Ako nás ovplyvňujú črevné baktérie; časopis pre farmáciu

V ľudskom čreve - mikrobióme - žijú bilióny baktérií. Má predchádzať chorobám, predchádzať obezite a určovať náladu. Môže to byť naozaj tak?

ovplyvňujú

Tráviaci trakt: Bilión baktérií v čreve je už dlho podceňovaný

Žijú vo večnej tme, sú neviditeľné voľným okom a nie práve chutné - a v súčasnosti jeden z najhorúcejších výskumných objektov: mikroorganizmy v ľudskom zažívacom trakte. Mnoho vedcov sa dnes domnieva, že budú hrať v medicíne budúcnosti významnú úlohu. Chcú ich použiť na zlepšenie zdravia ľudí - zmenou zloženia črevnej flóry.

Jeden gram črevného obsahu obsahuje viac živých vecí ako ľudia na Zemi - väčšinou baktérie, ale aj vírusy a huby. Celkovo sa v čreve usadí asi 100 biliónov bakteriálnych buniek. Mikrobióm je to, čo dnes vedci nazývajú tento svet mikróbov. Keď sa profesor Dirk Haller z Mníchovskej technickej univerzity začal na prelome tisícročí zaoberať malými spolubývajúcimi, pojem „mikrobióm“ ani neexistoval; rovnako málo ako vedci, ktorí sa zaujímali o črevnú flóru. „Predpokladalo sa, že je to jednoducho hromada baktérií, ktoré potrebujeme na trávenie, ale ktoré inak nemajú nič spoločné s našimi telesnými funkciami,“ hlási vedúci Oddelenia výživy a imunológie.

Skutočný výskumný humbuk okolo črevného mikrobiómu sa objavil od polovice 20. rokov 20. storočia. Podľa Hallera vyvolaný novou výskumnou technológiou. Tento proces, známy ako vysoko výkonné sekvenovanie, umožňuje po prvýkrát rýchlu a presnú analýzu obrovskej diverzity črevnej flóry. Bolo identifikovaných už niekoľko tisíc druhov baktérií, ktoré sa nachádzajú v ľudskom zažívacom trakte. Existuje kombinácia mikroorganizmov, ktorú má každý spoločnú. Mikrobióm sa však v detailoch líši od človeka k človeku.

Super orgán s rôznymi úlohami

O črevných baktériách je už dlho známe, že pomáhajú tráveniu. Produkujú enzýmy, ktoré štiepia zložky potravy, ktoré sa inak nedajú využiť - napríklad vlákninu - na zložky, ktoré telo dokáže absorbovať. Teraz je zrejmé: mikróby tiež fungujú ako tréningoví partneri pre imunitný systém, a tým zabezpečujú správny vývoj obranyschopnosti tela. Ich úplná hmotnosť zabraňuje šíreniu patogénov v zažívacom trakte. Intaktná črevná flóra je tiež dôležitá pre fungovanie črevnej bariéry. Týmto sa riadi, ktoré látky sa dostávajú z tela do čreva a naopak.

Úlohy sú také rozmanité, že mikrobióm sa v súčasnosti často nazýva „orgán v orgáne“ alebo dokonca „superorgan“. Okrem toho neustále rastie zoznam chorôb, na ktorých sa hovorí, že sú nejakým spôsobom zapojené do kolonizácie čreva. Na vrchole sú chronické zápalové ochorenia čriev, nadváha (obezita), cukrovka, ale aj neurologické ochorenia ako skleróza multiplex. Aj pri vzniku porúch, ako sú depresia a autizmus, by črevná flóra mala hrať aspoň svoju úlohu. Niektorí vedci už špekulujú o tom, kedy je možné liečiť choroby zasiahnutím mikrobiómu.

Sliepka alebo vajce?

Kritiku však vyvoláva aj humbuk obklopujúci črevné baktérie ako možný liek. „Mikrobiómový výskum si vyžaduje zdravú dávku skepsy,“ varoval v roku 2014 William Hanage z Harvardovej univerzity v renomovanom časopise Nature. Dirk Haller to vidí podobne ako jeho profesorský kolega z USA. Mnoho štúdií preukázalo, že mikrobiota pacientov s určitými chorobami sa líši od mikrobioty zdravých ľudí. „Či tieto zmeny skutočne spôsobujú ochorenie, alebo sú iba dôsledkom, ktorý nemá nič spoločné s rozvojom ochorenia, sa nedá povedať,“ vysvetľuje Haller. „Príčinná súvislosť je však rozhodujúca.“

Mikrobiálna populácia zaujme svojou obrovskou prispôsobivosťou. Jeho zloženie sa zmení do 24 hodín, ak niekto, kto konzumuje hlavne rastlinné jedlá, náhle zje veľa živočíšnych produktov. Účinok funguje aj opačne, keď sa prechádza z masovo ťažkého jedla na vegetariánske.

Baktérie navyše produkujú veľké množstvo látok, ktoré vstupujú do krvi cez črevnú stenu, vrátane neurologicky aktívnych látok, ako sú „hormóny šťastia“ dopamín a serotonín. To naznačuje, že existuje spojenie medzi mikrobiómom a mozgom, ktoré má vplyv na správanie, náladu, a teda aj na duševné choroby, ako je depresia. „Mohol“, objasňuje Haller. „Začíname chápať iba zložitú súhru medzi ľuďmi a ich črevnou flórou,“ hovorí mníchovský odborník, ktorý koordinuje prioritný program Nemeckej výskumnej nadácie „Črevná mikrobiota“. Boli by ste na úplnom začiatku, najmä pokiaľ ide o prepájanie chorôb a možných terapeutických zásahov.

Prenos stolice robí štíhle myši tučnými

V najlepšom prípade existujú prvé náznaky, že typická západná strava - málo vlákniny, veľa živočíšnych tukov a bielkovín - by mohla znížiť rozmanitosť črevných zárodkov. Ak by to tak bolo, mohli by sa množiť baktérie, ktoré produkujú trimetylamín. Látka je podozrivá zo zvyšovania rizika artériosklerózy a tým aj srdcového infarktu a mozgovej príhody.

Aj keď stále je veľa v tme: Výskum mikrobiómov už priniesol niekoľko vzrušujúcich zistení. U pacientov s Crohnovou chorobou a ulceróznou kolitídou je rozmanitosť mikrobiálnych spolubývajúcich obmedzená. Pokusy s geneticky modifikovanými myšami, ktoré sú obzvlášť citlivé na toto chronické zápalové ochorenie čriev (IBD), ukázali: Pokiaľ zvieratá zostali bez choroboplodných zárodkov, napriek náchylnosti neochoreli. Pokiaľ však myši dostali niekoľko kmeňov črevných baktérií v nevyváženom zložení, vyvinula sa u nich IBD. Prinajmenšom na zvieracom modeli to naznačuje, že črevný mikrobióm má príčinnú úlohu vo vývoji choroby. Štúdie na geneticky modifikovaných myšiach so zvýšenou náchylnosťou na ochorenie podobné skleróze multiplex priniesli podobné výsledky.

Ako to však v medicíne často býva, je otázne, či sa tieto výsledky testov na zvieratách dajú preniesť na človeka. To platí aj pre experimenty Jeffreyho Gordona. Biológ z lekárskej fakulty na Washingtonskej univerzite podal myšiam bez vlastnej črevnej flóry buď stolicu tenkého ľudského dvojčaťa, alebo stoličku dvojčiat s nadváhou. Aj keď boli všetky zvieratá kŕmené rovnakou stravou, myšiam, ktoré dostávali mikrobióm dvojčiat s nadváhou, pribudlo tuku. Ich špecifiká s črevnými baktériami dvojčaťa s normálnou hmotnosťou však zostali štíhle.

Dlhodobý cieľ: presné zásahy do mikrobiómu

S takouto transplantáciou fekálií sa tímu vedcov z Amsterdamskej univerzity podarilo dokonca pozitívne ovplyvniť metabolizmus cukru v krvi ľudí s metabolickým syndrómom. Preniesli vyčistenú a filtrovanú stolicu od zdravých, štíhlych darcov do tráviaceho traktu deviatich mužov, ktorí boli postihnutí prekurzorom cukrovky 2. typu. Podanie mikrobioty zlepšilo obmedzenú citlivosť metabolického syndrómu na inzulín znižujúci hladinu cukru v krvi. „Transplantácia stolice by mohla byť kľúčom k liečbe cukrovky,“ dúfajú vedci.

Účinok však trval iba niekoľko týždňov. Okrem toho prenos celého mikrobiómu nesie aj riziká, ako je riziko infekcií, zdôrazňuje Haller. Aj keď mníchovský vedec varuje pred prílišnými očakávaniami, je optimistický do budúcnosti. „O niekoľko rokov budeme presnejšie vedieť, ktoré zmeny v črevnej mikrobiote súvisia s určitými chorobami,“ hovorí. „To potom otvára príležitosti pre oveľa adresnejšie terapeutické intervencie ako pri transplantácii stolice.“