Genetik Ján Radvánszky: Črevný mikrobióm je stále veľkou záhadou

27.11.2017 | Diskusia

Črevná mikroflóra je oveľa komplexnejší systém, než si dokážeme predstaviť. Tvorí zložitú a poprepájanú galaxiu vzťahov, ktorá ovplyvňuje nielen našu imunitu, ale aj psychiku. O tom, čo o mikrobióme vieme aj nevieme, nám porozprával molekulárny genetik Ján Radvánszky z Biomedicínskeho centra Slovenskej akadémie vied (SAV) a bratislavskej spoločnosti Geneton.

 

Už deti na základnej škole sa učia, že v črevách žijú „dobré baktérie“, ktoré nám pomáhajú tráviť potravu a zlepšujú našu imunitu. Ako si vlastne môže laik predstaviť črevnú mikroflóru? Je to vôbec možné?

Pre väčšinu z čitateľov nie je žiadnou novinkou, že v našich črevách existuje veľmi komplexná mikroflóra, tvoriaca náš črevný mikrobióm. Treba však hneď dodať, že nielen „v našich“ a nielen „v črevách“. Svoj mikrobióm majú aj iné mnohobunkové organizmy, ako sú rastliny, ale aj morské koraly. A nemáme ich len v našich črevách, ale napríklad v celej tráviacej sústave od úst, až po análny otvor, pokračujúc na obidvoch koncoch a po celom tele pokožkou, a u žien typicky aj vagínou. Ale čo je vlastne ten mikrobióm? Veľmi komplexná ekologická komunita mikroorganizmov, žijúcich v tele alebo na tele mnohobunkových organizmov. Tvorený je najmä baktériami, archeami, jednobunkovcami, hubami a vírusmi, ktoré spolu s prostredím zabezpečeným hostiteľom fungujú ako mikroekosystémy. Tieto mikroekosystémy sú, pravdaže, veľmi komplexné a dynamické, a dajú sa tu nájsť asi všetky typy ekologických spolunažívaní a vzťahov organizmov. Najzaujímavejším pre tento rozhovor je asi tzv. mutualizmus, keď obidva organizmy spolunažívajú a oba z tohto spolunažívania profitujú. Pre hostiteľa sú mikroorganizmy nesmierne dôležité nielen pri trávení, ale aj pri správnom vývine a správnom fungovaní imunologickej, metabolickej a hormonálnej rovnováhy. Na druhej strane, my, čiže hostiteľ, znamenáme pre zložky mikrobiómu vyrovnané prostredie, poskytujúce viac-menej konštantné fyzikálne okolie (slizkú mukózu, čo je miesto, kde môže žiť, vhodnú teplotu, vlhkosť a pH), živiny (vo forme zložiek našej stravy a našich vylučovaných metabolitov), ale aj ochranu (nielen zabezpečením vyššie spomínaných fyzikálnych faktorov, ale tiež preferenciou určitých mikroorganizmov a potláčaním iných).  

Veda tvrdí, že naša mikroflóra ovplyvňuje množstvo faktorov, nielen zdravie tráviacej sústavy či imunitu. Vraj aj inteligenciu. Počuli ste o niečom takom? Za čo všetko sú vlastne mikróby v našich črevách zodpovedné?

Známe sú úzke prepojenia črevného mikrobiómu s faktormi ako chuť k jedlu, obezita alebo vznik alergií a intolerancií. Dostupných je čoraz viac údajov aj o možnom prepojení s ovplyvnením kardiovaskulárneho zdravia, imunitného systému, nádorov tráviacej sústavy, správania sa jedincov a dokonca aj s modifikáciou mozgovej fyziológie a neurochémie. Určité spojitosti sa našli aj medzi zložením a fungovaním črevného mikrobiómu a úzkosťou, depresiou, autizmom, schizofréniou a neurodegeneratívnymi ochoreniami. Aktuálne však asi existuje viac tajomstiev, ktoré o našom črevnom mikrobióme nevieme, než tých, ktoré vieme. Vedci sa im ale začínajú venovať čoraz intenzívnejšie, podrobnejšie a najmä komplexnejšie.

Prečo sa mikrobióm dostáva do popredia až teraz, keď je jeho vplyv taký zaujímavý?

Mikrobiómu sa vedci venovali už aj predtým, len technologické možnosti boli oveľa slabšie. V poslednom desaťročí sme svedkami extrémneho rozvoja technológií umožňujúcich na jednej strane generovať biomedicínsky relevantné údaje, kým na druhej strane, vygenerované dáta analyzovať čoraz výkonnejšími počítačmi a sofistikovanejšími výpočtovými algoritmami. Dá sa povedať, že sa mikrobiómový výskum teší narastajúcej popularite a špeciálne mozgovo-črevno-mikrobiómová os sa stáva hlavnou výskumnou oblasťou rozhrania neurovied, mikrobiológie, technológií a informatiky.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Má každý jeden z nás vlastný obraz zloženia črevnej mikroflóry? Do akej miery sa môže líšiť?

Črevná mikroflóra je veľmi variabilná a dynamická, a to nielen medzi jedincami, ale aj u jedného človeka. Je odlišná nielen v rámci rôznych častí tráviacej sústavy, ale mení sa aj v rámci tej istej časti, napr. vekom, zdravotným stavom, stravou, a tak ďalej. Okrem stravy ju dokonca ovplyvňuje aj naše duševné rozpoloženie. Dôležité je, aby aj napriek dynamike v druhovom zložení zostala zachovaná rovnováha v „ekologickej“ úlohe črevnej mikroflóry, napr. v konkrétnej metabolickej aktivite, ktorú je potrebné zabezpečiť. To znamená, že keď je potrebné odbúrať určitú zložku našej stravy, alebo produkovať látku potrebnú pre nás, je viac-menej jedno, ktorý organizmus to zabezpečí, dôležité je, aby bol dajaký organizmus schopný to zabezpečiť. 

Rozhodujú o zložení nášho mikrobiómu aj gény?

Rozhodne áno, a to v nemalej miere. Minimálne už len kvôli tomu, že črevný mikrobióm je silno regulovaný imunitným systémom, ktorý je zase determinovaný našim genómom, čiže súborom génov nášho organizmu. Naše gény však determinujú napríklad aj také faktory, akým je architektúra čreva vytvárajúca vhodné prostredie pre mikroorganizmy, naše chute na rôzne jedlá, alebo aj metabolizmus a vylučovanie látok z našich buniek do črevného priestoru.

Ktoré potraviny zabíjajú prospešné črevné baktérie? A ktoré, naopak, našej mikroflóre pomáhajú? Môžu mliečne produkty črevný mikrobióm aj narušiť?

Všeobecne sa dá len ťažko stanoviť, ktoré potraviny sú prospešné aj pre nás, a ktoré nie, lebo je to extrémne individuálne. Určite každý pozná niekoho, kto môže zjesť celý obsah chladničky naraz a nebude mať žiadne problémy ani s trávením, ani s hmotnosťou a ani s kardiovaskulárnym systémom. A určite aj takého, kto sa len pozrie na čokoládovú tyčinku a hneď priberie. Je to smutné, ale neprichádzame na svet s rovnakými predpokladmi. A takisto individuálne sú aj záležitosti týkajúce sa nášho mikrobiómu, najmä, ak berieme do úvahy, že je s nami vo veľmi úzkom prepojení v celej našej individualite. Na lepšie pochopenie relativity odpovedí na takéto otázky si predstavme, že niekto má intoleranciu na mlieko. Pre väčšinu ľudí je mlieko zdraviu prospešné, pre tých s intoleranciu na niektorú jeho zložku však veľmi nie. Keby ho pili vo väčšom množstve pravidelne, rozhodne by to neprispelo k zdravej rovnováhe ich črevného mikrobiómu. Navyše, zabíjanie prospešných mikroorganizmov vôbec nemusí byť priame, ako to robia antibiotiká. Stačí, ak určitá zložka našej stravy podporuje rast tých menej prospešných mikroorganizmov, ktoré svojou prevahou následne potlačia tie prospešné. Štatistických súvislostí poznáme už veľmi veľa, zúfalo málo vieme však povedať o individuálnych predpokladoch konkrétnych jedincov. Práve preto som človekom, ktorý nerád dáva jednoznačné, avšak silno zovšeobecňujúce odpovede na podobné otázky. Môžem si to však dovoliť, lebo som výskumný pracovník. Ak by som bol klinickým lekárom, alebo dietetickým poradcom, pacienti by odo mňa asi čakali priamejšie odpovede. Aktuálne však ani výskumy nevedia dať jednoznačné a individuálne platné odpovede na tieto otázky, najmä, ak sa týkajú natoľko multifaktoriálnych vecí, akou je zdravie. Myslím si však, že ideme dobrou cestou a menia sa nielen výskumné možnosti, ale aj prístupy vedeckých projektov. Dúfam, že o niekoľko rokov budeme vedieť povedať niečo presnejšie aj na úrovni individuálnych predpokladov jedincov, nielen štatistické odhady pravdepodobnosti určitej reakcie. Čo sa však týka zovšeobecňujúcich odpovedí, notoricky známe sú spojitosti ovocia, zeleniny a celozrnných potravín podporujúcich rast prospešných baktérií, ktoré sú v črevách už prítomné, najmä kvôli ich bohatstvu na prebiotiká (zložky stravy selektívne prospešné pre mikroorganizmy). Na druhej strane sú fermentované potraviny, akými sú jogurty, kefíry, alebo kyslá kapusta, ktoré sami majú vysoký obsah potenciálne prospešných baktérií a označujeme ich za probiotiká. Tieto pritom môžu mať pozitívny efekt nezávisle od toho, či sú schopné trvalo kolonizovať črevá, alebo nie, najmä, ak ich príjem zabezpečíme v pravidelných intervaloch. Príliš vysoký obsah cukrov a niektorých tukov v našej strave však môže narušiť rovnováhu zloženia mikrobiómu. Nevýhodné pre zloženie nášho črevného mikrobiómu môže byť aj spôsob prípravy a konzervácie našej stravy, najmä, ak počas nej likvidujeme živú probiotickú zložku. Prevarený jogurt doslova za veľa nestojí. Nemôžeme pri tom zabudnúť na antibiotiká. Tie majú vo všeobecnosti devastujúci účinok na črevný mikrobióm, kvôli čomu je veľmi dôležité dbať na korekciu, resp. doplnenie jej zloženia popri antibiotikovej kúre. Treba si však dávať pozor a aj tieto súvislosti sa snažiť brať zdravým rozumom. Ani jedlo s premnoženými salmonelami neprispieva k zdravej rovnováhe črevného mikrobiómu, ako ani to, keď máme vážnu bakteriálnu infekciu liečiteľnú antibiotikami a my si ich nedáme, lebo sme si niečo prečítali na internete.

Výskumy hovoria, že na zloženie črevnej mikroflóry pozitívne vplýva aj konzumácia orechov. Je to tak?

V tomto prípade sa dostávajú k slovu aj tzv. postbiotiká. Poďme však poporiadku. To sa už dávno vie, že orechovité plody, konkrétne napr. vlašské orechy, obsahujú omega-3 mastné kyseliny, alfa-linolénovú kyselinu, stopové prvky, antioxidanty, vlákniny a mnoho iných dôležitých látok, ktoré sú priamym spôsobom prospešné pre náš organizmus a náš kardiovaskulárny systém. Vieme už aj to, že mnohé z látok obsiahnutých v rôznych orechoch sú priamo prospešné aj pre mikroorganizmy, ktoré sú pre nás prospešné. Prebiotiká sme už spomínali a tie veľa skloňované vlašské orechy sa považujú práve za významný zdroj prebiotík, lebo majú pozitívny vplyv na rôznorodosť a správne zloženie nášho črevného mikrobiómu. Na organizmus pôsobia aj nepriamym spôsobom, teda cez náš mikrobióm. Podporované mikroorganizmy totiž produkujú látky, ktoré podľa výskumov pomáhajú chrániť náš kardiovaskulárny systém. A takéto pre nás prospešné látky, tvorené mikroorganizmami, označujeme za postbiotiká. Zaujímavé sú aj preto, lebo ich identifikácia by mohla viesť k objaveniu potenciálnych liečiv a preventívnych potravinových doplnkov v budúcnosti. Keď sa nad tým však zamyslíme, obrovský pozitívny vplyv ovocia, zeleniny a najmä orechov nie je úplne prekvapivou vecou. Naši predkovia státisíce až milióny rokov dozadu nemali „vymoženosti“, ako nákupné centrá, chované zvieratá, chladničky a mrazničky, a ich organizmy sa za generácie prispôsobovali ku vtedy dlhodobo platným predpokladom. A keďže to boli lovci a zberači, ich najväčšiu potravinovú zložku pravdepodobne tvorili práve rôzne druhy ovocia a iné plody, medzi ktorými boli aj orechy. Konkrétne orechy nielen preto, lebo sa ľahšie zbierali, než sa lovili mamuty, ale aj kvôli tomu, lebo sa dobre dali prenášať a uskladňovať aj dlhšie obdobie, čiže sa ich konzumácia nemusela striktne viazať na obdobie ich dozrievania a prirodzenej dostupnosti. Nezabúdajme však ani na to, že aj pri tejto odpovedi platí, čo som sa snažil zdôrazniť pri tej predchádzajúcej; čiže, keď máte alergiu na vlašské orechy, tak pre vás asi nebudú super zdravou zložkou vášho jedálnička. Tiež vás môžu potrápiť, ak máte zápalové a vredovité ochorenia tráviacej sústavy. Čo je však asi dôležité, mnoho z rizikových faktorov pôsobí aditívnym spôsobom. Ak máte silný zdedený genetický predpoklad ku kardiovaskulárnym problémom, máte geneticky determinovanú menej vhodnú architektúru črevnej sliznice, imunitný systém potláčajúci prospešné baktérie, žijete a stravujete sa úplne katastrofálne a ešte aj orechy obchádzate veľkým oblúkom, tak asi s väčšou pravdepodobnosťou nebudete musieť sporiť na svoj dôchodok, ak teda nemáte veľmi dobrého kardiológa. Na druhej strane, ak máte v poriadku gény determinujúce vaše kardiovaskulárne zdravie aj črevnú architektúru, váš imunitný systém si rozumie dobre s prospešnými baktériami, žijete a stravujete sa podľa knižiek, s obľubou a často konzumujete vlašské orechy a ešte ich aj dobre tolerujete, ešte stále vás môže zraziť auto.

Mnohí ľudia veria, že pravidelné užívanie probiotík posilňuje zdravie. Je to podľa vás potrebné? Nedokáže si organizmus sám vytvoriť dostatok „dobrých baktérií“? Môže byť časté užívanie probiotík aj kontraproduktívne?

V tomto prípade je dôležité zdôrazniť, že baktérie, ako ani ostatné organizmy tvoriace črevný mikrobióm, nie sú základnou súčasťou nášho organizmu. Nevieme si ich preto ani sami tvoriť. Tráviaca sústava sa začína kolonizovať postupne po pôrode a jej plne funkčné zloženie sa vytvorí niekedy okolo druhého až tretieho roku života. Pri „zdravom organizme“, „zdravej strave“ a „zdravom postoji k hygienizácii“ teoreticky nie je potrebné baktérie špeciálne dodávať. Ťažké je však stanoviť, čo znamená „zdravý organizmus“, „zdravá strava“ a „zdravý postoj k hygienizácii“. Sú však prípady, keď je jednoznačne potrebné napomôcť organizmu so znovunastolením vhodnej rovnováhy črevného mikrobiómu. To už asi každý vie, že probiotiká, prípadne aj prebiotiká, sú veľmi dôležité napr. pri antibiotikových kúrach. Ale človeka by asi nenapadlo, že zloženie črevného mikrobiómu je silno formované napr. aj naším mentálnym stavom. Čiže, keď prežívame psychický stres, pocítia to aj naše črevné mikroorganizmy, pričom táto komunikácia funguje aj opačne, keď nemáme v poriadku náš mikrobióm, dokážeme sa cítiť psychicky zle.

Prečo je to tak?

Je to kvôli úzkemu prepojeniu čriev (ale aj iných orgánov), mozgu a imunitného systému, sprostredkovanému blúdivým nervom. Daný nerv prepája mozog a vnútorné orgány a zabezpečuje mimovôľové pochody tráviacej sústavy spojené s trávením. A keďže má obojsmerne fungujúce nervové vlákna, čiže aj zbiera informácie, a aj odovzdáva rozkazy, je esenciálnym faktorom obojsmerných signálov stresových a zápalových odpovedí organizmu. Existuje preto viacero ochorení, nielen tráviacich, ale tiež mentálnych, ktoré sú úzko spojené s rovnováhou črevného mikrobiómu. Tieto sa u niektorých pacientov dajú liečiť napr. „jednoduchým“ podaním probiotík vo forme tabletiek, ale experimentuje sa aj s o niečo bizarnejšími možnosťami, akými sú fekálne transplantácie a helmintoterapie. V prvom prípade ide o prenos črevného obsahu spolu s črevným mikrobiómom zdravého človeka do čriev chorého, ktorý má narušenú rovnováhu. V druhom prípade ide o vedomé a riadené infikovanie pacientov črevnými hlístami, napr. cez purifikované vajíčka. Hlíst a iných črevných parazitov sme sa totiž zbavili až v poslednom storočí nástupom vylepšených hygienických možností. Problém ale spočíva v tom, že počas miliónov rokov evolúcie sme spolunažívali aj s týmito črevnými parazitmi.Vyzerá to tak, že správne fungovanie imunitného systému viacerých z nás sa stalo doslova závislým na niektorých látkach vylučovaných týmito organizmami a ich chýbanie vedie k chybám imunitného systému. Experimentuje sa však aj so samotným prepojovacím článkom mikrobiómu a mozgu, tj. s blúdivým nervom. Konkrétne s jeho pravidelnou umelou stimuláciou pomocou implantovaných zariadení vydávajúcich krátke elektrické impulzy do daného nervu. Vo všeobecnosti kladú fantázii medze iba technologické možnosti a etické pochybnosti. Považujem za pozitívum, že tie technologické v poslednom období nesmierne napredujú a etické sa v smere črevného mikrobiómu špeciálne a vášnivo zatiaľ neskloňujú. A či probiotiká môžu byť kontraproduktívne? Všetko, aj dýchanie, môže byť kontraproduktívne pri špeciálnych okolnostiach. Kontraproduktivita môže spočívať v mnohých faktoroch, teoretických, ako aj praktických. Jedným z nich môže byť aj to, že probiotiká sú väčšinou vnímané ako výživové doplnky a nie za lieky (sú, prirodzene, aj výnimky), čím podliehajú voľnejším kritériám pred uvedením na komerčný trh. Ak si prečítate príbalové informácie probiotických prípravkov vážnejších výrobcov, tak zistíte, že podobne ako lieky, majú aj tieto produkty vymenované možné vedľajšie účinky, a niekedy ich vôbec nie je málo. Kontinuálne podávanie určitého probiotického produktu môže byť kontraproduktívne aj vtedy, ak jeho mikrobiálne zloženie nepasuje k užívateľovým biologickým predpokladom. Ako s väčšinou vecí, aj s probiotikami sa odporúča postupovať opatrne, špeciálne u detí, tehotných žien, starších ľudí, imunosuprimovaných jedincoch a pri špecifických ochoreniach, pri ktorých je napríklad narušená antimikrobiálna bariéra čreva. Medzi užitočné rady patrí odveké heslo: „pred použitím si prečítajte príbalové informácie, alebo sa opýtajte svojho lekára či lekárnika“.

 

Fotogaléria

27.11.2017  |  Foto: archív J. R., Thinkstock.com  |  Zdroj: zh

Diskusia