Każdy rodzic zna kaskadę zdarzeń: zwykły kaszel i katar mogą szybko przerodzić się w infekcję ucha lub, co gorsza, zapalenie oskrzelików. Długo winą obarczaliśmy wirusa, ale nowe kluczowe badanie opublikowane w Nature Communications ¹ ujawnia, że wirus jest często tylko aktem wstępnym. Prawdziwy dramat rozgrywa się w mikrobiocie laryngologicznej (sidenote: Mikrobiota laryngologiczna Odnosi się to do specyficznej społeczności mikroorganizmów (bakterii, grzybów, wirusów), które zamieszkują połączone ze sobą obszary ucha, nosa i gardła. Ekosystem ten różni się od mikrobioty jelitowej i odgrywa kluczową, bezpośrednią rolę w lokalnej odporności i zdrowiu układu oddechowego. )  dziecka, złożonej społeczności bakterii w nosie i gardle, która służy jako pierwsza linia układu odpornościowego. Badania te zapewniają nowe ramy pozwalające zrozumieć zdrowie układu oddechowego w kluczowym pierwszym roku życia.

Wirusowy czynnik wyzwalający kolonizację bakteryjną

Naukowcy obserwowali 300 niemowląt od urodzenia, skrupulatnie śledząc ich stan zdrowia i analizując ponad 2 400 próbek z nosa. Dane ujawniają jasny mechanizm: infekcja wirusowa, czy to wywołana przez zwykłego rinowirusa, czy syncytialnego wirusa oddechowego (RSV), głęboko zmienia krajobraz układu oddechowego.

Wykazano, że obecność wirusa zwiększa prawdopodobieństwo kolonizacji bakteryjnej niemowląt (sidenote: Kolonizacja bakteryjna Jest to trwała obecność i wzrost bakterii na powierzchni gospodarza, takiej jak przewody nosowe, bez wywoływania klinicznych objawów choroby. Jest to warunek konieczny do zakażenia, ale różni się od niego, reprezentując bezobjawowy stan nosicielstwa. ) bakteriami Haemophilus influenzae o 44%, a Streptococcus pneumoniae o aż 83%.

W przypadku niemowląt będących już nosicielami S. pneumoniae infekcja wirusowa zwiększyła ich gęstość (sidenote: Gęstość kolonizacji Jest to ilościowa miara obciążenia bakteryjnego lub liczby określonych bakterii obecnych w próbce, a nie prosty wynik obecności/braku. Wysoka gęstość kolonizacji może zwiększyć ryzyko przejścia patogenu z nieszkodliwego kolonizatora do aktywnej infekcji. ) prawie czterokrotnie, tworząc środowisko wysokiego ryzyka choroby inwazyjnej.

Oto najważniejsze spostrzeżenie z badania. Wirus nie tylko pomaga szkodliwym bakteriom, lecz także aktywnie sabotuje korzystne mikroby, które utrzymują je w ryzach.

Analiza pozwoliła zidentyfikować konkretne gatunki ochronne, takie jak Corynebacterium, które zwykle uniemożliwiają patogenom uzyskanie przewagi. Dane wykazały, że infekcja wirusowa prowadzi do bezpośredniej utraty tych korzystnych bakterii.

To właśnie ich brak otwiera patogenom drogę do kolonizacji. Wbrew intuicji te same infekcje wirusowe wiązały się z o 55% niższym prawdopodobieństwem zarażenia się Staphylococcus aureus, co ujawniło, jak specyficzne i złożone są te interakcje drobnoustrojów.

Czy fagi staną się wkrótce elementem arsenału terapeutycznego w walce z nowotworami jelita grubego? Tak sugeruje bardzo ciekawe badanie opublikowane w periodyku Cell Host & Microbes. ¹

Zdaniem autorów przyczyną oporności na chemioterapię jest jedna z bakterii jelitowych obficie występująca u osób, u których leczenie nie przynosi efektów. Wytępienie jej przy użyciu fagów – wirusów atakujących bakterie – umożliwi przywrócenie wrażliwości komórek nowotworowych na leczenie i poprawienie w ten sposób przeżywalności pacjentów.

Bakteria jelitowa, która pogarsza rokowania

Naukowcy zadali sobie pytanie, czy B. fragilis jest przyczyną oporności na chemioterapię. Aby przetestować swoją hipotezę, założyli kulturę komórek nowotworowych, do której dodali B. fragilis, a następnie dwa leki stosowane w chemioterapii: 5-fluorouracyl (5-FU) i oksaliplatynę (OXA).

Wyniki wskazują, że B. fragilis rzeczywiście zmniejsza wrażliwość komórek nowotworowych na chemioterapię, przede wszystkim poprzez przeciwdziałanie apoptozie powodowanej przez to leczenie. Ten sam eksperyment in vivo przeprowadzony na modelach mysich z rakiem jelita grubego potwierdza otrzymane wyniki: po zastosowaniu 5-FU i OXA u myszy eksponowanych na B. fragilis wystąpiło więcej guzów niż u tych, które nie były eksponowane na bakterię.

Analiza RNA komórek hodowanych łącznie z B. fragilis i bez tej bakterii, a następnie poddanych leczeniu 5-FU i OXA, wykazała, że B. fragilis intensyfikuje Notch1 – szlak metaboliczny prawdopodobnie będący fundamentem oporności komórek raka jelita na chemioterapię.

B. fragilis – mały, ale groźny!

Wtedy badacze zadali sobie pytanie, jakie interakcje bakterii z komórką nowotworową aktywizują szlak Notch1. Obserwacja komórek in vitro i in vivo pod skaningowym mikroskopem elektronowym pozwoliła stwierdzić, że B. fragilis przywiera do komórek nowotworowych.

Zdaniem autorów na powierzchni bakterii występuje lipoproteina błonowa z rodziny SusD/RagB zdolna do łączenia się z receptorami Notch1 komórek rakowych. Połączenie to pobudza szlak sygnalizacji Notch1 i powoduje „przejście nabłonkowo-mezenchymalne” stanowiące pierwszy etap rozsiewu komórek nowotworowych, czyli powstawania przerzutów.

Fagi idą na ratunek

Najważniejszym odkryciem badania było zidentyfikowanie faga VA7 – zdolnego do bezpiecznej i skutecznej eliminacji B. fragilis. Naukowcy podali ten fag myszom z rakiem jelita, które po ekspozycji na B. fragilis stały się oporne na chemioterapię. VA7 całkowicie zlikwidował tę bakteryjnie wywołaną oporność.

Badanie to jest szczególnie interesujące, ponieważ wykazuje ono, że:

• obfitość B. fragilis w mikrobiocie pacjentów dotkniętych rakiem jelita grubego może być nieinwazyjnym biomarkerem pozwalającym prognozować skuteczność chemioterapii; 
• połączenie chemioterapii z fagami VA7 u pacjentów wykazujących obfitość B. fragilis może poprawić odpowiedź kliniczną, i to bez działań ubocznych. 

Warto kontynuować te badania!

Troszczysz się o swoje zdrowie, ale masz problemy ze zdrowym odżywianiem? Chcesz schudnąć, ale masz skłonność do podjadania? Spróbuj zastąpić batony zbożowe, ciasteczka oraz inne tłuste, słodkie i słone przekąski migdałami. Badanie przeprowadzone przez amerykańskich naukowców z Uniwersytetu Stanowego Florydy ¹ pozwala przypuszczać, że i Twoja mikrobiota , i Twoje zdrowie bardzo na tym skorzystają!

Jak zrównoważyć skutki niewłaściwej diety

Osoby odżywiające się w stylu zachodnim często cierpią na dysbiozę, a nadwaga nieraz powoduje zaburzenia równowagi jelit. Aby się dowiedzieć, czy migdały mogą unormować tę sytuację, naukowcy zrekrutowali piętnastu dorosłych z nadwagą lub cierpiących na otyłość i podzielili ich na dwie grupy.

• Pierwsza stosowała „typową” amerykańską dietę (bogatą w tłuszcze, węglowodany, mięso, produkty przetworzone itp.). 
• Druga utrzymywała tę samą dietę, ale uzupełnioną 42,5 g migdałów dziennie (dwie małe garście, czyli około trzydziestu sztuk).

Po czterech tygodniach wszyscy uczestnicy powrócili do zwykłego sposobu odżywiania na piętnaście dni, po czym na kolejne cztery tygodnie zamienili się dietami. 
Badacze pobrali próbki stolca i krwi w celu analizy zmian składu mikrobioty jelitowej i metabolitów bakteryjnych, a także różnych markerów stanu zdrowia.

Mikrobiota korzystniejsza dla zdrowia

Wyniki wskazują, że jedzenie migdałów wzbogaca mikrobiotę jelitową w pożyteczne bakterie i likwiduje chorobotwórcze mikroorganizmy. Zmiany te są skorelowane z wyraźną poprawą poziomu niektórych markerów stanu zdrowia.

Wspierając proliferację Faecalibacterium prausnitzii – dobrze znanej pożytecznej bakterii wytwarzającej maślan (krótkołańcuchowy kwas tłuszczowy, czyli, SCFA (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. ) )– migdały mogą wzmacniać barierę jelitową, zmniejszać stan zapalny i sprzyjać zdrowiu serca oraz układu krążenia.

Natomiast poprzez zmniejszenie obfitości bakterii chorobotwórczych, takich jak Ruminococcus torques, mogą spowodować reorganizację sprzyjającą zdrowiu ekologicznej niszy mikrobioty.

Prawdopodobny wpływ na masę ciała i uczucie sytości

Spożywanie migdałów może też doprowadzić do obniżenia ilości niektórych toksycznych związków żółciowych związanych z chorobami jelit – zwłaszcza z rakiem jelita grubego – i podwyższenia poziomu „ciał ketonowych”.

Ciała ketonowe to cząsteczki powstające w wyniku trawienia zawartych w organizmie tłuszczów. Wzrost ich ilości w trakcie eksperymentu prawdopodobnie jest związany z wywoływanym przez migdały uczuciem sytości powodującym, że organizm zużywa więcej zmagazynowanego tłuszczu jako źródła energii.

Spożywanie migdałów jest też związane ze wzrostem poziomu hormonów GLP-1 i YY uczestniczących w kontroli uczucia głodu, wrażliwości na insulinę i poziomu cukru po posiłku.

Zdaniem badaczy codzienne spożywanie migdałów w charakterze przekąski przyczynia się nie tylko do utrzymywania homeostazy jelit, ale może też zmodyfikować metabolizm i poprawić stan zdrowia metabolicznego.

Pamiętaj o tym przy najbliższych zakupach!

Glikany – cząsteczki cukrów znajdujące się na powierzchni komórek i w wydzielinach ludzkiego organizmu (w tym w wydzielinie pochwy) – są rozpoznawane przez przeciwciała, lektyny (sidenote: Lektyny termin „lektyna” (od łacińskiego słowa oznaczającego „wybierać”) utworzyli Boyd i Shapeleigh (1954). Oznacza on zróżnicowaną kategorię (gliko)protein, głównie pochodzenia roślinnego. Mimo szerokiego zakresu właściwości fizykochemicznych i aktywności biologicznych lektyny mają pewną wspólną cechę odpowiedzialną za ich różnorodne oddziaływania biologiczne, biochemiczne i immunochemiczne: z wysokim podobieństwem i specyfiką łączą się z mono- i oligosacharydami węglowodanów złożonych (czyli z glikanami) w roztworach, na powierzchni komórek, organellach komórkowych i wycinkach tkanki. Źródło: Vierbuchen, M. (1991). Lectin Receptors. In: Seifert, G. (eds) Cell Receptors. Current Topics in Pathology, vol 83. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-75515-6_10 )  i białka wiążące węglowodany. Na przykład w pochwie glikany gospodarza modulują kolonizację dokonywaną przez mikroorganizmy, służąc jednocześnie za punkty przyczepu i adhezji oraz źródła substancji odżywczych.

Aby lepiej zrozumieć interakcje między tymi ludzkimi glikanami a głównymi chorobotwórczymi bakteriami bytującymi w pochwie i związanymi ze zdrowiem reprodukcyjnym, badacze stworzyli „chipy” glikanowe i przebadali adhezję bakterii in vitro, w środowisku od kwaśnego (pH = 4) do neutralnego (pH = 7), aby odzwierciedlić rzeczywiste wartości pH obserwowane w kobiecych pochwach.

Wachlarz białek wiążących glikany

Wyniki wykazują, że badane bakterie są w stanie się łączyć – mocniej lub słabiej – z kilkoma typami glikanów. Ponadto – jak wynika z wcześniejszych prac tego zespołu – wydaje się, że patogeny dysponują obszerniejszym zestawem białek wiążących te glikany w porównaniu z gatunkami komensalnymi.

Niektóre z tych wiązań są wspólne dla różnych bakterii – z wyjątkiem kilku glikanów profile wiązań gatunków komensalnych Lactobacillus crispatus i L. iners oraz bakterii potencjalnie chorobotwórczych, takich jak Gardnerella vaginalis i Streptococcus agalactiae, pokrywają się, co może oznaczać na konkurencyjne wiązanie.

Natomiast inne wiązania są bardzo specyficzne: Fusobacterium nucleatum wykazuje preferencję dla glikanów zakończonych galaktozą, z kolei S. agalactiae to jedna z niewielu bakterii wiążących się z glikanami zakończonymi kwasem hialuronowym.

Czy mamy w perspektywie terapie oparte na glikanach?

Wyniki te otwierają drogę do rozwoju terapii opartych na glikanach, które pozwolą blokować adhezję patogenów lub ułatwić kolonizację dokonywaną przez probiotyki. Celem jest obniżenie zachorowalności na bakteryjne zapalenie pochwy, częstotliwości przedwczesnych porodów oraz związanych z nimi powikłań występujących u noworodków.

W przypadku medycznie wspomaganego rozrodu niepowodzenia implantacji zarodka pozostają trudne do wyjaśnienia, prawdopodobnie dlatego, że wiążą się z różnymi czynnikami. Np. wydaje się, że mikroflora pochwy zdominowana przez bakterie Lactobacillus sprzyja skuteczności transferu zarodków. Niemniej wyniki są czasami sprzeczne, a pochodzenie etniczne kobiet rzadko brane jest pod uwagę.

W związku z tym w prospektywnym badaniu obserwacyjnym przeprowadzonym w jednym z ośrodków¹ (Phoenix, USA) przeanalizowano mikroflorę pochwy 87 Amerykanek, w tym 15 kobiet pochodzenia latynoskiego, podczas transferu zamrożonych embrionów. Cel: lepsze zrozumienie wpływu flory pochwy na wskaźniki ciąż po transferze zamrożonych zarodków poprzez podkreślenie ochronnej roli Lactobacillus i uwzględnienie różnorodności etnicznej.

Więcej bakterii Lactobacillus, więcej ciąż

Spośród 55 pacjentek, które zaszły w ciążę, dwie trzecie (67% lub 37 kobiet) miało mikrobiotę zdominowaną przez Lactobacillus w momencie zapłodnienia. Kobiety te miały o 52% większe szanse na zajście w ciążę w porównaniu z kobietami, których flora nie była zdominowana przez Lactobacillus. U pacjentek, które nie zaszły w ciążę, występowało więcej patogenów oportunistycznych, w szczególności Enterobacteriaceae i Streptococcus.

Z drugiej strony bogactwo lub różnorodność flory pochwy nie miały związku z wynikiem zabiegu wspomaganego rozrodu.
Wydaje się zatem, że mikrobiota pochwy oddziałuje na płodność kobiet i wynik transferu zamrożonych zarodków: mikroflora pochwy zdominowana przez bakterie Lactobacillus, a zwłaszcza gatunki  L. crispatus lub L. gasseri, ma pozytywny wpływ na zajście w ciążę. 

Wyjaśnienie różnic etnicznych?

W badaniu przeanalizowano również różnice etniczne. Latynoski, które stanowiły 18,3% kobiet w kohorcie (i około 19% populacji USA), wykazywały niższy odsetek ciąż klinicznych po transferze zarodków, co jest tendencją obserwowaną również w skali kraju.

Jednak mniejszy odsetek z nich miał mikroflorę pochwy zdominowaną przez bakterie Lactobacillus (w porównaniu z białymi kobietami niebędącymi Latynoskami), co wykazano już w poprzednich badaniach. Czy ta mniejsza częstość występowania dominacji Lactobacillus u kobiet pochodzenia latynoskiego może częściowo wyjaśniać mniejszy sukces transferu zarodków w tej populacji? Taką hipotezę wysuwają naukowcy.

Wcześniactwo powoduje 1,1 mln zgonów rocznie i jest najczęstszą przyczyną śmierci dzieci w wieku poniżej 5 lat. A ponieważ nieszczęścia chodzą parami, ryzyko urodzenia kolejnego wcześniaka jest, niestety, wysokie i waha się od 15% do 50%: na im wcześniejszym etapie ciąży nastąpił poprzedni przedwczesny poród (sidenote: Przedwczesny poród Poród żywego dziecka przed upływem 37 tygodni ciąży. Przedwczesne porody są podzielone na kategorie zależne od wieku ciąży: - Ekstremalnie skrajne wcześniactwo (poniżej 28 tygodni); - Skrajne wcześniactwo (między 28. a 32. tygodniem); - Średnie lub późne wcześniactwo (między 32. a 37. tygodniem) https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/preterm-birth ) , tym większe ryzyko nawrotu.

Medycyna próbuje znaleźć na to radę, ale słaba znajomość przyczyn – niewątpliwie wieloczynnikowych – tych nawrotów ogranicza skuteczność proponowanych terapii (progesteron (sidenote: Progesteron Kobiecy hormon płciowy wydzielany po owulacji i w trakcie ciąży. ) , opierścienienie szyjki macicy (sidenote: Opierścienienie szyjki macicy Opierścienienie szyjki macicy to wykonywany w trakcie ciąży zabieg chirurgiczny polegający na umieszczeniu nici dookoła szyjki macicy, jeżeli istnieje ryzyko jej zbyt łatwego otwarcia. ) itp.). A może częścią rozwiązania jest mikrobiota pochwy kobiety?

Taką hipotezę postawiła grupa badaczy obserwujących 152 ciężarne Chinki wykazujące wysokie ryzyko poronienia. Poddali oni analizie wymazy z ich pochew pobrane na początku ciąży (przed upływem 16 tygodni), a następnie między 16. a 24. tygodniem.

Ryzyko związane z L. iners

Z obserwacji tych kobiet wynika, że mikrobiota pochwy zdominowana przez Lactobacillus iners przed 16. tygodniem ciąży idzie w parze z podwyższonym ryzykiem przedwczesnego porodu. Jak wyjaśnić ten związek? Zdaniem autorów mikrobiota pochwy zdominowana przez L. iners jest mniej stabilna niż mikrobiota zdominowana przez bakterię L. crispatus, ponieważ ma tendencję do łatwej ewolucji w kierunku mikrobioty, w której pożyteczny rodzaj Lactobacillus nie jest już niepodzielnym władcą. Innymi słowy, jest ona w mniejszym stopniu zdolna do trzymania chorobotwórczych bakterii z daleka, co już wykazano w stosunku do paciorkowca grupy B.

Niemniej tego związku między L. iners a przedwczesnymi porodami nie stwierdzono w okresie od 16. do 24. tygodnia ciąży, co podkreśla, że wszystko rozgrywa się na początku ciąży. Oznacza to, że być może kiedyś dokonywane będą interwencje w mikrobiotę pochwy, aby podjąć próbę zmniejszenia ryzyka nawrotu przedwczesnego porodu. Przypomnijmy, że ten rodzaj interwencji to już nie science fiction: trzydziestoletnia matka, u której po urodzeniu pierwszego dziecka następowało jedno poronienie za drugim, skorzystała z transplantacji mikrobioty pochwy i ponownie została matką!

Kiedy mówimy o niepłodności (sidenote: Niepłodność Stan męskiego lub żeńskiego układu rozrodczego definiowany jako niemożność poczęcia dziecka po co najmniej 12 miesiącach regularnego współżycia seksualnego bez stosowania środków antykoncepcyjnych. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/infertility
  ) i medycznie wspomaganym rozrodzie, często myślimy o podróży pełnej nadziei, oczekiwań… a czasem rozczarowań. Wśród proponowanych technik znajduje się transfer mrożonych zarodków, który polega na umieszczeniu w macicy zarodka wcześniej poczętego w laboratorium poprzez zapłodnienie in vitro (sidenote: Zapłodnienie in vitro Technika medycznie wspomaganego rozrodu, podczas której zapłodnienie odbywa się w laboratorium, w probówce („in vitro”), a nie w macicy kobiety – komórki jajowe pobrane od kobiety po stymulacji hormonalnej umieszcza się w pożywce wraz z plemnikami pobranymi od mężczyzny. Zarodki poczęte w laboratorium są następnie przenoszone do macicy przyszłej matki przez pochwę. Jeśli zarodek się zagnieździ, rozpoczyna się ciąża. https://www.service-public.fr/particuliers/vosdroits/F31462
https://medclinics.com/fr/fiv/
https://www.fiv.fr/fecondation-fiv/ ) , a następnie zamrożonego i w końcu umieszczonego w macicy.

Cel? Implantacja tego zarodka, a tym samym początek długo oczekiwanej ciąży. Jednak w praktyce nie jest to automatyczne: tylko 41% pobranych komórek jajowych prowadzi do ciąży u kobiet poniżej 35. roku życia.

+52% ciąż dzięki bakterii Lactobacillus

W tym kontekście każda pomoc ma znaczenie. I może się okazać, że jednym z nich jest mikrobiota, która jest już powiązana z niepłodnością kobiet i niepłodnością męską oraz poronieniami. Czy może ona również sprzyjać implantacji embrionów w przypadku wspomaganego rozrodu? W badaniu przeprowadzonym w Stanach Zjednoczonych wzięło udział 87 kobiet, które skorzystały z transferu zamrożonych embrionów. Przeanalizowano ich mikrobiotę pochwy w momencie transferu, aby sprawdzić, czy ma ona wpływ na wyniki.

Wynik: u kobiet, których pochwa była w dużej mierze zdominowana przez bakterie Lactobacillus, w szczególności gatunki Lactobacillus crispatus lub L. gasseri, szanse na ciążę były o 52% wyższe! Dwie trzecie kobiet, które zaszły w ciążę po transferze zarodka, miało w pochwie ponad 80% bakterii Lactobacillus.

Natomiast kobiety, których mikroflora zawierała więcej bakterii oportunistycznych, takich jak Enterobacteriaceae lub Streptococcus, miały mniejsze szanse na zajście w ciążę. Jednak ani bogactwo, ani różnorodność flory nie były związane z sukcesem zabiegów medycznie wspomaganego rozrodu: to właśnie rodzaj bakterii ma znaczenie.

Wyjaśnienie różnic etnicznych?

Inną interesującą kwestią poruszoną w badaniu są różnice etniczne. Autorzy zadbali o uwzględnienie kobiet pochodzenia latynoskiego, które stanowią 19% populacji amerykańskiej, ale często są pomijane w badaniach.

Wyniki pokazują, że w ich przypadku wskaźnik ciąż był niższy. Jednak ich mikrobiota pochwy jest rzadziej zdominowana przez korzystne bakterie Lactobacillus w porównaniu z kobietami rasy białej niebędącymi Latynoskami. Związek ten wymaga zbadania i może częściowo wyjaśniać niższy wskaźnik powodzenia transferu zamrożonych zarodków w społeczności latynoskiej.

Anoreksja to choroba psychiczna należąca do kategorii zaburzeń odżywiania.  Może mieć poważne konsekwencje dla zdrowia i wiąże się z dużym ryzykiem przejścia w postać przewlekłą, a także zgonu. Anoreksja charakteryzuje się dobrowolnym odmawianiem spożywania jedzenia, co prowadzi do znacznej utraty wagi. Często towarzyszą jej bulimia, lęk i zaburzenia zachowania sprzyjające innym chorobom.

Psychoterapia w połączeniu z ponownym żywieniem jest zalecanym sposobem leczenia w celu przywrócenia normalnego odżywiania. Istnieją jednak różnice w reakcjach poszczególnych pacjentów, przy czym utrzymywać się mogą niektóre objawy zaburzeń odżywiania (bulimia, lęk).

Jak mikrobiota wpływa na funkcje poznawcze

W 2023 r. psychiatrzy z Uniwersytetu w Grazu w Austrii wykazali istnienie zaburzeń uczenia się implicytnego (nieświadomego przyswajania wiedzy), które mogą częściowo wyjaśniać brak reakcji na leczenie. W nowym badaniu ten sam zespół sugeruje, że zaburzenie to może być związane z mikrobiotą.²

Wiemy, że mikrobiota jelitowa wpływa na funkcje poznawcze poprzez oś jelito-mózg (sidenote: Oś jelito-mózg Dwukierunkowa sieć komunikacyjna między jelitami a mózgiem, która umożliwia jelitom i mózgowi komunikację za pośrednictwem trzech różnych ścieżek:
1. drogą neuronalną (neurony) – głównie przez nerw błędny i jelitowy układ nerwowy,
2. szlak hormonalny – poprzez wydzielanie hormonów takich jak kortyzol, adrenalina i serotonina
3. szlak układu odpornościowego – poprzez modulowanie cytokin.
  Oś jelito-mózg wpływa między innymi na nasze zachowanie, funkcje poznawcze (pamięć), emocje, nastrój, pragnienia, percepcję… i ból. ) . Oś ta moduluje układ neuroendokrynny, w szczególności oś podwzgórze-przysadka-nadnercza regulującą reakcje na stres i produkcję kortyzolu. Układ nerwowy jelitowy bierze również udział w dwukierunkowej komunikacji z autonomicznym układem nerwowym i nerwem błędnym, podobnie jak neuroprzekaźniki (GABA, dopamina, serotonina itp.) wytwarzane przez mikrobiotę.

Wychodząc od tej obserwacji, austriaccy naukowcy porównali zdolności zapamiętywania i uczenia się implicytnego oraz mikrobiotę 15 pacjentek cierpiących na anoreksję z mikrobiotą 13 zdrowych kobiet z grupy kontrolnej.

Gorsze wyniki w nauce związane z mniej zróżnicowaną mikrobiotą

Wyniki pokazują, że w grupie osób cierpiących na anoreksję:

• wyniki w zakresie uczenia się implicytnego są gorsze niż w grupie kontrolnej osób zdrowych, podczas gdy wyniki w zakresie zapamiętywania są podobne;
• mikrobiota jelitowa charakteryzuje się zwiększoną obecnością bakterii Akkermansia muciniphila, podczas gdy w grupie kontrolnej częściej występowały gatunki bakterii produkujące krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA (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. ) ), w szczególności Faecalibacterium.

W ujęciu ogólnym im wyższe wyniki uczenia się implicytnego, tym większa różnorodność mikroorganizmów i większa liczba różnych gatunków: 

• wysoki wynik był związany ze wzrostem liczby Actinobacteria, w szczególności Bifidobacteria, mikroorganizmów niezbędnych do komunikacji między jelitem a mózgiem, które mogą zmniejszać lęk poprzez szlaki nerwu błędnego, a tym samym wpływać na procesy uczenia się; 
• niski wynik był natomiast powiązany ze wzrostem liczby bakterii Lachnospiraceae, które w kilku badaniach powiązano z zaburzeniami depresyjnymi, które mogą zmieniać funkcjonowanie mózgu i uczenie się implicytne.

W kierunku nowych dróg terapeutycznych

Pomimo swoich ograniczeń (mała próba, nieuwzględnienie czynników żywieniowych i poziomu wykształcenia, brak mężczyzn) badanie to jest obiecujące. Otwiera drzwi do nowych możliwości terapeutycznych w leczeniu zaburzeń takich jak anoreksja.

Restrykcyjne jedzenie, niezdrowy strach przed przybraniem na wadze, obsesja na punkcie kalorii, zaprzeczanie szczupłości, bulimia, lęk, depresja anoreksja jest poważnym zaburzeniem odżywiania, które ma znaczący wpływ na zdrowie pacjenta, ponieważ wpływa zarówno na zachowanie, jak i ciało. Jest również szczególnie trudna w leczeniu (patrz ramka).

Osoby dotknięte chorobą często mają upośledzone funkcje poznawcze, w szczególności pewne zdolności uczenia się niezbędne do adaptacji behawioralnej, co może spowolnić powrót do zdrowia.

Z nowego badania wynika, że zaburzenie to może być związane ze zmianami w mikrobiocie jelitowej. ⁴

Mniej zróżnicowana mikrobiota

Autorzy, naukowcy z Uniwersytetu w Grazu w Austrii, włączyli do badania 15 pacjentek cierpiących na anoreksję i 13 zdrowych kobiet z grupy kontrolnej. Wszystkie zostały poddane testom mającym na celu ocenę ich zdolności do „uczenia się implicytnego” (patrz ramka). Jednocześnie analizowano ich kał w celu określenia składu ich mikrobioty jelitowej.

Obliczenia naukowców potwierdzają, że pacjentki cierpiące na anoreksję mają niższe wyniki w zakresie uczenia się implicytnego niż zdrowe ochotniczki. Najciekawsze jest jednak to, że wyniki te są powiązane ze składem mikrobioty: im wyższe wyniki, tym bardziej zróżnicowane mikroorganizmy.

Kiedy mikrobiota jelitowa powoduje zaburzenia w funkcjonowaniu mózgu

Jak można wyjaśnić ten wynik? Wiemy, że mikrobiota jelitowa wpływa na funkcjonowanie mózgu poprzez oś jelita-mózg.Może na przykład modyfikować reakcje na stres lub wytwarzać przekaźniki mózgowe (dopaminę, serotoninę itp.), które mogą wpływać na zdolność uczenia się.

W tym badaniu :

Wysoki wynik w zakresie zdolności uczenia się był na przykład powiązany ze wzrostem liczby bakterii z rodzaju Bifidobacteria, które są niezbędne do komunikacji między jelitami a mózgiem. Może to zmniejszyć niepokój, a tym samym wpłynąć na proces uczenia się.

Niski wynik był natomiast powiązany ze wzrostem liczby bakterii Lachnospiraceae, które w kilku badaniach powiązano z zaburzeniami depresyjnymi które mogą zmieniać funkcjonowanie mózgu i uczenie się implicytne. Efekty te wskazują na silny związek między mikrobiotą, zachowaniem i zdrowiem psychicznym w chorobach takich jak anoreksja.

W kierunku leczenia anoreksji opartego na probiotykach?

Odkrycie to jest szczególnie interesujące, ponieważ może stanowić wyjaśnienie faktu, że psychoterapia, która częściowo opiera się na uczeniu się implicytnym, nie zawsze jest skuteczna w leczeniu pacjentów z anoreksją. Jeśli zostanie to potwierdzone, pewnego dnia możliwe będzie stosowanie probiotyków zawierających bifidobakterie w celu poprawy leczenia anoreksji. Stabilizując oś jelita-mózg, mogą one pomóc kobietom w powrocie do normalnego odżywiania.

Przez lata społeczność naukowa zbierała dowody na to, że nasze jelita i mózg są w ciągłej komunikacji. Koncepcja ta znana jest jako oś jelita-mózg^{1, 2}. Zauważyliśmy, że skład mikrobioty jelitowej różni się u pacjentów z chorobą Alzheimera³, a ta dysbioza może przyczyniać się do neurozapalenia, które napędza chorobę^{4, 5}.

Dokładne szczegóły nie są jednak jasne. Patrzyliśmy na las, ale przełomowe nowe badanie⁶ przybliża poszczególne drzewa, a to, co ujawnia, może zasadniczo zmienić sposób, w jaki podchodzimy do tej wyniszczającej choroby neurodegeneracyjnej, jaką jest choroba Alzheimera.

Poza mózgiem: nie ogólna różnorodność, ale specyficzna tożsamość drobnoustrojów

Co, jeśli pierwsze oznaki choroby Alzheimera nie są związane z funkcjami poznawczymi, ale ze składem mikrobioty? Przełomowe badanie opublikowane w Alzheimer's Research & Therapy dostarcza przekonujących dowodów na to, że klucz do zrozumienia i być może pewnego dnia zdiagnozowania pogorszenia funkcji poznawczych w życiu pacjentów dotkniętych chorobą Alzheimera może leżeć w określonych gatunkach bakterii zamieszkujących nasze jelita.

Wykorzystując metagenomikę shotgunową (sidenote: Metagenomika shotgunowa Jest to metoda sekwencjonowania o wysokiej rozdzielczości polegająca na analizowaniu całego materiału genetycznego każdego drobnoustroju w próbce. W przeciwieństwie do starszych technik, które umożliwiają identyfikację rodzin bakterii, pozwala na precyzyjną identyfikację aż do poziomu gatunku i ujawnia funkcjonalne geny, jakie te bakterie posiadają. ) o wysokiej rozdzielczości u pacjentów z łagodnymi zaburzeniami poznawczymi (MCI) (sidenote: Łagodne zaburzenia poznawcze (MCI) MCI jest etapem klinicznym pomiędzy oczekiwanym spadkiem funkcji poznawczych związanym z normalnym starzeniem się a poważniejszym pogorszeniem funkcji poznawczych w wyniku demencji. Osoby z MCI mają zauważalne problemy z pamięcią lub myśleniem, ale nadal mogą wykonywać większość codziennych czynności, co stanowi krytyczny okres dla interwencji i badań. ) , krytycznym stadium pośrednim, naukowcy odkryli, że nie ma znaczącej różnicy w ogólnej różnorodności mikrobioty jelitowej w porównaniu ze zdrowymi osobami z grupy kontrolnej. Zamiast tego kluczową różnicą była tożsamość poszczególnych mikroorganizmów. W badaniu wskazano 59 konkretnych gatunków mikroorganizmów, których obecność lub brak był bezpośrednio powiązany z MCI, blaszkami amyloidowymi i poziomem białka tau (sidenote: Białko tau Tau jest białkiem, które normalnie stabilizuje wewnętrzny system transportowy, czyli mikrotubule, w komórkach nerwowych mózgu. W chorobie Alzheimera ulega ono nieprawidłowej fosforylacji i agreguje się w splątki neurofibrylarne wewnątrz neuronów, prowadząc do dysfunkcji komórek i ich śmierci. ) , czyli głównymi cechami patologicznymi choroby Alzheimera. Pokazuje to, że nie chodzi o wielkość armii mikroorganizmów, ale o to, którzy konkretni żołnierze znajdują się na pierwszej linii frontu.

Zaskakująca rola dwóch bakterii z rodzaju Bacteroides: dlaczego szczegóły na poziomie gatunku zmieniają zasady gry

W tym miejscu odkrycia dotyczące biomarkerów jelitowych naprawdę zmieniają paradygmat. Badanie wykazało, że różne gatunki w obrębie tego samego rodzaju mogą mieć przeciwstawny wpływ na zdrowie mózgu. Na przykład obecność gatunku Bacteroides eggerthii wiązała się ze zmniejszonym ryzykiem wystąpienia MCI. Jednak inny gatunek, Bacteroides thetaiotaomicron, był powiązany z wyższym ryzykiem.

Jest to kluczowe odkrycie, ponieważ pokazuje, że we wcześniejszych badaniach opartych na sekwencjonowaniu o niższej rozdzielczości, które pozwalało identyfikować bakterie tylko na poziomie rodzaju, być może pominięto najważniejszy element. To tak, jakby wiedzieć, że ktoś jest „ssakiem”, nie wiedząc, czy to mysz czy lew. Ta specyficzna dla gatunku aktywność jest fundamentalnym spostrzeżeniem, które zmusi naukowców do stosowania bardziej precyzyjnych metod.

W kierunku funkcjonalnych biomarkerów: ochronna rola Akkermansia

Badanie wykracza poza zwykłą korelację, ponieważ identyfikuje bakterie, które nie tylko są obecne, ale są funkcjonalnie związane ze zdrowiem mózgu. Jeden ze zidentyfikowanych korzystnych gatunków, Akkermansia muciniphila, był ujemnie skorelowany z obciążeniem amyloidowym. Jest to istotne, ponieważ wiadomo, że Akkermansia wytwarza metabolity, które wzmacniają barierę jelitową i mają działanie przeciwzapalne⁷. Badania te wskazują, że jego rola może być jeszcze bardziej bezpośrednia, potencjalnie wpływając na metabolizm energetyczny mózgu i chroniąc przed gromadzeniem się toksycznych białek, takich jak białko tau.

Identyfikacja specyficznych gatunków pro- i przeciwzapalnych powiązanych bezpośrednio z poziomami amyloidu i tau otwiera drzwi do opracowania wysoce czułych biomarkerów metabolicznych^{8, 9, 10}, potencjalnie umożliwiając diagnozę na etapie MCI, na długo przed wystąpieniem nieodwracalnego uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego.