda in uno stato che a memoria d’uomo ha allevato centinaia di coltivatori di mele nelle sue montagne, e i pomodori biologici sono stati spediti a più di mille miglia dal Canada. I fiori recisi sono arrivati dalla Colombia. Questo, in uno stato con una stagione di crescita che si avvicina ai 300 giorni all’anno, ma dove la maggior parte della produzione è altamente redditizia, a causa di costi reali non contabilizzati più sussidi “agricoli”, colture di materie prime non destinate al consumo umano diretto. Non siamo persone serie, ma potremmo esserlo. La nostra scelta.
Appunti
[1] “Si muore nel pieno delle sue forze, completamente a proprio agio e al sicuro. I suoi secchi sono pieni di latte e il midollo delle sue ossa è umido. Un altro uomo muore nell’amarezza della sua anima, non avendo mai mangiato con piacere. (NKJV, Giobbe 21: 23-25; grazie a LS per questo promemoria delle mie lezioni della Scuola Domenicale molto tempo fa).
[2] Carbotossicità – Effetti nocivi dei carboidrati è il titolo di una recensione sulla principale rivista di biochimica, biologia cellulare e molecolare Cell alla fine del 2018. Ho pensato che questo potesse portare a una svolta nell’apprezzamento del problema. Purtroppo, l’articolo è stato citato meno di 50 volte in quasi cinque anni. Che gli autori siano europei non è un caso. Tuttavia, mi aspetto che la loro prospettiva diventi alla fine la visione accettata della nutrizione e della salute umana.
[3] “Stile di vita” è il termine utilizzato in questo documento. ” Lifeway ” è forse il termine migliore, in base alla mia esperienza nel Dipartimento di Antropologia a scapito di frequentare un corso di microbiologia, o più. Questa ricerca è tanto antropologia culturale/fisica quanto moderna biologia molecolare ed evoluzione molecolare. Quindi, lifeway sembra essere il termine più adatto a mio avviso, uno che manca anche di una certa connotazione.
[4] I ribosomi, che sono le macchine che trasformano l’mRNA in proteine in tutte le cellule, contengono RNA ribosomiale (rRNA) facilmente sequenziabile. Sequenze diverse sono diagnostiche di gruppi diversi, ma a volte le sequenze provengono da taxa sconosciuti. Dati di sequenza più approfonditi (p. es., per geni che codificano proteine) sono molto più utili per identificare i taxa nel microbioma.
[5] Indubbiamente troppe informazioni, ma l’evoluzionista molecolare che è in me non può resistere: Il codice genetico (nell’uso originale e corretto; cioè, non è uguale alla sequenza del genoma che è comunemente chiamata “codice genetico” analogo al codice del computer , che anche non è) è degenerato , il che significa che la terza posizione (a volte più) di una tripletta di codoni che specifica un particolare amminoacido può variare. In uno dei maggiori progressi nell’evoluzione molecolare(1991), è stato dimostrato che i geni soggetti a selezione diversificante/direzionale/positiva hanno rapporti pN/pS (cambiamento non sinonimo/cambio sinonimo) più elevati rispetto ai geni non sottoposti a pressione selettiva. Pertanto, nelle popolazioni del microbiota intestinale che devono adattarsi a causa di un ambiente dinamico, i cambiamenti nei geni che codificano le proteine che mediano le interazioni con l’ospite e i virus batterici avranno un rapporto pN/pS più elevato rispetto alle proteine ”domestiche” che fanno proprio questo ( metabolismo, sintesi proteica, replicazione e riparazione del DNA) per mantenere in vita il batterio. L’utilità del rapporto pN/pS dipende dal tempo evolutivo. I cambiamenti pN/pS dal tempo evolutivo profondo non sono utili per identificare la selezione positiva. Il rapporto è molto utile per popolazioni come il microbioma intestinale, che sono accessibili e si evolvono in tempo reale.
Autore
KLG, dal 1995 ha ricoperto incarichi accademici e di ricerca in tre scuole di medicina statunitensi ed è attualmente Professore di Biochimica e Associate Dean. Ha svolto e diretto ricerche sulla struttura, funzione ed evoluzione delle proteine; adesione e motilità cellulare; il meccanismo delle proteine di fusione virale; e l’assemblaggio del cuore dei vertebrati. Ha fatto parte di comitati di revisione nazionali di agenzie di finanziamento pubbliche e private e la sua ricerca e quella dei suoi studenti è stata finanziata dall’American Heart Association, dall’American Cancer Society e dal National Institutes of Health.
Fonte: nakedCapitalism
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