Mikrobiota jelitowa wchodzi w interakcje z ośrodkowym układem nerwowym i ma wpływ na różne choroby, między innymi psychiczne. Determinuje ona sposób, w jaki organizm adaptuje się do środowiska i reaguje na nie. Może to dotyczyć również spożywania alkoholu. Wygląda na to, że jedni bardziej gustują w alkoholu i/lub lepiej go tolerują lub bardziej skłonni do nadużywania go i uzależnienia się od niego. Naukowcy hiszpańscy postanowili zbadać związek między mikrobiotą jelitową a zachowaniem wobec alkoholu u ludzi i zwierząt.

_Źródła

U pijących najwięcej zmienia się mikrobiota jelitowa i trawienie

Naukowcy oszacowali za pomocą kwestionariusza tygodniowe spożycie alkoholu w gramach u 507 studentów (83,3% kobiet, średnia wieku 19,8 lat) z uwzględnieniem rodzaju alkoholu, jego ilości, czasu między 2 spożyciami i masę ciała uczestników badania. Wygląd stolca uczestników został sklasyfikowany według skali bristolskiej. Prawie 55% uczestników stwierdziło, że występuje u nich typ 3, natomiast u pijących najczęściej pojawiał się stolec typu 1. Stwierdzono też liniową zależność między spożyciem alkoholu a stolcem typu 1. Wynik ten był nieoczekiwany, ponieważ nadużywanie alkoholu zazwyczaj wiąże się z biegunką. W celu zbadania wpływu spożywania alkoholu na skład mikrobioty jelitowej badacze zanalizowali próbki stolca 17 należących do kohorty uczestników, którzy nie pili, i 17 uczestników, którzy spożywali najwięcej alkoholu. Zróżnicowanie alfa (sidenote: Zróżnicowanie α Miara wskazująca różnorodność pojedynczej próbki, tj. liczba różnych gatunków obecnych w jednostce. Hamady M, Lozupone C, Knight R. Fast UniFrac: facilitating high-throughput phylogenetic analyses of microbial communities including analysis of pyrosequencing and PhyloChip data. ISME J. 2010;4:17-27. https://www.nature.com/articles/ismej200997 ) nie wykazywało istotnych różnic między obiema grupami, ale zróżnicowanie beta (sidenote: różnorodności β na Miara wskazująca na różnorodność gatunkową pomiędzy próbkami, pozwala na ocenę zmienności różnorodności mikrobioty pomiędzy badanymi. Hamady M, Lozupone C, Knight R. Fast UniFrac: facilitating high-throughput phylogenetic analyses of microbial communities including analysis of pyrosequencing and PhyloChip data. ISME J. 2010;4:17-27. https://www.nature.com/articles/ismej20099 ) wykazywało większą liczbę bakterii Actinobacteriae w drugiej grupie.

Szczury poddane transplantacji zaczynają mieć ochotę na alkohol

Następnie badacze wywołali uzależnienie od alkoholu u 8 szczurów, podając im alkohol dożołądkowo przez 10 dni, aż do wystąpienia objawów odstawienia. Od zwierząt tych pobrano próbki fekalne w celu dokonania transplantacji u szczurów-biorców. Po dwóch tygodniach u zwierząt tych wystąpiło dobrowolne spożycie alkoholu o 27,4% większe niż u szczurów z grupy kontrolnej. Ten upływ czasu wskazuje na to, że nowa mikrobiota to przyczyna, a nie skutek zwiększenia spożycia alkoholu. Analiza mikrobioty jelitowej pijących szczurów-dawców oraz ich biorców wskazuje, że Porphyromonas, którego u tych zwierząt było mniej w porównaniu z grupą kontrolną, może mieć związek z ochotą na alkohol. Badacze nie stwierdzili wzrostu ilości żadnego rodzaju bakterii, ale zauważyli, że w innych badaniach u uzależnionych od alkoholu myszy Actinobacteriae występowały w większej ilości, podobnie jak u ludzi.

Według nich przeszczepiona mikrobiota może być czynnikiem predysponującym, który w kontakcie z alkoholem powoduje zwiększenie u biorcy pewnych populacji bakterii, dla których alkohol jest korzystniejszy. Co więcej, u szczurów-biorców wystąpiło ograniczenie aktywności ruchowej, co również może modyfikować zachowanie wobec alkoholu poprzez wpływ na przekaźnictwo nerwowe w układzie dopaminergicznym oraz na ośrodek nagrody.

Mikrobiota sposobem walki z zaburzeniami spożycia alkoholu

W podsumowaniu autorzy oceniają, że badanie to wskazuje na istnienie związku między mikrobiotą jelitową a spożywaniem alkoholu. Co więcej, interwencja w mikrobiotę jelitową probiotykami i/lub prebiotykami może pomóc w walce z zaburzeniami spożywania alkoholu. Trzeba jeszcze określić typy i gatunki, których to dotyczy.

Badania wykazują, że alkohol wpływa na skład naszej mikrobioty jelitowej, która z kolei wpływa na nasze zachowanie. Czy wobec alkoholu też? Hiszpańscy badacze postanowili to sprawdzić, analizując tygodniowe spożycie alkoholu i mikrobiotę jelitową u 507 studentów. Najpierw stwierdzili, że im więcej uczestnicy badania pili, tym bardziej zwarty i typowy dla zaparcia był ich stolec. Była to dla nich niespodzianka, ponieważ uważano, że alkohol sprzyja raczej biegunce. Następnie odkryli, że najważniejsza różnica składu mikrobioty jelitowej między studentami pijącymi najwięcej alkoholu a niepijącymi dotyczy promieniowców (sidenote: Promieniowce Promieniowce to jedna z 4 wielkich grup (typów) bakterii występujących w mikrobiocie jelitowej. Pozostałe to Bacteroidetes, Firmicutes i Proteobacteria. Wśród promieniowców można wymienić bifidobakterie, których w mikrobiocie jelitowej jest najwięcej. Binda C, Lopetuso LR, Rizzatti G, et al. Actinobacteria: a relevant minority for the maintenance of gut homeostasis. Digestive and Liver Disease. 2018 May 1;50(5):421-8. ) , których pierwsza grupa ma wyraźnie więcej niż druga.

Szczury, którym podano mikrobiotę kongenera-alkoholika, stają się „pijakami”!

Naukowcy kontynuowali badanie na szczurach: wywołali u nich uzależnienie od alkoholu i przeszczepili ich mikrobiotę fekalną szczurom „trzeźwym”. W dwa tygodnie po przeprowadzeniu tej procedury te ostatnie częściej wolały pić wodę z alkoholem niż czystą wodę, gdy miały wybór między tymi napojami, w porównaniu ze szczurami z grupy kontrolnej. Zdaniem badaczy ten upływ czasu wskazuje na to, że zmiana mikrobioty jelitowej to przyczyna, a nie skutek zwiększenia spożywania alkoholu. Mikrobiota jelitowa szczura-alkoholika staje się u szczura-biorcy czynnikiem predysponującym do większej ochoty na alkohol, który z kolei sprzyja wzrostowi pewnych „lubiących” alkohol bakterii. Poprzez „oś jelita-mózg” może on również wpływać na obwody neuronowe zwane „ośrodkiem nagrody” uczestniczące w powstawaniu uzależnień.

Naukowcy sugerują zatem, że mikrobiota jelitowa wpływa na zachowanie wobec alkoholu. Niedawne badanie, tym razem przeprowadzone na ludziach, wydaje się potwierdzać tę tezę, ale otwiera bardziej optymistyczne perspektywy: u osób dotkniętych alkoholizmem ochota na alkohol znacznie się zmniejszyła po transplantacji mikrobioty fekalnej pobranej od osób, które nie są alkoholikami.

Kto pił... ten przestanie pić dzięki probiotykom? 

Analiza mikrobioty jelitowej szczurów-alkoholików dawców oraz biorców sugeruje, że związek z ich większą ochotą na alkohol może mieć rodzaj Porphyromonas, którego u tych zwierząt było mniej w porównaniu z grupą kontrolną. Badacze nie stwierdzili wzrostu ilości żadnego konkretnego gatunku bakterii, ale w innych badaniach u myszy dotkniętych alkoholizmem, podobnie jak u ludzi, więcej było promieniowców. Uważają oni jednak, że u ludzi interwencja w mikrobiotę jelitową, na przykład probiotykami i/lub prebiotykami, może pomóc w walce z zaburzeniami spożywania alkoholu. Trzeba jeszcze określić typy i gatunki, których to dotyczy!

Oto bardzo częsta strategia żywieniowa: aby zapobiec przybieraniu na wadze, cukier w pożywieniu jest zastępowany przez środki słodzące bez zawartości kalorii (NNS, tj. non nutritive sweeteners). W odniesieniu do tych powszechnie uznawanych za nieszkodliwe składników niedawno przeprowadzone badania z udziałem myszy wykazały, że mogą one doprowadzić do zakłóceń w zakresie funkcjonowania mikrobioty jelitowej i w odpowiedzi glikemicznej. Ten sam zespół naukowców zbadał również wpływ NNS na organizm ludzki, przeprowadzając kontrolowane badanie randomizowane na grupie 120 dorosłych, cieszących się dobrym zdrowiem, których podzielono na sześć grup. Cztery grupy musiały spożyć saszetki zawierające sukralozę, sacharynę, aspartam oraz stewię w ilości nieprzekraczającej dopuszczalnych dawek dziennych (sidenote: Dopuszczalna dzienna dawka, tj. ADI (ang. acceptable daily intake), to szacowana ilość substancji zawartej w żywności lub w wodzie pitnej, która może być spożywana każdego dnia, przez całe życie, nie stanowiąc wyraźnego zagrożenia dla zdrowia. ) wskazanych dla danych substancji. W związku z tym, że opakowania środków słodzących zawierają glukozę (składnik wspomagający), piąta grupa spożyła saszetki z glukozą (badanie poziomu glukozy), a szósta nie otrzymała żadnego suplementu (badanie bez suplementu).

Środki słodzące zmieniają mikrobiotę i jej funkcjonowanie…

Badanie oparte na sekwencjonowaniu (shotgun) wykazuje, że cztery użyte środki słodzące prowadzą do konkretnych zmian (tj. specyficznych dla każdego rodzaju NNS) w składzie/działaniu substancji metabolicznych mikrobioty jelit i mikrobioty jamy ustnej. Największy wpływ na mikrobiotę jelit zaobserwowano po spożyciu sukralozy. Jednocześnie tylko sukraloza i sacharyna w znaczący sposób wpływały na przyjmowanie glukozy, a stężenie cukru we krwi dla tych obu grup wzrosło.

…i może mieć wpływ na odpowiedź glikemiczną

Zaobserwowane zmiany w mikrobiocie jelitowej, na jej działanie i na krążące we krwi metabolity, w zależności od różnych NNS zostały powiązane z odpowiedziami glikemicznymi uczestników. Aby odpowiedzieć na pytanie, czy zmiany te mogły wynikać z zaburzeń glikemicznych, badacze wszczepili myszom wolnym od zarazków (sidenote: Ksenicznych myszach Myszy wolne od zarazków, hodowane w sterylnym środowisku. ) mikrobiotę jelitową niektórych podmiotów wybranych spośród czterech badanych grup: tych, u których odpowiedź glikemiczna na NNS była najwyższa („top responders”) oraz najniższa („bottom responders”). Zaobserwowane u myszy odpowiedzi glikemiczne odpowiadały tym, które zaobserwowano u odpowiednich dawców, co stanowiło dowód na potwierdzenie hipotezy dotyczącej przyczyny takiego stanu rzeczy.

Nietypowy skład mikrobioty jako spersonalizowana odpowiedź na NNS

Na koniec badacze wskazują, że mikrobiota jelitowa przyporządkowana do top oraz bottom responders charakteryzuje się innymi przemianami, kiedy zostaje poddana różnym NNS. Może to jednak wynikać z jej stanu przed rozpoczęciem badania. W ten sposób prowadzący badanie porównują mikrobiotę do ośrodka aktywacji lub mechanizmu dopasowującego reakcję fizjologiczną na środki słodzące, przy czym u niektórych jednostek może to wpłynąć na powstanie specyficznej mikrobioty.

Chwilka przyjemności bez wyrzutów sumienia, przyjemny słodki smak bez grama kalorii i bez stygmatyzujących problemów zdrowotnych (otyłość, cukrzyca itd.) w przypadku nadmiernego spożycia: tak brzmi obietnica środków słodzących, zamienników cukru dodawanych zarówno do napojów gazowanych „light”, jak i produktów spożywczych w postaci np. coraz bardziej popularnych lekkich batoników. Zbyt piękne, żeby mogło być prawdziwe? Na to właśnie miałyby wskazywać wyniki badań przeprowadzonych w Izraelu z udziałem 120 dorosłych, których naukowcy poprosili o spożywanie przez dwa tygodnie jednego z czterech wymienionych środków słodzących: sukraloza, sacharyna, aspartam i stewia.

Wpływ na glikemię w zależności od indywidualnych predyspozycji

O ironio! Osoby z grup przyjmujących niektóre substytuty cukru, sukralozę i sacharynę, niebawem otrzymały wynik wskazujący na nieprawidłowy wzrost poziomu we krwi… cukru (badanie poziomu glukozy). Jednocześnie wśród osób z tej samej grupy zaobserwowano bardzo odmienne odpowiedzi glikemiczne. Takie zróżnicowanie wyników skłoniło badaczy do przyjrzenia się mikrobiota jelitowa każdego badanego, o której wiadomo, że odgrywa znaczącą rolę w procesie trawienia. Tak też ustalono, że cztery środki słodzące, każdy na swój sposób, zmieniają skład mikrobioty jelit (oraz jamy ustnej) i/lub jej funkcjonowanie. Zaobserwowane zmiany zostały następnie połączone z wpływem na poziom glukozy zgodnie z przypuszczeniem, że mogły one stanowić ich przyczynę.

Mikrobiota jelitowa – „centrum zarządzania” środkami słodzącymi

Aby rozwiać wszelkie wątpliwości, badacze wszczepili mikrobiotę jelitową uczestników badania myszom wolnym od zarazków. (sidenote: Ksenicznych myszach Myszy wolne od zarazków, hodowane w sterylnym środowisku. ) Takie działanie wystarczyło, by potwierdzić stawianą hipotezę: odpowiedzi glikemiczne myszy będących biorcami mikrobioty pokrywały się z wynikami poszczególnych dawców. Oznacza to, że poziom glukozy u myszy był wyższy, jeżeli dostały one mikrobiotę od uczestników badania, u których poziom glukozy wykazywał te same zmiany. Dlatego naukowcy porównują mikrobiotę do centrum zarządzania, które w bardziej lub mniej znaczący sposób reaguje na środki słodzące, w zależności od ich składu.

Choć mogłoby się wydawać, że niektóre osoby są dzięki swojej mikrobiocie bardziej chronione przed działaniem środków słodzących, wyniki badania sieją duże wątpliwości co do neutralności tych substancji. Zanim jednak zostaną opublikowane wyniki kolejnych badań, które pozwolą ustalić zalecenia zdrowotne, Twój kolejny napój gazowany, z cukrem czy ze słodzikiem, będzie miał gorzki smak.

Polecane przez naszą społeczność

Aby uczcić Światowy Tydzień Wiedzy o Antybiotykach (18–24 listopada), Microbiota Institute przekazuje głos dwóm ekspertom ds. antybiotykooporności: dr Windi Muziasari (sidenote: Dr Windi Muziasari ma wieloletnie doświadczenie i specjalistyczną wiedzę związane z monitorowaniem antybiotykooporności w środowisku przy użyciu wysokoprzepustowego profilowania genów, zdobyte podczas studiów doktoranckich i stażu podoktorskiego na Uniwersytecie w Helsinkach w Finlandii. Pragnęła, aby inni badacze uzyskali łatwy dostęp do tej technologii, dlatego przeniosła się ze środowiska akademickiego do przedsiębiorczości, zakładając Resistomap w 2018 r.Misją Resistomap z siedzibą w Helsinkach jest ograniczanie rozprzestrzeniania się antybiotykooporności poprzez dostarczanie niezawodnych narzędzi do monitorowania. Resistomap łączy metody genetyki molekularnej i analityki danych, aby zapewnić usługę wykrywania oraz ilościowego oznaczania genów antybiotykooporności w próbkach środowiskowych, takich jak ścieki i gleba.Od momentu zyskania pełnej funkcjonalności w styczniu 2019 r. firma Resistomap obsłużyła ponad 250 projektów i przeanalizowała ponad 7000 próbek środowiskowych w 40 krajach. ) , PhD, dyrektor generalny Resistomap oraz prof. Christian G. Giske (sidenote: Christian G. Giske jest głównym lekarzem bakteriologii, mykobakteriologii i mykologii w Szpitalu Uniwersytetu Karolinska, Solna, Szwecja.Jest również kierownikiem Zakładu Mikrobiologii Klinicznej oraz Zakładu Immunologii Klinicznej w Katedrze Medycyny Laboratoryjnej Instytutu Karolinska, gdzie kieruje grupą badawczą. Najważniejsze działania badawcze grupy badawczej prof. Giske dotyczą dogłębnego scharakteryzowania molekularnych mechanizmów oporności, zjadliwości i epidemiologii molekularnej ekstensywnie lekoopornych pałeczek jelitowych.Badania prof. Giske są silnie translacyjne i obejmują szeroką współpracę ze specjalistami w dziedzinie chorób zakaźnych (w tym mykobakteriologii), hematologii i intensywnej terapii. Prof. Giske prowadzi również szeroko zakrojoną współpracę międzynarodową, służąc w radzie doradczej europejskiego nadzoru nad opornością ECDC oraz jako przewodniczący Europejskiego Komitetu ds. Oznaczania Lekowrażliwości. ) z Instytutu Karolinska w Szwecji.

Dlaczego antybiotykooporność jest poważnym problemem dla zdrowia publicznego?

Antybiotykooporność jest globalnym zagrożeniem dla zdrowia, które powoduje ponad 1,2 mln zgonów rocznie¹. Antybiotykooporność to stan, w którym antybiotyki nie są już skuteczne w leczeniu infekcji bakteryjnych. Może to z powrotem doprowadzić nas do ery sprzed odkrycia antybiotyków przez Alexandra Fleminga w 1928 r. Bakteryjne choroby zakaźne, takie jak gruźlica, zapalenie płuc i zwykłe zakażenie dróg moczowych, mogą ponownie prowadzić do zgonu, a w najgorszym przypadku wykonanie jakiejkolwiek operacji i poród mogą wiązać się z wysoką umieralnością. Antybiotyki są powszechnie stosowane zarówno w lekach dla ludzi, jak i dla zwierząt, co przyspiesza wzrost poziomu antybiotykooporności bakterii.

Antybiotykooporność to w rzeczywistości sieć kilku problemów. Różni się znacznie w zależności od lokalizacji geograficznej, niezależnie od tego, czy problem jest ograniczony do zakażeń szpitalnych, czy też jest szeroko rozpowszechniony w społeczeństwie. Skutki antybiotykooporności są dobrze udokumentowane – prowadzi ona do zwiększonej umieralności, dłuższych pobytów w szpitalu, zwiększonych kosztów opieki zdrowotnej i większej liczby działań niepożądanych związanych z leczeniem. W wielu przypadkach niektóre infekcje szpitalne mogą być niezwykle trudne do wyleczenia. Antybiotykooporność prowadzi również do strachu przed powikłaniami skomplikowanej operacji i/lub leczenia immunosupresyjnego – zakażenia szczepami wysoce lekoopornymi, które będą miały poważny niekorzystny wpływ na wyniki innych metod leczenia. Zakażenia szpitalne zwykle nie występują u dużej liczby osób, ale nadal stanowią problem dla zdrowia publicznego ze względu na obawę, że oporne infekcje nie mogą być leczone. Na poziomie indywidualnego pacjenta następstwa mogą być tragiczne, podobnie jak dla pacjentów na tym samym oddziale szpitalnym, na który mogą zostać przeniesione szczepy oporne. Zakażenia pozaszpitalne będą dotyczyć większej liczby osób, a także będą prowadzić do zwiększonej liczby hospitalizacji, a tym samym wpłyną na wydolność systemu opieki zdrowotnej. Nie ma jednego rozwiązania problemu antybiotykooporności – potrzebna jest raczej złożona kombinacja kilku podejść łagodzących.

Monitorują Państwo geny antybiotykooporności w szpitalach, zbierając próbki ścieków. Czy mogą Państwo wyjaśnić, dlaczego tak się dzieje i czemu nie pobierają Państwo próbek bezpośrednio od pacjentów, aby określić ilościowo te geny?

W. Muziasari: Istnieją dwa ważne ograniczenia dotyczące aktualnych sposobów monitorowania antybiotykooporności w szpitalach. Po pierwsze, monitorowanie skupia się obecnie głównie na ograniczonej liczbie bakterii chorobotwórczych. Po drugie, często opiera się ono na biernym nadzorze nad bakteriami izolowanymi od pacjentów. Prowadzi to do opóźnionego wykrywania ognisk, uzyskiwania nieporównywalnych danych i niezdolności do wychwytywania innych bakterii chorobotwórczych oraz profili antybiotykooporności, których nosicielami są często bakterie komensalne.

Monitorowanie ścieków będzie potencjalnie wartościowym uzupełnieniem dostępnych obecnie opcji monitorowania antybiotykooporności w szpitalach. Chociaż nie zastępuje ono istniejących metod monitorowania, monitorowanie ścieków może dostarczyć danych, które w inny sposób trudno byłoby uzyskać, a także ma potencjał, aby stać się najłatwiejszym sposobem uzyskania wyczerpujących informacji na temat występowania oporności w szpitalach. Ponieważ ścieki od wszystkich pacjentów są uwalniane do kanalizacji, monitorowanie ścieków może obejmować szerszy zakres profili antybiotykooporności w porównaniu z częściowymi danymi dotyczącymi kilku wybranych bakterii chorobotwórczych. Ponadto analiza próbek ścieków nie wymaga uzyskiwania świadomej zgody, co ogranicza obawy etyczne. Praktyczne i logistyczne bariery w pobieraniu próbek ścieków są również ograniczone. Monitorowanie ścieków można zatem wykorzystać do lepszego zrozumienia rozwoju i rozprzestrzeniania się bakterii opornych na antybiotyki w szpitalach oraz służyć jako system wczesnego ostrzegania przed epidemiami w przyszłości.

W jaki sposób wasze badania i technologia pomagają lekarzom zapobiegać antybiotykooporności?

W. Muziasari: Dzięki monitorowaniu opartemu na ściekach lekarze będą z czasem uzyskiwać szczegółowe informacje na temat poziomu antybiotykooporności ze swoich szpitali.

Jaki jest związek między antybiotykoopornością a mikrobiotą?

C. G.Giske: Wiele szczepów opornych jest najpierw nabywanych jako szczepy kolonizujące w ludzkim mikrobiomie – jelitowym lub oddechowym. Gdy szczepy zostaną nabyte w mikrobiomie, mogą się tam zadomowić, powodując długotrwałe nosicielstwo i czasami powodować zakażenia u gospodarza lub potencjalnie rozprzestrzeniać się na inne osoby, które mogą być bardziej podatne na infekcje bakteryjne. W ten sposób nosicielstwo szczepów opornych stwarza znaczące ryzyko opornych infekcji u gospodarza lub u innych osób znajdujących się w pobliżu pierwotnego gospodarza. W mikrobiomie szczepy mogą również łatwo wymieniać materiał genetyczny, a tym samym przenosić oporność na inne szczepy bakterii – czasami na szczepy, które są bardziej przystosowane do bytowania w jelitach danej osoby i dlatego mogą pozostać w mikrobiomie przez bardzo długi czas. Monitorowanie nosicielstwa szczepów opornych w mikrobiomie pozostaje ważnym elementem kontroli zakażeń, ponieważ może wpływać na decyzje dotyczące pacjentów, którzy muszą być hospitalizowani w izolatkach i pielęgnowani przez wyznaczony personel, na przykład w celu uniknięcia zdarzeń przenoszenia.

Czy mikrobiota może pomóc naukowcom w walce z opornością na antybiotyki?

C. G.Giske: Mikrobiom jest złożony i zawiera różnorodne mikroorganizmy – wśród nich także wirusy. Niektóre z wirusów, tzw. bakteriofagi, mogą wybiórczo infekować szczepy bakterii i niszczyć je. Takie bakteriofagi można izolować z mikrobiomu i stosować terapeutycznie do leczenia zakażeń u pacjentów. Liczne badania podkreślają potencjał ich zastosowań terapeutycznych in vitro oraz in vivo i chociaż w ciągu ostatniej dekady przeprowadzono szereg badań klinicznych, największym wyzwaniem pozostaje zebranie dodatkowych danych przedstawiających wiarygodne uzasadnienie regulacyjne ich zastosowania klinicznego².Ponadto monitorowanie oporności w mikrobiomie może dostarczyć wielu informacji, pozwalających zrozumieć pulę genów oporności dostępnych w populacji i może być bardzo przydatne do projektowania strategii przeciwdziałania antybiotykooporności. 

Z okazji Światowego Tygodnia Wiedzy o Antybiotykach organizowanego co roku przez WHO, Instytut Biocodex Microbiota przeprowadza inwentaryzację.

Oporność na antybiotyki: postępy w badaniach

Prof. Sørensen wyjaśnia

Oporność na antybiotyki: zbliżenie na mikrobiotę płuc

Oporność na antybiotyki: najnowsze wieści 

Oporność na antybiotyki: jakie rozwiązania?

Polecane przez naszą społeczność

Wiemy już, że dieta bogata w cukry i tłuszcze ma udział we wzroście częstotliwości występowania stanu zapalnego jelit i że jelitowy układ odpornościowy gra ważną rolę w homeostazie metabolicznej. Wiadomo też, że mikrobiota jelitowa jest ważnym modulatorem odporności jelitowej i że uczestniczy w funkcjach metabolicznych. Wiemy ponadto, że niektóre komórki – takie jak wrodzone komórki limfoidalne typu 3 (ILCA3) i limfocyty pomocnicze Th 17 (T helpers 17) mogą – zależnie od sytuacji – brać udział w ochronie przed zespołem metabolicznym. Ciąg mechanizmów molekularnych uruchamiających się po drodze od bogatej w tłuszcze diety zachodniej do jej efektów metabolicznych jest jeszcze słabo znany.

Aby rzucić na niego nieco światła, badacze przez 4 tygodnie utrzymywali jedną grupę myszy na diecie wysokotłuszczowej, a drugą – na zwykłej. U pierwszej grupy wystąpił typowy zespół metaboliczny z przyrostem masy ciała, insulinoopornością i nietolerancją glukozy w porównaniu z drugą grupą. Analizy błony śluzowej jelit i stolca przekarmionych myszy wykazały, że dieta wysokotłuszczowa powodowała szybką utratę segmentowanych bakterii nitkowatych (SFB) z mikrobioty, co powodowało utratę Th17 poprzedzającą wystąpienie zespołu metabolicznego.

Probiotyki przywracają ochronę przed zespołem metabolicznym

Badania udziału innych komórek odpornościowych, takich jak ILCA3 i limfocyty T CD4, pozwoliły badaczom potwierdzić, że komórki Th17 są niezbędne do ochrony przed zespołem metabolicznym, którą zapewnia mikrobiota jelitowa. Te dodatkowe badania wykazały również, że utrata homeostazy komórek Th17 z powodu eliminacji SFB przyczynia się do powstania szkodliwych efektów diety wysokotłuszczowej. 

Następnie badacze przez 4 tygodnie podawali myszom bezpośrednio drogą przymusowego karmienia SFB, co doprowadziło do: 

• odtworzenia w znacznym stopniu Th17 i ich ekspresji w jelitach; 
• zmniejszenia stanu zapalnego jelit;
• utraty masy ciała;
• ochrony przed insulinoopornością. 

Dieta mikrobowa stymulująca komórki Th17 może więc poprawić stan chorych na zespół metaboliczny i otyłość cukrzycową poprzez odtworzenie jelitowej homeostazy odpornościowej.

Cukier – główny winny katastrofalnych skutków zachodniej diety?

Wiedząc, że dieta zachodnia jest bogata nie tylko w tłuszcze, ale również w cukry, badacze porównali również wpływ diety wysokotłuszczowej (25% cukrów, w tym często spotykane w słodyczach i napojach gazowanych sukroza i maltodekstryna) z dietą bardzo ubogą w cukry (3–6%) na myszy. Stwierdzili, że cukier pośrednio zmniejsza liczbę komórek Th17 poprzez modyfikację mikrobioty jelitowej polegającą na wzroście ilości bakterii takich jak Faecalibaculum rodentium kosztem SFB pobudzających tworzenie komórek Th17.

Dieta wyleczy zespół metaboliczny? To nie takie proste…

O ile cukier okazał się czynnikiem dostatecznym, żeby doszło do jednoczesnej utraty SFB i komórek Th17, eliminacja cukru z diety przynosi korzyści terapeutyczne tylko w obecności w jelitach odpowiednich komórek odpornościowych. U niektórych osób zwykła zmiana diety może nie wystarczyć. Badacze są zdania, że ich prace wykazują, iż zespół metaboliczny, otyłość i cukrzyca typu 2 są regulowane przez złożoną sieć interakcji między dietą, mikrobiotą jelitową i komórkami odpornościowymi. Chorób tych nie można więc leczyć tak samo u wszystkich pacjentów. W przyszłości precyzyjne metody terapeutyczne powinny uwzględniać międzyosobnicze różnice w immunomodulacyjnym działaniu mikrobioty jelitowej.

Osteoporoza, na którą cierpi prawie 30% kobiet po 50. roku życia, jest poważnym problemem zdrowia publicznego, które charakteryzuje się kruchością kości będącej przyczyną częstych złamań. Nie znamy jeszcze wszystkich mechanizmów związanych z tą chorobą, ale liczne badania wskazują, że wszelkie stany zapalne mogą zwiększać ryzyko zachorowania.

_Źródła

Mikrobiota jelitowa jako potencjalna przyczyna zaburzeń dotychczas mało jeszcze zbadana

Wiemy dzisiaj, że pewne mikroorganizmy zasiedlające mikroflorę jelitową oraz pochwową mają wpływ na przebieg odpowiedzi immunologicznej i mogą wpływać na objawy stanu zapalnego. Czy mogą one przyczynić się również do rozwoju osteoporozy? Tego właśnie próbowali dowiedzieć się naukowcy z Uniwersytetu w Zhengzhou w Chinach.

W badaniu, naukowcy przeanalizowali grupę 132 kobiet w wieku od 45 do 70 lat będących od roku czasu w okresie menopauzalnym, biorąc pod uwagę stan gęstości ich kości. Na podstawie wyników wyłonione zostały trzy grupy: „prawidłowy stan kości”, „lekko obniżona gęstość kości” i „osteoporoza”. U każdej z uczestniczek badania została pobrana próbka kału oraz wydzieliny z pochwy w celu analizy i porównania mikrobioty pochwowej i jelitowej. 

Wyniki: mikrobiota jelitowa kobiet cierpiących na osteoporozę miała inny skład mikroorganizmów niż mikrobiota u pozostałych dwóch grup, a różnica ta była szczególnie widoczna na poziomie jelit (1).

Bakterie wywołujące stany zapalne

Flora jelitowa kobiet cierpiących na osteoporozę zawierała znacznie więcej bakterii, których obecność wiąże się z niższym poziomem interleukiny IL-10 (cząsteczki o właściwościach przeciwzapalnych), a także bakterii związanych z produkcją „prozapalnych” cytokin powodujących stopniowe niszczenie kości. 

Flora jelitowa była natomiast znacznie uboższa w gatunki bakterii produkujących maślan (krótkołańcuchowy kwas tłuszczowy (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) o właściwościach przeciwzapalnych oraz w bifidobakterie poprawiające jelitowe wchłanianie wapnia niezbędnego do zapewnienia właściwej gęstości kości.

Jeśli chodzi o mikroflorę pochwową, u kobiet cierpiących na osteoporozę zaobserwowano mniejszą ilość bakterii kwasu mlekowego (ich działanie polega na hamowaniu odpowiedzi zapalnej i zmniejszaniu jej szkodliwych skutków), a większą ilość paciorkowców, które z kolei mają zdolność do wywoływania reakcji zapalnych.

W kierunku terapii celowanych zapobiegających osteoporozie?

Zaobserwowane różnice w składzie mikroflory są dla naukowców nie bez znaczenia, ponieważ mogą one być pomocne przy opracowaniu terapii celowanych lub służyć jako biomarkery wykorzystywane w profilaktyce osteoporozy.

Z okazji Światowego Tygodnia Wiedzy o Antybiotykach organizowanego co roku przez WHO, Instytut Biocodex Microbiota przeprowadza inwentaryzację.

Punktowane szkolenia na temat dysbiozy i wpływu antybiotyków 

Raport na temat wpływu antybiotyków na mikrobiotę 

Infografiki dla pacjentów

Wpływ antybiotyków na mikrobiotę: kącik ekspertów 

Wszystkie aktualności na temat wpływu antybiotyków na mikrobiotę 

Antybiotyki: jak wpływają na naszą mikrobiotę?

Antybiotyki: jaki jest ich długofalowy wpływ na nasze zdrowie?

Antybiotyki: dlaczego mówi się o biegunce antybiotykowej?

Antybiotyki: co to jest „oporność na antybiotyki”?

Antybiotyki: czy można chronić swoją mikrobiotę?

Polecane przez naszą społeczność