Mikrobiota jelitowa – co to jest i jakie ma funkcje? Zdrowie człowieka a mikrobiota jelit

Spis treści:

1. Czym jest mikrobiota jelitowa?
   1. Rozwój mikrobioty jelitowej dziecka
   2. Mikrobiota a mikrobiom. Co warto wiedzieć?
2. Funkcje mikrobioty jelitowej a zdrowie człowieka
3. Jakie czynniki mają wpływ na kształtowanie bakterii mikrobioty jelitowej?
   1. Rodzaj porodu
   2. Sposób karmienia
   3. Wiek ciążowy
   4. Dieta
   5. Inne czynniki
4. Jak wesprzeć mikrobiotę jelitową, a tym samym poprawić mikrobiom?
   1. Dieta bogata w błonnik
   2. Probiotyki, prebiotyki
   3. Transplantacja mikrobioty jelitowe
5. Zaburzenia mikrobioty jelitowej. Czym jest dysbioza jelitowa?
   1. Przyczyny zaburzenia mikrobioty jelitowej
   2. Jakie mogą być skutki dysbiozy jelitowej?
6. Mikrobiota jelit – podsumowanie

Czym jest mikrobiota jelitowa?

Mikrobiota jest pojęciem, które określa wszystkie drobnoustroje, w tym bakterie, wirusy, grzyby, archeony czy eukariota, które zasiedlają organizm człowieka. Termin ten obejmuje również ich geny. Najbardziej aktywna i najliczniejsza grupa mikroorganizmów bytuje w jelicie grubym (ponad 70% z nich). Łączna masa bakterii zasiedlających jelita to aż 1,5-2 kg, co przekłada się na 800-900 gatunków bakterii i archeonów.

Rodzaj, jak i ilość mikroorganizmów występujących na poszczególnych piętrach przewodu pokarmowego różni się między sobą. Wpływa na to wartość pH, szybkość przemieszczania się treści pokarmowych, dostępność tlenu, a także aktywność sekrecyjna danych tkanek i narządów.

Mikroorganizmy zamieszkujące organizm każdego człowieka można przypisać do jednego z trzech głównych enterotypów, które charakteryzują się dominującym typem bakterii: Prevotella, Bacteroides bądź Ruminococcus. Odróżniają się one funkcją, składem czy też wdrożoną terapią bądź reakcją na składniki dietetyczne. Pozostają z kolei niezależne od wieku, płci, indeksu masy ciała (BMI) czy narodowości.

Rozwój mikrobioty jelitowej dziecka

Wskazuje się, że mikrobiota jelitowa zaczyna kształtować się już w chwili narodzin, wpływając na zdrowie w przyszłości. Co więcej – okazuje się, że jeszcze przed narodzinami mikrobiota matki może mieć wpływ na skład mikrobioty dziecka. Jednym z kluczowych czynników determinujących kolonizację przewodu pokarmowego jest rodzaj porodu, a także sposób karmienia. W tym kontekście optymalny i najbardziej pożądany jest poród naturalny oraz karmienie piersią. Przyjmuje się, że pełna stabilizacja mikrobioty jelitowej dziecka ma miejsce ok. 5.-7. roku życia. W tym czasie jej skład przypomina już mikrobiotę dorosłego człowieka. Warto jednak pamiętać, że stan mikrobioty zmienia się nieustannie – przez całe życie.

Mikrobiota a mikrobiom. Co warto wiedzieć?

Pojęcie mikrobiomu odnosi się wyłącznie do genów będących częścią mikrobioty. Terminy te wspólnie określane są także metagenomem. Wskazuje się, że liczba genów drobnoustrojów przekracza aż 150-krotnie liczbę genów występujących w ludzkim organizmie i ich wartość może sięgać aż do 5 milionów. Okazuje się, że zróżnicowanie genetyczne mikrobioty odgrywa ważną rolę w zachowaniu zdrowia organizmu.  

Funkcje mikrobioty jelitowej a zdrowie człowieka

Mikrobiota jelitowa odgrywa kluczową rolę w zdrowiu bądź chorobie. Bakterie będące częścią mikrobioty spełniają szereg funkcji – stan eubiozy, którym określa się ich właściwą strukturę ilościową i jakościową, wspomaga zachowanie homeostazy całego organizmu. Wskazuje się, że różne mikroorganizmy bytujące w jelitach mają wpływ na zdrowie poprzez spełnianie roli zarówno immunologicznej, metabolicznej, jak i troficznej. 

Jakie kluczowe funkcje pełni mikrobiota jelitowa?

• modulacja i koordynowanie pracy układu odpornościowego,
• ochrona organizmu przed kolonizacją patogennych mikroorganizmów (dzięki bakteriom ochronnym takim jak Bifidobacterium spp., Lactobacillus spp. czy Bacteroides spp.),
• umożliwienie rozkładu niestrawialnych bądź trudnostrawialnych substancji dla człowieka (takich jak błonnik, który nie podlega przekształcaniu przez enzymy trawienne),
• poprawa przyswajalności składników mineralnych z pokarmu, takich jak potas, wapń, magnez czy sód (dzięki odpowiednim proporcjom ilościowym i jakościowym bakterii w jelicie),
• wsparcie trawienia laktozy poprzez produkcję laktazy (głównie bakterie z rodzaju Lactobacillus oraz Enterobacteriaceae), co ma szczególne znaczenie wśród niemowląt, których głównym pokarmem jest mleko,
• uczestniczenie w wytwarzaniu niezbędnych dla ludzkiego organizmu witamin z grupy B, a także witaminy K,
• regulowanie masy tkanki tłuszczowej, a także gęstości tkanki kostnej,
• wpływ na produkcję kwasów tłuszczowych – SCFA (na skutek procesów fermentacji błonnika),
• wspieranie rozwoju i pracy układu nerwowego, w tym kształtowanie podstawowych wzorców zachowań czy funkcji poznawczych, a także radzenie sobie ze stresem, 
• wytwarzanie wolnych aminokwasów, w tym m.in. kwasu glutaminowego, który po dekarboksylacji syntetyzuje neuroprzekaźnik GABA,
• wpływ na metabolizm ksenobiotyków,
• utrzymanie integralności nabłonka jelitowego.

Zobacz także:

 Rola modyfikacji mikrobioty w zapobieganiu alergii

Jakie czynniki mają wpływ na kształtowanie bakterii mikrobioty jelitowej?

Stan mikrobioty jelit uzależniony jest od wielu czynników. Wśród nich wymienia się przede wszystkim genom gospodarza, rodzaj porodu i sposób żywienia, stosowane leki (w tym antybiotyki czy niesteroidowe leki przeciwzapalne), przebyte choroby infekcyjne, wiek, szerokość geograficzną, higienę czy szeroko rozumiany styl życia (takie jak dieta czy aktywność fizyczna). 

Podkreśla się szczególnie ważną rolę okresu noworodkowo-niemowlęcego w prawidłowej kolonizacji jelit, a tym samym – programowaniu zdrowia w późniejszym okresie życia. Okazuje się, że rozwój mikrobioty zaczyna się już w czasie życia płodowego, z czego intensywne zasiedlanie przewodu pokarmowego ma miejsce w momencie porodu. W tym czasie dochodzi do ekspozycji na bakterie bytujące w drogach rodnych matki (poród naturalny) bądź jej bakterie skórne i personelu szpitalnego (cięcie cesarskie). Co więcej, zarówno mikrobiota matki, jak i jej status zdrowotny oddziałują na skład mikrobioty jelitowej dziecka.

Rodzaj porodu

Wskazuje się, że poród stanowi kluczowy moment w kolonizacji układu pokarmowego dziecka. W tym kontekście najbardziej pożądany jest poród naturalny, który pozwala na zasiedlenie mikrobiotą z przewodu pokarmowego i dróg rodnych matki. Wśród noworodków urodzonych fizjologicznie stwierdza się kolonizację bakteriami z rodzaju Lactobacillus, niepatogennej formy Escherichia coli czy Enterococcus spp., które wspierają m.in. pobudzenie komórek układu odpornościowego. Z kolei w przypadku porodu drogą cięcia cesarskiego, zasiedlanie mikroorganizmami ma częściej charakter przypadkowy. Jest to zazwyczaj skorelowane z kolonizacją noworodka przez bakterie skórne pochodzące od matki (takie jak Streptococcus, Staphylococcus) czy też szczepy bakterii pochodzenia szpitalnego. Co więcej, okazuje się, że dzieci urodzone cięciem cesarskim obarczone są podwyższonym ryzykiem atopii, alergii, astmy oskrzelowej, cukrzycy typu 1 czy otyłości w późniejszym wieku.

Sposób karmienia 

Forma karmienia stanowi kolejny niezwykle ważny czynnik w procesie kolonizacji jelit noworodka i niemowlęcia. Karmienie piersią jest optymalnym sposobem przynoszącym szereg korzyści, wśród których wymienia się modulowanie mikrobioty dziecka. Jest to swego rodzaju synbiotyk, który pozwala na jednoczesne dostarczenie probiotyków, czyli prozdrowotnych bakterii, które wspomagają pierwotną kolonizację jelit, jak i prebiotyków, które pobudzają wzrost fizjologicznych bakterii jelitowych. To przede wszystkim bakterie z rodzaju Lactobacillus, Bifidobacterium, a także przedstawiciele rodziny Enterobacteriaceae.

Co więcej, naturalny pokarm matki zawiera w swoim składzie prebiotyki, wśród których na szczególną uwagę zasługują oligosacharydy mleka kobiecego. To właśnie one umożliwiają wzrost szczególnie ważnych w tym czasie bakterii z rodzaju Bifidobacterium, a także ochronę przed kolonizacją bakterii patogennych. Mleko kobiece będące mieszaniną prebiotyków i immunoaktywnych białek z bakteriami ochronnymi wspiera kształtowanie kosmków jelitowych, perystaltykę jelit, prawidłowe trawienie, a także modulację układu odpornościowego dziecka.

Wiek ciążowy

Okazuje się, że mikrobiota noworodków urodzonych przedwcześnie jest bardziej niestabilna i mniej zróżnicowana w porównaniu do dzieci urodzonych o czasie. U noworodków o bardzo niskiej masie ciała stwierdza się podwyższone ryzyko wystąpienia dysbiozy jelitowej. Wynika to z zaburzenia rozwoju prawidłowej mikrobioty wskutek fizjologicznej niedojrzałości układu pokarmowego czy czynników poporodowych (np. przedłużona hospitalizacja, antybiotykoterapia). Co więcej, opóźniona kolonizacja może wiązać się z podwyższonym ryzykiem rozwoju chorób dotyczących przewodu pokarmowego, np. infekcji. 

Dieta

Wskazuje się, że 30-40% mikrobioty jelitowej osób dorosłych może podlegać zmianom, a codzienna dieta stanowi jeden z najistotniejszych czynników modulujących. Sposób żywienia oddziałuje na skład mikrobioty jelitowej, która może ulec modyfikacji nawet w przeciągu dwóch dni po zmianie nawyków żywieniowych. Codzienna dieta może wpływać na funkcje mikrobioty (ogólnoustrojowe czy miejscowe) poprzez modulację składu ekosystemu jelitowego. Z drugiej strony, zachowanie równowagi w jelitach wspiera prawidłowe przyswajanie składników odżywczych pozyskiwanych z pożywienia. 

Inne czynniki

Oprócz wspomnianych czynników, ogromne znaczenie w modulacji mikrobioty jelitowej odgrywa również aktywność fizyczna czy nadużywanie antybiotyków (również w ciąży, jak i pierwszych dwóch latach życia) czy leków takich jak niesteroidowe leki przeciwzapalne. Do zmian w składzie ekosystemu jelitowego może przyczyniać się też ograniczony kontakt dzieci z drobnoustrojami zarówno pochodzącymi od ludzi, jak i od zwierząt (wskutek wzrostu higienizacji życia) czy narażenie na silny stres.

Jak wesprzeć mikrobiotę jelitową, a tym samym poprawić mikrobiom?

Prawidłowa mikrobiota jelitowa wspiera zachowanie homeostazy organizmu. Istotne znaczenie ma dążenie do korzystnej modyfikacji ekosystemu jelitowego. Warto dowiedzieć się, jakie działania mogą wspomóc rozwój pożądanej mikrobioty celem profilaktyki bądź też leczenia wielu schorzeń.

Dieta bogata w błonnik

Regularna podaż błonnika z dietą wspiera perystaltykę jelit, a także aktywuje procesy fermentacyjne zachodzące w jelicie grubym. W efekcie fermentacji wytwarzane są krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, które oddziałują na obniżenie pH w świetle jelita grubego. To z kolei wspiera wzrost pałeczek kwasu mlekowego, a jednocześnie wspomaga zachowanie równowagi między bakteriami probiotycznymi a gnilnymi. W związku z tym, w trosce o zdrowie jelit, warto zadbać o zróżnicowaną dietę bogatą w błonnik pokarmowy.

Probiotyki, prebiotyki

Probiotyki to żywe drobnoustroje, których właściwa podaż wspiera pożądaną modyfikację mikrobioty (przy wykorzystaniu odpowiedniego szczepu probiotycznego). Z kolei prebiotyki stanowią składniki żywności nieulegające trawieniu, które wybiórczo pobudzają aktywność metaboliczną bądź rozwój korzystnych bakterii w jelicie grubym, stanowiąc pożywkę dla bakterii. Najlepiej tolerowane i najczęściej występujące prebiotyki to oligosacharydy występujące naturalnie w mleku matki. Połączenie stosowania probiotyku z prebiotykiem określa się mianem synbiotyku. Wskazuje się, że podaż bakterii probiotycznych wpływa na ich adhezję i rozrost w jelicie, przy jednoczesnym ograniczeniu niepożądanych mikroorganizmów. Okazuje się, że podawanie probiotyków nie tylko noworodkom, ale i również stosowanie ich przed matki przed porodem może znacząco oddziaływać na mikrobiotę potomstwa.

Przyjmowanie części szczepów probiotycznych może ograniczać ryzyko infekcji wywołanych przez bakterie patogenne. Przykładem może być zapobieganie biegunce skorelowanej z antybiotykoterapią poprzez wdrożenie szczepów Saccharomyces boulardii bądź Lactobacillus rhamnosus GG. Wskazuje się, że ich podaż pozwala na zmniejszenie prawdopodobieństwa biegunki wywołanej przez antybiotyki nawet do 56%. Co więcej, badania wskazują na korzystny wpływ zastosowania probiotyków w leczeniu ostrej biegunki infekcyjnej wśród dzieci, jak i dorosłych. Suplementacja probiotyków może również zmniejszać częstość atopowego zapalenia skóry czy egzemy.

Transplantacja mikrobioty jelitowej

Jest to postępowanie terapeutyczne, które znajduje zastosowanie w przypadku nawracających zakażeń Clostridium difficile bądź opornych na tradycyjne leczenie (przy zastosowaniu antybiotyków). Wpływ na mikrobiotę w tej metodzie obejmuje wzrost korzystnych szczepów bakterii czy odbudowę szczególnie ważnych Bacteroidetes oraz Firmicutes przy jednoczesnym ograniczeniu niepożądanych Proteobacteria. Transplantacja mikrobioty jelitowej wspomaga również wzrost ilości bakterii, które reprezentowane są w niewystarczających ilościach czy też zwiększenie stężenia wtórnych kwasów tłuszczowych, które ograniczają namnażanie drobnoustrojów chorobotwórczych.

Zaburzenia mikrobioty jelitowej. Czym jest dysbioza jelitowa?

Dysbioza jest przeciwieństwem eubiozy, co oznacza zaburzenie równowagi mikrobioty, a więc jej składu, proporcji i funkcji. Okazuje się, że uszkodzenie bariery jelitowej może być skorelowane z patogenezą wielu chorób.

Przyczyny zaburzenia mikrobioty jelitowej

Wskazuje się, że dysbiozę jelitową, a jednocześnie wiele chorób cywilizacyjnych mogą wywoływać czynniki takie jak:

• nieprawidłowo zbilansowana dieta (obfitująca w żywność przetworzoną, cukry proste czy tłuszcze nasycone przy niskiej podaży błonnika),
• nadmierna higienizacja życia, co skorelowane jest z niewystarczającą stymulacją antygenową,
• antybiotyki,
• niesteroidowe leki przeciwzapalne,
• inhibitory pompy protonowej,
• leki antypsychotyczne,
• zakażenia wirusowe, grzybicze czy bakteryjne,
• przewlekłe zapalenie,
• choroby autoimmunologiczne,
• chroniczny stres,
• alkohol,
• poród drogą cięcia cesarskiego (bez wskazań medycznych),
• upośledzenie perfuzji jelitowej,
• zanieczyszczenie środowiska i żywności.

Jakie mogą być skutki dysbiozy jelitowej?

Zaburzenie mikrobioty może być skorelowane z wieloma schorzeniami – od dolegliwości ze strony układu pokarmowego, aż po zaburzenia psychiatryczne czy neurorozwojowe (takie jak autyzm). Ich wspólną, najbardziej stałą cechą jest mniejsze zróżnicowanie mikrobioty.

Dysbioza jelit może odgrywać rolę w patogenezie:

• zaburzeń czynnościowych przewodu pokarmowego (takich jak zaparcie, wzdęcia, biegunki),
• nieswoistych chorób zapalnych jelit (NChZJ), do których należy wrzodziejące zapalenie jelita grubego oraz choroba Leśniowskiego-Crohna,
• zespołu jelita drażliwego,
• martwiczego zapalenia jelit noworodków (NEC),
• zespołu rozrostu bakteryjnego jelita cienkiego (SIBO),
• celiakii,
• schorzeń alergicznych,
• chorób skóry, takich jak atopowe zapalenie skóry,
• otyłości,
• miażdżycy,
• choroby stłuszczeniowej wątroby,
• cukrzycy,
• depresji,
• schizofrenii,
• zaburzeń ze spektrum autyzmu (u niemal 90% dzieci występują objawy takie jak biegunka, wzdęcia, zaparcie, nadmierne wytwarzanie gazów czy bóle brzucha),
• chorób nowotworowych.

Mikrobiota jelit – podsumowanie

Mikrobiota jelitowa odgrywa kluczową rolę w zachowaniu zdrowia i właściwym funkcjonowaniu organizmu. Mikroorganizmy bytujące w jelitach pełnią szereg funkcji mających na celu zachowanie homeostazy organizmu. Wśród nich wymienić można aktywację układu immunologicznego, wspieranie pracy układu nerwowego czy poprawę przyswajalności składników mineralnych z pokarmu. Szczególne znaczenie w rozwoju mikrobioty ma okres noworodkowo-niemowlęcy. Jednym z najważniejszych czynników mających wpływ na kolonizację przewodu pokarmowego jest rodzaj porodu i sposób karmienia dziecka. Profil mikroorganizmów jelitowych podlega również zmianom wskutek czynników takich jak dieta, aktywność fizyczna czy poziom higienizacji życia.

Istotne znaczenie w dążeniu do uzyskania pożądanego składu mikrobioty ma dieta bogata w błonnik, a także stosowanie probiotyków i prebiotyków. W zaburzeniach mikrobioty jelitowej istotną rolę odgrywa nieprawidłowy sposób żywienia, stosowanie antybiotyków czy niesteroidowych leków przeciwzapalnych, jak i nadmierna higienizacja życia. W konsekwencji dysbioza jelitowa może być skorelowana z występowaniem zaburzeń czynnościowych przewodu pokarmowego, zespołu jelita nadwrażliwego, chorób skóry czy zaburzeń ze spektrum autyzmu. Badanie mikrobioty jelitowej może wspomóc poszerzenie rutynowej diagnostyki, a tym samym wesprzeć w holistycznym podejściu do pacjenta, który zgłosił się do lekarza.