Wpływ mikrobioty jelitowej na przebieg chorób układu pokarmowego

Wprowadzenie

Bóle brzucha, biegunki, częste infekcje, depresja, migreny…. Takie objawy i choroby dotykają wielu osób. Na przestrzeni ostatnich około piećdziesięciu lat gwałtownie zwiększyła się liczba osób cierpiących na choroby metaboliczne, autoimmunologiczne, neurodegeneracyjne, a także choroby naczyniowo-sercowe i psychiczne, w tym depresje. Jakość naszego życia zaczęły też obniżać różne dokuczliwe objawy, takie jak przewlekłe zmęczenie, pogorszenie nastroju, problemy ze snem, bóle mięśni, stawów, nawracające bóle głowy, problemy skórne, częste infekcje wirusowe i bakteryjne… Specjaliści na całym świecie poszukują przyczyn narastającej fali zachorowań, jest to niestety bardzo trudne i większości  skupiają się na usuwaniu samych objawów .

Jedno wiadomo jest na pewno … Powodem gwałtownego wzrostu zachorowań i pogarszającej się jakości naszego funkcjonowania jest zmieniający się  – na niekorzyść- styl życia. Niezdrowa dieta, ograniczona aktywność fizyczna, towarzyszący nam stres i niedostatek snu oraz pogarszająca się jakość  powietrza to tylko kilka czynników, które negatywnie wpływają na nasze zdrowie i prawdopodobnie odbijają się na zdrowiu następnych pokoleń.

Wyżej wymienione czynniki nie tłumaczą jednak skali występowania zaburzeń oddziałujących na metabolizm człowieka. Coraz częściej świat nauki zwraca uwagę na udział mikrobioty w zaburzeniach przemiany materii i energii. prowadzone badania pozwoliły ustalić rolę mikrobioty jelitowej w procesie trawienia i pozyskiwania energii z pożywienia. Wiadomo , że bakterie jelitowe odpowiadają za:

– wzrost i zróżnicowanie nabłonka jelitowego

– fermentację niestrawionych składników pokarmowych

– syntezę witamin z grupy B i witaminy K oraz aminokwasów

– metabolizm cholesterolu pokarmowego oraz kwasów żółciowych

– wchłanianie  mikroelementów

Oś mózg-jelita. Strefa dowodzenia

Tak do tej pory niedoceniane jelita są fascynującym narządem obdarzonym nieprzeciętnymi zdolnościami. W kwestii swoich umiejętności mogą rywalizować nawet z mózgiem. Nie bez  powodu jelita i mózg lubią współpracować. Często można się spotkać z określeniem popularnonaukowym „drugi mózg” . Dotyczy ono właśnie jelit. Jelita posiadają  własny układ nerwowy, na który składa się nawet sto milionów komórek nerwowych.

Przez długi czas sądzono jednak, że mechanizm działania układu pokarmowego opiera się głównie na procesach trawiennych. Kiedyś nawet lekarze i specjaliści sprowadzali jelita do tych właśnie czynności. Proces działania układu pokarmowego przedstawiono mniej więcej tak: Siadamy do stołu i sięgamy po kanapkę. Wkładamy ją do ust i ją gryziemy, a następnie połykamy rozdrobnione kęsy. Z przełyku trafiają one do żołądka, gdzie pod wpływem działania kwasu solnego zaczyna się rozpadać na drobniejsze elementy. Następnie żołądek pozbywa się papki, wypychając ją do jelita cienkiego. Stamtąd zawarte w masie pokarmowej składniki odżywcze, witaminy, kalorie i inne substancje są wchłaniane do krwiobiegu, a to, co zostaje, przechodzi do jelita grubego. Tam kolei masa zostaje        ” odciśnięta” z wody i soli mineralnych. Tak zagęszczona, jest gotowa do opuszczenia organizmu w postaci masy kałowej, która ląduje w muszli klozetowej.

Zakłócenie procesu trawienia na poziomie jelita cienkiego, pociąga za sobą wiele różnych konsekwencji. Pojawiają się stan zapalny, zaburzenia równowagi mikrobioty jelitowej a także zaburzenia wchłaniania. Wpływają one nie tylko na cały układ pokarmowy , powodując bóle brzucha, wzdęcia , biegunki, wymioty , stany zapalne w jamie ustnej i przełyku , lecz także na inne mechanizmy w organizmie.  Zauważono , że stan jelit wpływa na działanie innych narządów i układów, jelitowy układ nerwowy oddziałuje na procesy mózgowe, a żyjące w jelitach bakterie mają wpływ na nasz nastrój i dokonywanie przez nas wybory. Stąd też określenie, że jelita to nasz „drugi mózg” i „centrum dowodzenia” w naszym ciele.

Dysbioza, przewlekły stan zapalny

Jednak cały czas pozostaje pytanie , jaki skład bakterii w przewodzie pokarmowym chroni go, a jaki sprzyja powstawaniu zaburzeń metabolicznych. Każdy człowiek ma bowiem własny i niepowtarzalny skład ekosystemu mikrobioty jelitowej. Składa się on z ponad 1000 filotypów, które stanowią różne jednostki taksoniczne: szczepy, gatunki i rodzaje.

Przykład taksomii  Lactobacillus plantarum W21

W ostatnich latach nastąpił wzrost zainteresowania rolą mikrobioty jelitowej w patogenezie nadwagi i innych chorób metabolicznych, chorób przewlekłych, co jest o tyle uzasadnione, że podstawowym czynnikiem wpływającym na wzrost masy ciała jest nieprawidłowe żywienie, które w wymierny sposób oddziałuje na skład jakościowy i ilościowy bakterii, wpływając tym samym na procesy trawienia i wchłaniania substancji odżywczych. Niebagatelne znaczenie ma również fakt , że spożywamy obecnie wiele produktów pochodzenia zwierzęcego , które zawierają antybiotyki stosowane na masową skalę w hodowlach przemysłowych. Jednocześnie w naszym życiu coraz rzadziej pojawiają się naturalne żródła bakterii probiotycznych związane z wytwarzaniem produktów pochodzących z procesów fermentacji. Z kolei typowy dla krajów cywilizacji zachodniej niedobór błonnika w codziennym życiu człowieka utrudnia kolonizację jelit przez probiotyki. Dochodzi więc do zaburzeń homeostazy mikrobiologicznej jelit, co pogłębia fakt częstego stosowania leków i to nie tylko antybiotyków, ale także niesterydowych leków przeciwzapalnych, inhibitorów pompy protonowej , preparatów żelaza oraz .

Tak więc przewlekła dysbioza wywołana czynnikami środowiskowymi prowadzi w konsekwencji do stałego zasiedlenia jelit przez bakterie chorobotwórcze, a szczególnie gram ujemne beztlenowce wytwarzające endotoksyny. Wywołują one nie tylko stan zapalny jelit, ale na skutek uszkodzeń nabłonka jelitowego przenikają do krążenia i nasilają produkcję białka ostrej fazy ( CRP) w wątrobie, zwiększając ryzyko chorób kardiometabolicznych. Istnieje więc potrzeba krytycznego przeglądu badań podstawowych i klinicznych wskazujących, które z bakterii  probiotycznych dostępnych na rynku farmaceutycznym wykazują skuteczność zarówno w obniżaniu nadmiernej masy ciała, jak również zmniejszaniu ryzyka chorób układu sercowo-naczyniowego i innych układów naszego organizmu.

Sekwencja zdarzeń prowadząca do zespołu metabolicznego i jego powikłań.

Chcąc wesprzeć proces odnowy mikrobioty powinniśmy stosować dietę bogatą w produkty zawierające naturalne probiotyki. W tej grupie znajdują się fermentowane produkty mleczne: kefir, mleko acidofilne czy maślanka , i kiszone warzywa : ogórki, kapusta czy zakwas buraczany. Jeśli jednak pacjent nie toleruje produktów mlecznych lub jeśli choroba doprowadziła do znacznej dysbiozy , warto sięgnąć po suplementy zawierające probiotyki.

Można wykonać badania  mikroflory jelitowe. Badanie to daje szeroki obraz kondycji przewodu pokarmowego pacjenta oraz konieczność suplementacji potrzebnych szczepów bakteryjnych.

Przy wyborze odpowiedniego preparatu należy zwrócić uwagę, iż każdy dobry probiotyk na oznaczoną na opakowaniu informację:

– rodzaj oraz gatunek bakterii które zawiera

– szczepie oznaczonym kodem literowo-cyfrowym (np. Bifidobacterium lactis W51)

– ilości bakterii

Najlepiej wybrać preparat takiego producenta, który posiada własne laboratoria oraz potwierdza skuteczność preparatu  badaniami klinicznymi, a przed zakupem poradzić się farmaceuty.

Charakterystyka  szczepów bakterii probiotycznych:

Bifidobacterium lactis W51 i W52

– chronią organizm przed inwazją bakterii chorobotwórczych

– biorą udział w wytwarzaniu witaminy z grupy B oraz witaminy K

– mają zdolność do pobudzania wydzielania przeciwzapalnej interleukiny 10 i hamowania syntezy prozapalnej interleukiny 8 przez komórki nabłonka jelitowego

– stymulują komórki sygnetowate do wydzielania mucyny, która wchodzi w skład ochronnej warstwy śluzu

– korzystnie modulują czynności układu immunologicznego, wpływając na zmniejszenie stanu zapalnego organizmu

– wzmacniają barierę jelitową i zmniejszają endotoksemię

– poprawiają insulinowrażliwość oraz gospodarkę cukrową organizmu

– regulują motorykę przewodu pokarmowego i zapewniają prawidłowy rytm wypróżnień

 

Lactobacillus acidophilus W22

– hamuje wzrost bakterii chorobotwórczych oraz patogennych grzybów i drożdżaków z gatunku Candida albicans

– działa modulująco na syntezę czynników transkrypcyjnych FOXp3 w limfocytach regulujących ( Treg) odpowiedzialnych między innymi za regulację pracy układu immunologicznego i wywołanie immunotolerancji

– zwiększa wytwarzanie cytokin przeciwzapalnych w komórkach odpornościowych krwi obwodowej

– zapobiega insulinooporności i poprawia wykorzystanie insuliny przez  tkanki i narządy

– bierze udział w regulacji gospodarki lipidowej

 

Lactobacillus casei W20

– wytwarza różne bakteriocyny hamujące wzrost bakterii chorobotwórczych

– bierze udział w wytwarzaniu odpowiedniego PH na powierzchni błon śluzowych

– hamuje degranulację komórek tucznych i uwalnianie mediatorów stanu zapalnego w przewodzie pokarmowym, w tym czynnika martwicy nowotworów ( TNF-alfa)

– wpływa stabilizująco na połączenia międzykomórkowe nabłonka jelitowego i wzmocnienie bariery jelitowej

 

Lactobacillus plantarum W21

– odgrywa główną rolę w regulacji procesów metabolicznych oraz zapewnia prawidłową fermentację i rozkład węglowodanów w pożywieniu

– zwiększa syntezę naturalnych białek odpornościowych przez komórki Panetha nabłonka jelitowego

– pobudza wytwarzanie białek okludyny i zonuliny, wchodzących w skład  połączeń uszczelniających tzw kanałów przezbłonowych ( tight junctions)

– ogranicza przenikanie do organizmu lipopolisacharydów czyli endotoksyn wydzielanych przez gram-ujemne bakterie Eschelicha coli

– działa antagonistycznie w stosunku do bakterii Salmonelle enteritidis

– posiada właściwości obniżające poziom leptyny w surowicy krwi ( hormonu odpowiedzialnego za uczucie głodu i sytości, mającego znaczenie w regulacji procesów metabolicznych i powstawaniu otyłości )

 

Lactobacillus salivarius W24

– kolonizuje nabłonek jelita cienkiego i wytwarza naturalną laktazę ( enzym biorący udział w trawieniu laktozy)

– bierze udział w regulacji pH w jamie ustnej i pozostałych częściach przewodu pokarmowego oraz zapewnia odpowiednie środowisko dla wzrostu prawidłowej, bogato zróżnicowanej mikroflory jelitowej

 

Lactobacillus lactis W19

– zmniejsza odpowiedż alergiczną organizmu poprzez zahamowanie nadreaktywnych limfocytów Th2 oraz indukcję limfocytów  regulatorowych Treg w przewodzie pokarmowym

– reguluje produkcję cytokin w komórkach układu immunologicznego

– wytwarza naturalny antybiotyk, nizynę – bakteriocynę całkowicie nieszkodliwą dla ludzkiego organizmu, natomiast silnie bakteriobójczą w stosunku do bakterii patogennych

 

Charakterystyka prebiotyków

Fruktooligosacharydy ( FOS) Inulina

– stanowią żródło energii dla komórek nabłonka jelitowego oraz bakterii probiotycznych przewodu pokarmowego

– regulują wydzielanie kwasów krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych ( SCFA)

– stymulują wydzielanie cytokin przeciwzapalnych w kępkach Peyera oraz białek podobnych dla glukagonu GLP-1 i GLP-2 ( białka GLP biorą udział w regulacji gospodarki tłuszczowej i cukrowej organizmu oraz uwrażliwiają tkanki na działanie insuliny, przeciwdziałając insulinooporności )

-n zwiększają wytwarzanie ochronnej mucyny, która zapewnia prawidłową utylizację oraz usuwanie  zorganizmu toksyn pochodzenia komórkowego i bakteryjnego

– wpływają na wydzielanie hormonów sytości i zapobiegają nadmiernemu łaknieniu

Podsumowanie

Bakterie pojawiły się na Ziemi na długo przed tym, zanim nastały warunki sprzyjające rozwojowi jakiejkolwiek innej formy życia. Według niektórych badaczy to właśnie dzięki ich symbiozie z         organizmami wyższymi proces ewolucji przyspieszył, co nie miałoby miejsca dzięki zasłudze jedynie losowych mutacji . Wbrew aktualnym przez lata twierdzeniom jakoby ludzki płyn owodniowy był sterylny, okazuje się, że mikroorganizmy oddziałują na płód już w  okresie prenatalnym, poddając kształtujący się układ immunologiczny swoistemu treningowi. Podczas porodu natomiast następuje pierwszy etap kolonizacji organizmu noworodka. Istnieje wiele czynników wpływających na kształtowanie mikrobioty jelitowej noworodka, a  później niemowlęcia. Są to między innymi rodzaj porodu, a  także sposób karmienia. W mleku matki znajduje się bowiem między innymi czynnik wzrostu BB wspierający kolonizację jelit przez Lactobacillus bifidus i Bifidobacterium . Mimo iż skład mikrobiomu ludzkiego różni się osobniczo zależnie od szeregu czynników, takich jak wiek, masa ciała, środowisko, dieta, stan zdrowia, stres, etc., udało się wyodrębnić pewne cechy wspólne, charakterystyczne dla ludzkiej mikrobioty jelitowej . Ponadto, zauważono, że różnorodność mikrobiologiczna organizmu ludzkiego spada wprost proporcjonalnie do stopnia uprzemysłowienia kraju, w  którym dana osoba żyje. Również sposób żywienia stanowi kluczowy czynnik różnicujący skład mikrobioty − im mniej urozmaicona dieta tym mniejsza różnorodność gatunkowa mikroorganizmów bytujących w jelicie. Jak wspomniano wcześniej, również warunki okołoporodowe, takie jak czas i rodzaj porodu czy sposób karmienia, ale również dieta ciężarnej mają wpływ na stan mikroflory jelit . Uznano, że dysbioza stanowi czynnik ryzyka nie tylko dolegliwości ze strony układu pokarmowego, ale jej konsekwencje mają długoterminowy wpływ na cały organizm. Związana jest z takimi jednostkami chorobowymi, jak m.in. stwardnienie rozsiane, cukrzyca, autyzm, astma, choroby alergiczne i  nowotworowe.

Podsumowując, wiadomo już jak istotnym elementem z  punktu widzenia zdrowia człowieka jest mikrobiota układu pokarmowego. Mikroorganizmy stanowią nawet do 1,5 kg masy ludzkiego ciała, zaś skład gatunkowy uzależniony jest od szeregu czynników. Część z  nich jest od nas niezależna, inne z  kolei możemy modyfikować. Wszystkie układy ludzkiego organizmu dążą do homeostazy. To samo dzieje się z mikrobiomem. W  zdrowym przewodzie pokarmowym bytują zarówno mikroorganizmy symbiotyczne, jak i  potencjalnie patogenne. I  jest to stan jak najbardziej prawidłowy. Kluczem do zachowania zdrowia jest równowaga pomiędzy populacjami jednych i drugich. W przeciwnym razie dochodzi do dysbiozy jelitowej, a ta wiąże się z podwyższeniem ryzyka szeregu schorzeń, a  także chorób psychicznych. Unikając czynników zaburzających skład mikrobiomu oraz stosując środki wspierające namnażanie się pożytecznych bakterii (jak na przykład dieta bogatoresztkowa czy okresowa probiotykoterapia) można przywrócić różnorodność mikrobiologiczną organizmu i przekazać ją kolejnym pokoleniom.

 

Bibliografia:

Rakowska M, Lichosik M, Kacik J, Kalicki B. Wpływ mikrobioty na zdrowie człowieka. Pediatr Med Rodz Vol. 12 No. 4, p. 404–412

Tokarz‑Deptuła B, Śliwa‑Dominiak J, Adamiak M, Deptuła W. Probiotyki a wybrane schorzenia u ludzi. Post Mikrobiol 2015; 54(2):133−140.

Ostrowska L. Transplantackja mikroflory jelitowej w leczeniu  otyłości  i zaburzeń metabolicznych 2018, 163-169

Musiałowska Dominika: Insulinooporność 2020, 57-60

Bator Julita: Zamień chemię na jedzenie 2018, 216-217

 

Ania Kowolik, certyfikowany doradca żywieniowy

Astaksantyna, nazywana często królową antyoksydantów, to ważna dla organizmu substancja, która zapewnia komórkom ochronę przed uszkodzeniami oksydacyjnymi i niekorzystnym wpływem wolnych rodników. Ze względu na swoje właściwości Astaksantyna znalazła bardzo szerokie zastosowanie w medycynie. Nie tylko w celach medycznych jest...
O probiotykach mówi się w ostatnich latach już nie tylko w kontekście wspomagania mikroflory jelitowej w czasie i po antybiotykoterapii. Prawidłowa kondycja mikroflory jelitowej może mieć znaczenie dla funkcjonowania całego organizmu. W ostatnich latach szczególne zainteresowanie naukowców dotyczy możliwego...