BLOG

PŘEHLED NOVÝCH POZNATKŮ ZE SVĚTA MIKROBIOMU – 2. ČÁST

V dnešním pokračování přehledu z nového výzkumu mikrobiomu, neboli extrémně dlouhého zástupu kmenů a druhů mikrobů v lidských střevech se mimo jiné dozvíte, jak zásadní roli hraje vláknina při obezitě (test na myších) nebo jakým způsobem je možné ovlivnit ukládání glukózy (neboli inzulinovou senzitivitu) „pouhou“ transplantací části mikrobiomu z jednoho organismu do druhého.

V neposlední řadě se dozvíte, jak se o dvě nejdůležitější části mikrobiomu (mikrobi = probiotika a jejich výživu = prebiotika) starat, resp. jak je doplňovat a udržovat ve správné kondici. Zajištění optimální symbiózy a diverzity střevního ekosystému může totiž zásadním způsobem ovlivňovat nejen Vaše zdraví, ale i zdraví Vašich dětí.

VLÁKNINA

Druhy Prevotella a Xylanobacter tvořily u dětí v Burkině Faso až 75 % všech druhů. Jsou nositeli genu, který kóduje enzym, jenž rozkládá Xylan a celulózu, což jsou nestravitelné části rostlinných buněčných stěn. Africké děti získají z rostlinné stravy (fazole, obilí, zelenina) mnohem víc živin než evropské děti, ty díky moderní, průmyslově zpracované stravě mnohdy výše zmíněné druhy bakterií ani neměly, protože je pro jejich přítomnost v lidském střevě nutný neustálý přísun rostlinných zbytků (vlákniny).

Vláknina oligofruktóza (fruktooligosacharid – FOS) nacházející se v banánech, cibuli a chřestu, stojí za zvýšením množství bifidobakterií. Myši ob ob (myši s genetickou predispozicí k obezitě), při podání tohoto druhu vlákniny držely váhu a normální myši na vysokotučné stravě zhubly. Při podání vlákniny arabinoxylanu, kterou nalezneme v obilninách (pšenice, žito) došlo ke stejnému zlepšení jako u oligofruktózy, navíc došlo k obnovení populace kmenů Bacteroides a Prevotella.

Když byl myším s genetickou predispozicí k rozvinutí cukrovky I. typu v dospělosti podáváno probiotikum VSL#3 (obsahující 450 miliard bakterií s celkem 8 různými druhy). Pouze 21 % těchto myší mělo ve 23 týdnech cukrovku (pokud bylo podáváno od 4 týdnů). Myši, kterým bylo podáváno placebo, měly cukrovku v 81 % případů. Toto probiotikum dokáže v raném věku zmobilizovat imunitní systém myší, který vyšle bílé krvinky do slinivky a začne tam vypouštět protizánětlivé chemické přenašeče, které jsou schopny zabránit destrukci buněk slinivky.

Inzulínová citlivost ovlivněná bakteriemi

Je kombinací obezity, diabetu typu 2, vysokého krevního tlaku a vysokého cholesterolu. Diabetes typu I je pro vysvětlení vrozené onemocnění, kdy imunitní systém ničí buňky slinivky. Oproti tomu diabetes II. typu je často způsoben špatnou životosprávou, přičemž buňky slinivky produkují inzulín beze změny, ale tělo na něj nereaguje. Inzulínová rezistence je pak stav, kdy je hladina cukru v krvi neustále vysoká a ukládání glukózy neprobíhá v dostatečné míře. Při pokusu, kdy došlo k transplantaci výkalů od lidí s tzv. hubenou mikrobiotou (zdravých hubených lidí) do střev obézních mužů, došlo k téměř dvojnásobnému zrychlení ukládání glukózy.

LAKTOBACILY

Bakterie mléčného kvašení (laktobacily) přeměňují mléčný cukr (laktózu) na kyselinu mléčnou. Malé děti štěpí laktózu z mléka na 2 jednodušší molekuly. Jedná se o glukózu a galaktózu. Laktóza ale projde až do tlustého střeva (TS) nestrávená a laktobacily v TS se jí živí. Lactobacillus johnsonii se nachází v tenkém střevě a je zodpovědný za produkci enzymů, které rozkládají žluč a zároveň tvoří bakteriociny, zabíjející nebezpečné bakterie upevňující dominantní postavení druhu.

Dítě při vaginálním porodu získá shodné mikroby jako jsou ve střevech jeho matky (Lactobacillus, Prevotella…). Pokud přijde na svět císařským řezem, pak místo nich nastoupí typické kožní mikroby (Staphylococcus, Corynebacterium, Propionebacterium…) – tyto bakterie neumějí trávit laktózu, ale jejich preferovaným prostředím je kožní maz a hlen. Děti narozené císařským řezem mají až 7x vyšší pravděpodobnost alergie, častější je i diabetes I. typu, obsedantně kompulzivní porucha, celiakie, či autismus, kde se pravděpodobnost oproti standardnímu porodu zvyšuje dvojnásobně.

V mateřském mléce byla přítomnost rodů Lactobacillus, Streptococcus, Enterococcus a Staphylococcus zjištěna, a to v množství až tisíc jedinců na 1 ml. Dítě do sebe tak jen mlékem může dostat 800 tisíc bakterií. V moderní kojenecké stravě však zpravidla chybí nejen živé bakterie, ale i imunitní buňky, protilátky nebo oligosacharidy. Děti kojené uměle mají tak (nejen) díky tomuto faktu až 2x vyšší pravděpodobnost obezity.

VLIV BAKTERIÍ NA OBEZITU A ÚBYTEK VÁHY

Tým vědců okolo Jeffa Gordona dokázal, že obézní lidé (a myši) mají ve střevech různá společenství mikrobů. Nejzjevnější rozdíl spočíval v poměru dvou hlavních skupin střevních bakterií. Obézní lidé měli více Firmicutes a méně Bacteroidetes než jejich štíhlejší protějšky. V tomto bodě se objevil Peter Turnbaugh. Ten odebral vzorky mikrobů z tlustých a štíhlých myší a následně je podával bezmikrobním hlodavcům. Ti, kteří obdrželi mikroby od štíhlých dárců, nabrali o 27 % více tuku, přičemž jedinci s obézními dárci nabrali o 47 % více tuku. V podstatě Turnbaugh přenesl obezitu z jednoho na druhého pouze přenesením jeho mikrobů.

Bakterie umí způsobit i úbytek hmotnosti. Jeden z běžnějších druhů střevních bakterií, Akkermansia muciniphila, je 3tisícekrát častější u normálních myší než u myší s genetickými predispozicemi k obezitě. Pozřou-li takové myši tohoto mikroba, zhubnou a začne se u nich projevovat méně známek diabetu 2.typu. Vyšší hladiny Akkermansia muciniphila u hubených lidí stojí za vyšší produkcí hlenu ve střevě a brání bakteriálním molekulám LPS (lipopolysacharid) průchod do krve, ty by následně v tukové tkáni vyvolaly zánět a došlo by k nárůstu hmotnosti. Střevní mikrobi také zčásti vysvětlují pozoruhodnou úspěšnost gastrického (žaludečního) bypassu, radikální operace, při níž chirurg žaludek zmenší na sáček o velikosti vejce a propojí přímo s tenkým střevem. Po tomto zákroku lidé zpravidla zhubnou desítky kilogramů, což bývá nejčastěji připisováno scvrklému žaludku. Při operaci však dochází také k restrukturalizaci střevního mikrobiomu a navýšení počtu některých druhů včetně Akkermansie. Když tyto restrukturalizované komunity transplantujete do bezmikrobních myší, tito hlodavci také zhubnou.

Gordonova studentka Vanessa Ridauraová podala mikroby z lidí bezmikrobním myším (pozn. myši pojídají výkaly svých „sousedů“) mikrobi „štíhlé“ mikrobioty napadli střeva, která již byla kolonizována obézními komunitami a zarazila přibírání hmotnosti. Opačně to neplatilo (tlusťoši se v hubené mikrobiotě neuchytili), štíhlé nejsou nadřazené, ale šlo o to, čím byl jedinec živen. V tomto případě Ridauraová podávala myším granule bohaté na rostlinnou hmotu. Složitá vlákna v potravě vytvořila mnoho příležitostí pro mikroby se správnými trávicími enzymy. V tlustých mikrobiotách bylo málo druhů, které by se tímto živili. Naopak ve štíhlých mikrobiotách existovala spousta specialistů na trávení vlákniny, jako je B-theta. Pokud však bylo podáno tučné krmivo chudé na vlákninu simulující moderní stravu, pak štíhlí mikrobi nedokázali zabránit v tloustnutí.

UNIKÁTNÍ SCHOPNOST PŘEDÁVÁNÍ GENŮ A ŘASA NORI

HGT (horizontal gene transfer) – Je naprosto stěžejní schopnost bakterií! Lidé si mohou své geny předávat pouze vertikálně, to znamená, že jsme schopni předávat geny svým potomkům. Během svého života už pak se svou poděděnou genetickou výbavou nic neuděláme, avšak bakterie v našich střevech jsou v tomto ohledu daleko dynamičtější. Představte si například, že gen s predispozicí k nějakému typu onemocnění, který ve svém genomu máte, byste mohli jednoduše vyjmout a vyměnit za takový, který by Vám nečinil sebemenší problém. Střevní bakterie si jsou schopny vyměňovat DNA mezi sebou podle toho, jak jim to vyhovuje k přežití a tvořit si tak tu nejlepší verzi sama sebe daleko pohodlněji než lidi se svou neměnnou genetickou výbavou. Pokud bychom si tedy uvedli příklad z praxe, jak to ovlivňuje náš život, můžeme se podívat například na řasu s názvem Porphyra neboli nori. Nori obsahuje speciální druh sacharidů, který se nevyskytuje na pevnině a lidé nedisponují enzymy k jejich trávení. Proč tedy Japonci tuto řasu konzumují již přes tisíc let a nečiní jim žádné problémy? Protože existují bakterie, které tyto sacharidy štěpit umí a lidé je při konzumaci nori stráví spolu s ní. Celý kruh vysvětlení se uzavírá tak, že tato mořská bakterie (Zobellia galactanivorans) by ve střevech člověka dlouho nepřežila (nezvládla by kyselé prostředí v žaludku), proto během svého krátkého pobytu v lidském těle předá svou DNA (pomocí HGT) jinému typu bakterie, který se ve střevech člověka běžně nachází (Bacteroides plebeius), a ten plní tuto práci za ni.

SRDEČNÍ ONEMOCNĚNÍ A EGGERTHELLA

Lékaři již stovky let používají k léčbě srdečních onemocnění digoxin. Po požití tohoto léku – modifikované verze chemické látky z náprstníku – srdce bije silněji, pomaleji a pravidelněji. Nebo tak to alespoň bývá obvykle. U každého desátého pacienta digoxin neúčinkuje. Příčinou jeho pádu je střevní bakterie Eggerthella lenta, měnící lék do deaktivované a ze zdravotnického hlediska neúčinné podoby. Tuto schopnost však mají pouze některé kmeny E. lenta. Peter Turnbaugh v roce 2013 dokázal, že za rozdíl mezi problematickými kmeny schopnými deaktivovat lék a neutrálními kmeny jsou odpovědné pouhé dva geny dané bakterie. Myslí si, že lékaři by možná dokázali využít přítomnost těchto genů k řízení terapie. Nenacházejí-li se v pacientově mikrobiomu, je to v pořádku – mohou mu podat digoxin. Pokud jsou přítomny, pacient musí jíst mnoho bílkovin (zejména aminokyseliny argininu), protože ty podle všeho zmíněným genům zabraňují v deaktivaci léku.

Má-li pacient vysokou hladinu cholesterolu, lékaři mu mohou předepsat léky zvané statiny blokující u člověka produkci enzymu zapojeného do tvorby cholesterolu. Stanley Hazen však dokázal, že i bakterie se stávají dobrými terči. Některé z nich přeměňují živiny jako cholin a karnitin na sloučeninu TMAO, která zpomaluje rozpad cholesterolu. Při nárůstu hladiny TMAO se zvyšuje také objem tuku uloženého v cévách, což vede k ateroskleróze – kornatění cévních stěn – a dalším srdečním onemocněním. Hazenův tým nedávno objevil látku, která tento proces dokáže zastavit. Zabraňuje totiž bakteriím ve výrobě TMAO, aniž by jim uškodila. Je možné že tato nebo podobná látka bude v budoucnu stát ve skříňce s léky vedle statinů – jako dvojice komplementárních léků. Jeden z nich bude cílit na lidskou polovinu symbiózy a druhý vyřeší tu mikrobiální.

NEMOC – ANEB, JE NAŠE SNAHA O MAXIMÁLNÍ STERILITU A „ČISTOTU“ V NAŠEM PŘIROZENÉM PROSTŘEDÍ OPRAVDU SPRÁVNÁ?

Pestrost – Pestrost ve stravě je pro zdraví mikrobiomu velmi důležitá. Zjednodušeně řečeno, každá bakterie, respektive její kmen, se živí určitou částí naší stravy. Pokud se tedy budeme živit pouze jedním nebo malým počtem potravin stále dokola, pak to rozmanitost mikrobiomu v našem tlustém střevě příliš nepodpoří.

Průmyslově zpracované potraviny – Tento bod souvisí úzce s tím předchozím. Konzumace přirozeně se vyskytujících vitamínů, minerálů, vlákniny, látek jako SCFA, stojících za prokazatelně pozitivním vlivem na naše trávení, imunitní systém a celkové zdraví, je nesmírně důležitá. I vstřebávání vitamínů a minerálů funguje ve vzájemné synergii s ostatními látkami, proto není tak jednoduché je doplňovat v oddělené formě – nemusí být pro tělo vždy tak dostupné, jako v celistvých potravinách. V drtivé většině případů bude vždy platit průmyslově zpracovaný výrobek < celistvá potravina.

Jezte zeleninu a vlákninu – To není převratný tip. Všichni víme, že bychom měli jíst více zeleniny, často ale tato sdělení na člověka působí příliš obecně na to, aby je skutečně poslouchal a bral vážně. Výše zmíněné informace o probiotikách, prebiotikách a vláknině, by Vám mohly poskytnout trochu konkrétnější představu, proč je dobré pestrou škálu (nejen) zeleniny zařadit do svého jídelníčku. Pokud tak učiníte, konzumujte ji nejlépe a nejčastěji tepelně zpracovanou, kvůli možné zvýšené dráždivosti vlákniny v syrovém stavu. Zajímavostí, kterou potvrdila nejnovější studie je, že mikrobi nacházející se na povrchu ovoce a zeleniny po pozření přispívají k vyšší diverzitě našeho mikrobiomu. GPR43, což je receptor 43 spřažený s G proteinem, se nachází kromě imunitních buněk i na buňkách tukových. První jeho zásadní schopností je, že dokáže dát po „odemčení“ od SCFA pokyn k rozdělení tukových buněk, namísto zvětšování jejich objemu. To druhé se děje v návaznosti – SCFA odemkne GPR43 a dojde k uvolnění leptinu (hormonu zodpovědného za vyvolání pocitu sytosti), to vysvětluje pocit plnosti při jezení vlákniny. Super zdroje jsou například cibule, česnek, pórek, chřest, rýže a další.

Pravý domácí vývar z kostí – skvělý pro zdraví střev, obsahuje spoustu nutrientů, jedním z nich je i kolagen, který je velmi účinný při opravě a výživě střevní stěny, je schopný pomoci zacelit průchody, které mohou způsobovat průjmy, zácpy a nadýmání. Je možné ho ve skromných dávkách (1 sklenice) užívat i denně.

Domácí kefír – Kefír z obchodu je trvanlivým, často silně průmyslově zpracovaným výrobkem. Logicky proto, aby vydržel na policích v supermarketu dlouho, musí být pasterizován nebo ošetřen metodou UHT. Takový kefír obsahuje minimum bakterií, kvůli kterým ho většinou chceme pít a pokud tam nějaké najdeme, pak po tepelném zpracování nebudou živé a aktivní, stejně jako například enzymy. Domácí kefír z tibetské houby oproti tomu může obsahovat až 30 různých živých druhů bakterií a bude obsahovat minimální množství laktózy, jelikož právě tou se mikrobi živí.

Další fermentované potraviny – Jako kimchi (fermentovaná zelenina), kysané zelí, kvašené okurky nebo kombucha (fermentovaný čaj). Možná Vám některé tyto potraviny přijdou jako něco, co do stravy „běžného člověka“ příliš nepatří, ale opak je pravdou. Dnešní zrychlená doba už výrobě například kváskového chlebu příliš prostoru nedává, ale dříve to byl jediný (a správnější) způsob výroby této potraviny. Například na době kazivosti obyčejného drožďového pečiva ze supermarketu a kvasového chlebu lze lehce poznat, které z těchto dvou je pro zdraví střev a celkové zdraví prospěšnější. Rychlá kazivost a zahnívání ve střevech vs stabilita bez emulgátorů, dlouhá výdrž čerstvosti a daleko kvalitnější složení.

ZÁVĚR

Možná si říkáte, že toho za věrohodné ohledně mikrobiomu, probiotik a celého tohoto tématu lze považovat zatím jen velmi málo a že nemá cenu se zabývat zbylými „spekulacemi“. Vliv mikrobiomu a bakterií na naše zdraví je však již naprosto nezpochybnitelný a plně prokázaný. Žádná bakterie však nemá punc výhradně klaďase (a ve většině případů to neplatí ani naopak!). V rozdílném množství a za nepřítomnosti jiných kmenů (a např.: u nemocného člověka) dokáže zabíjet i bakterie, která jinak stojí za veskrze pozitivními procesy v našem těle. Proto se nedá vzít větší množství určité bakterie, stlačit ho do tabletky a podat ho člověku. Na to, až se objeví dokonalé množství, či kombinace těchto mikrobů, které budou moci být pro naše tělo pouze a jen prospěšné nebo dokonce označované za lék, si budeme muset ještě chvíli počkat. Úkolem tohoto přehledu však je podat nové poznatky z oblasti mikrobiomu a možná i vzbudit zájem a povědomí, které si mikrobiom už nyní rozhodně zaslouží.

Stejně tak by Vám ale měl přinést některé prakticky aplikovatelné tipy a rady, které můžete využít při svém každodenním stravování a prospět tak svému mikrobiomu a celkovému zdraví.

ZDROJE

COLLEN, Alanna. 10% člověka. Harper Collins, 2015. ISBN 978-80-7390-280-3.
Soto-Giron, M. et al. 
The Edible Plant Microbiome represents a diverse genetic reservoir with functional potential in the human host. Sci Rep 11, 24017 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41598-021-03334-4
YONG, Ed. Obsahuji davy. Ecco, 2016. ISBN 978-0062368591.

PŘIDEJ SE K NÁM!