Ladenie mikroflóry »v móde Od výživy cez probiotiká po výkaly
Klinika pre gastroenterológiu a hepatológiu
Rämistrasse 100, 8091 Zürich, Švajčiarsko
Súvisiace články pre „“
úvod
Ľudská črevná mikrobiota
Črevná mikrobiota sa často nesprávne redukuje na sumu črevných baktérií. Aj keď tieto tvoria leví podiel mikroorganizmov, náš gastrointestinálny systém, najmä hrubé črevo, fyziologicky obsahuje aj huby, vírusy a takzvané archea (staré jednobunkové organizmy bez bunkových organel, ktoré sa podobne ako baktérie klasifikujú ako prokaryoty) [1]. Počet mikroorganizmov u každého človeka sa odhaduje na asi 100 biliónov (10 14), čo je takmer nepredstaviteľne vysoké množstvo a obsahuje 1 až 2 kg biomasy [2] alebo najmenej 300 - 1 000 rôznych druhov [2,3]. Presný počet rôznych „druhov“ je ťažké určiť a nakoniec závisí od bioinformatickej konvencie. Najmenej 97% sekvenčná homológia sa spravidla považuje za hranicu príslušnosti k „druhu“ alebo takzvanej „operatívnej taxonomickej jednotke“ (OTU) [4].
Najväčší nárast vedomostí za posledných niekoľko desaťročí vyplynul z úniku z kultúry (je možné kultivovať a zistiť tak iba odhadovaných 10% všetkých mikroorganizmov) k vysoko automatizovaným sekvenačným zariadeniam, ktoré sú schopné spracovať obrovské množstvo sekvencií na Čas na analýzu.
Ako už bolo spomenuté, baktérie tvoria väčšinu mikroorganizmov v črevnej mikrobiote so štyrmi kmeňmi, takzvanými phylami, ktoré prevažujú: Firmicutes a Bacteroidetes (spolu asi 90% [5]) a Aktinobaktérie a Proteobaktérie. Na základe tejto klasifikácie sa uskutočňuje ďalšia subklasifikácia typická pre biológiu, ktorú môžeme vidieť na príklade baktérií Escherichia coli výsledky nasledovné: Doména: baktérie; Reich (Kráľovstvo): Eubaktérie; Oddelenie/kmeň (kmeň): Proteobaktérie; Trieda: Gammaproteobaktérie; Objednať: Enterobacteriales; Rodina: Enterobacteriaceae; Rod: Escherichia; Druh (druh): Escherichia coli.
Probiotiká: súčasný význam
Živé, nepatogénne zložky potravy sa nazývajú probiotiká, ktoré dočasne ovplyvňujú črevnú mikrobiotu s cieľom mať zdraviu prospešné účinky. Prebiotiká naopak označujú nestráviteľné polysacharidy, ktoré slúžia ako substrát pre časti črevnej mikrobioty. Prebiotiká sa potom v čreve štiepia na oligosacharidy a bakteriálne fermentujú, napríklad mastné kyseliny s krátkym reťazcom, ktoré zase predstavujú výživný substrát pre sliznicu čreva. Jedným z najznámejších a najčastejšie používaných prebiotík v medicíne je pravdepodobne laktulóza alebo laktitol na liečbu/profylaxiu hepatálnej encefalopatie u pacientov s cirhózou pečene. Napokon sa používa aj termín synbiotiká, kombinácia probiotika a prebiotika slúžiaceho ako substrát pre probiotikum.
Mechanizmus účinku probiotík je zložitý a doteraz nebol úplne pochopený. Okrem priameho konkurenčného účinku týchto prospešných zárodkov na patogény zohrávajú dôležitú úlohu aj neuromodulačné účinky (zníženie viscerálnej precitlivenosti, účinok na enterické opioidné a kanabinoidné receptory), podpora homeostázy epitelu a trávenia zložiek potravy, ktoré človek nevie stráviť [14].
Od probiotík sú niekedy vysoké očakávania, ktoré sa v každodennej klinickej praxi nepodarilo vždy splniť. V posledných rokoch sa objavili zaujímavé nové potenciálne oblasti použitia a prínos sa preukázal v metodicky kvalitných štúdiách. Napríklad probiotiká pozitívne vplývali na primárnu profylaxiu hepatálnej encefalopatie [17,18] u pacientov s cirhózou pečene.
Rôzne štúdie tiež preukázali účinok probiotík na chronickú alebo rekurentnú pouchitídu [19,20], teda na zápal chirurgicky vytvoreného rektálneho úseku z častí ilea po totálnej kolektómii (napr. V dôsledku ulceróznej kolitídy, ktorá je rezistentná na liečbu). Zdá sa, že probiotiká majú potenciál znižovať počet epizód opakovanej divertikulitídy [21].
Nepochybne sú veľmi zaujímavé aj prvé štúdie, ktoré naznačujú pozitívny vplyv probiotík na depresívne príznaky u ľudí [22]. V nasledujúcich rokoch možno v tejto oblasti očakávať množstvo zaujímavých výsledkov výskumu, koniec koncov, dysbióza črevnej mikrobioty pri psychiatrických ochoreniach, najmä afektívnych poruchách [23], už bola opakovane popísaná [24]. Na druhej strane, v kontrolovanej, zaslepenej štúdii pred 4 rokmi po prvý raz existovali priame dôkazy o tom, že mikrobiálna manipulácia pomocou probiotík môže ovplyvniť vnímanie emócií a mozgovú aktivitu [25].
Transplantácia fekálnych mikrobiotov - (príliš) rýchly výstup z persony non grata na terapeutické panaceum?
Opakujúce sa C. difficile-Infekcia (rCDI) predstavuje náročnú terapeutickú a v niektorých prípadoch diagnostickú výzvu. Aj keď je odpoveď na liečbu antibiotikami pomerne vysoká, okolo 80%, u menšiny, ktorá po úspešnej liečbe utrpí relaps, je výrazne vyššie riziko novej. Relaps, ktorý zase pokračuje viac-menej lineárne s každým nasledujúcim relapsom [26]. Metronidazol je už dlho považovaný za liečbu prvej línie, prinajmenšom pri ľahkej až stredne ťažkej forme ochorenia, zatiaľ čo vankomycín sa používa v počiatočnom ťažkom štádiu, napr. U hospitalizovaných pacientov alebo pri relapsoch [27]. Ako už bolo spomenuté, pridanie probiotík môže znížiť riziko recidívy [28]. V posledných rokoch boli pridané ďalšie možnosti liečby, ako sú antibiotiká fidaxomicín a rifaximín, ako aj čoskoro monoklonálne imunoglobulíny proti toxínu B. C. difficile[29].
Novým terapeutickým prístupom rCDI je transplantácia fekálnych mikrobiotov (FMT). Pojem „transplantácia stolice“ pre FMT je nepresný a je potrebné sa mu vyhnúť, pretože sa neaplikuje celá stolica, ale mikrobiálny roztok vo forme filtrátu. Je zaujímavé, že pacienti sú tejto možnosti liečby oveľa otvorenejší, ako by človek čakal, a v niektorých prípadoch aj oveľa otvorenejšie ako mnohí lekári, najmä pokiaľ ide o indikácie iné ako rCDI [30,31].
Aj keď doposiaľ neboli zaznamenané žiadne závažné alebo vážne komplikácie spôsobené FMT (môžu sa vyskytnúť krátkodobé horúčkovité stavy alebo hnačky/plynatosť), nemalo by sa zabúdať, že pri mikrobiálnej transplantácii hrozí nasledujúce potenciálne nebezpečenstvo: Na jednej strane by infekčný agens mohol, prípadne tiež predtým neznáma (zamyslite sa nad prenosom napríklad krvnými transfúziami vírusov hepatitídy C alebo vírusov ľudskej imunodeficiencie (HIV) v čase, keď ešte ani neboli známe), čo je bežné testovanie na prirodzene by unikli hlavné enteropatogény, ako aj hepatitída B/C a HIV. Na druhej strane z dôvodu akútnej a výraznej zmeny črevnej mikrobioty u príjemcu by sa mohla z dlhodobého hľadiska zvýšiť aj náchylnosť na choroby spojené s poruchami črevnej mikrobioty.
Môže to tak byť aj v prípade chorôb, ako je syndróm dráždivého čreva alebo obezita - pre poslednú menovanú existuje správa o obezite de novo po FMT [33], aj keď je ťažké rozlíšiť medzi prírastkom hmotnosti v dôsledku prežitia rCDI a „skutočnou“ obezitou. - javia sa dosť nepodstatné, malo by to oveľa väčší význam pre iné subjekty, kde sa črevná dysbióza hovorí o základných patogenetických prvkoch, ako je nealkoholické tukové ochorenie pečene [34], karcinóm hrubého čreva [35], roztrúsená skleróza [36] alebo arterioskleróza [ 37].
Záver a výhľad
FMT predstavuje hlbokú a zároveň úplne neusmernenú možnosť manipulácie s črevnou mikrobiotou. Zatiaľ neexistujú dostatočné vedecké dôkazy pre iné indikácie ako rCDI. Prvé výsledky sú v súčasnosti najsľubnejšie pri ulceróznej kolitíde, hoci ešte nie je zrejmé, prečo majú prospech iba niektorí pacienti a prečo sa zdá, že konkrétni darcovia sú spájaní s výrazne vyššou mierou úspešnosti [38,39,40].
Je možné, že mikrobiálne prípravky od konkrétnych darcovských bánk alebo komerčných inštitúcií budú v budúcnosti hrať terapeutickú úlohu aj pre iné indikácie ako rCDI. Ďalej je dokonca mysliteľné, že za niekoľko rokov alebo desaťročí bude analyzované mikrobiálne zloženie budúceho akceptora a v závislosti od klinického obrazu a terapeutického cieľa je možné vyrobiť mikrobiálne prípravky na mieru. Či to bude niekedy možné, je v tejto chvíli prinajmenšom otázne. Na rozdiel od toho je zrejmé, že na lepšie pochopenie zložitosti zloženia črevnej mikrobioty a jej metabolických a imunologických funkcií je potrebný ďalší veľký výskum, skôr ako bude možné uvažovať o ďalšom terapeutickom vývoji.