Możliwe, że od mikrobioty jelitowej do zdrowego szkieletu jest tylko krok, jeżeli wierzyć wcześniejszym pracom: ¹ niektóre mikroorganizmy jelitowe zwiększają ilość wytwarzanych limfocytów T, które pobudzają wytwarzanie mediatorów odporności i zapalnych cytokin, co sprzyja osteoklastogenezie i utracie masy kostnej u myszy. Inne badania wskazują na istnienie wiążących je mechanizmów obejmujących wytwarzanie przez mikroorganizmy krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA) oraz metabolizm składników pożywienia uczestniczących w metabolizmie tkanki kostnej (witamin K i D oraz złożonych wielocukrów). Utworzono nawet specjalny termin: „osteomikrobiologia”. Niemniej badania kliniczne były rzadkie, dopóki amerykański zespół nie opublikował własnego.

Dwie różne kohorty, ten sam podejrzany

Prace te objęły dwie kohorty z dwóch badań obserwacyjnych: 831 mężczyzn w podeszłym wieku (średnia wieku 84,2 roku) z badania MrOS ² dotyczącego osteoporozy u mężczyzn oraz 1227 młodszych mężczyzn i kobiet (średnia wieku 55,2 roku) z badania Framingham Heart Study (FHS). ³ W wyniku analizy danych w badaniu FHS zidentyfikowano 37 rodzajów bakterii (zwłaszcza ujemnie skorelowane z gęstością kości DTU089, Marvinbryantia, Blautia i Akkermansia oraz pozytywnie z nią skorelowane Turicibacter i Victivallis), a w badaniu MrOS – 4 rodzaje bakterii (korelacja ujemna z Methanobrevibacter i DTU089, a dodatnia z Lachnospiraceae NK4A136) prawdopodobnie uczestniczących w tych procesach.

Zatem mimo różnic pomiędzy tymi dwiema kohortami pod względem wielkości, płci i wieku, w obu z nich ta sama bakteria była skorelowana z mniejszą gęstością kości: DTU089. Występuje ona obficiej u osób mniej aktywnych fizycznie i spożywających bardzo ograniczone ilości białka, które to czynniki wpływają niekorzystnie na stan zdrowia kości.

Metaanaliza

Badacze wykorzystali obie kohorty do przeprowadzenia metaanalizy. Dała ona następujące wyniki: większa obfitość rodzajów Akkermansia i DTU089 była skorelowana z mniejszą gęstością kości promieniowej i piszczeli, natomiast większa obfitość Lachnospiraceae NK4A136 i Faecalibacterium szła w parze z większą gęstością kości. 

Badacze zidentyfikowali też osiem szlaków metabolicznych skorelowanych z pomiarami gęstości kości. Najważniejszy z nich obejmuje szlak biosyntezy histydyny, puryny i pirymidyny. Wcześniejsze badania na myszach wykazały już zaburzenie metabolizmu puryny w osteoporozie.

Są to dopiero wstępne wyniki wymagające dodatkowych badań, aby lepiej poznać mechanizmy modyfikacji integralności szkieletu przez niektóre bakterie, ale potwierdzają one wyniki wstępnych badań przedklinicznych. A przede wszystkim dają większą nadzieję na to, że kiedyś będzie można modulować mikrobiotę jelitową, aby lepiej chronić kości pacjentów.

Chorobę Alzheimera uznaje się za schorzenie uwarunkowane wieloma czynnikami: wpływ na nią mają genetyka, styl życia i środowisko. Jednak badanie opublikowane w czasopiśmie Brain ¹ w październiku 2023 r. wskazuje, że mikrobiota jelitowa również może odgrywać pewną rolę. Co nie mniej ważne, samo wszczepienie mikrobioty jelitowej pacjentów z chorobą Alzheimera młodym szczurom wystarczy, aby wywołać zmiany w pamięci przestrzennej zwierząt, co stanowi typowy objaw choroby.

Mikrobiota jelitowa w stanie nierównowagi

Już wcześniej wiadomo było, że pacjenci cierpiący na chorobę Alzheimera wykazują zmiany w mikrobiocie jelitowej. Autorzy badania po raz kolejny potwierdzają słuszność tej obserwacji, wskazując na przykład na zmniejszenie liczby występowania bakterii Coprococcus u pacjentów, co jest związane ze zdrowym starzeniem się.

Co istotniejsze, autorzy wykazali, że zmiany te są powiązane ze stanem klinicznym pacjentów, a dokładniej z ich wynikami uzyskanymi w teście oceniającym zdolności poznawcze i pamięciowe zwanym MMSE: im więcej pewnych bakterii uznanych za korzystne dla zdrowia, tym wyższy wynik MMSE; i odwrotnie – obfitość szkodliwych bakterii (na przykład Desulfovibrio) idzie w parze z pogorszeniem wyniku MMSE. Bakterie jelitowe wpływają zatem na zdolności poznawcze pacjentów.

Przeniesienie flory jelitowej… i choroby

Jak jednak należy rozumieć ten związek między jelitami a mózgiem? Czy mikrobiota jelitowa przyczynia się do rozwoju choroby Alzheimera, czy też sama jest jej ofiarą?

Aby odpowiedzieć na to pytanie, zespół pobrał kał od zdrowych dawców i pacjentów z chorobą Alzheimera i przeszczepił go młodym dorosłym szczurom. Rezultat: u szczurów karmionych florą „Alzheimera” wzrosła liczebność szkodliwych bakterii Desulfovibrio, układ trawienny uległ modyfikacji (wilgotniejsze stolce, skrócenie okrężnicy itp.), a przede wszystkim szczury osiągały gorsze wyniki w czynnościach wymagających długoterminowej pamięci przestrzennej. Innymi słowy, są to objawy porównywalne do występujących u ludzi cierpiących na tę chorobę.

Dalsze eksperymenty wykazały, że przeprowadzony przeszczep zmienił proces, który umożliwia szczurom wytwarzanie nowych neuronów. W jaki sposób to, co dzieje się w przewodzie pokarmowym, może „trafić do mózgu”? Jest to możliwe za pośrednictwem krwiobiegu: niezrównoważona mikrobiota jelitowa wytwarza małe cząsteczki zdolne do przekraczania bariery mózgowej i osłabiania procesów regeneracji neuronów.

Istnieje przypuszczenie, że mikrobiota jelitowa ma wpływ na rozwój choroby Alzheimera. Świadczą o tym swoiste zmiany we florze jelitowej u pacjentów i w modelach mysich. Jednak czy te zmiany w mikrobiocie jelitowej są przyczyną, a może objawem choroby? Badania naukowe opublikowane w czasopiśmie Brain ¹ zawierają szereg odpowiedzi.

Zaburzenia poznawcze a sygnatura mikrobiologiczna 

W porównaniu z 69 zdrowymi osobami 64 pacjentów dotkniętych chorobą Alzheimera uczestniczących w badaniu wykazało zwiększony ogólnoustrojowy stan zapalny. Ich mikrobiota charakteryzowała się większą liczebnością bakterii Bacteroidetes (które obejmują wiele gatunków o działaniu prozapalnym) i mniejszą liczebnością bakterii z gatunków Firmicutes i Verruocomicrobiota (uznawanych za dobroczynne). Obecność bakterii Clostridium sensu stricto 1 i Coprococcus, które wytwarzają krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, okazała się ograniczona, podczas gdy liczebność patobionta Desulfovibrio była znaczna.

Udowodniono, że opisane zmiany w mikrobiocie jelitowej wiążą się ze stanem klinicznym pacjentów cierpiących na chorobę Alzheimera, a w szczególności z wynikami oceny funkcji poznawczych i pamięci w skali MMSE (Mini-Mental State Examination): spadek liczby bakterii Coprococcus oznacza niższy wynik w skali MMSE; im większa liczebność bakterii Desulfovibrio i Dialister, tym gorszy wynik w skali MMSE. Rezultaty badań wskazują na mikrobiologiczną sygnaturę upośledzonej sprawności poznawczej występującej przy chorobie Alzheimera.

Zabieg FMT ma wpływ na czynność jelita grubego…

Jedyne, co pozostało, to zrozumieć wpływ ludzkiej mikrobioty jelitowej na chorobę Alzheimera. W tym celu zespół naukowców dokonał przeszczepu próbek kału od pacjentów z chorobą Alzheimera i osób zdrowych młodym dorosłym szczurom z mikrobiotą zubożoną przez 7-dniową antybiotykoterapię. Podczas gdy różnorodność taksonów utrzymała się u szczurów, które otrzymały zdrową florę, zabieg FMT mikrobioty pacjenta dotkniętego chorobą Alzheimera wywołał bardziej znaczącą zmianę taksonów ze szczególnym wzrostem Desulfovibrio. Czynność okrężnicy szczurów przyjmujących mikrobiotę pacjenta z chorobą Alzheimera również uległa zmianie (wilgotniejsze stolce, skrócenie okrężnicy, hiperplazja krypt okrężnicy proksymalnej itp.).

…i przekazuje zaburzenia pamięci

Przede wszystkim jednak szczury otrzymujące mikrobiotę pacjenta cierpiącego na chorobę Alzheimera radziły sobie gorzej z wykonywaniem niektórych zadań – w szczególności tych, które wymagały długotrwałej pamięci przestrzennej i były zależne pod względem fizjologicznym od neurogenezy. Jest to proces, w ramach którego przez całe życie neuronalne komórki macierzyste w hipokampie generują nowe neurony. Ponadto autorzy badania wykazali, że zabieg FMT z mikrobioty pacjenta zmagającego się z chorobą Alzheimera wpływa na neurogenezę, a w szczególności na przeżywalność i kształtowanie się dendrytów neuronów. Jak to się dzieje? Przypuszczalnie za pośrednictwem drogi naczyniowej. Autorzy wskazują na niektóre metabolity bakteryjne zdolne do przekraczania bariery krew-mózg. Autorzy wykazali również, że kąpiel in vitro embrionalnych komórek progenitorowych hipokampa w surowicy pacjenta wpływa na proliferację neuronów, różnicowanie i morfologię dendrytów. 

Przedstawione wyniki, które wymagają potwierdzenia innymi badaniami (mechanistycznymi, interwencyjnymi, metabolomicznymi itp.), pokazują, że choroba Alzheimera nie ogranicza się wyłącznie do mózgu. Wyniki te mogłyby stanowić inspirację do opracowania nowych metod mających na celu opóźnienie wystąpienia lub spowolnienie postępu demencji, a nawet zastosowanie ich w przypadku innych zaburzeń neurodegeneracyjnych i poznawczych.

Polecane przez naszą społeczność

Odpowiedź odpornościowa na szczepionkę przeciw COVID-19 zależy od wielu czynników, między innymi od składu mikrobioty jelitowej. I odwrotnie – szczepienie może zmieniać mikrobiotę jelitową. Aby lepiej poznać tę dwukierunkową interakcję, w Hongkongu przeprowadzono podłużne badanie prospektywne. Polegało ono na pobraniu próbek krwi i stolca (przy włączeniu do badania oraz po 1 i po 6 miesiącach od szczepienia) pacjentów zaszczepionych BNT162b2 (sidenote: BNT162b2 szczepionka laboratorium BioNTech-Pfizer przeciw COVID-19 zawierająca RNA wprowadzone do nanocząsteczek lipidów, w UE sprzedawana pod nazwą Comirnaty ) (liczba = 121 pacjentów, średnia wieku = 42 lata) albo CoronaVac (sidenote: CoronaVac szczepionka firmy Sinova przeciw COVID-19 zawierająca zdezaktywowanego wirusa w całości z adiuwantem (wodorotlenkiem glinu). Dopuszczona w wielu krajach Azji i Ameryki Południowej. W Europie jest dopuszczona w Bośni, Ukrainie i Turcji. Źródło: www.mesvaccins.net/ ) (40 pacjentów, średnia wieku = 55 lat), którzy w trakcie badania nie zostali zarażeni COVID-em.

Wpływ mikrobioty na odpowiedź na szczepionkę

Immunogeniczność BNT162b2 (szczepionki mRNA) okazała się silniejsza i trwalsza niż w przypadku CoronaVac – po 6 miesiącach u pacjentów występowało więcej przeciwciał.

U pacjentów zaszczepionych BNT162b2 większa obfitość Bifidobacterium adolescentis, B. bifidum i Roseburia faecis w chwili zaszczepienia szła w parze z lepszą odpowiedzią na szczepienie. Obfitość trzech gatunków bakterii (B. adolescentis, Lachnospira pectinoschiza i Lactococcus lactis) w chwili włączenia do badania pozwalała wręcz przewidzieć odpowiedź na szczepienie po 6 miesiącach. Z odpowiedzią – pozytywną lub negatywną – na szczepionkę miało związek 28 metabolitów, w tym kwas nikotynowy (witamina B) i γ-aminomasłowy (GABA).

W przypadku osób zaszczepionych CoronaVac (dezaktywowanym wirusem) większa liczba przeciwciał po 6 miesiącach szła w parze z większą liczebnością bakterii wytwarzających krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, takich jak Phocaeicola dorei, Blautia massiliensis i Dorea formicierans oraz mniejszą obfitością Faecalibacterium prausnitzii w chwili włączenia do badania. Obfitość trzech gatunków bakterii (Clostridium fessum, Actinomyces sp. ICM47 i Enterrotcloster citroniae) w chwili włączenia do badania przepowiadała obecność przeciwciał po 6 miesiącach. Negatywnie skorelowane z przeciwciałami po 6 miesiącach okazały się 42 metabolity, w tym L-tryptofan. Każda technologia produkcji szczepionki ma zatem związek z określoną odpowiedzią immunologiczną zależną od początkowego składu mikrobioty.

Wpływ szczepionki na mikrobiotę

I odwrotnie – szczepionka, niezależnie od typu, modyfikowała mikrobiotę jelitową: zmniejszała się jej różnorodność, rosła liczba Bacteroidota i Pseudomonadota, a zmniejszała się obfitość Bacillota i Actinomycetota. Następowała redukcja szlaków biosyntezy histydyny i wzrost liczby szlaków rozkładu metioniny i argininy. Zmiany składu mikrobioty jelitowej związane ze szczepieniem CoronaVac bardziej przypominały te, które powoduje infekcja SARS-CoV-2. Różnicę tę może tłumaczyć technologia produkcji tej szczepionki (zdezaktywowany wirus w całości).

Ponadto w grupie BNT162b2 mikrobiota szybciej odzyskiwała różnorodność, ale więcej (58%) gatunków zmodyfikowanych przez szczepienie po 6 miesiącach od szczepienia nie powróciło po początkowego poziomu w porównaniu z CoronaVac (21,6%).

Powiedz mi, jak wygląda Twoja mikrobiota, a ja Ci powiem, jak szczepionka przeciw COVID będzie cię chronić. 

Tak można podsumować wyniki badania opublikowanego we wrześniu ubiegłego roku w czasopiśmie Signal Transduction and Targeted Therapy ¹.

Badaczom udało się wykazać, że obecność niektórych bakterii i cząsteczek w jelicie przed wszczepieniem pierwszej dawki może wzmocnić odporność nadawaną przez szczepionkę, wydłużając w ten sposób okres jej działania. 

Otwiera się zatem obiecująca ścieżka rozwijania nowych adiuwantów.

• 161 uczestników
• 2 szczepionki przeciw COVID-19
• 6 miesięcy obserwacji

Wynik ten osiągnięto dzięki udziałowi 161 ochotników przez 6 miesięcy. 

121 z nich otrzymało 2 dawki Comirnaty – szczepionki Pfizer BioNTech (z mRNA), a 40 z nich – CoronaVac chińskiej firmy Sinovac Biotech (ze zdezaktywowanym wirusem). W trakcie badania żaden ochotnik nie był zakażony COVID-em. Tuż przed szczepieniem, a następnie po upływie miesiąca i 6 miesięcy od szczepienia naukowcy pobrali od uczestników:

• próbki krwi w celu pomiaru stężenia przeciwciał, 
• próbki stolca w celu identyfikacji bakterii zawartych w ich mikrobiocie jelitowej oraz dawkowania substancji wytwarzanych przez pacjenta i jego bakterie (witamina B3, GABA, kwas fumarynowy i inne, składające się na słynny „metabolom”).

Obliczenia badaczy wykazały przede wszystkim, że Comirnaty pozwala osiągnąć lepszą odporność niż CoronaVac.

Stan mikrobioty jelitowej moduluje odpowiedź odpornościową powodowaną przez szczepionkę

W grupie Comirnaty pacjenci, których mikrobiota jelitowa w chwili podania pierwszej dawki wykazywała obfitość bakterii takich jak Bacterium adolescentis, Bifidobacterium (sidenote: Bifidobakterie Bakterie w kształcie pałeczki i litery Y. Większość gatunków jest pożyteczna dla człowieka. Znajdują się w ludzkich jelitach, a także w niektórych jogurtach.  Bakterie te:
- chronią barierę jelitową, 
- uczestniczą w rozwoju układu odpornościowego i pomagają w walce ze stanami zapalnymi, 
- wspomagają trawienie i łagodzą objawy zaburzeń żołądkowo-jelitowych. Sung V, D'Amico F, Cabana MD, et al. Lactobacillus reuteri to Treat Infant Colic: A Meta-analysis. Pediatrics. 2018 Jan;141(1):e20171811.  O'Callaghan A, van Sinderen D. Bifidobacteria and Their Role as Members of the Human Gut Microbiota. Front Microbiol. 2016 Jun 15;7:925. Ruiz L, Delgado S, Ruas-Madiedo P, et al. Bifidobacteria and Their Molecular Communication with the Immune System. Front Microbiol. 2017 Dec 4;8:2345. ) bifidum I Roseburia faecis, po 6 miesiącach mieli we krwi więcej przeciwciał SARS CoV-2 niż pozostali. Ten sam typ silniejszej i trwalszej odporności stwierdzono u uczestników, których metabolom był bogatszy w witaminę B3 i w GABA.

W grupie CoronaVac mała liczba Faecalibacterium prausnitzi i obfitość Phocaeicola dorei – charakterystyczne dla pacjentów zakażonych przez COVID – miała związek z lepszą odpornością po 6 miesiącach, podobnie jak wyraźniejsza w metabolomie obecność kwasu fumarynowego – składnika znanego z utrudniania replikacji wirusa.

Kolejne ustalenie: w mikrobiocie ochotników z grupy Comirnaty większa niż w grupie CoronaVac część szczepów bakteryjnych zaburzonych przez szczepionkę nie wróciła do stanu sprzed szczepienia. Na razie trudno zanalizować konsekwencje tego stanu rzeczy, ale badacze wyjaśniają, że niektóre dotknięte szczepy to te same szczepy, których zmiany stwierdzono u cierpiących na długi COVID.

Zakłócanie metabolizmu tłuszczów ¹, stan zapalny związany z przemieszczaniem się bakterii i ich metabolitów… Różne mechanizmy mogą tłumaczyć związek między mikrobiotą układu pokarmowego od jamy ustnej po odbytnicę a miażdżycą. Prowadzone dotychczas badania miały jednak wiele ograniczeń (interakcjami z lekami przyjmowanymi przez pacjentów, z ich trybem życia itp.). Tych zakłóceń częściowo uniknęło wieloośrodkowe badanie przeprowadzone w Szwecji z udziałem 8973 uczestników w wieku od 50 do 65 lat bez stwierdzonej wcześniej miażdżycy, pochodzących z kohorty SCAPIS ². Pobrano próbki mikrobioty jamy ustnej i jelit oraz dokonano oceny miażdżycy naczyń wieńcowych za pomocą oceny wskaźnika uwapnienia tętnic wieńcowych (sidenote: Ocena wskaźnika uwapnienia tętnic wieńcowych liczbowa ocena zasięgu blaszek miażdżycowych zaobserwowanych na ściankach tętnic wieńcowych, czyli otaczających serce. Im wyższa wartość wskaźnika uwapnienia tętnic wieńcowych, tym większe ryzyko wystąpienia chorób serca i układu krążenia. Źródło: CHversailles   ) i angiografii. Mimo braku objawów, u 40,3% uczestników występowało zwapnienie naczyń wieńcowych, a u 5,4% co najmniej 1 zwężenie powodujące niedrożność przekraczającą 50%.

64 gatunki żyjące w jamie ustnej i jelitach

Okazało się, że skład i bogactwo mikrobioty układu pokarmowego ma związek z utajoną miażdżycą. I tak okazało się, że na zwapnienie naczyń wieńcowych wpływ miały 64 gatunki: 51 w sposób szkodliwy (najsilniejsze powiązania zaobserwowano w przypadku Streptococcus anginosus i Streptococcus oralis subsp oralis), a 13 działało ochronnie. 

Z tych 64 gatunków 19 – w tym paciorkowce i inne gatunki bytujące w jamie ustnej – miało związek z markerami stanu zapalnego (białko C-reaktywne), a 16 z markerami infekcji (liczba neutrofilów). Zdaniem autorów, wiele z podejrzewanych gatunków (S. anginosus, S. oralis subsp oralis, S. parasanguinis, S. gordonii) to bakterie zdolne do przenikania przez barierę ustną lub jelitową podczas zabiegów stomatologicznych lub przez rany, a następnie zainfekowanie zastawek i naczyń wieńcowych (infekcyjne zapalenie wsierdzia).

Od dysbiozy pokarmowej do procesu miażdżycowego

Skład mikrobioty jelit, poprzez zaburzanie metabolizmu gospodarza, może również mieć wpływ na powstawanie procesu miażdżycowego. Niektóre gatunki mikroorganizmów jelitowych często występujące w jamie ustnej (na przykład wszystkie Streptococcus spp związane ze zwapnieniem naczyń wieńcowych, Rothia mucilaginosa, Bifidobacterium dentium i Ligilactobacillus salivarius) pojawiają się jednocześnie z mniejszą ilością kwasu indolo-3-propionowego (uważanego za substancję chroniącą przed miażdżycą), a jednocześnie większą ilością pochodzących od mikrobioty metabolitów, takich jak wtórne kwasy żółciowe i propionian imidazolu (prozapalny), w osoczu. 

Z pewnością niezbędne są dalsze badania podłużne i eksperymentalne, lecz praca ta dostarcza dowodów na istnienie związku między składem mikrobioty układu pokarmowego (zwłaszcza Streptococcus spp i innymi gatunkami również obecnymi w jamie ustnej) a miażdżycą naczyń wieńcowych i markerami ogólnoustrojowego stanu zapalnego.

Za terminem „osteomikrobiologia” kryje się badanie mechanizmów łączących mikrobiotę jelitową i szkielet. Oraz liczne hipotezy na temat wchodzących w grę mechanizmów. Na przykład mikrobiota jelitowa może stymulować niektóre białe krwinki, co powoduje stan zapalny sprzyjający ubytkowi masy kostnej. Przywołanych jest też wiele innych mechanizmów. W niektórych z nich biorą udział krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (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. ) wytwarzane przez bakterie w wyniku fermentacji błonnika w jelitach albo składniki odżywcze, takie jak witaminy K lub D. Brakuje tylko na ten temat badań na dużą skalę. A raczej brakowało, ponieważ badanie przeprowadzone u około 2000 Amerykanów przyniosło nowe dane.

Zdrowe kości: dwie bakterie na celowniku

Badanie to objęło uczestników dwóch bardzo różniących się od siebie badań: 836 mężczyzn w podeszłym wieku (średnio 84,2 lat) oraz 1227 mężczyzn i kobiet pięćdziesięciokilkuletnich (średnio 55,2 lat). Mimo tego zróżnicowania wieku i płci wydaje się, że w przypadku pogorszonego stanu kości, a zatem  większego zagrożenia osteoporoza (sidenote: Osteoporoza Choroba charakteryzująca się zmniejszeniem masy kości i pogorszeniem stanu tworzącej je tkanki. Powoduje ona kruchość kości, a zatem znacznie zwiększa ryzyko złamań. Źródło: Inserm )  i złamaniem przy najlżejszym uderzeniu systematycznie pojawiają się dwie podejrzane bakterie: bakteria Akkermansia i bakteria Clostridiales DTU089 są bardziej obfite u osób mało aktywnych fizycznie i spożywających bardzo mało białka, czyli dwa nawyki odradzane osobom, które chcą mieć zdrowe kości!

I odwrotnie – mikrobiota jelitowa bogata w Lachnospiraceae i Faecalibacterium miała związek z mocniejszymi piszczelami. Jest więc możliwe, że pewne bakterie mogą wpływać na zmiany stanu kości zachodzące z biegiem lat. Możliwe, ale nie potwierdzone.

Słońce, ruch i zrównoważona dieta!

Bo tak naprawdę są to dopiero wstępne wyniki. Niezbędne są dodatkowe badania, przede wszystkim po to, żeby lepiej zrozumieć mechanizmy wpływu niektórych bakterii na integralność naszego szkieletu. Na horyzoncie rysuje się wielka nadzieja na to, że kiedyś będzie można modulować naszą mikrobiotę jelitową, żeby lepiej chronić zdrowie naszych kości.

Zanim to nastąpi, czas spędzony na wolnym powietrzu (żeby korzystać ze słońca wytwarzającego witaminę D ułatwiającą przyswajanie wapnia), regularny ruch i zrównoważona dieta pomogą chronić zdrowie Twoich kości przez długie lata!

Pewnie wszyscy słyszeliśmy to znane angielskie powiedzonko: „jedno jabłko z wieczora, a unikniesz doktora”. A gdyby ten chrupiący owoc był również pożywieniem dla niewidocznego świata w głębi każdego z nas? Nowe badania ¹ wykazały, że każdy kęs jabłka, marchewki czy innego świeżego produktu może przynieść nam mikroorganizmy, które zasiedlą nasz ekosystem jelitowy. Składa się nań ogromna społeczność bakterii, które mieszkają w naszych wnętrznościach. 

Naukowcy z austriackiego Instytutu Biotechnologii Środowiskowej ² odkryli bowiem zaskakujący, nowy związek między spożywanymi przez nas owocami i warzywami a bakteriami w naszych jelitach. To nowe badanie udowodniło, że wiele typów bakterii jelitowych pochodzi ze świeżych produktów. Migrują one z naszego układu trawiennego do jelit za każdym razem, gdy jemy owoce, warzywa lub inne rośliny.

Przyglądając się DNA owych bakterii, naukowcy wynaleźli dziesiątki rodzajów bakterii, które żyją zarówno w tych produktach, jak i w ludzkich jelitach. Te mikroby stanowią mały, ale znaczący odsetek naszego ekosystemu jelitowego – średnio 2% unikalnych bakterii jelitowych u danej osoby pochodzi z owoców i warzyw.

Liczba ta jest wyższa u mniejszych dzieci oraz u osób, które jedzą więcej owoców i warzyw. Mimo że tych bakterii jest stosunkowo niewiele, dostarczają one dobre dla zdrowia substancje, jak krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, (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. )  witaminę B12 i witaminę K.

Im większe zróżnicowanie warzyw, tym większa różnorodność w jelitach

Badanie wykazało również powiązania między spożyciem danych produktów a zdrowiem jelit. Osoby spożywające ponad 10 różnych typów owoców i warzyw tygodniowo miały bardziej zróżnicowane bakterie jelitowe w porównaniu z osobami, które miały mniej urozmaiconą dietę. Jedzenie większej liczby warzyw sprzyja lepszej różnorodności mikrobów jelitowych.

Najnowsze badania ¹ wykazują wręcz, że stare angielskie powiedzenie „jedno jabłko z wieczora, a unikniesz doktora” dotyczy również mikroskopijnych mieszkańców naszych wnętrzności – czyli naszej mikrobioty jelitowej. Naukowcy odkryli mianowicie, że bakterie roślinne wędrują i utrzymują się w ludzkim przewodzie pokarmowym. To badanie stanowi pierwszy dowód na to, że w wyniku konsumpcji roślin mikroorganizmy roślinne przechodzą do jelit.

Mikroorganizmy roślinne jadą autostopem do mikrobioty jelitowej, aby ją skolonizować

Naukowcy z austriackiego Instytutu Biotechnologii Środowiskowej ² wykonali zaawansowaną, porównawczą analizę genomową i zrekonstruowali 156 genomów bakterii pochodzących z owoców i warzyw na podstawie zbiorów danych metagenomicznych. Sekwencje DNA owych mikrobów posłużyły im jako odniesienie, by wykryć bakterie pochodzące ze świeżych owoców w publicznie dostępnych metagenomach ludzkiego stolca. W celu oceny trwałości bakterii naukowcy przeprowadzili również podłużne badanie kohorty, analizując na przestrzeni 3 lat stolec niemowlęcy.
Z pewnym zaskoczeniem odkryli, że pewne rodzaje bakterii zamieszkiwały zarówno świeże produkty, jak i ludzkie trzewia. Główne bakterie roślinne odkryte w jelitach badanych osób to: Enterobacterales, Burkholderiales and Lactobacillales.

2% wszystkich bakterii jelitowych pochodzi z roślin 

Średnio prawie 2% unikalnych bakterii jelitowych u danej osoby pochodzi z owoców i warzyw. Odsetek ten wzrasta u młodszych dzieci i przy większym spożyciu warzyw.

Mimo że ta proporcja jest stosunkowo niska – w porównaniu do całej społeczności bakteryjnej – to bakterie pochodzące z roślin dostarczają niezbędne dla zdrowia substancje, takie jak krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, witaminę B12 oraz witaminę K. Fakt, że nie są zbyt liczebne wskazuje na ich ważną rolę funkcjonalną – suplementację ludzkich genów i wspomaganie metabolizmu.

Badanie ponadto udowodniło, że spożywanie ponad 10 różnych roślin tygodniowo może skutkować zwiększonym bogactwem różnych gatunków bakterii jelitowych, w porównaniu z dietą mniej zróżnicowaną. Zauważono więc, regularne spożywanie warzyw ma wpływ na bardziej heterogeniczną strukturę społeczności bakteryjnej.

Siejmy ziarenka naszej mikrobioty przyszłości

W miarę jak ludzka działalność niszczy naturalne ekosystemy i zubaża bakterie środowiskowe, zmniejszająca się liczba drobnoustrojów w świeżych produktach może mieć daleko idące konsekwencje dla zdrowia publicznego, z czego dopiero co zaczynamy zdawać sobie sprawę.

Badanie to kładzie nacisk na rzecz niespodziewaną – ważność świeżych produktów, które w znaczącym stopniu „zasilają” nasz ekosystem jelitowy. Podkreśla też, że ochrona roślin i gleby polepszy kondycję ludzkiej mikrobioty w skali globalnej w przyszłości.

Można by również dodać, że coraz bardziej ograniczone oddziaływanie na mikrobiotę pochodzących z intensywnego rolnictwa – a zatem ubogich w mikroorganizmy – produktów może mieć negatywny wpływ na zdrowie publiczne. Możemy więc spojrzeć na owoce i warzywa jako na niezbędne, a jednak dość narażone na ryzyko źródło bakterii środowiskowych dla naszych jelit. Fakt ten ma ogromne znaczenie dla rolnictwa, ochrony przyrody i medycyny.

Polecane przez naszą społeczność

Jest to jedna z wad międzynarodowych podróży: uważa się, że między innymi sprzyjają one rozprzestrzenianiu się oporności na antybiotyki. Ponieważ wiedza na ten temat jest nadal bardzo fragmentaryczna (badania na małych kohortach, słabo scharakteryzowane mikroorganizmy itp.), pomimo zagrożenia, jakie stwarzają te oporności, zespół zbadał mikrobiotę 267 Amerykanów zrekrutowanych w 3 klinikach (Boston, Nowy Jork i Salt Lake City) przed podróżą zagraniczną i po niej. 

Dysbioza u podróżnych

Pierwszym wnioskiem z badania jest to, że podróże zakłócają mikrobiotę jelitową, ze znaczną utratą różnorodności drobnoustrojów u 61% podróżnych, przy czym odsetek ten różni się w zależności od kraju docelowego (od 42% podróżnych w Ameryce Środkowej do 76% w Ameryce Południowej).

Liczebność Escherichia spp. i kilku innych enterobakterii (Klebsiella, Enterobacter i Salmonella) wzrasta z powodu nabywania nowych szczepów, podczas gdy rodzaj Alistipes praktycznie zanika. Podróżowanie do Azji Południowej zwiększa ryzyko powrotu z „pasażerem na gapę”, natomiast picie niefiltrowanej wody z kranu lub wcześniejsze szczepienie przeciwko tyfusowi wydaje się ograniczać to ryzyko.

Kiedy oporność podróżuje

Jedna trzecia z 267 podróżnych zgłosiła biegunkę, z czego 18% leczono antybiotykami.

Przede wszystkim po powrocie z podróży 38% z 267 podróżnych nabyło co najmniej jeden z 3 rodzajów opornych bakterii, których dotyczyło to badanie: spośród nich 98% nabyło enterobakterie wytwarzające beta-laktamazy o rozszerzonym spektrum (sidenote: Enterobakterie wytwarzające beta-laktamazy o rozszerzonym spektrum działania (ESBL): Enterobakterie wytwarzające enzymy (laktamazy o rozszerzonym spektrum działania) zdolne do hydrolizy i powodowania oporności na różne rodzaje nowszych antybiotyków. Głównymi przedstawicielami są Klebsiella pneumoniae i Escherichia coli. Bakterie ESBL, stanowiące większość wieloopornych bakterii, są przyczyną potencjalnie poważnych infekcji i przepisywania antybiotyków o szerokim spektrum działania. Źródła:

Pitout JD, Laupland KB. Extended-spectrum beta-lactamase-producing Enterobacteriaceae: an emerging public-health concern. Lancet Infect Dis. 2008 Mar;8(3):159-66. doi: 10.1016/S1473-3099(08)70041-0. Et Vodovar D, Marcadé G, Raskine L et al. Entérobactéries productrices de bêta-lactamases à spectre élargi : épidémiologie, facteurs de risque et mesures de prévention [Enterobacteriaceae producing extended spectrum beta-lactamase: epidemiology, risk factors, and prevention]. La Revue de medecine interne, 34(11), 687–693. https://doi.org/10.1016/j.revmed.2012.10.365 ) (w 98% przypadków E. Coli), 18% enterobakterii opornych na kolistynę i 3% enterobakterii wytwarzających karbapenemazę.

Jakie są czynniki ryzyka rozwoju odporności? Wizyty u przyjaciół i krewnych, podróż do Azji Południowej i jedzenie surowych warzyw. Natomiast różnorodność jelitowa przed wyjazdem, obecność określonego taksonu bakterii, spożywanie żywności ulicznej i stosowanie antybiotyków nie zmieniły sytuacji.

Ograniczanie ryzyka  

Wśród oporności nabytych podczas podróży szczególnie godna uwagi była oporność na fluorochinolonę: ponad połowa (56%) podróżnych bez oporności przed podróżą powróciła z co najmniej jednym genem związanym z opornością na antybiotyk z tej klasy. Podsumowując, grupa 267 podróżnych powróciła do Stanów Zjednoczonych z 72 nowymi genami oporności, w tym 15 niepokojącymi z punktu widzenia zdrowia publicznego.

Wyniki sugerują, że należy wydawać ostrzeżenia (szczególnie w odniesieniu do miejsc o najwyższym ryzyku) i przypominać ludziom o właściwym postępowaniu (gotowaniu warzyw, mycia rąk itp.). I odwrotnie, modulowanie mikrobioty jelitowej przed podróżą (na przykład za pomocą probiotyków) nie ma żadnej wartości dodanej w tym konkretnym przypadku.