Mikrobiológia Naše telo je obrovská bakteriálna zoo - WELT
Na našich čiapkach a v našich črevách žijú milióny baktérií a vedci len teraz začínajú objavovať ich výhody
Zdroj: pa/description by: Joachim Moog
Na každom človeku žijú asi dva kilogramy baktérií: Zatiaľ sa len málo vie, akú rolu hrajú malí podnájomníci. Vedci sa snažia dešifrovať ich význam.
Ak spočítate bunky v našom tele, iba desatina z nich je ľudských, ako to v roku 1977 uznal americký mikrobiológ Dwayne Savage z katedry mikrobiológie na univerzite v Tennessee. Zvyšných 90 percent tvoria baktérie, takzvaný mikrobióm - na základe angličtiny sa často nazýva aj mikrobiota.
Drobné stvorenia nosíme so sebou na svojej pokožke, najmä na slizniciach, ale najmä v črevách. To neznamená nečistotu, ale dnes vieme, že mikróby sú pre nás životne dôležité. Pomáhajú nám zostať zdraví a sú dôležitou súčasťou nášho imunitného systému. Z tohto dôvodu ho niektorí vedci, ako napríklad Francúz Joel Doré z parížskeho inštitútu INRA, dokonca označujú ako samostatný orgán.
Každý nosí v ústach okolo 33 000 druhov baktérií
Málo sa však vie, akú rolu hrajú baktérie podrobne a ako na ne vzájomne pôsobia. Iba niekoľko rokov majú mikrobiológovia nástroje na štúdium zloženia celých bakteriálnych populácií.
Predtým bolo možné v Petriho miske kultivovať iba jednotlivé kmene a experimentovať s nimi. Pretože gény baktérií sú kritickými zložkami, pretože sa prekladajú do špecifických proteínov, primárne sa zameriavajú na počítanie a klasifikáciu týchto génov.
Týmto spôsobom už vyšli najavo úžasné výsledky: Napríklad americká výskumníčka Susan Huse a jej kolegovia zistili, že okrem čriev sa v ústach nachádza najväčšia paleta bakteriálnych génov. Našli 7 947 druhov v jazyku, 4 154 v krku, okolo 7 000 v slinách a dokonca viac ako 14 000 druhov v ďasnových vreckách.
Obzvlášť dôležitá je črevná flóra
Keby len batoh zaisťoval prežitie
Noeli zo Španielska nejedol dvanásť rokov. Trpí chronickou pseudo-intestinálnou obštrukciou. Pre črevné ochorenie nedokáže stráviť tuhú stravu.
Za ľavým uchom vedci spočítali celkovo 2 363 typov génov iných ako človek a 3 632 v pravom lakte. Pravdepodobne existuje viac ako 10 000 rôznych druhov baktérií u a na človeku, čo je oveľa viac, ako sa doteraz predpokladalo. Spolu majú okolo osem miliónov génov, ľudia ich majú iba okolo 22 000.
Väčšina mikrobiómu - vrátane hmotnosti a počtu druhov - je v čreve. Doteraz sa baktérie väčšinou označovali ako črevná flóra; jeho význam pre naše trávenie je už dlho známy. Poskytujú celú škálu enzýmov, ktoré nám pomáhajú rozkladať jedlo.
Okrem toho baktérie v čreve tiež produkujú vitamíny a mastné kyseliny s krátkym reťazcom. Celkovo sú to dôležité úlohy, ktoré zabezpečia, aby sme mohli žiť z jedla, či už jeme šťavnatý steak alebo vegánsky hamburger.
Črevné baktérie: falanga imunitného systému
Okrem toho však vedci identifikujú čoraz viac funkcií, ktoré preberá črevný mikrobióm. Konkrétne imunitný systém je zjavne závislý na svojej existencii od baktérií. Prichádzajúce jedlo obsahuje veľké množstvo cudzích zárodkov a patogénov.
Črevná stena ju musí držať späť, ale na druhej strane musí prepúšťať energeticky bohaté zložky potravy, aby sa mohli dostať do krvi. „Táto bariéra musí byť súčasne pevná a voľná, čo sa dá dosiahnuť iba pomocou vyvážených kontrolných mechanizmov medzi bunkami,“ hovorí Stephan Bischoff, výskumník výživy na univerzite v Hohenheime.
Rovnováhu je možné ľahko narušiť
Dôležitá je preto vzájomná interakcia baktérií, ale aj buniek a receptorov čreva. „V súčasnosti skúmame, ako funguje komunikácia medzi mikrobiómom a bunkami čreva,“ hovorí Joel Doré.
Rovnováha toľkých zložiek, ktorá je nevyhnutná na zabezpečenie optimálneho fungovania črevného systému, sa samozrejme dá ľahko narušiť, či už nesprávnym jedlom, infekciami, stresom alebo liekmi. Preto sa vedci snažia zistiť, ako dosiahnuť a udržať čo najodolnejší mikrobióm.
Teraz je ťažké nahliadnuť do ľudského čreva. Iba vo výnimočných prípadoch a potom väčšinou od chorých ľudí je možné odobrať vzorky priamo z tenkého čreva. Napríklad výskum u ľudí sa zvyčajne opiera o vzorky stolice, v ktorých sa nachádza veľká časť črevných baktérií.
Vzťah medzi enterotypom a etnickým pôvodom
Rozsiahle štúdie v roku 2011 preukázali, že existujú zjavne tri zásadne odlišné typy mikrobiómu, ktoré sa zásadne líšia. Nazývajú sa enterotypy a niektorí vedci sa domnievajú, že sú rovnako základné ako krvné skupiny.
Vyznačujú sa zložením bakteriálnych populácií. Asi polovica všetkých druhov baktérií je rovnaká u všetkých ľudí, ale „biely Američan má iný mikrobióm ako malawijčania,“ zdôrazňuje Doré.
„Zistilo sa však, že ľudia môžu tiež zmeniť svoj enterotyp, ak sa zmenia podmienky prostredia.“ Patria sem predovšetkým strava, ale aj druh pôrodu, stravovacie návyky matky a hygiena.
Baktérie z pôrodných ciest
Kenji Oishi z Európskeho výskumného centra Yakult v Gente sa spolu s kolegami zameral na otázku, ako ľudia získavajú svoj veľmi individuálny mikrobióm. Dokázal, že veľká časť baktérií z pôrodných ciest matky prechádza na dieťa počas prirodzeného pôrodu. Tento vertikálny prenos neexistuje v cisárskych rezoch, kde hrá väčšiu úlohu rodinné a domáce prostredie.
Podľa Oishi sa však mikrobióm po narodení mení pomerne rýchlo. V tomto hrá hlavnú úlohu strava. Paul O’Toole z Írskej univerzity v Corku skúmal túto otázku v rámci projektu „Eldermet“ na 500 starších ľuďoch starších ako 65 rokov.
Zistil, že starší ľudia majú v črevách odlišné baktérie ako mladší ľudia - a nie neočakávane - že zloženie sa mení so zmenenými stravovacími návykmi a používaním liekov. Je to zvlášť viditeľné, keď ľudia prichádzajú na kliniku alebo do opatrovateľského domu.
Adaptácii bakteriálnych populácií však trvá mesiace, a to sa deje rôzne v závislosti od typu človeka. Britský mikrobiológ Harry Flint získal tento úžasný výsledok zo štúdií na tučných mužoch. 14 z nich si malo udržať svoju váhu, a preto nesmeli jesť škrob. Ukázalo sa, že črevná flóra mužov sa zmenila, ale „každý jedinec reaguje na stravu inak,“ zhŕňa Flint.
Tuční ľudia majú iný mikrobióm ako chudí ľudia
Prečo sú nemecké deti tučnejšie
Daddling namiesto kopania, občerstvenie namiesto zeleniny - počet obéznych detí na celom svete, vrátane Nemecka, stúpa. Odborníci vidia pôvod v nedostatočnom označovaní potravín v supermarketoch.
Zdroj: N24/Paul Willmann
Toto tvrdenie je zaujímavé najmä pre ľudí s problémami s váhou. Výskum ukázal, že hrubí ľudia majú iný mikrobióm ako chudí ľudia. Zatiaľ však nie je jasné, či je to príčina obezity. Alebo sa bakteriálna kolonizácia v čreve prispôsobí strave?
„Tento problém s výživou kurčiat a vajec nebol v podstate ešte vyriešený,“ hovorí Bischoff. Isté je, že životný štýl a mikrobiómy sú úzko prepojené. Vedcom sa dokonca podarilo zistiť rozdiely v priepustnosti črevnej steny medzi cyklistami a necyklistami.
Mnoho inštitútov po celom svete skúma úlohu výživy pri udržiavaní zdravej črevnej flóry. Napríklad Bischoff zistil, že strava s vysokým obsahom tukov a vlákniny s vysokým obsahom cukru u myší spôsobila, že bakteriálne toxíny vyvolali zápal pečene. To nakoniec viedlo k inzulínovej rezistencii, teda k cukrovke.
Flint tiež pripisuje vekovým rozdielom v črevných baktériách „skutočnosť, že starší ľudia sa vyhýbajú potravinám bohatým na vlákninu“. Črevné ochorenia a intoleranciu na určité potraviny, ako je lepok, môže vyvolať aj narušená črevná flóra.
Baktérie: probiotiká pre zdravú črevnú flóru
Ako teda môžete udržať svoj mikrobióm zdravý a produktívny? Pestrá strava s vysokým obsahom vlákniny v kombinácii s cvičením sú samozrejme prospešné.
Ale môžu byť užitočné aj pre- a probiotiká. Podľa definície Svetovej zdravotníckej organizácie ide o látky, ktoré majú zdraviu prospešné účinky, ako napríklad bakteriálne kmene v jogurtoch alebo mliečne nápoje v prípade probiotík, v potravinových doplnkoch alebo liekoch. Zahŕňajú určité laktobaktérie a bifidobaktérie, ale aj špeciálne baktérie coli a kombinácie rôznych kmeňov.
Prebiotiká naopak neobsahujú živé mikróby, ale sú to zložky potravín, ako je inulín alebo oligofruktóza. „Teraz sa predpokladá, že hlavným mechanizmom účinku týchto látok je modulácia buniek tela,“ vysvetľuje Bischoff.
„Probiotiká môžu tiež pomôcť obnoviť intaktnú črevnú mikrobiotu, keď je narušená mikrobiálna rovnováha.“