Sądzisz, że zdrowie Twojej pochwy to coś stałego? Przemyśl to jeszcze raz. Nowe, przełomowe badania ujawniają, ¹ że mikrobiom pochwy – dynamiczna, wyjątkowa dla każdej kobiety społeczność bakterii – jest w ciągłym ruchu, codziennie dostosowując się do różnych warunków: od zmian hormonalnych po nawyki stylu życia, a nawet chwile intymności.

Te codzienne zmiany nie tylko oddziałują na komfort, ale mają też trwały wpływ na ogólny stan zdrowia, co czyni to odkrycie przełomowym dla kobiet, które chcą przejąć kontrolę nad swoim zdrowiem w naprawdę spersonalizowany sposób.

Cztery nastroje Twojego mikrobiomu

Przez lata naukowcy polegali na takich metodach jak skala Nugenta (sidenote: Skala Nugenta System punktacji diagnostycznej stosowany do oceny bakteryjnego zapalenia pochwy na podstawie obecności i proporcji określonych bakterii w próbce wydzieliny z pochwy poddanej barwieniu metodą Grama. ) ³ i typy stanu społeczności (Community State Type, CST) ⁴ w celu oceny zdrowia pochwy. Skala Nugenta analizuje bakterie pod mikroskopem, identyfikując „brak równowagi” olub bakteryjne zapalenie pochwy, jeśli brakuje korzystnych bakterii. Z drugiej strony CST są jak „migawki” mikrobiomu, grupując go do pięciu głównych typów na podstawie pojedynczej próbki.

Niedawno naukowcy odkryli jednak, że te pojedyncze punkty czasowe nie opowiadają pełnej historii. Nowa metoda ¹ o nazwie dynamika społeczności pochwy (Vaginal Community Dynamic, VCD) sięga głębiej, śledząc codzienne zmiany mikrobiomu w całym cyklu menstruacyjnym, odkrywając, w jaki sposób mikrobiom każdej kobiety reaguje na jej unikatowe środowisko wewnętrzne i zewnętrzne.

Co zatem udało się ustalić?

Analizując próbki pobierane codziennie od 49 kobiet, naukowcy odkryli cztery różne „tryby” lub wzorce zachowania mikrobiomu pochwy:

• Stale eubiotyczny: Ten tryb jest stabilny i odporny, zdominowany przez korzystne bakterie Lactobacillus (sidenote: Lactobacillus Grupa pożytecznych bakterii powszechnie występujących w mikrobiomie pochwy. Wytwarzają one kwas mlekowy, który pomaga utrzymać niskie pH w celu ochrony przed infekcjami. ) przez cały cykl. Kobiety z tym wzorcem mają zrównoważony mikrobiom, który nie zmienia się zbytnio, nawet pod wpływem czynników zewnętrznych, takich jak miesiączka czy aktywność seksualna.
• Stale dysbiotyczny: W tym trybie mikrobiom pozostaje niezrównoważony, pozbawiony typowej ochrony Lactobacillus i często charakteryzuje się wyższym mianem bakterii związanych z bakteryjnym zapaleniem pochwy. Może to zwiększać podatność na infekcje.
• Dysbiotyczny związany z miesiączką: W tym przypadku stan mikrobiomu staje się niezrównoważony tylko podczas menstruacji, ale później wraca do normy. Hormony i krwawienie miesiączkowe mogą wpływać na pH i poziom składników odżywczych, prowadząc do tymczasowych zmian w składzie bakterii.
• Niestabilny dysbiotyczny: Kobiety z tym wzorcem doświadczają częstych zmian między zrównoważonym i niezrównoważonym mikrobiomem, często w odpowiedzi na takie zdarzenia jak miesiączka lub stosunek bez zabezpieczenia. W przypadku tego trybu mikrobiom nie jest tak odporny i może się szybko zmieniać, co zwiększa ryzyko dyskomfortu lub infekcji.

Wskazówki dotyczące wspierania mikrobiomu pochwy

Jak więc zadbać o równowagę i zdrowie mikrobiomu? Oto kilka wskazówek popartych badaniami naukowymi:

• Dodaj probiotyki: Szukaj probiotyków zawierających szczepy Lactobacillus lub spożywaj pokarmy bogate w probiotyki, takie jak jogurt i kimchi.
• Stosuj delikatną higienę: Używaj bezzapachowego mydła i unikaj irygacji, aby chronić równowagę mikrobiomu.
• Mądrze wybieraj produkty higieniczne podczas miesiączki: Wiele kobiet uważa, że bezzapachowe, organiczne tampony lub silikonowe kubeczki menstruacyjne są bardziej delikatne.
• Stosuj zrównoważoną dietę: Diety o wysokiej zawartości błonnika i niskiej zawartości cukru wspierają zarówno mikrobiom jelit, jak i pochwy.
• Uprawiaj bezpieczny seks: Prezerwatywy mogą pomóc w utrzymaniu stabilnego mikrobiomu pochwy poprzez ograniczenie ekspozycji na nowe bakterie.

Zrozumienie codziennych rytmów mikrobiomu pochwy daje Ci możliwość przejęcia kontroli nad swoim zdrowiem na nowe sposoby. Dostrajając się do tych spostrzeżeń, możesz dokonywać prostych wyborów, aby naturalnie wspierać swoje ciało i cieszyć się dobrym samopoczuciem, które jest naprawdę z Tobą zsynchronizowane.

Jak mierzymy zdrowie pochwy?

Najnowsze badania doprowadziły do odkrycia nowej warstwy złożoności w zrozumieniu mikrobiomu pochwy, ujawniając, że jego stan jest daleki od statycznego. Tradycyjnie do klasyfikacji mikrobiomu pochwy naukowcy stosowali skalę Nugenta ² i typy stanu społeczności (Community State Type, CST). ³ 

Skala Nugenta pozwala ocenić zdrowie mikrobiomu za pomocą badania mikroskopowego i obliczenia wyniku na podstawie obfitości morfotypów bakterii związanych ze „zdrową” mikrobiotą lub bakteriami odpowiedzialnymi za bakteryjne zapalenie pochwy. Tymczasem CST klasyfikują mikrobiom pochwy na pięć typów na podstawie dominacji bakterii, wskazując albo na „eubiotyczne”: stany zdominowane przez Lactobacillus, albo na zróżnicowane, ubogie w Lactobacillus stany związane z dysbiozą.

Mapowanie dynamiki mikrobiomu za pomocą VCD

Ostatnie badanie ¹ przeprowadzone przez dr Inę Schuppe-Koistinen i prof. Henriette Svarre Nielsen z Instytutu Karolinska polegało na obserwacji codziennych zmian mikrobiomu u 49 młodych kobiet w całym cyklu menstruacyjnym i doprowadziło do odkrycia czterech różnych VCD: stały eubiotyczny (stabilna dominacja Lactobacillus), stały dysbiotyczny (utrzymująca się dysbioza), dysbiotyczny związany z miesiączką (dominacja Lactobacillus zakłócona tylko podczas menstruacji) i niestabilny dysbiotyczny (częste zmiany w składzie drobnoustrojów).

Te VCD podkreślają unikatową stabilność lub niestabilność mikrobiologiczną każdej kobiety w odpowiedzi na czynniki zewnętrzne, takie jak miesiączka i aktywność seksualna – czynniki, które są często pomijane zarówno przez CST, jak i skalę Nugenta.

Fagi i bakteriocyny: kluczowe znaczenie w stabilności mikrobiomu pochwy

Badanie to wykazało również, że bakteriofagi i bakteriocyny mogą wpływać na dynamikę mikrobiomu. Wyższą aktywność fagów zaobserwowano w niestabilnych VCD, co sugeruje potencjalną rolę w selektywnym zmniejszaniu populacji Lactobacillus. Ponadto niektóre szczepy Gardnerella w dysbiotycznych VCD zawierały geny bakteriocyn, które mogą hamować korzystne bakterie kwasu mlekowego i przyczyniać się do niestabilności mikrobiomu. Spostrzeżenia te mogą ostatecznie doprowadzić do opracowania nowych terapii mających na celu stabilizację mikrobiomu pochwy poprzez ukierunkowanie w fagi lub bakteriocyny.

Dlaczego VCD mogą zmienić praktykę kliniczną

Przejście od klasyfikacji statycznej do dynamicznej jest bardzo obiecujące dla zastosowań klinicznych. Podczas gdy skala Nugenta i CST mogą wskazywać na „zdrowe” lub „dysbiotyczne” stany na podstawie pojedynczych próbek, VCD oferują wgląd w odporność mikrobiomu, ujawniając, jak często w mikrobiomie danej osoby dochodzi do przesunięcia w kierunku dysbiozy. Na przykład VCD mogą umożliwić klinicystom identyfikację pacjentek podatnych na częste zaburzenia mikrobiomu i pomóc im w tworzeniu bardziej ukierunkowanych interwencji profilaktycznych.

Naturalny, nietoksyczny, ekologiczny produkt poprawiający równowagę mikrobioty skóry i pomaga zwalczać choroby skóry: czyż nie brzmi jak marzenie? Zespół włoskich naukowców właśnie dokonał odkrycia takiego produktu… wykorzystując skórki granatu przeznaczone do wyrzucenia! ¹

Ta niejadalna część stanowi 50% owocu. Po wyprodukowaniu soku i ekstraktu z granatu zazwyczaj trafia do kosza. Zawiera jednak większość cennych polifenoli obecnych w granacie, z których niektóre mają właściwości antybakteryjne korzystne dla zdrowia.

Włoscy naukowcy chcieli się dowiedzieć, czy poprzez ekstrakcję cennych związków ze skórki można opracować produkt przyczyniający się do przywrócenia równowagi mikrobioty skóry i poprawiający zdrowie skóry.

Dobre bakterie kontra złe bakterie: bitwa

Dysbioza mikrobioty skórnej, charakteryzująca się proliferacją chorobotwórczych bakterii na niekorzyść tych pożytecznych, została powiązana z wieloma problemami skórnymi, takimi jak trądzik, łuszczyca i  atopowe zapalenie skóry.

Naukowcy pobrali najpierw próbki mikrobioty skórnej ze skóry 9 młodych ochotników, z których 3 cierpiało na problemy skórne związane z atopowym zapaleniem skóry. Z próbek tych wyodrębniono:

• Staphylococcus aureus, chorobotwórczą bakterię odpowiedzialną za dysbiozę skóry, 
• Staphylococcus epidermidis, znaną z dobroczynnego działania i zdolności do przywracania integralności bariery skórnej.

Jednocześnie naukowcy przygotowali ekstrakt ze skórki granatu (Punica granatum L.) przy użyciu energooszczędnych metod ekstrakcji i rozpuszczalników nadających się do recyklingu.

Po upewnieniu się, że produkt jest nietoksyczny, zetknęli go z bakteriami pobranymi od ochotników.

Podwójny efekt granatu

Wynik: ekstrakt z granatu ma zarówno niezwykłe działanie przeciwdrobnoustrojowe na chorobotwórczą bakterię S. aureus, jak i działanie ochronne na pożyteczną bakterie S. epidermidis. 

Zdaniem naukowców działanie to jest najprawdopodobniej związane ze związkami fenolowymi granatu: katechiną, kwercetyną, kwasem galusowym itp. Działają one w ukierunkowany sposób, z jednej strony zapobiegając przyleganiu chorobotwórczych bakterii do skóry i tworzeniu ochronnych biofilmów, a z drugiej stymulując zdolność pożytecznych bakterii do syntezy tych biofilmów. 

Konieczne jest przeprowadzenie badań klinicznych, zanim będzie można potwierdzić zdolność ekstraktu do łagodzenia lub leczenia chorób skóry bądź zapobiegania im, szczególnie w przypadku tych związanych z bakteriami opornymi na środki przeciwdrobnoustrojowe. 

Jeśli wyniki okażą się pozytywne, będzie to kolejny dowód na to, że możliwe jest zintegrowanie zdrowia ekosystemów ze zdrowiem ludzi w ramach podejścia „Jedno zdrowie” ² 

„Jedno z najpoważniejszych zagrożeń dla zdrowia, bezpieczeństwa żywnościowego i rozwoju na świecie”. W tych właśnie słowach WHO ² opisuje oporność na antybiotyki. Obiecującym rozwiązaniem tego problemu mogą okazać się peptydy przeciwdrobnoustrojowe (AMP) (sidenote: Peptydy przeciwdrobnoustrojowe (AMP – ang. antimicrobial peptides) Peptydy przeciwdrobnoustrojowe to krótkie sekwencje aminokwasów powszechnie występujące w różnych organizmach, w tym u bakterii, roślin, płazów, owadów, ryb i ssaków. Są one zdolne do zakłócania wzrostu drobnoustrojów najczęściej poprzez naruszanie integralności ściany komórkowej. Więcej informacji https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/antim… ) . Jest ich jednak wciąż niewiele. Niektóre przykłady to:

• bacytracyna wytwarzana przez Bacillus licheniformis do leczenia zakażeń oczu i skóry
• kolistyna wytwarzana przez Paenibacillus polymyxa var. collistinus do leczenia zapalenia płuc u pacjentów z mukowiscydozą
• polimyksyna B wytwarzana przez Paenibacillus polymyxa do leczenia zakażeń miejscowych

Stąd prace badawcze mające na celu identyfikację nowych kandydatów w oparciu o 1773 genomy ludzkiej mikrobioty skóry, jamy ustnej, układu pokarmowego i pochwy 263 zdrowych kobiet z NIH Human Microbiome Project. ³

323 potencjalnych kandydatów

Zespół zidentyfikował 323 potencjalnych kandydatów, których autorzy nazwali SEP (smORF-encoded peptides, peptydy kodowane przez smORF (sidenote: SmORF (Small open reading frames) Krótkie sekwencje kodujące małe peptydy o długości mniejszej niż 100 aminokwasów, które mogą pośredniczyć w kluczowych funkcjach fizjologicznych u ludzi i zwierząt. Więcej informacji Couso JP, Patraquim P. Classification and function of small open reading frames… ) ).

Na podstawie 3 kryteriów (potencjał przeciwdrobnoustrojowy, różnorodność reprezentowanych rodzin, łatwość syntezy) wybrano spośród nich 78 peptydów, zsyntetyzowano je, a następnie przetestowano przeciwko:

• 11 klinicznie istotnym szczepom patogenów (Acinetobacter baumannii, E. coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium)
• 13 najliczniej reprezentowanym bakteriom komensalnym przewodu pokarmowego ( należące do 4 typów: Verrucomicrobia, Bacteroidetes, Actinobacteria, et Firmicutes)

W przeciwieństwie do AMP peptydy SEP mogą być również ukierunkowane na bakterie komensalne.

70,5% wykazuje aktywność przeciwdrobnoustrojową

W sumie 55 z 78 zsyntetyzowanych SEP (70,5%) wykazywało działanie przeciwdrobnoustrojowe in vitro przeciwko co najmniej jednej bakterii patogennej lub komensalnej:

• 33 z 78 SEP niszczyło co najmniej jeden z 11 testowanych patogenów; S. aureus był jedynym patogenem, który nie był celem żadnego z 78 zsyntetyzowanych SEP;
• 45 z 78 SEP wykazywało niewielkie działanie przeciwbakteryjne przeciwko bakteriom komensalnym.

Pięć najbardziej obiecujących SEP (silne działanie przeciwpatogenne, niska aktywność wobec bakterii komensalnych) zostało zakodowanych przez bakterie skórne i pokarmowe (sidenote: Bakterie skórne i pokarmowe Faecalibacticin-3 (Faecalibacterium prausnitzii), fusobacticin-2 (Fusobacterium nucleatum), keratinobacin-1 (Keratinibaculum paraultunense), staphylococcin-2 (Staphylococcus capitis) i prevotellin-2 (Prevotella copri) ) . Les actions des différents SEP se révélaient souvent synergiques.

W badaniach in vivo (na modelu mysim) najlepszy kandydat, prevotellin-2 (P. copri), był tak samo skuteczny jak antybiotyk referencyjny (polimyksyna B) pod względem zmniejszania obciążenia bakteryjnego, bez znaczącej toksyczności dla myszy zakażonych A. baumannii.

Błona cytoplazmatyczna w centrum uwagi

W celu określenia ich mechanizmów działania SEP o właściwościach przeciwdrobnoustrojowych przebadano pod każdym kątem. Wydaje się, że ich działanie przeciwdrobnoustrojowe jest ukierunkowane na błonę cytoplazmatyczną bakterii, którą depolaryzują (podczas gdy klasyczne AMP i kodowane peptydy na ogół działają na błonę zewnętrzną).

Rosnąca liczba złamań kości wynikających ze starzenia się ludności jest już problemem z obszaru zdrowia publicznego: jedną kobietę na dwie i jednego mężczyznę na czterech w pewnym momencie życia spotka osteoporotyczne złamanie kości. Złamania te wynikają najczęściej z trudnej do uniknięcia utraty masy kostnej. Wcześniejsze badania dowiodły istnienia związku między mikrobiotą jelitową a masą kostną u myszy i u ludzi. Nowe badanie wykazuje, że wpływa ona również na zagrożenie złamaniami związanymi z kruchością kości.

Skład mikrobioty – wskaźnik ryzyka złamania

Badacze sięgnęli po dane kohorty FINRISK, ² w ramach której przez 18 lat badano 7043 Finów. Sekwencjonowanie metagenomu bakterii jelitowych uczestników wykazało, że większe zróżnicowanie alfa (sidenote: Zróżnicowanie alfa Liczba gatunków koegzystujących w danym środowisku )  mikrobioty jelitowej idzie w parze z mniejszym ryzykiem złamania.

Ścieżka zapalna

Jeżeli chodzi o wchodzące w grę mechanizmy, może chodzić o różne szlaki metaboliczne. Proteobakterie prawdopodobnie są związane z niższym poziomem syntezy korzystnych dla zdrowia kości aminokwasów rozgałęzionych i nasilonym wytwarzaniem prozapalnych lipopolisacharydów bakteryjnych. Z kolei Tenericutes mogą mieć związek z biosyntezą przeciwzapalnych krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (sidenote: Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe są źródłem energii (paliwa) dla komórek organizmu, współdziałają z układem odpornościowym i biorą udział w komunikacji między jelitami a mózgiem. Silva YP, Bernardi A, Frozza RL. The Role of Short-Chain Fatty Acids From Gut Microbiota in Gut-Brain Communication. Front Endocrinol (Lausanne). 2020;11:25. )  (SCFA), takich jak maślan. Proteobakterie i Tenericutes mogą zatem modulować stan zapalny, a wraz z nim – resorpcję kości.

Droga do nowych strategii profilaktyki złamań?

Mimo że wyniki te są obiecujące, to jednak opierają się one na analizach korelacji w populacji wprawdzie dużej, ale mało zróżnicowanej (mieszkańców Europy Północnej) i tylko na typach stanowiących większość w mikrobiocie jelitowej (co oznacza, że mógł zostać zlekceważony wpływ rzadkich typów). Konieczne są więc dodatkowe badania, aby ustalić, czy istnieje związek przyczynowo-skutkowy między mikrobiotą a ryzykiem złamania, i poznać jego mechanizmy.

Złamanie szyjki kości udowej przy niegroźnym upadku, nadgarstek złamany w wyniku lekkiego urazu, złamanie kręgu – zagrożenie złamaniami związanymi z kruchością kości (sidenote: Złamanie związane z kruchością kości Złamania związane z kruchością kości wynikają z nieznacznego urazu (wystąpienia siły mechanicznej, która w zwykłych warunkach nie spowodowałaby złamania), takiego jak upadek z pozycji stojącej lub z jeszcze mniejszej wysokości. Złamania te są najczęstszą kliniczną konsekwencją osteoporozy, choć u kobiet w okresie menopauzy mogą wystąpić nawet wówczas, gdy nie są one dotknięte tą chorobą.  ) (niespowodowanymi przez silny uraz), w znacznym stopniu wynikającymi z osteoporozy, rośnie z wiekiem: jedną kobietę na dwie i jednego mężczyznę na czterech w pewnym momencie życia spotka osteoporotyczne złamanie kości.

Wynika to z tego, że po 45. roku życia nieustannie się regenerująca kość ulega destrukcji szybciej niż się odbudowuje. Oprócz klasycznych metod zapobiegania utracie masy kostnej, takich jak właściwa dieta i aktywność fizyczna, otwiera się nowa ścieżka: mikrobiota jelitowa, podejrzewana już o wpływ na stan zdrowia kości i zagrożenie osteoporozą. Niedawne badanie wykazało, że nasza mikrobiota jelitowa pozwala przewidzieć, w jakim stopniu grozi nam gips.

Bakterie jelitowe – sprzymierzeńcy czy wrogowie naszych kości?

Zdrową mikrobiotę jelitową charakteryzuje duża różnorodność zawartych w niej bakterii. Jak wykazali naukowcy, którzy przebadali mikrobiotę ponad 7000 Finów, różnorodność ta ma znaczenie dla odporności naszych kości. Ustalili oni, że im bardziej zróżnicowana mikrobiota, tym mniejsze ryzyko złamania. 

Jak wyjaśnić ten związek? Niektóre spośród licznych bakterii zamieszkujących nasze jelita mają korzystny wpływ na stan kości, inne je osłabiają. Na przykład proteobakterie, powiązane już z wieloma przewlekłymi chorobami zapalnymi jelit i zespołem jelita drażliwego, mogą też sprzyjać bardziej uogólnionym stanom zapalnym organizmu pociągającym za sobą kruchość kości.

Z kolei rodzaj Tenericutes wytwarza krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, w tym maślan, które chronią przed stanami zapalnymi.

Czy zrównoważona mikrobiota oznacza mocne kości?

Przyszłością profilaktyki złamań związanych z kruchością kości może więc być przywracanie równowagi mikrobioty jelit. Aby zachować dobry stan swoich kości, oprócz dostarczania odpowiednich dawek wapnia i witaminy D należy zadbać o swoje „dobre” bakterie.

Jednak mimo obiecujących wyników droga do potwierdzenia związku przyczynowo-skutkowego między bakteriami a złamaniami i poznania mechanizmów oddziaływania bakterii jelitowych na ochronę lub osłabienie kości jest jeszcze długa. Do tego czasu ci z nas, którzy chcą do późnego wieku zachować mocny kościec, powinni zadbać o swoje jelita!

Wynalezienie nowych antybiotyków w celu walki z opornością na te substancje – to wyzwanie, któremu pilnie musi sprostać medycyna. Przyczynić się do tego może uczenie maszynowe (sidenote: Uczenie maszynowe: Automatyczne uczenie się, w którym sztuczna inteligencja rozwiązuje zadanie w oparciu o zebrane dane metagenomiczne i metabolomiczne, w tym przypadku identyfikację rozróżniających gatunków bakterii. Wazid M, Das AK, Chamola V, et al. Uniting cyber security and machine learning: Advantages, challenges and future research. ICT Express, 2022; 8(3), 313-321. ) . W jaki sposób? Przewidując światowy rezerwuar dostępnych na naszej planecie peptydów przeciwdrobnoustrojowych (AMP – ang. antimicrobial peptides) (sidenote: Peptydy przeciwdrobnoustrojowe (AMP – ang. antimicrobial peptides) Peptydy przeciwdrobnoustrojowe to krótkie sekwencje aminokwasów powszechnie występujące w różnych organizmach, w tym u bakterii, roślin, płazów, owadów, ryb i ssaków. Są one zdolne do zakłócania wzrostu drobnoustrojów najczęściej poprzez naruszanie integralności ściany komórkowej. Więcej informacji https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/antim… ) . Owe peptydy stanowią obiecującą metodę leczenia, która została już wdrożona klinicznie w formie leków przeciwwirusowych (np.: enfuwirtyd). Są one także przedmiotem badań klinicznych z uwagi na ich właściwości immunomodulujące w leczeniu zakażeń drobnoustrojami (drożdżaki, bakterie). Ich przewaga nad antybiotykami jest znacząca: niektóre z nich mają wąskie spektrum działania, umożliwiając bardziej ukierunkowane terapie; oporność na wiele AMP rozwija się powoli i nie jest związana z opornością krzyżową z innymi powszechnie stosowanymi klasami antybiotyków.

Prawie 1 milion kandydatów

W praktyce uczenie maszynowe umożliwiło badaczom przewidzieć i skatalogować peptydy kandydatów (AMP-c) wytwarzanych przez wszystkie organizmy ziemskie, poprzez szczegółowe przeszukiwanie ogólnoświatowych publicznych baz danych (63 410 metagenomów i 87 920 genomów bakteryjnych lub archebakteryjnych). Autorzy ograniczyli się do konkretnej kategorii AMP – peptydów kodowanych przez własne geny organizmów, składających się z mniej niż 100 aminokwasów. W wyniku badań powstał katalog (zwany AMPSphere) zawierający 833 498 nieredundantnych sekwencji peptydowych. 

100 pomyślnie przetestowanych kandydatów

Aby zweryfikować przeciwdrobnoustrojowy potencjał AMP-c, naukowcy zsyntetyzowali 100 z nich i przetestowali je przeciwko opornym bakteriom chorobotwórczym i bakteriom komensalnym układu pokarmowego. W warunkach in vitro 79 z nich wykazało aktywność przeciwko patogenom lub komensalom, w tym 63 przeciwko 11 patogenom będącym zagrożeniem dla zdrowia publicznego. Cztery peptydy były skuteczne w bardzo niskich stężeniach wynoszących około 1 μmol/l (100% komórek zabitych po 24-godzinnej inkubacji w temperaturze 37°C), porównywalnych z najsilniejszymi opisanymi peptydami.

Jakie są ich mechanizmy działania? Badania nad peptydami wykazującymi działanie przeciwko Acinetobacter baumannii lub Pseudomonas aeruginosa wykazały, że znacząco przenikają one przez błonę zewnętrzną tych patogenów. 

Skuteczność głównych peptydów kandydatów AMP została również potwierdzona in vivo w mysich modelach ropni (zakażenie A. baumannii).

Regulacja apetytu to złożony, wielowymiarowy proces odgrywający główną rolę w utrzymaniu homeostazy energii. Kluczowym elementem tej regulacji, obok głodu i nasycenia, jest sytość.

• Głód jest objawem fizjologicznej potrzeby pożywienia, wywołanej zazwyczaj sygnałami z mózgu w odpowiedzi na wyczerpanie energii.
• Z kolei nasycenie to uczucie pełności odczuwane w trakcie posiłku i będące sygnałem do zakończenia jedzenia.
• Natomiast sytość to termin oznaczający długotrwałe uczucie pełności, które hamuje podjadanie między posiłkami, a tym samym wpływa na porę kolejnego spożycia pokarmu.

Poznanie mechanizmów leżących u podstaw uczucia sytości jest niezwykle istotne zarówno dla personelu medycznego, jak i osób walczących z otyłością, cukrzycą i innymi zaburzeniami metabolizmu. Coraz częściej badania wskazują na mikrobiotę jelitową jako główny regulator sygnału sytości łączący mikrobiologiczne środowisko jelit z czynnością mózgu poprzez to, co powszechnie nazywa się osią jelitowo-mózgową. Rosnąca baza dowodów sugeruje, że bakterie jelitowe i ich metabolity, zwłaszcza krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA (sidenote: Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe są źródłem energii (paliwa) dla komórek organizmu. Współdziałają one z układem odpornościowym i są zaangażowane w komunikację między jelitami a mózgiem. Źródła:
Silva YP, Bernardi A, Frozza RL. The Role of Short-Chain Fatty Acids From Gut Microbiota in Gut-Brain Communication. Front Endocrinol (Lausanne). 2020;11:25. ) ), odgrywają kluczową rolę w regulacji uczucia sytości, wpływając na uwalnianie hormonów sytości i modulując apetyt. ^1,2,3

W tym artykule zapraszamy do zapoznania się z coraz większą liczbą dowodów potwierdzających rolę mikrobioty jelitowej w regulacji uczucia sytości, ze szczególnym uwzględnieniem metabolitów drobnoustrojów, ich interakcji z osią jelitowo-mózgową oraz znaczenia dla praktyki klinicznej. Przeanalizujemy, w jaki sposób interwencje dietetyczne służące modyfikacji składu mikrobioty jelitowej, np. stosowanie probiotyków, prebiotyków i diet bogatych w błonnik, mogą wpływać na uczucie sytości i oferować nowe podejścia do leczenia otyłości i powiązanych z nią zaburzeń metabolizmu.

Rozmowy jelit z mózgiem: jak mikrobiota kształtuje sygnały sytości?

Oś jelitowo-mózgowa to skomplikowana sieć przekazująca sygnały sytości między jelitami i mózgiem. Na tę interakcję duży wpływ wywiera mikrobiota jelitowa, która reguluje apetyt za pomocą hormonów, takich jak glukagonopodobny peptyd-1 (GLP-1), peptyd YY (PYY) i cholecystokinina (CCK). Hormony te są produkowane przez wyspecjalizowane komórki jelitowe, tzw. komórki enteroendokrynne (EEC), w odpowiedzi na przyjęcie pokarmu.

Razem hormony te oddziałują na mózg, zmniejszając ilość przyjmowanego pokarmu i przedłużając uczucie sytości, co pomaga zachować zdrową równowagę jedzenia.

Jednym z kluczowych czynników związanych z mikrobiotą jest produkcja SCFA – octanu, propionianu i maślanu – podczas fermentacji błonnika. SCFA stymulują uwalnianie GLP-1 i PYY, zwiększając uczucie sytości i pomagając kontrolować apetyt. ¹ SCFA oddziałują również na nerw błędny, który bezpośrednio łączy jelita z ośrodkami głodu w mózgu, wzmacniając sygnały sytości. ²

Rola mikrobioty nie ogranicza się wyłącznie do sygnalizacji; SCFA ograniczają również stan zapalny w podwzgórzu, zachowując integralność regulacji sytości i pomagając zapobiegać zaburzeniom metabolizmu związanym z otyłością. ² Ale w jaki sposób probiotyki i specyficzne interwencje dietetyczne, np. prebiotyki, wpływają na mikrobiotę jelitową, zwiększając uczucie sytości? 

Rola probiotyków we wzmacnianiu sygnałów sytości:

Najnowsze badania wykazały, że niektóre bakterie mogą wytwarzać białka wysyłające sygnały do mózgu, informując organizm, że jesteśmy najedzeni. Przykładem jest białko o nazwie ClpB, produkowane przez niektóre bakterie, np. Hafnia alvei. Białko to zachowuje się podobnie do alfa-MSH, hormonu regulującego apetyt. Stymuluje ono wydzielanie hormonu PYY, który zapewnia uczucie sytości i hamuje apetyt. ³

W badaniach przedklinicznych wykazano, że Hafnia alvei może pomóc w zmniejszeniu ilości spożywanego pokarmu i przyrostu masy ciała u zwierząt doświadczalnych poprzez wzmocnienie sygnałów sytości. ³ Stosowana jako probiotyczny suplement bakteria Hafnia alvei może zwiększać uczucie sytości u ludzi, wspierając zdrowe nawyki żywieniowe i przyczyniając się do długoterminowej kontroli masy ciała. ⁴ Mimo że konieczne są dalsze badania, wstępne wyniki wskazują, iż probiotyki mogą stanowić uzupełnienie interwencji dietetycznych, których celem jest kontrolowanie apetytu i redukcja masy ciała. ³

Stymulacja uczucia sytości: w jaki sposób prebiotyki i błonnik pokarmowy wpływają na mikrobiotę?

Interwencje dietetyczne, zwłaszcza obejmujące prebiotyki i błonnik pokarmowy, stanowią bezpośredni sposób oddziaływania na mikrobiotę jelitową i zwiększania uczucia sytości. Prebiotyki to niestrawne składniki żywności, które wybiórczo stymulują wzrost i aktywność pożytecznych bakterii jelitowych. Najlepszym przykładem jest tutaj inulina, błonnik promujący produkcję SCFA, zwłaszcza propionianu i maślanu, które odgrywają kluczową rolę w sygnalizowaniu sytości. ²

W badaniach na ludziach wykazano, że suplementacja estrem propionianowym inuliny (IPE) daje obiecujące wyniki. Na przykład u osób, które spożywały IPE, zaobserwowano zmniejszenie ad libitum spożycia energii, co oznacza, że naturalnie zmniejszyły one spożycie pokarmów bez podejmowania świadomego wysiłku. ² SCFA produkowane w procesie fermentacji błonnika, zwłaszcza propionian, bezpośrednio stymulują uwalnianie GLP-1 i PYY, zwiększając uczucie sytości. ¹

Ponadto skrobia oporna, inny rodzaj błonnika, który ulega fermentacji, wykazała zdolność do obniżania poposiłkowego poziomu glukozy i wpływania na hormony sytości. Jedno z badań wykazało, że suplementacja skrobią oporną przez sześć tygodni obniżyła poziom leptyny, hormonu uczestniczącego w długoterminowej równowadze energetycznej, co świadczy o poprawie regulacji apetytu. ¹

Powyższe przykłady pokazują, w jaki sposób dieta bogata w błonnik może wpływać na aktywność mikroflory jelitowej, co z kolei ma korzystny wpływ na uczucie sytości. A co z innymi metabolitami drobnoustrojów innymi niż SCFA?W jaki sposób wpływają na centralną i obwodową regulację głodu?

Poza błonnikiem: rola neuroaktywnych metabolitów w kontroli apetytu

Oprócz SCFA, bakterie jelitowe produkują kilka neuroaktywnych metabolitów, które odgrywają kluczową rolę w regulacji apetytu i sytości zarówno poprzez drogi centralne, jak i obwodowe. Wśród nich serotonina, kwas gamma-aminomasłowy (GABA) i dopamina to kluczowe neuroprzekaźniki uczestniczące w modulacji spożycia pokarmu i bilansu energetycznego. ²

GABA może być produkowany przez niektóre szczepy Lactobacillus i Bifidobacterium. GABA wpływa na podwzgórze, które odgrywa kluczową rolę w regulacji głodu, poprzez modulację obwodów nerwowych kontrolujących zachowania żywieniowe. Badania wykazały, że u myszy pozbawionych drobnoustrojów dochodzi do zmian w sygnalizacji GABA, co skutkuje zwiększonym apetytem. Obserwacja ta podkreśla kluczową rolę GABA pochodzącego z jelit w kontrolowaniu głodu. ³

Ponadto mikrobiota jelitowa wpływa również na dopaminę, która bierze udział w mechanizmach nagrody związanych z jedzeniem. Zaburzenia równowagi na szlakach dopaminowych mogą prowadzić do przejadania się, a nawet objadania się, co podkreśla potencjalną rolę mikrobioty w radzeniu sobie nie tylko z głodem, lecz także z uzależnieniem od jedzenia.¹

Dysbioza: kiedy zaburzenia równowagi jelitowej sabotują sytość

Dysbioza, czyli zaburzenie równowagi lub niewłaściwe przystosowanie mikrobioty jelitowej, okazała się czynnikiem zakłócającym poprawne sygnały sytości. U osób z otyłością i zaburzeniami metabolizmu często obserwuje się dysbiozę, która charakteryzuje się zmniejszeniem bioróżnorodnosci i nadmiernym wzrostem niektórych bakterii patogennych. ³ To zaburzenie równowagi może zaburzyć produkcję kluczowych metabolitów drobnoustrojowych, zwłaszcza SCFA, które są niezbędne do regulacji hormonów odpowiedzialnych za uczucie sytości, takich jak GLP-1 i PYY. ¹

Badania pokazują, że osoby z dysbiotycznym mikrobiomem mają często podwyższony poziom greliny, hormonu pobudzającego apetyt, co prowadzi do ciągłego uczucia głodu i trudności w utrzymaniu zdrowej równowagi energetycznej. ³ Zaburzenia te podkreślają, jak istotne jest utrzymanie zdrowej, zróżnicowanej mikrobioty nie tylko dla zdrowia przewodu pokarmowego, lecz także dla poprawnej regulacji apetytu i długoterminowej kontroli metabolizmu.

Rewolucja w sytości: wykorzystanie probiotyków, prebiotyków i diet wysokobłonnikowych w celu uzyskania korzyści terapeutycznych

Potencjał terapeutyczny probiotyków, prebiotyków i diet wysokobłonnikowych w zakresie modulacji mikrobioty jelitowej stanowi skuteczne narzędzie zwiększające uczucie sytości i kontrolowania​​​​​​​ zaburzeń metabolizmu. ⁸ Badania konsekwentnie wykazują, że błonnik pokarmowy, taki jak inulina, fruktooligosacharydy (FOS) i skrobia oporna, są krytycznymi czynnikami stymulującymi wytwarzanie SCFA – zwłaszcza maślanu, propionianu i octanu – które bezpośrednio wpływają na regulację uczucia sytości poprzez oś jelitowo-mózgową. ⁹

Dowody kreślą wizję przyszłości, w której precyzyjne odżywianie – personalizowane interwencje dietetyczne oparte na indywidualnym profilu mikrobiomu – może stać się kluczową strategią terapeutyczną. ¹⁰  Oddziałując na mikrobiotę za pomocą specyficznych probiotyków, prebiotyków i błonnika, lekarze mogą przywrócić równowagę jelitową, zwiększyć uczucie sytości i pomóc pacjentom skuteczniej kontrolować apetyt i zdrowie metaboliczne. W miarę zdobywania dalszej wiedzy na temat roli mikrobioty w odczuwaniu sytości otwierają się nowe horyzonty spersonalizowanych terapii wykraczających poza tradycyjne podejścia do leczenia​​​​​​​ otyłości i chorób metabolicznych. ¹¹

Ponad 80% zakażeń układu moczowego jest wywoływanych przez uropatogenne bakterie Escherichia coli (sidenote: UropatogennaEscherichia coli E. coli często mają dodatkowe geny (w porównaniu z komensalnymi E. coli), które zwiększają ich zjadliwość (wici, toksyny, polisacharydy powierzchniowe itp.). ) . Te bakterie jelitowe mogą migrować z odbytu, kolonizować cewkę moczową, a następnie przemieszczać się do pęcherza moczowego. Poprzednie badania wykazały, że kobiety cierpiące na infekcje dróg moczowych mają w przewodzie pokarmowym zwiększoną liczebność E. coli i podobieństwa między gatunkami jelitowymi a tymi, które kolonizują drogi moczowe. 

Aby ocenić dysbiozę i inne potencjalne czynniki ryzyka u kobiet z historią zapalenia pęcherza moczowego, naukowcy przebadali 753 ochotniczki w wieku od 18 do 45 lat, u których zdiagnozowano infekcję dróg moczowych w ciągu ostatnich pięciu lat i które poza tym cieszyły się dobrym zdrowiem. ¹

Wybór zdrowszej diety

Prawie ¾ badanych kobiet (71%) miało dysbiozę jelitową, która była związana nie tylko z nawrotami (sidenote: Nawracająca infekcja dróg moczowych Nawracająca infekcja dróg moczowych oznacza wystąpienie ⩾2 epizodów objawowych w ciągu 6 miesięcy lub⩾3 epizodów objawowych w ciągu 12 miesięcy. ) infekcji dróg moczowych, ale także z obecnością oporności na wiele antybiotyków w ich florze.

Kolejną cechą szczególną badanej populacji jest dieta: napoje (mniej niż 1 litr wody dziennie, picie słodkich soków itp.), żywność (nadreprezentacja słonych produktów, wysokokaloryczne diety bogate w cukry dodane i tłuszcze nasycone itp.) lub suplementy diety zapobiegające infekcjom dróg moczowych.

Zdaniem naukowców obserwacje te potwierdzają związek między dietą a składem mikrobioty jelitowej. W tym względzie odnoszą się do wcześniejszych badań, które wykazały, że tylko 12% zmienności strukturalnej mikrobioty jelitowej można przypisać zmianom genetycznym, podczas gdy 57% można wyjaśnić zmianą diety. 

Mikrobiota jako nowa strategia terapeutyczna

Chociaż standardowe leczenie infekcji dróg moczowych opiera się na stosowaniu antybiotyków, w dłuższej perspektywie zaburzają one mikrobiotę jelitową (dysbioza) i sprzyjają rozwojowi mikroorganizmów wieloopornych. Stąd (zdaniem autorów) znaczenie alternatywnych i uzupełniających wyborów terapeutycznych.

Naukowcy przypominają również o korzystnym wpływie probiotyków, w szczególności Lactobacillus spp, które zmniejszają przyleganie, wzrost i kolonizację bakterii uropatogennych, takich jak E. coli: L. salivarius dociera do mikrobioty układu moczowego i pochwy i chroni ją; probiotyk złożony z dwóch szczepów Lactobacilli i ekstraktu z żurawiny znacząco zmniejsza liczbę nawracających infekcji dróg moczowych u młodych kobiet przed menopauzą w porównaniu z produktem placebo. 

Mimo że podawanie pałeczek kwasu mlekowego ma dużą przewagę nad antybiotykami, nie sprzyja ono rozwojowi oporności.

Naukowcy dokonali przełomowego odkrycia: niektóre bakterie jelitowe potrafią przekształcać hormony związane ze stresem w progestageny za pomocą wodoru. To przeprowadzone przez Megan McCurry ¹ i jej zespół badanie wykazało, w jaki sposób mikroorganizmy jelitowe, a konkretnie Gordonibacter pamelaeae i Eggerthella lenta, metabolizują glikokortykoidy – hormony wytwarzane przez organizm w reakcji na stres – zmieniając je w progestageny grające kluczową rolę w ciąży i funkcjonowaniu mózgu. Te odkrycia, opublikowane w Cell, otwierają nowe drogi do zrozumienia wpływu mikrobioty jelit na zdrowie kobiet, zwłaszcza podczas ciąży.

Nieoczekiwana rola wodoru

Jednym z najbardziej zaskakujących odkryć dokonanych w tym badaniu jest rola wodoru w metabolizmie bakterii jelitowych. Okazało się, że wodór – uznawany dotychczas za produkt uboczny trawienia – jest kluczowym czynnikiem pobudzającym zdolność bakterii do przekształcania glikokortykoidów w progestageny. Badanie wykazało, że wodór wytwarzany przez bakterie jelitowe, takie jak E. coli, tworzy środowisko sprzyjające przekształcaniu sterydów. Gdy bakterie te rosną razem, produkują znacznie więcej wodoru, co ułatwia proces konwersji.

Wytwarzanie progestagenów przez bakterie: potencjalny związek z ciążą i zdrowiem psychicznym

Badanie wykazuje też, że przekształcanie hormonów stresu w progestageny przez bakterie jelitowe ma znaczenie fizjologiczne, zwłaszcza podczas ciąży. W badaniu stwierdzono, że poziom progestagenów bakteryjnych jest zdecydowanie wyższy w stolcu kobiet ciężarnych niż u tych, które nie są w ciąży. Jeden z tych progestagenów, allopregnanolon, został już zatwierdzony przez FDA jako lek na depresję poporodową, co wskazuje na potencjalny wpływ tego procesu bakteryjnego na zdrowie psychiczne matek.

This link between bacterial hormone production and pregnancy is crucial, as progestins not only regulate pregnancy but also act as neurosteroids that affect brain function. The study suggests that these bacterial transformations could influence not just pregnancy outcomes but also postpartum conditions like depression and anxiety.

Mikroorganizmy jelitowe – nowi gracze w układzie hormonalnym?

Implikacje tych odkryć nie ograniczają się do ciąży. Jeżeli bakterie jelitowe mają zdolność przekształcania hormonów stresu w bioaktywne związki wpływające na mózg i układ rozrodczy, to odkrycie to otworzy fascynujące możliwości zrozumienia wpływu stanu zdrowia jelit na regulację hormonów w całym organizmie. Odkrycie to sugeruje, że mikrobiota jelit funkcjonuje prawie jak dodatkowy organ układu hormonalnego zdolny do wywierania wpływu na równowagę hormonalną i zdrowie psychiczne.

Poznanie roli mikrobioty w regulacji hormonów może wskazać drogę do nowatorskich terapii celowanych w bakterie jelitowe. W przyszłości terapie mikroorganiczne mogą pomóc w walce z problemami zdrowotnymi związanymi z zaburzeniami równowagi hormonalnej, takimi jak zespół jajników policystycznych (PCOS), zaburzenia nastroju, a nawet problemy z płodnością.