Mikrobiota jelitowa ma wpływ na odporność organizmu, a nawet ludzką psychikę

Zdrowe zakupy

Suplementy diety

Andrographis ParActin®

Suplementy diety

Ashwagandha KSM-66 BIO

Suplementy diety

AstaZine® Astaksantyna

Suplementy diety

Koenzym Q10

Suplementy diety

Kolagen UC-II®

Suplementy diety

Kurkuma BCM-95®

Suplementy diety

Żeńszeń fermentowany GS15-4®

Kiedyś nazywano go florą jelitową. Dzisiaj wiemy, że mikrobiom tworzą bakterie, wirusy, grzyby, archeony i eukarionty, zamieszkujące ludzkie ciało – nie tylko układ pokarmowy, ale też skórę czy drogi rodne. Ten w jelitach zdaje się odgrywać najważniejszą rolę: jest niejako oddzielnym „organem”, który za pomocą związków chemicznych komunikuje się z mózgiem i wpływa na zdrowie całego organizmu, a jego rola jest tak złożona, że ciągle dowiadujemy się o niej czegoś nowego.

Warto przypomnieć sobie, co już wiemy na jego temat, bowiem zrozumienie wpływu około 100 miliardów mikroorganizmów na różne aspekty zdrowia może przynieść odpowiedzi na pytania, które zadajemy sobie od dawna.

Choroby psychiczne

Badania wskazują na związek między składem biomu jelitowego a zdrowiem psychicznym gospodarza. Pacjenci ze stanami lękowymi i niepokojem związanym z chorobą Leśniowskiego-Crohna mają, zdaniem specjalistów, często o wiele uboższy skład biomu jelitowego. U tej pierwszej grupy zaobserwowano mniej drobnoustrojów z rodzaju Firmicutes, a więcej Bacteroidetes i Fusobacteria. Osoby wykluczone społecznie również mają zaburzone proporcje między Firmicutes a Bacteroidetes – grupa ta jest szczególnie narażona na stany lękowe.

W przypadku depresji zaobserwowano natomiast zmniejszenie różnorodności biomu jelitowego w czasie epizodu choroby. Ograniczeniu u pacjentów z tej grupy ulegają gatunki takie jak Coprococcus spp., a w przypadku głębokiej depresji Bacteroidetes. Rozrastają się za to m.in. rodzaje Klebsiella i Streptococcus. Zaobserwowano przy tym, że zakażenie Helicobacter pylori zwiększa ryzyko pojawienia się objawów depresyjnych u kobiet. 

Rolę bioty w rozwoju depresji zdaje się też potwierdzać badanie na myszach: gryzonie, którym przeszczepiono kał od pacjentów z depresją, wykazywały zachowania charakterystyczne dla tej choroby. Do tego im więcej bakterii Succinivibrio, tym cięższe były objawy choroby u badanych. Odwrotnie rzecz się miała z Corynebacterium: tutaj większa liczebność oznaczała łagodniejsze symptomy schizofrenii.

Co do schizofrenii, to badania biomu jelitowego pacjentów sugerują zależność między składem bioty a typem tej choroby, gdzie w jednym przypadku brakuje rodzaju Haemophilus, w innym zaś jego obecność nasila objawy.

Co więcej, u schizofreników odnotowano obecność szczepów, które rzadko występują u zdrowych osób, m.in. Lactobacillus fermentum i Enterococcus faecium. A choroba afektywna dwubiegunowa? Tutaj również zaobserwowano u pacjentów zmiany proporcji pomiędzy poszczególnymi rodzajami i szczepami bakterii jelitowych, nie zawsze jednak wyniki takich badań były jednoznaczne.⁹

Starzenie się

Biom jelitowy ulega przekształceniu pod wpływem diety i innych czynników środowiskowych. U schorowanych seniorów obserwuje się liczne niekorzystne zmiany w składzie mikrobiomu jelitowego. Natomiast w przypadku zdrowych seniorów skład bioty nie różni się zbytnio od składu u młodych osób. Specjaliści sugerują też istnienie związku między składem mikrobiomu jelitowego a funkcjami poznawczymi u neurologicznie zdrowych osób starszych.

Biom prowadzi bowiem aktywną komunikację z układem nerwowym poprzez oś jelita-mózg, a wystąpienie chorób neurodegeneracyjnych niektórzy naukowcy łączą z metabolitami pewnych drobnoustrojów. Wspomniany już TMAO, metabolit pochodzący z bioty, nasila stres oksydacyjny w naczyniach krwionośnych i przyczynia się do dysfunkcji wyścielającego je śródbłonka. Może również modulować stany zapalne układu nerwowego i funkcje poznawcze w starzeniu się. Powiązano go też z wątłością seniorów z chorobami sercowo-naczyniowymi.

Dobra wiadomość? Transfer bioty może zmniejszyć ryzyko śmierci. Tzw. przeszczep kału skutecznie wpływał bowiem na cechy powiązane ze starością u myszy, a także zmniejszał populację Clostridium difficile, której obecność jest charakterystyczna dla starszych osób.⁸

Choroby układu krążenia

Rośnie liczba dowodów naukowych na to, że interakcje między biotą a gospodarzem mają istotne znaczenie dla zdrowia i rozwoju chorób, w tym schorzeń zapalnych i sercowo-naczyniowych. Badania wiążą bowiem dysbiozę z chorobami, takimi jak miażdżyca, nadciśnienie, niewydolność serca, przewlekła choroba nerek, otyłość i cukrzyca typu 2. Mechanizmy, poprzez które biom jelitowy wpływa na ryzyko sercowo-naczyniowe, są wielorakie i nie ograniczają się wyłącznie do procesów zapalnych.

Warto wymienić tutaj „kontrolowane” przez mikroorganizmy zamieszkujące jelita szlaki metaboliczne gospodarza: wspominane już kilkakrotnie krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe mogą obniżać ryzyko miażdżycy i chorób sercowo-naczyniowych np. poprzez obniżanie ciśnienia krwi i łagodzenie wpływu hipertensji na funkcje serca. Metabolizowanie cholesterolu przez bakterie Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp. i in. obniża za to jego stężenie we krwi, zapobiegając chorobom serca.

Probiotyki sprawdzały się jako naturalne wsparcie przeciwko chorobom serca. Lactobacillus helveticus wytwarzają bioaktywne peptydy, które mogą działać jak inhibitory ACE, zapobiegając nadciśnieniu. Natomiast Lactobacillus bulgaricus i inne dobroczynne szczepy wykazały działanie neuroprotekcyjne u myszy po udarze niedokrwiennym.

Jest też druga strona medalu. Zastój krążenia trzewnego, związany z niewydolnością serca, obrzęk ściany jelitowej i upośledzenie ich funkcji oraz przepuszczalność bariery jelitowej mogą prowadzić do przemieszczenia bakterii i ich metabolitów do krążenia ogólnoustrojowego, co dodatkowo zwiększa ryzyko zaburzeń sercowo-naczyniowych. Ponadto zamieszkujące jelita mikroorganizmy są w stanie wytwarzać substancję zwaną TMAO, która jest szkodliwa dla śródbłonka, a powstaje m.in. z choliny. Wysokie stężenie TMAO może prowadzić do rozwoju chorób serca i poważnych zdarzeń kardiologicznych, a nawet śmierci.⁷

Ogólna odporność organizmu

Istnieje złożona i wzajemna interakcja między mikrobiotą jelitową, warstwą nabłonka jelitowego a miejscowym podśluzówkowym układem odpornościowym. Nawet 70–80% komórek odpornościowych znajduje się w jelitach, co podkreśla znaczenie tej relacji. Ale poza lokalną odpowiedzią immunologiczną, biom jelitowy wpływa również na odporność ogólnoustrojową. Mechanizmy, poprzez które biota wpływa na układ immunologiczny, obejmują kilka aspektów.

Bariera jelita-krew: składa się z nabłonka jelit i pokrywającej go warstwy śluzu. Zapobiega ona przyleganiu patogenów do ścian układu pokarmowego i w konsekwencji wytwarzaniu tzw. biofilmu bakteryjnego. Dzięki temu patogeny mają utrudnioną drogę do przenikania do wnętrza organizmu, co ogranicza ich zdolność do wywołania infekcji.

Metabolity wytwarzane przez mikrobiom: jak już wspomniano, krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA), będące produktami fermentacji bakteryjnej, m.in. wspomagają produkcję śluzu jelitowego, stymulują dojrzewanie i ekspansję limfocytów T regulatorowych w okrężnicy i promują ekspresję genów, zaangażowanych w różnicowanie komórek odpornościowych. Nieoceniony jest też wpływ biomu jelitowego na ogólnoustrojową odporność.

Tutaj również jego metabolity wpływają na różnicowanie limfocytów T, ale też podczas zakażenia korygują powstawanie niektórych białych krwinek już w szpiku kostnym. Do tego mikrobiota może kontrolować pracę śledziony, indukować reakcję makrofagów i neutrofili oraz stymulować dojrzewanie komórek NK, stojących na pierwszej linii obrony organizmu.

Zaobserwowano przy tym, że dysbioza jelitowa osłabia reakcję immunologiczną. Oznacza to nie tylko choroby układu pokarmowego, ale też infekcje dróg oddechowych, jako że połączone są one ze sobą za pomocą osi jelito-płuco.⁴ Jak zatem wspomóc organizm? Prebiotykami, probiotykami i synbiotykami.

Prebiotyki to inulina i inne formy błonnika, które pozwalają biocie wzrastać i walczyć z patogenami. Probiotyki to dobroczynne szczepy bakterii i grzybów, po które warto sięgnąć nie tylko podczas antybiotykoterapii. Synbiotyki są za to połączeniem probiotyków i prebiotyków.

Warto przy tym pamiętać, że takie wspieranie organizmu nie zastąpi prawidłowej diety: każdy z nas ma unikalny skład biomu jelitowego i to właśnie posiłki bogate w błonnik (pieczywo pełnoziarniste, warzywa) i żywe kultury bakterii (np. kefir) są dla nas najlepszym wsparciem.

Trawienie pokarmu

To podstawowa funkcja naszych małych sprzymierzeńców i w natłoku informacji na ich temat łatwo zapomnieć, że bez mikrobiomu nasze trawienie nie byłoby tak efektywne. Wiele przeprowadzanych przez niego procesów leży bowiem poza naszymi możliwościami i to właśnie dobroczynne szczepy umożliwiają nam wchłanianie pokarmu.

Dzięki biocie jelitowej niestrawne węglowodany (np. błonnik pokarmowy) są poddawane fermentacji i zamieniane w krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA). Wśród nich warto wymienić maślan, który stanowi ważne źródło energii dla komórek okrężnicy i przyczynia się do utrzymania warunków beztlenowych w jelicie grubym, co jest kluczowe dla równowagi mikrobiologicznej.

Do tego SCFA regulują liczne szlaki metaboliczne w jelitach i w odległych miejscach, takich jak wątroba, tkanka tłuszczowa, mięśnie i mózg. Regulują ponadto metabolizm glukozy i lipidów, zawiadują reakcją zapalną, a nawet korzystnie wpływają na odporność i zmniejszają ryzyko zachorowania na niektóre nowotwory. Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe stymulują też wydzielanie kluczowych peptydów jelitowych, które odgrywają istotną rolę w regulacji apetytu, wydzielaniu insuliny i kształtowaniu wrażliwości na ten hormon.

Czytaj również: Czym jest kluczowy dla jelit maślan sodu? 6 powodów, aby dbać o jego podaż w diecie

Mikroby jelitowe modyfikują także pierwotne kwasy żółciowe, przekształcając je we wtórne kwasy żółciowe. To zmienia ich biodostępność i bioaktywność, wpływając na reakcje metaboliczne, w które są zaangażowane, w tym metabolizm glukozy i lipidów i wytwarzanie energii. Kwasy żółciowe, zmienione przez mikrobiom, mogą również działać jako cząsteczki sygnałowe, aktywując różne receptory w wielu tkankach.

To nie wszystko. Mikrobiom jelitowy wytwarza cząsteczki zwane enterosynami, które mogą modulować skurcze dwunastnicy poprzez wpływ na jelitowy układ nerwowy. Inne metabolity bakteryjne powstają z prekursorów obecnych w diecie (np. choliny, L-karnityny, histydyny) i mogą mieć zarówno negatywny, jak i potencjalnie pozytywny wpływ na zdrowie metaboliczne.¹

Na koniec warto wspomnieć o witaminie K2 i witaminach z grupy B, których nie potrafimy sami wytworzyć – to zadanie mikrobioty. Dzięki jej wsparciu wykorzystujemy je m.in. do prawidłowego krzepnięcia krwi, mineralizacji kości, rozwoju układu nerwowego i wielu innych niezbędnych do życia procesów.

Problemy autoimmunologiczne

Coraz więcej dowodów naukowych wskazuje na kluczową rolę biomu jelitowego w patogenezie chorób autoimmunologicznych. Działa on jako pośrednik między zewnętrznymi czynnikami środowiskowymi a układem odpornościowym, pomagając w „programowaniu” tolerancji immunologicznej.

Kiedy jesteśmy zdrowi, biota tłumi aktywność prozapalnych szlaków i zwiększa ekspansję limfocytów T-Reg (regulacyjnych). Jednak w przypadku dysbiozy układ odpornościowy może zostać błędnie skierowany w stronę szlaków prozapalnych, co wywołuje różne procesy autoimmunologiczne.

Winnych należy szukać np. wśród bakterii Enterococcus gallinarum, Bifidobacterium adolescentis i Prevotella copri. Sama dysbioza jednak nie wystarczy, bowiem czynnikiem sprzyjającym są jeszcze predyspozycje genetyczne.

Nie tylko limfocyty znajdują się na celowniku zbuntowanych mikroorganizmów. Zwiększają one również aktywność komórek plazmatycznych, wytwarzających przeciwciała, co przyczynia się do autoimmunizacji.

Potwierdzają to liczne badania laboratoryjne (na zwierzętach), udowadniające m.in. obecność zamieszkującego jelito grube szczepu Enterococcus gallinarum w wątrobie wraz z reakcją autoimmunologiczną oraz wywołanie przez przetrwalnikowe formy bakterii stanu zapalnego u gryzoni z reumatoidalnym zapaleniem stawów (RZS).

Również badania kliniczne dostarczają dowodów na wpływ dysbiozy na rozwój chorób autoimmunologicznych. Przeszczep mikroorganizmów z jelita grubego złagodził bowiem objawy u ochotników z chorobą zapalną jelit, a w przypadku pacjentów z nowo zdiagnozowaną cukrzycą typu 1 pozwolił w pewnym stopniu zachować funkcje komórek beta trzustki.

Zdaniem specjalistów, probiotyki i antybiotyki wykazują działanie niekiedy immunostymulujące, innym razem zaś immunomodulujące. W niektórych badaniach suplementacja probiotykami poprawiła wyniki kliniczne u ochotników z RZS, a także przyczyniła się do remisji u pacjentów z wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego.

W przypadku antybiotyków wpływ na choroby autoimmunologiczne pozostaje zagadką. O ile u dzieci częste ich stosowanie zwiększa ryzyko cukrzycy typu 1 i chorób zapalnych jelit, o tyle mysie modele z zaawansowanym toczniem wykazywały łagodniejsze objawy po wdrożeniu antybiotykoterapii.⁶

Czytaj również: Antybiotyki - rodzaje, rola i działania niepożądane. Co jeść po kuracji?

Nawyki żywieniowe

To, co jemy, ma zdolność wpływania i zmieniania składu, różnorodności oraz bogactwa gatunkowego mikroflory jelitowej. Niezdrowa dieta, charakteryzująca się wysoką zawartością tłuszczu i cukru, może prowadzić do szeregu negatywnych zmian w mikrobiomie i jego funkcjonowaniu, w tym zubożenia jego różnorodności, zmniejszenia syntezy metabolitów i uszkodzenia błony śluzowej jelit (co ułatwia patogenom przeniknięcie do układu krążenia). Ale ta zależność jest dwukierunkowa.

Mikroorganizmy zamieszkujące jelita również mogą aktywnie wpływać na nasze nawyki żywieniowe poprzez wytwarzane metabolity. Dosłownie przekazują nam, na co mają ochotę, pobudzając kubki smakowe na języku.

Być może tutaj kryje się odpowiedź na pytanie, dlaczego niektórym jest łatwiej przestrzegać zasad diety, inni zaś dosłownie cierpią, kiedy muszą zjeść coś zdrowego. A przecież otyli pacjenci mają zmieniony skład biomu jelitowego.³

Problemy z jelitami

Choroby zapalne jelit (IBD), w tym wrzodziejące zapalenie jelita grubego (UC) i choroba Leśniowskiego-Crohna (CD), mają swoją przyczynę w wielu czynnikach, w tym środowiskowych oraz dysbiozie jelitowej, czyli zaburzeniu proporcji międzygatunkowych bioty.

Co ciekawe, żadna z przyczyn samodzielnie nie wywołuje tych schorzeń, konieczne jest wygranie w patologiczne bingo. Istnieje przy tym dwukierunkowa zależność między progresją choroby a zmianami w składzie i funkcji biomu jelitowego.

Badania wskazują, że różne czynniki (genetyczne, środowiskowe, pokarmowe) mogą przyczynić się do wystąpienia stanu przedchorobowego, w którym niektóre komensalne (bytują w naszym organizmie i nam nie zagrażają) mikroby przekształcają się w patobionty.

Innymi słowy, w pewnych warunkach u naszych małych sprzymierzeńców przełącza się guziczek, czyniąc z nich niebezpieczne i nieprzewidywalne patogeny. Pytanie brzmi, na ile jest to wynikiem naszych wyborów życiowych (styl życia, dieta), a w jakim stopniu czynników niezależnych od nas (np. zanieczyszczenie środowiska).

W jaki sposób mikrobiom może nasilać objawy chorób zapalnych jelit?

U pacjentów z IBD często obserwuje się zmniejszoną różnorodność mikroorganizmów i rozrost mniej obfitych typów, takich jak Gammaproteobacteria. Jak już wspomniano, niektóre bakterie komensalne w pewnych warunkach stają się patobiontami – zaobserwowano to m.in. u pacjentów z wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego. Kolejny gatunek bakterii, Ruminococcus gnavus, podczas wzrostu uwalnia większe ilości pewnej substancji, która stymuluje wyrzut cytokiny prozapalnej, zwanej TNF-alfa.

Ale biom jelitowy może również łagodzić objawy chorób zapalnych jelit. Maślan, propionian i octan, czyli krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA) służą m.in. utrzymaniu homeostazy pomiędzy poszczególnymi gatunkami i szczepami mikroorganizmów jelitowych.

Maślan pośrednio ogranicza także aktywność białka, zakłócającego funkcje bariery jelitowej i działa przeciwzapalnie. Metabolity wytwarzanego przez bakterie jelitowe tryptofanu włączają tymczasem receptor węglowodorowy arylowy (AHR), który promuje ekspresję genów odpowiedzialnych za utrzymanie integralności bariery jelitowej i różnicowanie komórek odpornościowych.⁵