Разнообразие (Индекс Шеннона)

Индекс Шеннона — это эталонный показатель («Золотой стандарт») для оценки биоразнообразия вашей кишечной экосистемы. Он не только подсчитывает, сколько у вас разных видов (богатство), но и оценивает, сбалансированы ли их популяции (равенство). Высокий индекс является синонимом устойчивого и сильного микробиома, способного защитить вас от болезней и адаптироваться к изменениям, в то время как низкий индекс является универсальным маркером дисбиоза.

Чтобы понять эту концепцию, представьте два леса:

• Лес А: В нем 100 деревьев, но 99 из них — сосны, и только 1 — дуб.
• Лес Б: В нем 100 деревьев, поровну распределенных между 10 различными видами (дубы, буки, сосны и т. д.).

Хотя в обоих лесах по 100 деревьев, Лес Б намного разнообразнее и устойчивее. Если вредители атакуют сосны, Лес А погибнет, а Лес Б выживет.

Ваш кишечник работает так же. Индекс Шеннона измеряет эту сложность. Мы ищем экосистему, богатую разными видами, и чтобы ни один из них не доминировал чрезмерно над другими. Именно эта сложность гарантирует, что что бы ни случилось (стресс, диета, путешествия), ваш кишечник будет продолжать работать правильно.

Разнообразие, возможно, является наиболее важным индивидуальным показателем вашего долгосрочного здоровья кишечника.

Разнообразная экосистема занимает все доступные питательные ниши, "закрывая двери" для инвазивных патогенов (таких как Salmonella или C. difficile), потому что им просто не хватает места или пищи для роста.

Кроме того, высокое разнообразие обеспечивает функциональную избыточность. Если один вид бактерий отсутствует или не справляется, другие могут выполнять его функции (например, производство витаминов), поддерживая стабильность вашего метаболизма.

Потеря разнообразия (упрощение экосистемы) является наиболее последовательным признаком практически всех современных хронических заболеваний, включая ожирение, диабет 2 типа, воспалительные заболевания кишечника и аллергии.

Альфа-разнообразие рассчитывается с использованием Индекса Шеннона-Винера (H'), метрики, производной от теории информации, которая включает два компонента:

• Видовое богатство (S): Общее количество обнаруженных уникальных таксонов.
• Выравненность Пилу (J'): Равномерность распределения относительной численности.

Расчет выполняется на основе таблицы таксономической численности на видовом уровне, сгенерированной метагеномным профилированием. Математически он штрафует как отсутствие видов, так и чрезмерное доминирование некоторых из них. Абсолютное значение (в идеале от 3.0 до 4.5 для кишечника человека) нормализуется и представляется в виде перцентиля по сравнению с контрольной когортой здоровых субъектов.