Dołącz do czytelników
Brak wyników

Zapobieganie chorobom

20 grudnia 2021

NR 6 (Grudzień 2021)

Mikrobiota Polaka a skłonność do nadmiernej masy ciała

0 329

Każdy człowiek ma swoją własną, indywidualną kompozycję mikrobioty jelitowej kształtowaną przez wiele elementów. Mikrobiota jelitowa dorosłych ludzi jest zróżnicowanym i dynamicznym ekosystemem, który odgrywa istotną rolę w funkcjonowaniu organizmu i jego podatności na różne czynniki. Jednym z takich czynników jest tendencja do utrzymania stabilnej wagi. To, co charakteryzuje środowisko jelit, to tak zwany enterotyp, a jego określenie może być pomocne w dostosowaniu odpowiednich zaleceń żywieniowych i trybu życia.
 

Czy istnieje „zdrowa” mikrobiota jelitowa? 


Mikrobiota (mikrobiom) jelitowa dorosłych ludzi jest zróżnicowanym i dynamicznym ekosystemem, w skład którego wchodzi 39 bln komórek (co odpowiada liczbie komórek ludzkich) [1, 2]. Mikroorganizmy jelitowe składają się z bakterii (najczęściej komensalnych lub mutualistycznych), archeonów, bakteriofagów, eukariota, wirusów i grzybów współdzielących ten sam teren, czyli przewód pokarmowy [1]. Mikrobiom jelitowy odgrywa ważną rolę w trawieniu pokarmów, regulacji funkcji endokrynnych jelit, modyfikowaniu działania leków, eliminacji toksyn i produkcji licznych związków, które wpływają na stan zdrowia gospodarza [2].

Każdy z nas ma swoją indywidualną kompozycję mikrobioty jelitowej kształtowaną przez wiele czynników, do których należą: wiek, aktywność fizyczna, ksenobiotyki (leki) czy choroby [3]. Niebagatelną rolę w modelowaniu mikrobioty jelitowej odgrywa skład diety (obejmujący także zawartość składników o charakterze antybakteryjnym, np. pozostałości antybiotyków). Kiedy porównano skład mikrobioty jelitowej osób zamieszkujących kraje wysoko rozwinięte ze składem mikrobioty osób nienarażonych na działanie czynników antybakteryjnych (mieszkańców Afryki Wschodniej) – okazało się że ci pierwsi charakteryzują się zmniejszoną różnorodnością mikrobiomu jelitowego [4]. Ten wynik wskazuje, że równolegle z urbanizacją, wyższymi standardami mieszkaniowymi (np. korzystaniem z kanalizacji) i poprawą higieny zachodzą w składzie mikrobioty jelitowej poważne zmiany, polegające na redukcji liczebności Bacteroides, Prevotella, Desulfovibrio, Lactobacillus i Oxalobacter [5]. Taki spadek liczebności i różnorodności mikroorganizmów jelitowych (spadek różnorodności alfa) wiąże się ze wzrostem częstości występowania przewlekłych zaburzeń metabolicznych [6]. Niska wartość wskaźnika alfa łączy się z relatywnym wzrostem ryzyka otyłości, insulinooporności, zapalenia i dyslipidemii [6].


Mikrobiota jelitowa osoby otyłej 


Wyniki badań przeprowadzonych w ciągu ostatnich dekad wskazują, że mikrobiota jelitowa jest ściśle powiązana ze zdrowiem człowieka. Gdy jest zaburzona, może przyczyniać się do powstania zaburzeń metabolicznych, takich jak cukrzyca typu 2, niealkoholowa choroba wątroby, choroby sercowo-metaboliczne czy otyłość [7]. Ta ostatnia jest prawdziwą zagadką dla badaczy. Wiemy, że niektóre osoby są bardziej podatne na otyłość niż inne, co sugeruje istotny komponent dziedziczny choroby otyłościowej [6]. I faktycznie, badania zmienności genomu człowieka doprowadziły do odkrycia ponad 50 genomowych loci związanych z otyłością [8, 9]. Jednak to odkrycie nie tłumaczy w całości nasilenia częstości występowania choroby obserwowanej w ostatnich dekadach [8]. Pojawiają się dowody wskazujące, że za część problemów z masą ciała są odpowiedzialne metabolity uwalniane przez bakterie jelitowe i że zmienność mikrobioty jelitowej może grać kluczową rolę w patogenezie otyłości (szczególnie biorąc pod uwagę plastyczność mikrobioty i jej bezpośrednią interakcję z czynnikami środowiskowymi) [7]. Skład mikrobioty, jej bogactwo i różnorodność wydają się inne u osób szczupłych i otyłych. W niektórych badaniach [10, 11] zaobserwowano wzrost liczebności bakterii z gromady Firmicutes i spadek liczebności bakterii z gromady Bacteroidetes [12]. Szczegółowe zmiany zawartości bakterii charakteryzujących otyłość wskazane zostały w Gut microbiota in human metabolic health and disease, co przedstawia tabela 1 [7]. 

Tabela 1. Ilość wybranych bakterii u osób otyłych w porównaniu do osób szczupłych

  Ilość w stosunku do osób szczupłych
Stosunek Bacteroidetes do Firmicutes  spadek
Akkermansia muciniphila  spadek
Bacteroides thetaiotaomicron  spadek
Clostridium histolyticum  spadek
Clostridium coccoides spadek
Dorea longicatena  wzrost
Eubacterium ventriosum  wzrost
Faecalibacterium prausnitzii  spadek
Methanobrevibacter smithii spadek
Roseburia intestinalis  wzrost
Ruminococcus gnavus  wzrost
Ruminococcus torques wzrost


Wpływ mikroorganizmów jelitowych na procesy regulujące masę ciała jest bardzo złożony. Obejmuje np. działanie błonnika pokarmowego, który jest metabolizowany przez mikrobiotę jelita do krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA). SCFA stymulują komórki nabłonka jelitowego (k. kubkowe) do syntezy grubej warstwy śluzu jelitowego i tworzenia silnych funkcji barierowych. Octan, maślan i propionian (SCFA) mogą wiązać się z receptorami sprzężonymi z białkami G (GPCR)-41 i GPCR-43 obecnymi na powierzchni enteroendokrynnych komórek L, co indukuje wydzielanie glukagonopodobnego peptydu 1 (GLP-1) i peptydu YY (PYY). Uwalniane w ten sposób GLP-1 i PYY przyczyniają się do zwiększonego wydatkowania energii, zmniejszają spożycie pokarmu, poprawiają metabolizm glukozy i redukują wydzielanie insuliny [13, 14, 15].


Czy mój mikrobiom jest „zdrowy”?


To bardzo trudne pytanie, bowiem mikrobiom jelitowy zdrowego człowieka nie został jeszcze w pełni zdefiniowany na poziomie taksonomicznym. Poza tym obecność określonych mikroorganizmów i ich proporcje w mikrobiocie jelitowej są unikatowe dla danej osoby (jak odcisk palca) [16]. 

Mogłoby się wydawać, że jeżeli nasz mikrobiom jelitowy cechuje duży wskaźnik różnorodności gatunków (wysoki współczynnik alfa) i wysoki wskaźnik bogactwa (richness) – możemy określić swoją mikrobiotę jelitową jako „zdrową” [7]. 

To nie całkiem prawda. Z jednej strony duża różnorodność taksonów, a co za tym idzie bogactwo genów udostępnianych przez te mikroorganizmy oraz obecność stabilnych rdzeni funkcjonalnych mikrobiomu charakteryzują „zdrowy” mikrobiom jelitowy [16]. Ale sama wysoka różnorodność i bogactwo bakterii jelitowych nie są wystarczającymi wskaźnikami „zdrowej mikrobioty”. Gdyby tak było, to osoby z zaparciami, u których wzrasta bogactwo mikrobioty (ze względu na wydłużony pasaż), miałyby „najzdrowszy” mikrobiom jelitowy! A tak przecież nie jest [7].

Reasumując, „zdrową” mikrobiotę możemy próbować definiować jako taką, która ma duży wskaźnik bogactwa i różnorodności z jednoczesnym warunkiem braku zaburzeń jelitowych i zaburzeń metabolicznych. Co ciekawe, do takiego opisu „zdrowej” mikrobioty pasuje pojęcie enterotypu [17]. 


Czym są enterotypy jelitowe?


Do zrozumienia zawiłych powiązań metabolicznych i ilościowych, jakie istnieją w komunach mikroorganizmów zasiedlających jelita, stosuje się metodę stratyfikacji (rangowania, poznania relacji np. nadrzędności czy podporządkowania w badanej populacji). Zastosowanie tej metody w badaniu mikrobiomu jelitowego zaowocowało wyodrębnieniem różnych typów składu „społeczności” mikroorganizmów jelitowych, określanych jako „enterotypy” [18]. 

To pojęcie zostało przedstawione szerokiemu audytorium w 2011 r. przez zespół Arumugama [19]. W tej pracy podjęto próbę ukazania zmienności składu mikrobioty jelitowej, opisując charakterystyczne superekosystemy mikroorganizmów jelitowych (jakie wyodrębniono z ludzkich stolców). Te superekosystemy nazwano enterotypami, zakładając, że mogą tłumaczyć różnice w trawieniu i wchłanianiu składników pożywienia między różnymi osobami, a także wyjaśniać różne tempo syntezy określonych metabolitów, np. witamin [19]. 


Gdy zbadano stabilność mikrobioty, okazało się, że tylko 18 gatunków bakterii znajduje się w stolcach prawie wszystkich badanych osób [20]. Tak więc, u każdego z nas jest mniej niż 20 ze średnio 30...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • Roczną prenumeratę dwumiesięcznika Food Forum w wersji papierowej lub cyfrowej,
  • Nielimitowany dostęp do pełnego archiwum czasopisma,
  • Możliwość udziału w cyklicznych Konsultacjach Dietetycznych Online,
  • Specjalne dodatki do czasopisma: Food Forum CASEBOOK...
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy