Mikrobióm je typ „orgánu“, na ktorý súčasná medicína na dlhé roky zabudla. Za viac ako tucet rokov sa však vďaka rozvoju biomedicínskych vied uskutočnilo množstvo výskumov, ktorých výsledky dokazujú, že mikrobióm je viac než len skupina mikroorganizmov obývajúcich naše telo. Čo je mikrobióm? Prečo je taký dôležitý pre naše zdravie? Ako sa o to postarať?

Mikrobióm(mikrobiota, mikroflóra) je zoskupenie mikroorganizmov charakteristických pre daný prirodzený biotop. Ako biotop by sme mali chápať nielen more či pôdu, ale aj organizmus človeka a iných živočíchov. Preto okrem mikrobiómu morí a pôdy rozlišujeme črevný, kožný, pohlavný trakt, ušný a ústny mikrobióm

Zloženie mikrobiómu sa líši v závislosti od biotopu, ktorý obýva. V súčasnosti sa najviac výskumov venuje najpočetnejšiemu mikrobiómu v našom tele, teda tráviacom trakte.

Mikrobióm, mikrobiota alebo mikroflóra?

Termín „mikrobióm“ prvýkrát použil v roku 2001 nositeľ Nobelovej ceny Joshua Lederberg, ktorý ho použil na označenie genómového súboru všetkých mikróbov obývajúcich ľudské telo. Preto sa tento výraz používa častejšie v tomto zmysle.

Keď hovoríme o zbere všetkých mikroorganizmov ako buniek, mal by sa použiť výraz "mikrobiota".

Termín „mikroflóra“ je naproti tomu starým pojmom, ktorý sa používa menej často a pochádza z čias, keď väčšina mikroorganizmov bola zaradená do rastlinnej ríše (pojem „flóra“ popisuje celkový počet rastlinných druhov nájdených v danej oblasti).

Mikrobióm – z čoho pozostáva?

Mikrobióm pozostáva z baktérií, kvasiniek, húb, prvokov, vírusov a archeí. Pamätajte, že nie vždy musia byť k hostiteľovi „priateľské“. Mikrobiota môže zahŕňať aj mikroorganizmy potenciálne patogénne pre ľudí, napr.Escherichia Coli .

Vzhľadom na množstvo mikroorganizmov si osobitnú pozornosť zaslúži gastrointestinálny mikrobióm, ktorý pozostáva najmä z baktérií zo 4 podskupín:

  • Firmicutes(64%)
  • Bacteroides(23%)
  • Proteobaktérie(8%)
  • Actinobacteria(3%)

U zdravých ľudí sa jednotlivé úseky tráviaceho traktu vyznačujú premenlivou diverzitou mikroorganizmov. Žalúdok a dvanástnik sú prakticky sterilné,pretože kyslé pH žalúdočnej šťavy vytvára nepriaznivé prostredie pre väčšinu mikroorganizmov. V tenkom čreve je ich počet väčší, pohybuje sa od 10 000 do 100 000 v 1 grame potravinového obsahu.

Tu prevládajú acidofilné baktérie roduLactobacillusaStreptococcus . Najväčší počet mikroorganizmov je v hrubom čreve a v 1 grame obsahu potravy je to dokonca bilión buniek! Prevažná väčšina sú mikroorganizmy netolerujúce kyslík (anaeróby), ako napríkladBifidobacteriumaClostridium .

Odhaduje sa, že v tráviacom trakte je 10-krát viac mikroorganizmov ako buniek v ľudskom tele (asi 100 biliónov buniek s hmotnosťou asi 2 kg) a počet génov v nich je 3,3 milióna. Pre porovnanie, ľudský genóm obsahuje iba 21 000 génov.

Baktérie obývajúce tráviaci trakt možno rozdeliť podľa funkcií, ktoré v tele vykonávajú:

  • proteolytické (alebo hnilobné) baktérie sú potenciálne patogénne baktérie, ktorých premnoženie v čreve môže nepriaznivo ovplyvniť organizmus; zahŕňajú okrem iného baktérie roduKlebsiella ,Enterobacter ,Serratia ,Citrobacter,Pseudomonas
  • ochranné (probiotické) baktérie sú baktérie, ktoré inhibujú rast patogénnych mikroorganizmov, uzatvárajú črevný epitel a produkujú živiny pre črevný epitel; zahŕňajú okrem iného baktérie roduLactobacillusaBifidobacterium
  • imunostimulačné baktérie stimulujú bunky imunitného systému, znižujú zápalovú odpoveď a stimulujú tvorbu IgA protilátok cez sliznicu; zahŕňajú okrem iného baktérie roduEnterococcusiEscherichia coli . Ten je tiež potenciálne patogénny za nepriaznivých podmienok

Mikrobióm – aké sú jeho funkcie?

Črevné mikróby dokážu metabolizovať látky získané z potravy – sacharidy, bielkoviny, tuky a tie, ktoré pochádzajú priamo od ľudí, ako sú mŕtve bunky a hlien. Mikrobióm ich využíva na podporu základných životných aktivít.

Funkcie mikrobioty sa preto dajú prirovnať k typu bioreaktora, ktorý počas fermentačného procesu produkuje nespočetné množstvo bioaktívnych látok. Množstvo a povaha týchto látok bude do značnej miery závisieť od spôsobu, akým sa stravujeme.

Okrem podpory tráviacich procesov črevný mikrobióm:

  • produkuje vitamíny B a vitamín K
  • zvyšuje vstrebávanie minerálov,ako je horčík a vápnik
  • zabraňuje kolonizácii čreva patogénnymi baktériami
  • stimuluje dozrievanie buniek imunitného systému a podporuje jeho prácu
  • upokojuje zápalové procesy
  • ovplyvňuje dozrievanie a diferenciáciu buniek črevného epitelu
  • inaktivuje toxíny a karcinogény
  • podieľa sa na metabolizme cholesterolu a bilirubínu

Mikrobióm – čo ho ovplyvňuje?

  • gény

Hoci je zloženie črevného mikrobiómu primárne ovplyvnené environmentálnymi faktormi, mikrobióm je v menšej miere ovplyvnený aj genotypom hostiteľa. Príkladom takéhoto vzťahu sú varianty génu FUT2 kódujúceho enzým fukozyltransferázu 2, ktorý je zodpovedný, okrem iného, na tvorbu antigénov spojených s krvnými skupinami.

Ľudia s nepriaznivým variantom génu FUT2 neprodukujú niektoré oligosacharidy, ktorých nedostatok ich predisponuje k deficitu ochranných baktérií roduBifidobacterium . Asi 20 % Európanov má nepriaznivý variant tohto génu.

  • vek a spôsob doručenia

Pred pôrodom in utero je náš tráviaci trakt sterilný. Počas prirodzeného pôrodu je gastrointestinálny trakt osídlený vaginálnym mikrobiómom matky. Počas dojčenia mliekom sa potom dieťatku prenášajú prebiotické látky (ľudské oligosacharidy), ktoré stimulujú rast prospešných baktérií akoBifidobacterium .

Umelo kŕmené deti môžu mať menej týchto baktérií. Ukázalo sa, že pôrod a spôsob kŕmenia môžu byť kľúčové pre správny vývoj mikrobiómu a vznik napríklad alergií. Významné rozdiely v zložení mikrobiómu boli zaznamenané u prirodzene narodených dojčiat v porovnaní s deťmi narodenými cisárskym rezom.

Po ukončení dojčenia a zavedení pevnej stravy sa zloženie črevného mikrobiómu postupne podobá zloženiu dospelého človeka. Vo veku okolo 15 rokov sa stáva relatívne stabilným (ak je človek zdravý a vedie správny životný štýl).

Ďalšou etapou ľudského života, v ktorej sa pozoruje zmena zloženia črevného mikrobiómu, je obdobie po cca 65. roku života. U starších ľudí dochádza k poklesu počtu ochranných baktérií roduBifidobacteriuma k nárastu počtu potenciálne patogénnych baktérií, ako jeClostridium.

PoklesBifidobacterium , ktoré znižujú zápal na črevnej sliznici, môže byť jedným z faktorov, ktoré zhoršujú chorobné procesy súvisiace s vekom. Prečo sa to deje? Je to do značnej miery dôsledok skutočnosti, že naše telo sa vekom stáva menej výkonným,t.j. stav chrupu sa zhoršuje, množstvo vylučovaných slín a výkonnosť orgánov, napríklad pankreasu, klesá

  • Diéta

Strava je jedným z najviac ovplyvňujúcich faktorov na zloženie črevného mikrobiómu. Ak nášmu mikrobiómu poskytneme správne množstvo komplexných sacharidov, mikroorganizmy budú produkovať látky ako mastné kyseliny s krátkym reťazcom (SCFA), napríklad butyrát alebo kyselinu mliečnu, ktoré priaznivo pôsobia na organizmus, napr. potlačením zápalových reakcií.

Odhaduje sa, že 10-20% skonzumovaných sacharidov je odolných voči tráveniu ľudskými črevnými enzýmami. Ide o nestráviteľné sacharidy, ako je rezistentný škrob a neškrobové polysacharidy (ako sú pektíny a celulóza), ktoré sú ideálnymi „živinami“ pre mikrobióm.

Ak však naša strava obsahuje nadbytok spracovaných potravín, jednoduchých cukrov, nasýtených tukov a živočíšnych bielkovín, mikroorganizmy začnú produkovať škodlivé látky ako biogénne amíny (napr. tyramín), skatol, indol či amoniak. Tieto látky môžu poškodiť bunky črevného epitelu, vyvolať zápal a viesť k poruchám priepustnosti črevnej bariéry.

Bola vykonaná štúdia, v ktorej sa porovnávalo zloženie črevného mikrobiómu detí žijúcich v Taliansku a stravujúcich sa podľa modelu západnej stravy (bohaté na živočíšne bielkoviny, tuky a jednoduché cukry) so stravou detí žijúcich v vidiecka Burkina Faso (bohatá na komplexné sacharidy a nízky obsah živočíšnych bielkovín). Ukázali, že zloženie mikrobiómu v oboch skupinách sa dramaticky líši.

Skupina baktérií charakteristických pre obéznych ľudí ( Firmicutes ) dominovala u detí z Talianska, došlo k premnoženiu hnilobných baktérií a zníženému obsahu butyrátu a iných SCFA. nachádza vo výkaloch. To sa u detí z Burkiny Faso nenašlo. To ukazuje, ako nesprávne stravovacie návyky ovplyvňujú narušenie črevného mikrobiómu.

Diéty s nízkym obsahom komplexných sacharidov (napr. rozpustnej vlákniny) znižujú diverzitu črevného mikrobiómu, najmä ochranných baktérií roduBifidobacterium . Príkladom takejto diéty je diéta FODMAPs a nesprávne vyvážená bezlepková diéta.

Stredomorská strava je vo výskume najpriaznivejšia, pretože okrem veľkého množstva vlákniny obsahuje polyfenoly. Ako ukazujú nedávne štúdie, 90 – 95 % polyfenolov sa akumuluje v hrubom čreve, kde podstupujú rôzne biochemické zmeny prostredníctvom črevného mikrobiómu.

  • Psychický stres

V štúdiách na myšiach a ľuďoch sa ukázalo, že psychický stres spôsobujezníženie počtu ochranných baktérií rodovLactobacillusaBifidobacterium . Okrem toho stres stimuluje premnoženie potenciálne patogénnych baktérií, ako súEscherichia Coli . Je to pravdepodobne spôsobené vylučovaním stresového hormónu kortizolu.

Bolo tiež preukázané, že polyfenoly, ako je resveratrol v hrozne alebo katechíny v čaji, majú pozitívny vplyv na zloženie črevnej mikroflóry, pôsobia ako prebiotiká.

  • PROBIOTIKA - liečivé vlastnosti, druhy a zdroje
  • Dobré baktérie v tele: mikróby, ktoré chránia pred chorobami
  • Časté umývanie vám skráti život? Áno, a existujú o tom dôkazy!

Mikrobióm a civilizačné choroby

Mikrobióm je často porovnávaný s „orgánom“, na ktorý súčasná medicína zabúda. Výskumy jasne ukazujú, že mikrobióm, ako každý iný orgán, je schopný prijímať a reagovať na informácie z okolia – ako sú zmeny pH, prítomnosť živín, imunitných buniek, hormónov. Tento systém sa nazýva quorum sensing a umožňuje molekulárny dialóg medzi mikrobiómom a ľudskými bunkami a orgánmi.

Vzhľadom na viacúrovňový vplyv mikrobiómu na náš organizmus neprekvapí, že kvalitatívne a kvantitatívne poruchy mikrobómu, nazývané črevná dysbióza, môžu prispieť k vzniku mnohých civilizačných ochorení, napr. ako:

  • obezita
  • diabetes
  • autoimunitné ochorenia
  • alergie
  • depresívna porucha
  • autizmus
  • Alzheimerova choroba

Prelomom vo výskume vzťahu mikrobiómu k ľudskému zdraviu bol projekt „Human Microbiom Project“, ktorý v roku 2007 inicioval Americký národný inštitút zdravia. Využíva najmodernejšie metódy molekulárnej biológie, ktoré umožnili určiť rozdiely v zložení ľudského mikrobiómu v závislosti od zemepisnej šírky, genotypu, veku a stravy.

Mikrobióm a obezita

Prvé štúdie poukazujúce na vzťah črevného mikrobiómu s obezitou sa uskutočnili na myšiach. Zistilo sa, že obézne myši majú – v porovnaní s chudými myšami – narušené proporcie medzi baktériami zo skupinyFirmicutes(príliš veľa) aBacteroides(príliš málo ).

V súčasnosti sa verí, že črevný mikrobióm môže ovplyvniť rozvoj obezity minimálne tromi mechanizmami:

  • produkovaním extra kalórií (4-10 % energie získanej z potravy vytvára mikrobióm, je to asi 80-200 kcal / deň)
  • vyvolanie zápalunízka intenzita (tzv. metabolická endotoxikémia, ktorá môže spôsobiť inzulínovú rezistenciu)
  • regulácia centra hladu a sýtosti (mikrobióm ovplyvňuje okrem iného sekréciu glukagónu podobného peptidu-1 a peptidu YY a dobu črevného tranzitu)

Mikrobióm a nervový systém

Experimentálne štúdie na myšiach ukázali, že črevný mikrobióm ovplyvňuje vývoj nervového systému, stresovú reakciu a správanie. Čoraz viac štúdií tiež naznačuje priamy vzťah medzi črevným mikrobiómom a depresívnymi poruchami.

V tejto súvislosti tzv Os črevo-mozog a blúdivý nerv, ktoré sú zodpovedné za prenos signálov z čreva do mozgu.

Ďalšími mechanizmami, ktorými môžu mikroorganizmy ovplyvňovať naše správanie, je ich účasť na metabolizme tryptofánu (je prekurzorom syntézy "hormónu šťastia" - serotonínu) alebo priamo prostredníctvom syntézy neurotransmiterov, napr. typ EscherichiaaEnterococcusmôže produkovať serotonín a typLactobacillusGABA (neurotransmiter zodpovedný za relaxáciu a relaxačné).

Okrem toho výskum naznačuje účasť črevného mikrobiómu na rozvoji porúch, ako sú:

  • autizmus
  • schizofrénia
  • ADHD
  • bipolárna porucha
Stojí za to vedieť

SIBO alebo bakteriálne prerastanie tenkého čreva je typ črevnej dysbiózy s nadmerným rastom baktérií v tenkom čreve, ktoré sú charakteristické pre hrubé črevo.

SIBO je príčinou porúch trávenia a vstrebávania. Koexistuje s mnohými chorobami, ako napríklad:

  • syndróm dráždivého čreva (84%)
  • celiakia (66 %)
  • gastroezofageálna refluxná choroba (50%)
  • hypotyreóza (54 %)
  • pankreatitída (35 %)

Dôvod SIBO môže byť:

  • poruchy motility čriev
  • antacidá
  • žalúdočné choroby
  • nedostatky tráviacich enzýmov
  • staroba
  • antibiotická terapia

Mikrobióm – ako sa oň starať?

  • jedzte zeleninu a ovocie bohaté na polyfenoly (čučoriedky, čučoriedky, maliny) a prebiotické látky, ktoré sú „médiom“ pre črevné mikroorganizmy (strukoviny, citrusové plody, topinambur, pór, cibuľa, špargľa, banány)
  • jedzte komplexné sacharidy, ako je hnedá ryža, ovsené otruby a ovsené otruby, ktoré obsahujú rozpustnú vlákninu, ktorá stimuluje produkciu butyrátu
  • jedzte kvalitné tuky, napr. olivový olej
  • pite zelenéčaj, pretože obsahuje polyfenoly ako katechíny
  • zvýšiť spotrebu nakladanej zeleniny, napr. kapusty, uhoriek, cvikly a mliečnych výrobkov, napr. jogurtov, kefírov, nakoľko sú zdrojom probiotických mikroorganizmov
  • vyhýbajte sa veľkému množstvu alkoholu a ak ho už konzumujete, vyberte si červené víno, ktoré obsahuje polyfenoly ako resveratrol
  • vylúčte zo svojho jedálnička nezdravé jedlo, sladené nápoje, sušienky a tyčinky, pretože sú zdrojom jednoduchých cukrov a trans-tukov
  • vyhýbajte sa psychickému stresu a ak to nie je možné, použite relaxačné techniky
  • dostatok spánku
  • pravidelne cvičte
O autoroviKarolina Karabin, MD, PhD, molekulárna biologička, laboratórna diagnostika, Cambridge Diagnostics PolskaPovolaním biológ so špecializáciou na mikrobiológiu a laboratórny diagnostik s viac ako 10-ročnou praxou v laboratórnych prácach. Absolvent Vysokej školy molekulárnej medicíny a člen Poľskej spoločnosti humánnej genetiky Vedúci výskumných grantov v Laboratóriu molekulárnej diagnostiky na Katedre hematológie, onkológie a vnútorných chorôb Lekárskej univerzity vo Varšave. Titul doktora lekárskych vied v odbore lekárska biológia obhájila na 1. lekárskej fakulte Lekárskej univerzity vo Varšave. Autor mnohých vedeckých a populárno-náučných prác z oblasti laboratórnej diagnostiky, molekulárnej biológie a výživy. Denne ako špecialista v oblasti laboratórnej diagnostiky vedie obsahové oddelenie v Cambridge Diagnostics Polska a spolupracuje s tímom nutričných špecialistov na CD Dietary Clinic. Svoje praktické poznatky z diagnostiky a diétnej terapie chorôb zdieľa s odborníkmi na konferenciách, školeniach, v časopisoch a na webových stránkach. Zaujíma ju najmä vplyv moderného životného štýlu na molekulárne procesy v tele.

Prečítajte si ďalšie články od tohto autora

Kategórie:

Gastrológia