Flora bakteryjna przewodu pokarmowego a zdrowie
Krystyna Knypl
Na zdrowie człowieka wpływa wiele czynników. Wysokość ciśnienia krwi, poziom glukozy czy cholesterolu we krwi, nadwaga, palenie papierosów lub przebywanie w atmosferze dymu tytoniowego – to czynniki powszechnie znane. Inne są dopiero poznawane przez naukę – to m.in. stan przewodu pokarmowego i bakterie w nim żyjące.
Mikroorganizmy zasiedlają różne środowiska naturalne, takie jak woda, gleba, powietrze, a także ciało człowieka. Specyficzne bakterie przebywają na skórze, w uszach, jamie nosowej, drogach oddechowych, pochwie, przewodzie pokarmowym. Łączna masa tzw. mikrobiomu w ciele człowieka jest szacowana na około 2 kg.
Mikrobiom
Mikrobiom (inna nazwa mikrobiota) – jest to ogół mikroorganizmów (bakterii i grzybów) żyjących w naszym organizmie. Termin ten został stworzony przez J. Lederberga, amerykańskiego genetyka i mikrobiologa. Za badania nad genetyką bakterii otrzymał on w 1958 roku Nagrodę Nobla.
W 2007 roku amerykańskie Narodowe Instytuty Zdrowia uruchomiły badania mikrobiomu. Badane są między innymi genomy bakterii zasiedlających nasze ciało. Z dotychczasowych analiz wiadomo, że mikrobioty u osób zdrowych i cierpiących na różne schorzenia są różne.
Pierwsze zasiedlenie bakterii w organizmie człowieka ma miejsce po urodzeniu, a „dawcą” mikroorganizmów jest matka dziecka. Jako pierwsze organizm noworodka zasiedlają: Streptococcus salivarius, S. mitis, S. oralis, po kilku miesiącach pojawiają się Gram-ujemne beztlenowce: Fusobacterium nucleatum, Prevotella melaninogenica i Veillonella spp.
Szacuje się, że w jamie ustnej dorosłego człowieka bytuje ponad 750 gatunków bakterii, przy czym poznano zaledwie połowę z nich. Można tu wymienić Streptococcus, Veillonella, Fusobacterium, Porphyromonas, Prevotella, Treponema, Neisseria, Haemophilus, Eubacteria, Lactobacterium, Capnocytophaga, Eikenella, Leptotrichia, Peptostreptococcus i Propionibacterium.
Równie skomplikowana jest mikrobiota dalszych odcinków przewodu pokarmowego. Przez długi czas uważano, że w żołądku ze względu na niskie pH nie ma warunków do rozwoju bakterii. Odkrycie Helicobacter pylori zmieniło te poglądy. Helicobacter pylori jest u około 50% ludzi. Badania wykazały, że w soku żołądkowych występują takie bakterie jak Lactobacillus, Streptococcus, Clostridium, Veilonella, Escherichia, Bifidobacterium, a także niewielkie ilości grzybów z rodzaju Candida.
Skład mikroflory przewodu pokarmowego jest zmienny w ciągu życia człowieka, najwięcej bakterii bytuje w jelicie grubym – w okrężnicy jest 1012–1014 bakterii, których masa wynosi około 1,2 kg.
W skład mikrobiomu jelitowego wchodzą także wirusy – ludzka treść jelitowa zawiera co najmniej 109 cząstek wirusopodobnych na jeden gram kału.
Mniej wiadomo o grzybach zasiedlających organizm człowieka. Wiadomo, że jest ich około 1,5 mln rodzajów; dotychczas opisano nie więcej niż 5% tej populacji. Najczęściej występującymi rodzajami grzybów są: Candida, Cladosporium, Cryptococcus i Saccharomyces.
Inne regiony ciała ludzkiego, jak układ oddechowy, układ moczowo-płciowy, także mają swoje specyficzne mikrobiomy.
Prebiotyki
Na skład naszej mikrobioty mają wpływ różne substancje i okoliczności. Prebiotyki to substancje, które wspomagają prawidłowy rozwój flory bakteryjnej przewodu pokarmowego. Najpopularniejszy prebiotyk to błonnik pokarmowy, który jest mieszanką polisacharydów. Drugi popularny prebiotyk to skrobia będąca wielocukrem pochodzenia roślinnego. Dużo prebiotyków zawierają: korzeń cykorii, mniszek lekarski, karczoch jerozolimski (zwany też topinamburem), czosnek, cebula, por, szparagi, banany, jęczmień, owies, jabłka, korzeń konjac, kakao, korzeń łopianu, siemię lniane, korzeń yacon, korzeń jicama, otręby pszenne, wodorosty. Wiele z nich znamy i jadamy codziennie, jak cebula, jabłka, banany. Niektóre nazwy brzmią egzotycznie. Nic dziwnego – na przykład karczoch jerozolimski został sprowadzony do Polski dopiero w 1998 roku, natomiast w Ameryce roślina była znana od czasów prekolumbijskich. Dietetyka okazuje się nie tak globalna, jak byśmy sobie tego życzyli.
Probiotyki
Na skład bakterii w przewodzie pokarmowym wpływają także probiotyki. To kultury bakterii Lactobacillus, które podane doustnie korzystnie oddziałują na florę bakteryjną. Ich dobroczynne działanie znane jest od XIX wieku, kiedy to Ilia Mieczników wykazał, że spożywanie kefirów i jogurtów jest dobre dla zdrowia. Obecnie do probiotyków zalicza się: bakterie Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus oraz drożdże probiotyczne Saccharomyces boulardii.
Probiotyki zapobiegają zakażeniom jelitowym, działają immunostymulująco, zmniejszają zaburzenia składu flory jelitowej, łagodzą objawy nietolerancji laktozy. Działają przez tkankę limfatyczną przewodu pokarmowego oraz stymulują mechanizmy nieswoistej odpowiedzi immunologicznej organizmu.
Psychobiotyki
Ciekawą funkcję pełnią psychobiotyki – są to bakterie probiotyczne, które stymulują oś jelitowo-mózgową. Do psychobiotyków zalicza się Lactobacillus helveticus i Bifidobacterium longum (redukują ilość kortyzolu uwalnianego podczas stresu), Bifidobacterium infantis (wpływa na poziom serotoniny), Lactobacillus reuteri (zwiększa poziom oksytocyny), Lactobacillus acidophilus (działa na receptory kannabinoidowe). Bakterie probiotyczne powszechnie występują w jogurcie (Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, Streptococcus salivarius ssp. thermophilus) i kapuście kiszonej (Leuconostoc, Lactobacillus plantarum, Pediococcus). Psychobiotyki Bifidobacterium infantis, Lactobacillus reuteri oraz Lactobacillus rhamnosus redukują uczucie lęku i depresję.
Dysbioza jelitowa
Dysbioza jelitowa to stan, w którym zmieniony skład mikrobioty jelitowej i jej nieprawidłowe funkcjonowanie oddziałują negatywnie na zdrowie człowieka. Dysbioza wpływa na ośrodkowy układ nerwowy przez oś mózgowo-jelitową, głównie wskutek wzrostu przepuszczalności bariery jelitowej. Nieszczelny nabłonek jelitowy stanowi wrota dla prozapalnych endotoksyn bakteryjnych.
Ponieważ mikrobiota jelit oddziałuje na rozwój tkanki limfatycznej oraz różnicowanie komórek układu immunologicznego, to w dysbiozie jelitowej dochodzi do zaburzeń immunologicznych, gromadzenia się cytokin prozapalnych i w konsekwencji do osłabienia odporności organizmu.
Mikrobiota odgrywa istotną rolę w regulacji masy ciała – zarówno w stanach obniżenia wagi, jak i w nadwadze oraz otyłości. Obserwuje się zwiększoną ilość bakterii z grup Lactobacillus, Bacteroidetes i Firmicutes w jelitach ludzi otyłych w porównaniu z osobami o normalnej masie ciała.
Natomiast u osób z jadłowstrętem psychicznym obserwowano także obniżenie całkowitej liczby bakterii jelitowych, takich jak Lactobacillus plantarum, Streptococcus, Clostridium coccoides, Clostridium leptum i Bacteroides fragilis w porównaniu ze zdrową grupą kontrolną. Pacjentki z anoreksją miały również mniej bakterii jelitowych Lactobacillus plantarum oraz z rodzaju Streptococcus. Wraz z przyrostem masy ciała u pacjentek z jadłowstrętem psychicznym obserwuje się poprawę składu mikrobioty jelitowej, korelującą z poprawą wskaźników w kwestionariuszach lęku i depresji.
Prowadzi się wiele badań nad mikrobiotą u diabetyków. Wiadomo, że u chorych z cukrzycą następuje obniżenie liczebności bakterii Firmicutes. U chorych z cukrzycą i otyłością po zabiegu bariatrycznym obserwowano wzrost liczby tych bakterii oraz obniżenie poziomu markerów stanu zapalnego. Obserwowano też, że stosunek Bacteroidetes do Firmicutes jest skorelowany ze stężeniem glukozy we krwi. Także leki przeciwcukrzycowe wpływają na liczebność i wzajemne proporcje bakterii przewodu pokarmowego.