Mikrobiom je druh „orgánu“, na který moderní medicína již mnoho let zapomíná. Již více než tucet let však díky rozvoji biomedicínských věd probíhá mnoho výzkumů, jejichž výsledky dokazují, že mikrobiom je více než jen skupina mikroorganismů obývající naše tělo. Co je to mikrobiom? Proč je to tak důležité pro naše zdraví? Jak se o to postarat?
Obsah
- Mikrobiom, mikrobiota nebo mikroflóra?
- Mikrobiom - z čeho se skládá?
- Mikrobiom - jaké jsou jeho funkce?
- Mikrobiom - co to ovlivňuje?
- Mikrobiom a civilizační choroby
- Mikrobiom a obezita
- Mikrobiom a nervový systém
- Mikrobiom - jak se o něj starat?
Mikrobiom (mikrobiota, mikroflóra) je skupina mikroorganismů charakteristických pro dané přirozené prostředí. Jako stanoviště bychom měli rozumět nejen moři nebo půdě, ale také organismu lidí a jiných zvířat. Kromě mikrobiomu v mořích a půdě proto rozlišujeme mikrobiom střevní, kožní, pohlavní, ušní a orální.
Složení mikrobiomu se liší v závislosti na stanovišti, které zaujímá. V současné době se provádí největší výzkum nejpočetnějšího mikrobiomu v našem těle, tj. Trávicího traktu.
Mikrobiom, mikrobiota nebo mikroflóra?
Termín „mikrobiom“ poprvé použil v roce 2001 laureát Nobelovy ceny Joshua Lederberg, který jej použil k definování genomové sady všech mikrobů obývajících lidské tělo. Proto se tento termín v tomto smyslu používá častěji.
Když mluvíme o sběru všech mikroorganismů jako buněk, měl by se použít termín „mikrobiota“.
Termín „mikroflóra“ je zase starý termín, který se používá méně často a datuje se do doby, kdy byla většina mikroorganismů zařazena do rostlinné říše (pojem „flóra“ popisuje souhrn druhů rostlin nalezených v dané oblasti).
Mikrobiom - z čeho se skládá?
Mikrobiom zahrnuje bakterie, kvasinky, houby, prvoky, viry a archea. Pamatujte, že nemusí být vždy „přátelští“ ke svému hostiteli. Mikrobiota může také zahrnovat mikroorganismy potenciálně patogenní pro člověka, např. Escherichia Coli.
Vzhledem k obrovskému množství mikroorganismů si zaslouží zvláštní pozornost gastrointestinální mikrobiom, který se skládá hlavně z bakterií ze 4 podskupin:
- Firmicutes (64%)
- Bacteroides (23%)
- Proteobakterie (8%)
- Aktinobakterie (3%)
U zdravých lidí jsou jednotlivé části trávicího traktu charakterizovány proměnlivou rozmanitostí mikroorganismů. Žaludek a dvanácterník jsou prakticky sterilní, protože kyselé pH žaludeční šťávy vytváří nepříznivé prostředí pro většinu mikroorganismů. V tenkém střevě je jejich počet větší, pohybuje se od 10 000 do 100 000 v 1 gramu obsahu potravy.
Převládají zde acidofilní bakterie rodu Lactobacillus a Streptococcus. Největší počet mikroorganismů je v tlustém střevě a je to dokonce bilion buněk v 1 gramu obsahu potravy! Převážná většina jsou mikroorganismy netolerující kyslík (anaeroby), jako jsou bakterie rodu Bifidobacterium zda Clostridium.
Odhaduje se, že v zažívacím traktu je 10krát více mikroorganismů než buněk v lidském těle (asi 100 bilionů buněk vážících asi 2 kg) a počet genů v nich je 3,3 milionu. Pro srovnání, lidský genom je pouze 21 000 genů.
Bakterie obývající trávicí trakt lze rozdělit podle funkcí, které plní v těle:
- proteolytické (také známé jako hnilobné) bakterie jsou potenciálně patogenní bakterie, jejichž přemnožení ve střevě může nepříznivě ovlivnit tělo; mimo jiné mezi ně patří bakterie rodu Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Citrobacter, Pseudomonas
- ochranné (probiotické) bakterie jsou bakterie, které inhibují růst patogenních mikroorganismů, utěsňují intestinální epitel a produkují živiny pro intestinální epitel; mimo jiné mezi ně patří bakterie rodu Lactobacillus a Bifidobacterium
- imunostimulační bakterie stimulují buňky imunitního systému, snižují zánětlivou reakci a stimulují produkci IgA protilátek sliznicí; mimo jiné mezi ně patří bakterie rodu Enterococcus a Escherichia coli. Ten druhý je za nepříznivých podmínek také potenciálně patogenní
Mikrobiom - jaké jsou jeho funkce?
Črevní mikroorganismy mohou metabolizovat potravinové látky - uhlohydráty, bílkoviny, tuky a ty, které pocházejí přímo z člověka, jako jsou mrtvé buňky a hlen. Mikrobiom je používá k podpoře základních životních činností.
Proto lze funkce mikrobioty přirovnat k typu bioreaktoru, který během fermentačního procesu produkuje nespočetné množství bioaktivních látek. Množství a povaha těchto látek bude do značné míry záviset na naší stravě.
Kromě podpory trávicích procesů, střevní mikrobiom:
- produkuje vitamíny B a vitamin K.
- zvyšuje vstřebávání minerálů, jako je hořčík a vápník
- zabraňuje kolonizaci střeva patogenními bakteriemi
- stimuluje zrání buněk imunitního systému a podporuje jeho práci
- uklidňuje zánětlivé procesy
- ovlivňuje zrání a diferenciaci střevních epiteliálních buněk
- inaktivuje toxiny a karcinogeny
- podílí se na metabolismu cholesterolu a bilirubinu
Mikrobiom - co to ovlivňuje?
- geny
Zatímco složení střevního mikrobiomu je primárně ovlivňováno faktory prostředí, genotyp hostitele také ovlivňuje mikrobiom v menší míře. Příkladem takového vztahu jsou varianty genu FUT2 kódujícího enzym fukosyltransferázu 2, mimo jiné zodpovědný za pro tvorbu antigenů spojených s krevními skupinami.
Lidé s nepříznivou variantou genu FUT2 neprodukují určité oligosacharidy, jejichž nedostatek je předurčuje k deficitu ochranných bakterií rodu Bifidobacterium. Asi 20% Evropanů má nepříznivou variantu tohoto genu.
- věk a způsob doručení
Před porodem in utero je náš zažívací trakt sterilní. Během přirozeného porodu je gastrointestinální trakt osídlen vaginálním mikrobiomem matky. Během kojení mlékem se potom na dítě přenášejí prebiotické látky (lidské oligosacharidy), které stimulují růst prospěšných bakterií, jako jsou Bifidobacterium.
Uměle krmené děti mohou mít méně těchto bakterií. Ukázalo se, že porod a způsob výživy mohou být rozhodující pro správný vývoj mikrobiomu a rozvoj např. Alergií. U přirozeně narozených dětí byly pozorovány významné rozdíly ve složení mikrobiomu ve srovnání s těmi, které byly dodány císařským řezem.
Po ukončení kojení a zavedení pevné stravy se složení střevního mikrobiomu postupně podobá složení dospělého. Ve věku kolem 15 let se stává relativně stabilním (pokud je člověk zdravý a má správný životní styl).
Další etapou lidského života, ve které lze pozorovat změnu ve složení střevního mikrobiomu, je období po 65 letech. U starších osob dochází k poklesu počtu ochranných bakterií rodu Bifidobacterium a zvýšení počtu potenciálně patogenních bakterií, jako jsou Clostridium.
Pokles Bifidobacterium, které snižují zánět na střevní sliznici, mohou být jedním z faktorů, které zhoršují procesy nemoci související s věkem. Proč se toto děje? To je do značné míry důsledkem skutečnosti, že naše tělo se s věkem stává méně výkonným, tj. Stav zubů se zhoršuje, množství vylučovaných slin a účinnost orgánů, např. Slinivky břišní, klesá.
- Strava
Strava je jedním z nejvíce ovlivňujících faktorů ve složení střevního mikrobiomu. Pokud dodáme našemu mikrobiomu správné množství komplexních sacharidů, budou mikroorganismy produkovat látky, jako jsou mastné kyseliny s krátkým řetězcem (SCFA), např. Butyrát nebo kyselina mléčná, které mají příznivý účinek na tělo, včetně umlčováním zánětlivých odpovědí.
Odhaduje se, že 10–20% spotřebovaných sacharidů je odolných vůči trávení lidskými střevními enzymy. Jedná se o nestravitelné uhlohydráty, jako je rezistentní škrob a neškrobové polysacharidy (např. Pektiny a celulóza), které jsou ideálními „živinami“ pro mikrobiom.
Pokud však naše strava obsahuje přebytek zpracovaných potravin, jednoduchých cukrů, nasycených tuků a živočišných bílkovin, mikroorganismy začnou produkovat škodlivé látky, jako jsou biogenní aminy (např. Tyramin), skatol, indol nebo amoniak. Tyto látky mohou poškodit střevní epiteliální buňky, vyvolat zánět a vést k narušení propustnosti střevní bariéry.
Byla provedena studie, ve které bylo porovnáno složení střevního mikrobiomu dětí žijících v Itálii a stravujících se podle západního stravovacího modelu (bohatého na živočišné bílkoviny, tuky a jednoduché cukry) s dietou dětí žijících na venkově Burkina Faso (bohaté na komplexní sacharidy a s nízkým obsahem živočišných bílkovin) . Ukázali, že složení mikrobiomu se v obou skupinách radikálně liší.
U dětí z Itálie skupina bakterií charakteristických pro obézní lidi (Firmicutes) došlo k přemnožení hnilobných bakterií a ve stolici byl nalezen snížený obsah butyrátu a dalších SCFA. U dětí z Burkiny Faso to nebylo nalezeno. To ukazuje, jak nesprávné stravovací návyky ovlivňují narušení střevního mikrobiomu.
Strava s nízkým obsahem komplexních sacharidů (např. Rozpustné vlákniny) snižuje rozmanitost střevního mikrobiomu, zejména ochranných bakterií rodu Bifidobacterium. Příkladem takové stravy je strava FODMAPs a nesprávně vyvážená bezlepková strava.
Středomořská strava je ve výzkumu nejpříznivější, protože kromě velkého množství vlákniny obsahuje polyfenoly. Jak ukazují nedávné studie, 90-95% polyfenolů se hromadí v tlustém střevě, kde procházejí různými biochemickými změnami střevního mikrobiomu.
- Psychologický stres
Ve studiích na myších a lidech bylo prokázáno, že psychický stres snižuje počet ochranných bakterií rodů Lactobacillus a Bifidobacterium. Stres navíc stimuluje růst potenciálně patogenních bakterií Escherichia Coli. To je pravděpodobně způsobeno vylučováním stresového hormonu kortizolu.
Rovněž bylo prokázáno, že polyfenoly, jako je resveratrol v hroznech nebo katechiny v čaji, mají pozitivní účinek na složení střevní mikrobioty a působí jako prebiotika.
PŘEČTĚTE SI TAKÉ:
- PROBIOTIKA - léčivé vlastnosti, typy a zdroje
- Dobré bakterie v těle: mikroby, které chrání před nemocemi
- Časté praní zkracuje životnost? Ano, a existují o tom důkazy!
Mikrobiom a civilizační choroby
Mikrobiom je často přirovnáván k „orgánu“, na který moderní medicína zapomněla. Výzkum jasně ukazuje, že mikrobiom, stejně jako jakýkoli jiný orgán, je schopen přijímat a reagovat na informace z prostředí - jako jsou změny pH, přítomnost živin, imunitních buněk a hormonů. Tento systém se nazývá snímání kvora a umožňuje molekulární dialog mezi mikrobiomem a lidskými buňkami a orgány.
Vzhledem k víceúrovňovému vlivu mikrobiomu na naše tělo by nemělo být překvapením, že kvalitativní a kvantitativní poruchy mikrobomu, nazývané intestinální dysbióza, mohou ovlivnit vznik mnoha civilizačních chorob, jako jsou:
- obezita
- cukrovka
- autoimunitní onemocnění
- alergie
- depresivní poruchy
- autismus
- Alzheimerova choroba
Průlomem ve výzkumu vztahu mezi mikrobiomem a lidským zdravím byl projekt „Projekt lidského mikrobiomu“ zahájený v roce 2007 americkým Národním institutem zdraví. Využívá nejmodernější metody molekulární biologie, které umožňují určit rozdíly ve složení lidského mikrobiomu v závislosti na zeměpisné šířce, genotypu, věku a stravě.
Mikrobiom a obezita
První studie ukazující na vztah střevního mikrobiomu s obezitou byly provedeny na myších. Bylo zjištěno, že obézní myši - ve srovnání s hubenými myšmi - narušily proporce mezi bakteriemi ze skupiny Firmicutes (příliš mnoho) i Bacteroides (nedostatek).
V současné době se předpokládá, že střevní mikrobiom může ovlivnit vývoj obezity prostřednictvím nejméně tří mechanismů:
- produkcí dalších kilokalorií (4-10% energie získané z potravin je generováno mikrobiomy, je to asi 80-200 kcal / den)
- vyvolání nízkoúrovňového zánětu (tzv. metabolická endotoxikémie, která může způsobit inzulínovou rezistenci)
- regulace centra hladu a sytosti (mikrobiom ovlivňuje mimo jiné sekreci glukagonu podobného peptidu-1 a peptidu YY a dobu střevního průchodu)
Mikrobiom a nervový systém
Experimentální studie na myších ukázaly, že střevní mikrobiom ovlivňuje vývoj nervového systému, stresovou reakci a chování. Stále více studií také naznačuje přímý vztah mezi střevním mikrobiomem a depresivními poruchami.
V této souvislosti se jedná o tzv osa mozek a vagový nerv, které jsou odpovědné za přenos signálů ze střev do mozku.
Dalšími mechanismy, kterými mohou mikroorganismy ovlivňovat naše chování, je jejich účast na metabolismu tryptofanu (je předchůdcem syntézy „hormonu štěstí“ - serotoninu) nebo přímo syntézou neurotransmiterů, např. Bakterií rodu Escherichia a Enterococcus může produkovat serotonin a rodu Lactobacillus GABA (neurotransmiter odpovědný za uklidnění a relaxaci).
Výzkum navíc naznačuje účast střevního mikrobiomu na vývoji poruch, jako jsou:
- autismus
- schizofrenie
- ADHD
- bipolární porucha
SIBO nebo bakteriální nadměrný růst tenkého střeva, je typ intestinální dysbiózy, která zahrnuje nadměrný růst bakterií v tenkém střevě, které jsou charakteristické pro tlusté střevo.
SIBO je příčinou poruch trávení a vstřebávání. Koexistuje s mnoha nemocemi, například:
- syndrom dráždivého tračníku (84%)
- celiakie (66%)
- gastroezofageální refluxní choroba (50%)
- hypotyreóza (54%)
- pankreatitida (35%)
Příčiny SIBO mohou být:
- poruchy střevní motility
- antacida
- onemocnění žaludku
- nedostatky trávicího enzymu
- starý věk
- antibiotická terapie
Mikrobiom - jak se o něj starat?
- konzumujte zeleninu a ovoce bohaté na polyfenoly (borůvky, borůvky, maliny) a prebiotické látky, které jsou „výživou“ pro střevní mikroby (luštěniny, citrusové plody, topinambur, pórek, cibule, chřest, banány)
- jíst složité sacharidy, jako je hnědá rýže, ovesné otruby a ovesné otruby, které obsahují rozpustnou vlákninu, která stimuluje produkci butyrátu
- jíst kvalitní tuky, například v olivovém oleji
- pijte zelený čaj, protože obsahuje polyfenoly, jako jsou katechiny
- zvýšit spotřebu nakládané zeleniny, např. zelí, okurek, řepy a mléčných výrobků, např. jogurt, kefír, protože jsou zdrojem probiotických mikroorganismů
- vyhýbejte se velkému množství alkoholu a pokud jej již konzumujete, zvolte červené víno, které obsahuje polyfenoly, jako je resveratrol
- Vylučte z jídelníčku zpracované nezdravé jídlo, sladené nápoje, sušenky a tyčinky, protože jsou zdrojem jednoduchých cukrů a trans-tuků
- vyvarujte se psychického stresu a pokud to není možné, použijte relaxační techniky
- postarat se o přiměřené množství spánku
- cvičit pravidělně
Literatura
- Gałęcka M. a Szachta P. Kyberkompakt - význam moderní mikrobiologické diagnostiky gastrointestinálního traktu. Infekce 5/2013.
- De Filippo C. a kol. Dopad stravy na formování střevní mikrobioty odhalený srovnávací studií u dětí z Evropy a venkova v Africe. Proc Natl Acad Sci USA. 2010, 17, 107 (33), 14691-6. on-line přístup
- Tomás-Barberán F.A. et al. Interakce střevní mikroflóry s dietními polyfenoly a důsledky pro lidské zdraví. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2016, 19 (6), 471-476. on-line přístup
- Wacklin P. a kol. Sekreční genotyp (gen FUT2) je silně spojen se složením bifidobakterií v lidském střevě. PLoS One 2011, 6, e20113. on-line přístup
- De Filippis F. a kol. Dodržování středomořské stravy na vysoké úrovni má příznivý dopad na střevní mikroflóru a související metabolome. Střevo. 2016, 65 (11), 1812-1821. on-line přístup
- Reddel S. a kol. Dopad nízkých FODMAP, bezlepkových a ketogenních diet na modulaci střevní mikrobioty v patologických podmínkách. Živiny. 2019, 12, 11 (2), E373. on-line přístup
- Wołkowicz T. a kol. Mikrobiom gastrointestinálního traktu a jeho dysbióza jako důležitý faktor ovlivňující zdravotní stav lidského těla. Med. Exp. Mikrobiol., 2014, 66: 223-235. on-line přístup
- Ostrowska L. Vliv střevní mikroflóry na metabolické poruchy a obezitu - pohled internisty a dietologa. Gastroenterologia Kliniczna 2016, 8, 2, 62-73. on-line přístup
- Gulas E. a kol. Jak může mikrobiologie ovlivnit psychiatrii? Vztahy mezi střevní flórou a duševními poruchami. Psychiatr. Polovina. 2018, 9, 1-17. on-line přístup
Přečtěte si více článků od tohoto autora
