Rola flory bakteryjnej w powstawaniu chorób

W organizmie człowieka żyje blisko 100 bilionów mikroorganizmów, takich jak: bakterie, wirusy, pierwotniaki, czy grzyby. Najliczniejszą grupę wśród nich stanowią bakterie, bytujące w jelitach, gdzie tworzą tzw. mikrobiom jelitowy. Flora bakteryjna jelit jest ogromnie ważna dla prawidłowego funkcjonowania organizmu, ze względu na udział w procesach takich jak: trawienie, wchłanianie i przyswajanie składników odżywczych, metabolizm, produkcja witamin, neuroprzekaźników i krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, regulacja działania układu immunologicznego i hamowanie wzrostu bakterii chorobotwórczych (patogenów).

Dbanie o skład mikroflory jelit jest konieczne dla zdrowia człowieka. Zaburzenia w składzie mikrobiomu, określane jako dysbioza jelitowa, są uważane za przyczynę rozwoju wielu jednostek chorobowych. O tym, które choroby mogą być skutkiem nieprawidłowego składu flory bakteryjnej jelit oraz jak powinien wyglądać skład mikrobiomu osoby zdrowej odpowiadamy w poniższym artykule.

Od czego zależy skład mikrobiomu jelit?

Skład mikrobiomu jelit buduje się od momentu narodzin, przez kolejne lata życia. Na jego ostateczny kształt wpływa ogromna liczba czynników: od drogi przyjścia na świat, przez sposób karmienia, po kontakt z drobnoustrojami bytującymi w naturalnym środowisku życia dziecka (pochodzącymi np. od zwierząt domowych). 

W wieku dorosłym skład flory jelitowej również może się zmieniać, szczególnie wtedy, gdy jesteśmy narażeni na czynniki takie jak:

• stres,
• promieniowanie i zanieczyszczenie środowiska,
• nieprawidłowa dieta (zawierająca wysokoprzetworzoną żywność, uboga w błonnik pokarmowy, redukcyjna lub mało urozmaicona),
• używki (np. alkohol, papierosy),
• stosowanie leków, takich jak antybiotyki, inhibitory pompy protonowej, niesteroidowe leki przeciwzapalne, leki antydepresyjne,
• choroby przewlekłe,
• zaburzenia w pracy układu immunologicznego.

Z tego względu kompozycja mikrobioty jelitowej jest inna dla każdego człowieka – w tym nawet dla bliźniąt jednojajowych. Niemniej jednak, naukowcy zajmujący się tematyką wpływu mikroorganizmów na ludzki organizm byli w stanie opisać ogólne zasady składu mikrobiomu osoby zdrowej, a także tego, jak zmienia się on w poszczególnych jednostkach chorobowych.

Jak wygląda skład flory jelitowej u osoby zdrowej?

Dzięki badaniu dużych populacji europejskich (w tym polskiej), możliwe stało się wyciągnięcie wniosków na temat tego, w jaki sposób skład mikrobiomu przekłada się na zdrowie jednostki. 

Na podstawie oceny próbek kału zbieranych od osób zdrowych, które zostały poddane analizie opartej na sekwencjonowaniu całogenomowym w technologii Nanopore, ustalono m.in. że:

• zdrowy mikrobiom charakteryzuje się dużą bioróżnorodnością, tzn. występuje w nim wiele różnych gatunków baterii;
• bakterie bytujące w ludzkim jelicie można podzielić na tzw. enterotypy, czyli grupy bakterii charakteryzujące się podobnymi właściwościami, a dawny podział flory bakteryjnej uwzględniający jedynie trzy enterotypy: Bacteroides, Prevotella i Ruminococcus wymaga pogłębienia i poszerzenia go o inne enterotypy towarzyszące;
• osoby, które zgłaszają problemy zdrowotne, charakteryzują się mniejszą różnorodnością bakterii w jelicie, w porównaniu do pozostałych uczestników badania;
• osoby, które nie odczuwają żadnych dolegliwości ze strony przewodu pokarmowego, również mogą charakteryzować się niską różnorodnością mikrobiomu, prowadzącą do niższej aktywności biologicznej bakterii, a tym samym do mniejszej liczby procesów fermentacyjnych zachodzących w jelitach.

Ważnym aspektem badań populacyjnych była także ocena w jaki sposób dieta wpływa na skład mikrobiomu. Okazuje się, że:

• częste spożywanie napojów gazowanych i produktów wysoko przetworzonych oraz typu fast-food wpływa na obniżenie różnorodności flory bakteryjnej jelit,
• w podobnie niekorzystny sposób działają także diety restrykcyjne i eliminacyjne, w których zakazane jest spożywanie określonych grup produktów,
• najwyższa różnorodność mikrobiomu jest odnotowywana u osób, odżywiających się zdrowo, jednak pozwalających sobie również na regularne, ale niezbyt częste spożywanie słodyczy i innych, mniej zdrowych przekąsek.

Kiedy może dochodzić do powstania dysbiozy jelitowej?

Dysbioza jelitowa to stan, w którym dochodzi do niekorzystnych dla organizmu zmian w składzie flory bakteryjnej jelit. Przykłady takich zmian to: obniżenie różnorodności mikrobiomu, zaburzenie proporcji pomiędzy poszczególnymi rodzajami bakterii i nadmierny rozrost bakterii chorobotwórczych. 

Do powstania dysbiozy nigdy nie dochodzi w wyniku działania pojedynczego czynnika. Groźne dla zdrowia zmiany w składzie mikrobioty rozwijają się na podłożu jednoczesnego działania kilku bodźców, takich jak zmiany w diecie, choroby, czy antybiotykoterapia.

Wśród objawów, wskazujących na ryzyko dysbiozy, które wymagają konsultacji z lekarzem, wymienia się m.in.:

• wzdęcia,
• nudności,
• ból brzucha, 
• biegunki, 
• zaparcia, 
• zmianę konsystencji stolca,
• zgagę,
• utratę apetytu i masy ciała.

Warto pamiętać, aby nie lekceważyć żadnego z wymienionych wyżej objawów. Nieleczona dysbioza może bowiem prowadzić do zmian w funkcjonowaniu bariery jelitowej i tkanki limfoidalnej związanej z jelitami (GALT). Może przyczyniać się również do rozszczelnienia bariery jelita i przedostania się bakterii chorobotwórczych do wnętrza organizmu. To prowadzić może do rozwoju stanów zapalnych. Na skutek aktywacji szlaków zapalnych zwiększa się ryzyko nawracających infekcji oraz chorób przewlekłych (m.in. cukrzycy i alergii). Zaburzona mikrobiota jelitowa produkuje także zwiększone ilości toksyn bakteryjnych (takich jak LPS), amyloidów i cytokin zapalnych, związanych z chorobami neurodegeneracyjnymi. 

Które z chorób mogą być skutkiem dysbiozy jelitowej?

Zaburzenia w składzie mikrobioty jelitowej wpływają na funkcjonowanie całego organizmu i przyczyniają się do pogorszenia jego stanu, m.in. poprzez:

• obniżenie odporności na infekcje,
• niekorzystny wpływ na przebieg procesów metabolicznych,
• obniżenie nastroju oraz jakości snu,
• niekorzystny wpływ na równowagę hormonalną,
• wywoływanie zaburzeń trawienia i wchłaniania, objawiających się w postaci bólu brzucha, biegunek i wzdęć,
• zwiększanie ryzyka alergii i chorób z autoagresji (celiakii, AZS, łuszczycowego zapalenia stawów),
• przyczynianie się do rozwoju niealkoholowego stłuszczenia wątroby, otyłości i cukrzycy,
• zwiększanie ryzyka poważnych chorób układu pokarmowego, takich jak zespół jelita drażliwego (IBS), choroba Leśniowskiego-Crohna czy wrzodziejące zapalenie jelita grubego.

Istnieje także szereg badań naukowych, które wskazują na związek dysbiozy jelitowej z zaburzeniami nastroju, depresją, autyzmem, chorobą Alzheimera, czy chorobą Parkinsona:

• badanie prowadzone u osób cierpiących na choroby neurodegeneracyjne, wykazały, że często występuje u nich dysbioza jelitowa;
• w mysim modelu choroby Alzheimera zaobserwowano wyższą częstość występowania bakterii typu Bacteroidetes i Firmicutes, wzrost liczby prozapalnych bakterii z rodzaju Escherichia i Shigella oraz niższy poziom bakterii z rodzaju Akkermansia i Allobaculum oraz przeciwzapalnego taksonu E.rectale;
• u pacjentów cierpiących na chorobę Parkinsona notuje się zmniejszenie liczby gatunków Prevotellaceae, Lachnospiraceae i Faecalibacterium, przy jednoczesnym wzroście liczebności Verrucomicrobiaceae, Bifidobacteriaceae, Christensenellaceae i Ruminococcaceae;
• u osób chorujących na depresję stwierdza się zmniejszenie ilości bakterii typu Bacteroidetes oraz bakterii z gatunku Alistipes;
• nieprawidłowy skład mikrobioty i wynikający z niego stan zapalny jelit może być jednym z czynników przyczyniających się do rozwoju zaburzeń neurorozwojowych, takich jak autyzm i ADHD.

W jaki sposób można zbadać stan swojego mikrobiomu?

Aby poznać dokładny skład swojego mikrobiomu i porównać uzyskany wynik z wynikami zdrowej populacji, należy wykonać badanie genetyczne. Najlepiej, by było ono oparte na na analizie pełnego DNA bakterii obecnych w próbce, takie jak NanoBiom.

Badanie NanoBiom jest pierwszym badaniem mikroflory jelitowej, opartym o sekwencjonowanie całogenomowe. Ten rodzaj badania pozwala na rozróżnienie nawet blisko spokrewnionych ze sobą gatunków bakterii. 

Wynik badania NanoBiom zawiera pełną informację na temat składu ilościowego i gatunkowego mikroflory jelitowej, wraz z omówieniem roli poszczególnych gatunków i ich wpływem na stan zdrowia człowieka. Uzyskane wartości liczbowe są porównywane z bazą wyników pochodzących od osób zdrowych. Pozwala to na ocenę, czy wynik pacjenta nie odbiega od normy. 

Na podstawie wyniku badania NanoBiom możliwe jest również opracowanie spersonalizowanych zaleceń dietetycznych i dotyczących zmiany stylu życia. Pozwolą one na poprawę składu mikrobiomu, zminimalizowanie doświadczanych objawów i polepszenie komfortu życia osoby badanej.