Črevná mikroflóra sú všetky mikroorganizmy, ktoré žijú v hrubom čreve. Spomedzi nich sú najznámejšie baktérie, ktorých je u zdravého človeka viac ako 1000 druhov. Zloženie a množstvo mikrobioty úzko súvisia so zdravím, náladou a funkciou mozgu. Zistite, ako črevné baktérie ovplyvňujú vaše telo.

Mikrobiotaje skupina mikroorganizmov rôznych druhov, ktoré žijú v hostiteľskom organizme a na jeho povrchu.Mikrobióm znamená to isté ako mikrobiota . Oba výrazy sa používajú zameniteľne. Od pojmu „mikroflóra“ sa však upúšťa, čo naznačuje, že mikroorganizmy v tele hostiteľa sú rastlinného pôvodu.

Ľudská mikroflóra zahŕňa nielen baktérie, ale aj vírusy, archaea a eukaryotické organizmy. Najlepšie však bola študovaná rozmanitosť a úloha baktérií. Baktérie žijúce v ľudskom tele boli identifikované vďaka sekvenovaniu génov. Tieto objavy umožnili pochopiť vzťah medzi mikrobiómom a hostiteľom.

Črevná mikroflóra - vlastnosti

Črevný mikrobióm je jedným z prvkov mikrobiómu celého organizmu, ktorý má veľký význam pre homeostázu ľudského tela

Črevné baktérie sú tie, ktoré sa nachádzajú v hrubom čreve.Zdravý dospelý človek zvyčajne obsahuje viac ako 1 000 druhov baktériípatriacich k relatívne málo známym typom baktérií. Prevládajú anaeróbne baktérie typu Bacteroidetes a Firmicutes.

Variabilita črevnej mikroflóry

Črevná mikroflóra je variabilná – nie je rovnaká u rôznych ľudí ani u toho istého človeka v rôznych časoch. Rozdiely medzi jednotlivcami sú veľmi jasné.

Je známe, že celková diverzita ľudskej črevnej mikroflóry sa počas života mení. Stále sa zvyšuje od narodenia do veku približne 12 rokov, pričom zostáva relatívne stabilný počas dospelosti a potom sa v neskorších rokoch znižuje.

Jedna štúdia zistila, že približne 70 % mikroflóry zostáva nezmenených za rok bez antibiotickej liečby. Pozorovania ukázali, že niektoré druhy budú pravdepodobne stabilné počas desaťročí, ak nie počas celého života jedinca, o čom svedčí identifikácia rovnakého bakteriálneho druhu medzi členmi rodiny, ale nie medzi jednotlivcami.nesúvisiace.

Niektoré baktérie teda zostávajú u zdravých ľudí rovnaké a niektoré sa menia počas života. Vonkajšie faktory tiež časom menia mikrobióm. Medzi ne patrí okrem iného:

  • infekcií,
  • užívaných liekov,
  • životný štýl
  • a zmeny stravy.

LifeLines Hĺbková štúdia využívajúca sekvenovanie bakteriálneho genómu na viac ako 1000 ľuďoch zistila, že strava je hlavným modulátorom variability črevných mikrobiómov.

Dôvody na zníženie diverzity črevnej mikroflóry

Črevný mikrobióm je v porovnaní s inými časťami tela veľmi bohatý. Veľká rozmanitosť črevnej mikroflóry je vlastnosťou zdravých ľudí. Chorobné stavy vedú k jeho ochudobneniu z hľadiska druhovej diverzity.

Menšia bakteriálna diverzita bola pozorovaná u ľudí s:

  • zápalové ochorenie čriev,
  • psoriatická artritída,
  • diabetes 1. typu,
  • atopia,
  • celiakia,
  • obezita,
  • s cukrovkou 2. typu
  • a stuhnutosť tepien v porovnaní so zdravými ľuďmi.

Súvislosť medzi zníženou diverzitou a chorobami naznačuje, že druhovo bohatý črevný ekosystém je odolnejší voči vplyvom prostredia.

Hlavné typy črevných baktérií

Rozmanitosť sa považuje za dobrý indikátor „zdravých čriev“. Hlavné typy črevných baktérií z hľadiska množstva sú:

  • Firmicutes,
  • Bacteroidetes,
  • Actinobacteria,
  • Proteobaktérie,
  • Verrucomicrobia
  • a Fusobacteria.

Zloženie črevného mikrobiómu sa s vekom prirodzene mení. Závisí to hlavne od stravy.

2-3-ročným aj dospelým dominujú tie isté baktérie, čo je spôsobené tým, že deti okolo 3 rokov už jedia presne to isté jedlo ako dospelí.

Črevná mikroflóra - zloženie v rôznych obdobiach života

ŽivotnosťDominantné črevné baktérie
Moment narodeniaEnterococcus, Staphylococcus
Prvý mesiac životaBifidobacteriaceae
Šiesty mesiac životaClostridiacea, Ruminococcaceae, Lachnnospraceae
Prvý rok životaBakteriódy, Clostridium, Ruminococcum
Druhý – tretí rok životaFirmicutes, Bacteroidetes
DospelosťFirmicutes, Bacteroidetes

Črevná mikroflóra – vplyv na organizmus

Ovplyvňuje črevnú mikroflórufyziológiu tela v mnohých aspektoch. Klasicky sa jeho úloha prejavuje najmä v trávení živín, ktoré sú pre enzýmy v tráviacom systéme nestráviteľné. Toto je však len vrchol ľadovca. Zmeny v zložení mikrobiómu (dysbióza) sa vyskytujú pri mnohých chorobách.

Často však nie je jasné, či je príčinou ochorenia zmenená mikroflóra alebo či ochorenie ovplyvňuje zloženie črevných baktérií. Aký význam majú pre telo črevné baktérie?

Mikrobiota a os črevo-mozog

Často môžete počuť príslovie, že črevo je náš druhý mozog. Je to absolútne opodstatnené. V tele prebieha obojsmerná signalizácia medzi črevnou mikroflórou, črevom a mozgom. Prebieha prostredníctvom nervových dráh, ktoré zahŕňajú centrálny a črevný nervový systém a obehový systém.

Signalizácia obehovým systémom zahŕňa:

  • os hypotalamus - hypofýza - nadobličky,
  • regulátory imunitného systému,
  • hormóny,
  • neurotransmitery
  • a bakteriálne metabolity, ako sú mastné kyseliny s krátkym reťazcom.

Predklinické štúdie preukázali vplyv črevnej mikroflóry na:

  • nociceptívne reflexy (reflexy v reakcii na podnety poškodzujúce tkanivo),
  • príjem potravy,
  • emocionálne a sociálne správanie,
  • reakcia na stres
  • a neurochémia mozgu.

V štúdiách na myšiach sa ukázalo, že mikroflóra je nevyhnutná pre sociálny vývoj myší a podieľa sa na neurovývojových poruchách, vrátane porúch autistického spektra.

Ukázalo sa, že myši bez črevnej mikroflóry majú prehnanú stresovú reakciu v porovnaní s kontrolnými zvieratami. Tieto myši tiež vykazujú zvýšenú motorickú aktivitu a menej závažné úzkostné správanie v porovnaní s kontrolnými myšami.

Na rozdiel od toho podávanie probiotika L. rhamnosus (JB-1) myšiam znížilo hladiny kortikosterónu vylučovaného pri strese a správaní súvisiacich s úzkosťou.

Tieto údaje silne zdôrazňujú dôležitosť osi mikrobióm-črevo-mozog pre normálny neurologický vývoj a funkciu.

Prečo mikrobióm ovplyvňuje mozog?

Črevný mikrobióm produkuje mastné kyseliny s krátkym reťazcom, ktoré ovplyvňujú integritu hematoencefalickej bariéry zvýšením produkcie proteínov s tesným spojením - claudínu-5 a okludínu.

Tesné spojenia sú spojenia medzi dvoma bunkami tela (v tomto prípade črevným epitelom), ktoré uzatvárajú priestor medzi týmito bunkami, vďaka čomu sú bunky navzájom veľmi tesnépriložené.

Tieto proteíny sú usporiadané do pásikov, aby vytvorili rozvetvenú sieť. Aby sa mohli navzájom spojiť, musia sa objaviť na povrchu oboch susedných buniek.

Existencia správne fungujúcich tesných spojení medzi bunkami črevného epitelu a tým zvýšená integrita hematoencefalickej bariéry obmedzuje prienik nežiaducich metabolitov medzi bunkami do extracelulárneho priestoru

Pri narušení celistvosti epitelových buniek sa škodlivé látky z medzibunkovej tekutiny dostávajú do krvi a následne do mozgu. Tento jav nepriaznivo ovplyvňuje funkciu mozgu, kogníciu a náladu.

Vplyv mikrobiómu na psychiku

Výskum poskytuje dôkazy, žečrevná mikroflóra môže modulovať stresovú reakciu a tiež prispieva k úzkosti, depresii a kognitívnym schopnostiam.

Množstvo experimentov preukázalo priaznivý vplyv užívania probiotík na náladu ľudí s psychickými problémami, sklonom k ​​smútku a zlým myšlienkam, úzkosťou a depresiou.

Mnoho ľudí so závislosťou od alkoholu vykazuje zmeny v permeabilite čriev a črevnom mikrobióme. Zvýšená črevná permeabilita u týchto ľudí bola významne spojená s vyšším skóre depresie, úzkosti a túžby po 3 týždňoch abstinencie.

Črevná mikroflóra a trávenie

Črevná mikroflóra je neoddeliteľnou súčasťou trávenia a výživy hostiteľa a môže produkovať živiny zo substrátov, ktoré sú inak pre hostiteľa nestráviteľné.

Črevné baktérie rozkladajú vlákninu, niektoré bielkoviny, sacharidy a polyfenoly. Mikróby uvoľňujú mastné kyseliny s krátkym reťazcom z tráviacej nestráviteľnej vlákniny, ktorá je dôležitým zdrojom energie pre črevnú sliznicu a je rozhodujúca pre moduláciu imunitnej odpovede a tvorbu nádorov v čreve.

Črevná mikroflóra a imunita

Interakcie medzi mikroflórou a imunitným systémom hostiteľa sú početné a zložité. Úlohou imunitného systému je naučiť sa rozpoznávať komenzálne („dobré“) a patogénne (patogénne) baktérie.

Mikrobiota je zase neoddeliteľnou súčasťou výchovy k správnemu fungovaniu imunitného systému.

Mikrobiota ovplyvňuje imunitnú homeostázu vnútri aj mimo čreva. Zúčastňuje sa okrem iného pri diferenciácii systémových regulačných T buniekimúnny. Tieto mechanizmy majú veľký význam pre patogenézu a liečbu zápalových ochorení.

Úloha komenzálnych baktérií

Komenzálne baktérie a probiotiká môžu podporovať integritu črevných bariér. Vďaka tomu majú patogénne baktérie a ich metabolity oveľa menšiu šancu preniknúť do obehového systému.

Komenzálne baktérie prispievajú k posilneniu imunity na úrovni čreva najmä tým, že zabraňujú invázii patogénnych baktérií a podporujú rozvoj imunitného systému hostiteľa

Dobré črevné baktérie bránia kolonizácii patogénnych baktérií tým, že s nimi súperia o živiny a miesta prichytenia na povrchu sliznice hrubého čreva.

Komenzálne baktérie tiež zabraňujú invázii patogénnych baktérií znižovaním črevného pH prostredníctvom produkcie laktátu a mastných kyselín s krátkym reťazcom (SCFA). Ďalším spôsobom je produkcia metabolitov, ktoré inhibujú rast alebo zabíjajú potenciálne patogénne baktérie.

Hoci mechanizmy, ktorými mikrobióm interaguje s imunitným systémom nie sú dôkladne preskúmané, s istotou je známe, že zdravý mikrobióm pozitívne ovplyvňuje imunitu ako biologická bariéra, tak aj formovaním získanej imunity.

Črevná mikrobiota a obezita

Črevná mikroflóra môže hrať úlohu pri vzniku obezity. Väčšina štúdií u ľudí s nadváhou a obezitou ukazuje dysbiózu, ktorá sa vyznačuje menšou diverzitou v mikrobióme. Príkladom môže byť uskutočnený výskum:

  • Myši s neobývaným tráviacim traktom, ktorým sú transplantované fekálne mikróby od obéznych ľudí, priberú viac na váhe ako myši, ktoré dostávajú mikróby od zdravých ľudí.
  • Veľká štúdia dvojčiat v Spojenom kráľovstve zistila, že určitý typ Christensenely bol u ľudí s nadváhou zriedkavý a že keď sa podával myšiam bez ich vlastnej mikroflóry, zabránil priberaniu na váhe. Prítomnosť Christensenella v gastrointestinálnom trakte, ako aj Akkermansia, bola spojená s nižšou akumuláciou tuku vo vnútorných orgánoch brušnej dutiny.

Väčšina dôkazov podporujúcich tézu o úlohe mikrobioty pri obezite pochádza zo štúdií na myšiach. Pozorovalo sa však aj to, že prírastok hmotnosti u ľudí v priebehu 10 rokov súvisí s nízkou diverzitou mikroorganizmov a tento vzťah zhoršuje nízka spotreba vlákniny.

Dysbióza črevnej mikroflóry pravdepodobne podporuje obezitu vyvolanú diétou a metabolické komplikácie prostredníctvom rôznych mechanizmov, vrátane:

  • dysregulácia imunity,
  • zmenená regulácia energie,
  • zmenená regulácia hormónov v čreve
  • a prozápalové mechanizmy spôsobené lipopolysacharidovými endotoxínmi, ktoré prechádzajú cez črevnú bariéru a vstupujú do portálneho obehu.

Zvýšenie oxidácie mastných kyselín a výdaj energie, ako aj zníženie syntézy mastných kyselín znižuje sklon k obezite

Akkermansia muciniphila, Bacteroides acidifaciens, Lactobacillus gasseri a mastné kyseliny s krátkym reťazcom zvyšujú oxidáciu mastných kyselín v tukovom tkanive.

Ďalšie mikrobiómové mechanizmy podporujúce kontrolu hmotnosti sú:

  • diferenciácia adipocytov,
  • zvýšenie svalovej termogenézy,
  • zvýšenie expresie génov súvisiacich s oxidáciou mastných kyselín,
  • umlčanie expresie génov zodpovedných za syntézu tuku v tele.

Literatúra zhŕňa, že nerovnováha v črevnej mikroflóre a nedostatok určitých typov baktérií podporujú väčší prírastok hmotnosti pri rovnakej strave.

Črevná mikroflóra a kolorektálny karcinóm

Výskum ukázal, že črevná mikroflóra môže ovplyvniť riziko a progresiu kolorektálneho karcinómu moduláciou mechanizmov, ako je zápal a poškodenie DNA, a produkciou metabolitov podieľajúcich sa na progresii alebo potlačení nádoru.

Dysbióza črevnej mikroflóry bola pozorovaná u pacientov s kolorektálnym karcinómom so znížením počtu druhov komenzálnych baktérií (baktérie produkujúce butyrát) a obohatením o škodlivé bakteriálne populácie (prozápalové oportúnne patogény).

Kolorektálny karcinóm je charakterizovaný zmenenou produkciou bakteriálnych metabolitov priamo zapojených do metabolizmu rakovinových buniek, vrátane mastných kyselín s krátkym reťazcom a polyamínov. Nové dôkazy naznačujú, že strava má významný vplyv na riziko vzniku tejto rakoviny.

Konzumácia potravín s vysokým obsahom vlákniny a doplnkov stravy s polynenasýtenými mastnými kyselinami, polyfenolmi a probiotikami, o ktorých je známe, že regulujú črevnú mikroflóru, nemusia byť len potenciálnym mechanizmom na zníženie rizika kolorektálneho karcinómu.

Môže tiež zvýšiť odpoveď na liečbu rakoviny, ak sa používa ako doplnok ku konvenčnej liečbe kolorektálneho karcinómu.

Črevná mikroflóra a črevné ochorenia

Črevná dysbióza a znížená diverzita mikrobiómov sa pravidelne vyskytujú u ľudí so zápalovým ochorením čriev.Vyčerpanie mikroflóry u niektorých baktérií a strata ich ochranných funkcií môže mať významný vplyv na priebeh ochorenia.

Mnohé z bakteriálnych ochranných funkcií spojených s IBD sú spôsobené ich schopnosťou fermentovať vlákninu a produkovať mastné kyseliny s krátkym reťazcom.

Črevný zápal znižuje počet druhov komenzálnych baktérií a vytvára podmienky pre rast patogénnych baktérií. Tie sú zase schopné zvýšiť množenie a zhoršiť stav chorých.

Patogénne baktérie, ktoré potenciálne hrajú najväčšiu úlohu pri IBD, sú:

  • Escherichia a Shigella,
  • ako aj druhy Fusobacterium.

U pacientov sa pozorujú veľké zmeny v mikrobióme, čo sa týka počtu druhov aj ich vzájomného pomeru.

Črevná mikrobiota a obehový systém

Mikrobióm môže mať pozitívne aj negatívne účinky na kardiovaskulárne zdravie. Priaznivý účinok súvisí s reguláciou lipidového profilu – zvýšením hladiny „dobrého“ HDL cholesterolu a znížením hladiny triglyceridov v krvi. Je známe, že užívanie probiotík, najmä laktobacilov, pomáha znižovať hladinu cholesterolu.

Na druhej strane bakteriálna dysbióza a nadbytok patogénnych baktérií vedie k produkcii trimetylamín-N-oxidu (TMAO), ktorý podporuje tvorbu aterosklerotického plátu v cievach a môže viesť k infarktu a mŕtvici.

TMAO vzniká metabolizmom cholínu a L-karnitínu, ktoré sú typickými zložkami stravy obsahujúcej živočíšne bielkoviny a zohrávajú v organizme dôležité funkcie. Nie je presne známe, ktoré zložky mikrobiómu sú zodpovedné za zvýšenú produkciu TMAO a zvýšené riziko srdcových ochorení.

Niektoré zdroje predpokladajú, že by to mohlo byť:

  • Cytomegalovírus,
  • Helicobacter,
  • Chlamydia
  • a C. pneumoniae.

Štúdie ukázali, že u ľudí s výrazne vyšším podielom baktérií Prevotella v mikrobióme sa vyskytol problém so zvýšenými hladinami TMAO. Zároveň bola koncentrácia tohto oxidu normálna u ľudí s vysokým percentom Bacteroides.

Črevná mikroflóra a cukrovka

Vedecký výskum potvrdzuje úlohu črevného mikrobiómu pri metabolických ochoreniach vrátane cukrovky 2.

Zo štúdií na zvieratách je jasné, že mikrobióm sa podieľa na metabolizme glukózy. Na základe 42 pozorovacích štúdií na ľuďoch boli navrhnuté baktérie, ktorých prítomnosť v mikrobióme podporuje výskyt cukrovky 2. typu.

Ide o baktérie nasledujúcich typov:

  • Ruminococcus,
  • Fusobacterium
  • a Blautia.

Typy baktérií, ktoré znižujú pravdepodobnosť cukrovky 2. typu, sú:

  • Bifidobacterium,
  • Bacteroides,
  • Faecalibacterium,
  • Akkermansia
  • a Roseburia.

Lactobacillus patrí tiež k baktériám prospešným pri cukrovke, ale výsledky výskumov ohľadom nich nie sú také jednoznačné.

Diabetes 2. typu je spojený so zvýšenými hladinami zápalových cytokínov, chemokínov a zápalových proteínov. Zatiaľ čo niektoré črevné mikróby a ich metabolity podporujú zápal nízkeho stupňa, iné stimulujú protizápalové cytokíny a chemokíny.

Baktérie spojené s nižším rizikom cukrovky 2. typu môžu prispievať k zvýšenej expresii protizápalových cytokínov, ktoré chránia pred inzulínovou rezistenciou a obnovujú citlivosť na inzulín.

Ďalšími znakmi spojenými s cukrovkou 2. typu sú zápal nízkeho stupňa a zvýšená priepustnosť čriev. Ukázalo sa, že uvedené črevné baktérie znižujú produkciu prozápalových zlúčenín a posilňujú tesné spojenia medzi bunkami črevného epitelu. Týmto spôsobom znižujú riziko vzniku cukrovky 2. typu.

Črevná mikroflóra je spojená s cukrovkou 2. typu prostredníctvom jej účinkov na glukózovú homeostázu a inzulínovú rezistenciu v hlavných metabolických orgánoch, ako sú:

  • pečeň,
  • svaly
  • a tuk.

Microbiota a jej produkty dokážu modulovať črevné hormóny a enzýmy a znižovať inzulínovú rezistenciu a zlepšovať toleranciu glukózy.

Črevné baktérie považované za prospešné pri prevencii cukrovky 2. typu môžu okrem iného:

  • zvýšenie syntézy glykogénu a zníženie expresie génov súvisiacich s glukoneogenézou v pečeni,
  • zlepšiť translokáciu transportéra glukózy-4 (GLUT4) a inzulínom stimulované vychytávanie glukózy,
  • zvyšujú expresiu GLUT-4 vo svaloch, čo môže mať antidiabetické účinky,
  • znižuje expresiu pečeňovej flavínmonooxygenázy 3 (Fmo3), kľúčového enzýmu v metabolizme xenobiotík, ktorého znížená sekrécia bráni rozvoju hyperglykémie a hyperlipidémie u inzulín-rezistentných myší,
  • reguluje expresiu génov spojených s hyperglykémiou,
  • zvyšuje hladinu adiponektínu v tuku, čím zlepšuje citlivosť na inzulín.
  • Mikrobióm – čo to je a aké sú jeho funkcie?
  • Ako sa starať o mikrobióm počas antibiotickej terapie?
  • Mikrobiota a imunita
  • Dysbakterióza -príčiny, symptómy, liečba

Kategórie:

Gastrológia