Kako crijevne bakterije utječu na nas

U ljudskom crijevu žive mikrofoni - mikrobiom. Trebao bi spriječiti bolesti, spriječiti pretilost i odrediti raspoloženje. Može li doista biti?

Žive u vječnoj tami, nevidljivi su golim okom, nisu baš apetitni - i jedan od najvrućih istraživačkih objekata u ovom trenutku: mikroorganizmi u ljudskom probavnom traktu. Mnogi znanstvenici sada vjeruju da će igrati glavnu ulogu u medicini budućnosti. Žele ih koristiti kako bi ljude učinili zdravijima - mijenjajući sastav crijevne flore.

U jednom gramu crijevnog sadržaja živi više živih bića od Zemlje - uglavnom bakterija, ali i virusa i gljivica. Ukupno se oko 100 bilijuna bakterijskih stanica naseli u crijevima. Mikrobiom je ono što istraživači danas nazivaju ovaj svijet mikroba. Kada se profesor Dirk Haller s Tehničkog sveučilišta u Münchenu počeo baviti sićušnim sustanarima oko prijelaza milenija, pojam "mikrobiom" nije ni postojao; jednako malo kao i znanstvenici koje je zanimala crijevna flora. "Smatralo se da je to jednostavno gomila bakterija koja nam je potrebna za probavu, ali koja inače nema nikakve veze s našim tjelesnim funkcijama", izvještava voditeljica Odjela za prehranu i imunologiju.

Od sredine 2000-ih postoji stvarna istraživačka promidžba o crijevnom mikrobiomu. Prema Halleru, potaknuto novom istraživačkom tehnologijom. Ovaj postupak, poznat kao visokopropusno sekvenciranje, omogućuje brzu i preciznu analizu ogromne raznolikosti crijevne flore po prvi puta. Već je identificirano nekoliko tisuća vrsta bakterija koje se nalaze u ljudskom probavnom traktu. Postoji kombinacija mikroorganizama koja je zajednička svim ljudima. Mikrobiom se u pojedinostima razlikuje od osobe do osobe.

Crijevna flora utječe na imunološki sustav

Crijevne bakterije odavno su poznate kao probavna pomagala. Oni proizvode enzime koji razgrađuju komponente hrane koje se inače ne mogu koristiti - na primjer vlakna - na komponente koje tijelo može apsorbirati. Sada je jasno: mikrobi djeluju i kao partneri u treningu imunološkog sustava i na taj način osiguravaju da se obrambena sposobnost tijela pravilno razvija. Njihova silna masa sprječava širenje patogena u probavnom traktu. Netaknuta crijevna flora također je važna za funkcioniranje crijevne barijere. Ovo kontrolira koje tvari dospijevaju iz tijela u crijeva i obratno.

Utjecaj na bolesti?

Zadaci su toliko raznoliki da se mikrobiom danas često naziva "organom u organu" ili čak "superorganom". Uz to, popis bolesti kod kojih se kaže da je na neki način uključena crijevna kolonizacija neprestano raste. Na vrhu su kronične upalne bolesti crijeva, prekomjerna tjelesna težina (pretilost), dijabetes, ali i neurološke bolesti poput multiple skleroze. Čak i u razvoju poremećaja poput depresije i autizma, crijevna bi flora trebala barem igrati ulogu. Neki istraživači već nagađaju o tome kada se bolesti mogu izliječiti ometanjem mikrobioma.

Međutim, hiper koji okružuje crijevne bakterije kao mogući lijek također izaziva kritike. "Istraživanje mikrobioma zahtijeva zdravu dozu skepticizma", upozorio je William Hanage sa Sveučilišta Harvard 2014. godine u poznatom specijalističkom časopisu Priroda. Dirk Haller to vidi na sličan način kao i njegov kolega profesor iz SAD-a. Mnoga su istraživanja pokazala da se mikrobiota bolesnika s određenim bolestima razlikuje od mikrobiote zdravih ljudi. "Međutim, ne može se reći jesu li ove promjene zapravo uzrok bolesti ili su samo posljedica koja nema nikakve veze s razvojem bolesti", objašnjava Haller. "Ali kauzalnost je presudna."

Crijevna se flora brzo prilagođava prehrani

Mikrobna populacija impresionira svojom ogromnom prilagodljivošću. Njegov se sastav mijenja u roku od 24 sata ako netko tko uglavnom jede hranu biljnog porijekla iznenada pojede puno životinjskih proizvoda. Učinak djeluje i obrnuto pri prelasku s mesno teške hrane na vegetarijansku.

Uz to, bakterije proizvode razne tvari koje ulaze u krv kroz crijevni zid, uključujući neurološki aktivne tvari poput "hormona sreće" dopamina i serotonina. To sugerira da postoji veza između mikrobioma i mozga koja utječe na ponašanje, raspoloženje, a time i na mentalne bolesti poput depresije. "Mogao je", pojašnjava Haller. "Tek počinjemo shvaćati složenu interakciju ljudi i njihove crijevne flore", kaže minhenski stručnjak koji koordinira prioritetni program Njemačke zaklade za istraživanje "Crijevna mikrobiota". Bili biste na samom početku, pogotovo kada je riječ o povezivanju bolesti i mogućih terapijskih intervencija.

U najboljem slučaju, postoje prve naznake da bi tipična zapadnjačka prehrana - malo vlakana, puno životinjske masti i proteina - mogla smanjiti raznolikost crijevnih klica. Da je to slučaj, bakterije koje proizvode trimetilamin bi se mogle umnožiti. Sumnja se da tvar povećava rizik od arterioskleroze, a time i srčanog i moždanog udara.

Crijevni mikrobiom promijenio se u upalnoj bolesti crijeva

Iako je još mnogo toga u mraku: istraživanje mikrobioma već je donijelo neka uzbudljiva otkrića. U bolesnika s Crohnovom bolešću i ulceroznim kolitisom, raznolikost mikrobnih sustanara je ograničena. Eksperimenti s genetski modificiranim miševima, koji su posebno osjetljivi na ovu kroničnu upalnu bolest crijeva (IBD), pokazali su: Sve dok su životinje ostale bez klica, nisu oboljele unatoč osjetljivosti. Međutim, ako su miševi dobili nekoliko sojeva crijevnih bakterija u neuravnoteženom sastavu, razvili su IBD. To barem u životinjskom modelu ukazuje na to da crijevni mikrobiom ima uzročnu ulogu u razvoju bolesti. Studije na genetski inženjeriranim miševima s povećanom osjetljivošću na bolest sličnu multiploj sklerozi dale su slične rezultate.

Međutim, kao što je to čest slučaj u medicini, upitno je mogu li se ovi rezultati ispitivanja na životinjama prenijeti na ljude. To se odnosi i na eksperimente Jeffreyja Gordona. Biolog sa Medicinskog fakulteta Sveučilišta Washington dao je miševima bez vlastite crijevne flore stolicu tankog ljudskog blizanca ili stolice prekomjerne tjelesne blizance. Iako su sve životinje hranjene istom prehranom, miševi koji su primili mikrobiom blizanaca s prekomjernom težinom postali su debeli. Njihova specifičnost s crijevnim bakterijama blizanca normalne težine ipak je ostala tanka.

Dugoročni cilj: precizne intervencije u mikrobiomu

Takvom je fekalnom transplantacijom tim istraživača sa Sveučilišta u Amsterdamu čak uspio pozitivno utjecati na metabolizam šećera u krvi ljudi s metaboličkim sindromom. Očišćenu i filtriranu stolicu prenijeli su od zdravih, tankih darivatelja u probavni trakt devet muškaraca pogođenih ovom pretečom dijabetesa tipa 2. Primjena mikrobiote poboljšala je ograničenu osjetljivost metaboličkog sindroma na hormon za snižavanje šećera u krvi inzulin. "Transplantacija fekalija mogla bi biti ključ za izlječenje dijabetesa", nadaju se znanstvenici.

Međutim, učinak je trajao samo nekoliko tjedana. Osim toga, prijenos cijelog mikrobioma također sadrži rizike poput rizika od infekcija, naglašava Haller. Čak i ako minhenski istraživač upozori na pretjerana očekivanja, optimističan je za budućnost. "Za nekoliko godina preciznije ćemo znati koje su promjene na crijevnoj mikrobioti povezane s određenim bolestima", kaže. "To tada otvara mogućnosti za puno ciljanije terapijske intervencije nego kod transplantacije fekalija."