Mikróby ovplyvňujú naše vedomosti o váhe

Aktualizované: 17.01.19 - 0:31

mikróby

Črevo nie je iba pozemský tráviaci trakt. Jeho mikrobiálna flóra tiež riadi metabolizmus a telesnú hmotnosť

Hermann Feldmeier

Nespočet mikroorganizmov kolonizuje črevo. Po celé desaťročia mali vedci malý záujem o našich drobných spolubývajúcich. Teraz sa to mení: výskum mikrobiómov sa presadil. Všetko je to o baktériách v zažívacom trakte.

Pre Zhao Liping z Centra pre systémovú biomedicínu na univerzite Jiao Tong v Šanghaji sa vstup do tejto oblasti výskumu začal štipendiom v USA. Ako štíhly mladý akademik opustil o niekoľko rokov neskôr Cornell University v New Yorku s nadváhou 30 kilogramov a poškodením zdravia rýchlym občerstvením.

Schudnite s jamkami

Po návrate do vlasti si spomenul na tradičné recepty proti obezite a predpísal stravu z čínskeho jamu (Dioscorea opozitná) a horkého melónu (Momordica charantia). Postupne schudol, hladina lipidov v krvi sa normalizovala a cítil sa byť fit, ako keď bol študent.

Presvedčený, že liečivé rastliny z tradičnej čínskej medicíny boli príčinou chudnutia - a nie nedostatku rýchleho občerstvenia - vyškolený mikrobiológ v pravidelných intervaloch analyzoval zloženie jeho črevného mikrobiómu a bol ohromený zmenami.

Paralelne so zmiznutím nadbytočnej slaniny sa teda v črevnej flóre náhle objavila baktéria Faecalibacterium prausnitzii. Najskôr iba ako stopa charakteristických fragmentov DNA, potom v bakteriologicky detegovateľných množstvách. Na konci samo-experimentu predstavoval zárodok asi 15 percent z celkového počtu mikrobiálnych obyvateľov jeho čriev.

Mikrobiológovi bolo jasné, že to ešte nepreukázalo príčinnú súvislosť medzi prítomnosťou Faecalibacterium prausnitzii na jednej strane, redukciou hmotnosti a normalizáciou krvných lipidov na druhej strane. Je možné, že zárodok stolice bol iba bakteriálnym jazdcom, ktorý pre neho našiel vhodnú ekologickú niku v črevnej flóre, ktorá bola upravená zmenou stravovacích návykov.

S cieľom vyvrátiť toto možné vysvetlenie sa čínsky vedec rozhodol uskutočniť systematické štúdie. Najskôr s myšami, potom s prasiatkami bez choroboplodných zárodkov (ktorých črevá sú veľmi podobné ľuďom) a v poslednej dobe s jeho krajanmi. Pretože v Číne dnes pribúda aj obezita, cukrovka a kardiovaskulárne choroby.

Už pri prvých experimentoch zasiahol Zhao Liping býčie oko: laboratórne myši nechal jesť každé dva týždne normálne, nízkokalorické a potom mimoriadne tučné jedlo. Zároveň sa pomocou molekulárno-biologických metód analyzovalo zloženie črevnej flóry a stanovil sa absolútny podiel jednotlivých druhov na celkovej populácii všetkých baktérií.

Ak myši dostali pelety s vysokým obsahom tuku, objavilo sa v ich výkaloch 80 nových bakteriálnych druhov alebo sa silne množili. Ak došlo k zmene štandardných potravín, zloženie mikrobiómu sa rýchlo vrátilo do pôvodného stavu.

V ďalšej sérii pokusov dostali hlodavce tiež extrakt z čínskej zlatej nite (Coptis sinensis) alebo z driene obyčajnej (Berberis vulgaris), liečivé rastliny, ktoré podľa tradičnej čínskej medicíny predpokladajú, že sú dobré na trávenie a aktivujú samoliečivé sily tela.

Ak sa do potravy podávali výťažky z jedného z dvoch druhov rastlín, myši predovšetkým nepribrali. Ak chýbali takzvané prebiotické zložky, pretiahli svoje „blahobytné brušká“ na unavené nohy cez podstielku. Aj v tomto experimente sa zmenila črevná flóra súčasne s prírastkom hmotnosti - jasná indikácia príčinnej súvislosti medzi funkčným stavom mikrobiómu a metabolickými procesmi, ktoré kontrolujú telesnú hmotnosť.

Vedci medzitým zašli o krok ďalej: vedci zo skupiny Jeffrey Gordona z Washingtonskej univerzity v americkom St. Louis: Transplantovali črevný mikrobióm laboratórnych myší s nadváhou do mikrobiómu laboratórnych zvierat bez zárodkov, ktoré nemali vlastnú črevnú flóru. Pri normálnom jedle mali príjemcovia transplantátu nadváhu. Príčinou priberania teda bol mikrobióm a nie stravovacie správanie.

Vedci z univerzity v Lovani sa v súčasnosti snažia zistiť, ako možno vysvetliť súvislosti medzi črevnou flórou a lipidovým metabolizmom na molekulárnej úrovni. Vyšetrovanie belgických vedcov ukazuje, že ak sa zloženie črevnej flóry zmení v dôsledku nadmernej konzumácie tukov, zmení sa aj priepustnosť črevnej sliznice - tenká bariéra tvorená rôznymi bunkovými vrstvami.

Toxické molekuly, ktoré zvyčajne nemôžu preniknúť cez túto bariéru, vstupujú do krvi a spôsobujú jemné zápalové reakcie vo vnútorných orgánoch. Toto sa dokázalo u komplexných molekúl cukru, ktoré sú súčasťou bunkovej steny určitých druhov baktérií. Tieto lipopolysacharidy uvádzajú do pohybu syntézu rôznych látok prenášajúcich informácie, ktoré následne ovplyvňujú bunkový metabolizmus. Výsledkom je, že nadbytočné kalórie sa „nespaľujú“, ale premieňajú na mastné kyseliny a ukladajú sa v tukových bunkách.

Nespočetné množstvo mikróbov v čreve je preto dôležitou spolubývajúcou. Pomôžete nám rozhodnúť sa, či máme nadváhu a nakoniec vznikne cukrovka alebo poruchy metabolizmu lipidov.