Co to jest mikrobiom człowieka i mikrobiota jelit?

Mikrobiom a mikrobiota – definicje i różnica

Opublikowany na łamach Microbiome Journal w czerwcu 2020 artykuł autorstwa zespołu pod kierownictwem dr Gabriele Berg postuluje ujednolicenie definicji służących do określenia różnic pomiędzy mikrobiomem a mikrobiotą. Autorzy zaproponowali następujące brzmienie definicji słów „mikrobiom” i „mikrobiota”:

MIKROBIOM to charakterystyczna kompozycja genetyczna mikroorganizmów zamieszkujących możliwy do zdefiniowania obszar o odrębnych cechach fizyko-chemicznych. Pojęcie mikrobiomu odnosi się również do zasiedlanych miejsc nazywanych „teatrem aktywności”, które formują swoiste eko-nisze. Mikrobiomy formując dynamiczne i wchodzące w interakcje mikro-ekosystemy są zintegrowane w jeden macro-ekosystem będąc istotnym czynnikiem jego prawidłowego, zdrowego działania.

Z kolei MIKROBIOTA (w tym m.in. mikrobiota jelitowa) to kompozycja mikroorganizmów należących do różnych królestw (prokariotyczne i eukariotyczne organizmy). W skład ich „teatru aktywności” wchodzą także struktury mikrobiologiczne, metabolity, fagi, wirusy, transpozony oraz szczątki DNA osadzone w danym siedlisku.

Różnica jest więc subtelna, a w praktyce często terminy te stosuje się zamiennie.

Mikrobiota jelitowa – dobry przykład

Mikroorganizmy w mikrobiocie jelitowej żyją ze sobą w symbiotycznej relacji. Ich obecność jest korzystna dla człowieka tak długo jak udaje się utrzymać stan homeostazy w organizmie. Szacuje się, że mikrobiotę jelitową zamieszkuje nawet ok. 1000 różnych gatunków mikroorganizmów.

• Jelita zamieszkuje największa populacja mikroorganizmów (jest ich zdecydowanie więcej niż w mikrobiocie skóry czy genitaliów)
• Komórki mikroorganizmów oraz ich materiał genetyczny (czyli mikrobiom) zasiedla ciało człowieka od momentu narodzin. Relacja mikroorganizmów z człowiekiem staje się kluczowa z puntu widzenia zdrowia człowieka.
• Masa organizmów zasiedlających mikrobiotę jelit wynosi ok. 2 kg, a jej skład jest unikalny u każdego człowieka
• Mikrobiota jelitowa odpowiada za przyswajanie składników odżywczych z pożywienia, jest kluczem dobrej odporności, a także wpływa na funkcjonowanie mózgu i zachowanie gospodarza

Dawniej mikrobiota jelitowa była nazywana „mikroflorą bakteryjną”. Już pod koniec XX wieku odkryto, że kompozycja mikrobioty ma ogromny wpływ na anatomię, fizjologię i odporność gospodarza czyli człowieka.

Żyjące z nami w symbiotycznej relacji mikroorganizmy zasiedlające mikrobiom biorą udział w zwalczaniu zewnętrznych patogenów. Broniąc nas i bronią także swoje środowisko, które utrzymuje je przy życiu.

Wśród tzw. dobrych bakterii żyją też szkodliwe patogeny. W zdrowym organizmie balans między nimi jest utrzymywany, a sprawnie działający układ odporności nie dopuszcza do ich rozprzestrzenienia i rozwoju infekcji.

Unikalna kompozycja mikrobiomu wpływa również na nastrój, zachowanie i psychikę człowieka.

Mikrobiom – dlaczego jest ważny?

Mikroorganizmy zasiedlające ludzki mikrobiom ewoluowały przez miliony lat. Stanowią nierozerwalny element życia na ziemi. Mieszkańcy mikrobioty pełnią istotne funkcje w hamowaniu i rozprzestrzenianiu się chorób i zaburzeń takich jak:

• Astma
• Autyzm
• Rak
• Celiakia
• Zapalenie okrężnicy
• Cukrzyca
• Egzema
• Choroby serca
• Niedożywienie
• Stwardnienie rozsiane
• Otyłość

Mikrobiom człowieka a odżywianie

Mikroby w jelitach biorą udział w procesach trawiennych. Pomagają metabolizować złożone pierwiastki z mięsa i warzyw. Bez ich udziału trawienie niektórych złożonych cukrów roślinnych byłoby niemożliwe. Procesy metaboliczne wewnątrz kolonii mikrobiotycznej odpowiadają za uczucie głodu i sytości.

Bioróżnorodność mikroorganizmów składających się na kompozycję mikrobiomu jest wprost zależna od różnorodności dostarczanych pokarmów. Im różnorodniejsza dieta tym różnorodniejsza flora.

Mikrobiom a odporność

Z momentem narodzin mikrobiom każdego stworzenia zaczyna być zasiedlany przez bakterie z otoczenia. W przypadku ludzi bakterie zaczynają dostawać się do organizmu noworodka w momencie przechodzenia przez szyjkę macicy. Bez tego odporność adaptacyjna noworodka by nie istniała.

Układ immunologiczny uczy się radzić sobie z patogenami z czasem, a napływające celem zasiedlenia mikrobiomu organizmy doskonale wiedzą jak sobie radzić z zagrożeniami. Przy okazji też wiedzą, że organizm gospodarza jest niezbędny dla ich przeżycia i rozwoju.

Badania wskazują także, że zbyt sterylne środowisko na wczesnym etapie życia może prowadzić do chorób autoimmunologicznych i alergii.

Mikrobiota a zachowanie

Nie bez powodu mówi się, że mikrobiota jelitowa to „drugi mózg”. Aktywność mikroorganizmów goszczących w naszym przewodzie pokarmowym uwalania cząsteczki modulujące pracę układu nerwowego. Receptory systemu endokannabinoidowego przekazują pojawiające się w jelicie sygnały do mózgu gdzie są interpretowane i wywołują (lub nie) określone reakcje. Może dochodzić do wzmożonej aktywności hormonalnej np. zwiększonego uwalniania dopaminy i serotoniny.

Istnieją opinie łączące jakość i sprawność działania mikrobioty jelitowej z zaburzeniami psychologicznymi takimi jak depresja czy autyzm.

Mikrobiota jelitowa a choroby

Bioróżnorodność mikrobioty jelitowej jest kluczowa dla zdrowia układu żołądkowo-jelitowego.

Przykładowo niska różnorodność mikrobiomu jelit jest kojarzona z takimi chorobami jak: zespół jelita drażliwego (IBD), otyłość i cukrzyca typu 2.

Włączenie do diety prebiotyków i probiotyków działa stymulująco na kompozycję mikroflory obniżając ryzyko chorób metabolicznych.

Mikrobiom jelit wpływa też na gospodarkę energetyczną, rozwój intelektualny i funkcje poznawcze człowieka.

Dużym problemem współczesnej medycyny jest nadmierne wykorzystywanie antybiotyków. Leki te negatywnie wpływają na mikrobiotę jelitową prowadząc z czasem do wytworzenia się superbakterii antybiotykoopornych.

Ponad to „dobre” bakterie konkurują ze „złymi” patogenami utrudniając infekcję i choroby. Niektóre z tych dobrych mikroorganizmów potrafią nawet uwalniać związki przeciwzapalne.

Uważa się, że dbałość o sprawny i zbalansowany mikrobiom jest kluczowy w kontekście zapobiegania chorobom.

Dobre bakterie w przewodzie pokarmowym i jelitach

Dobre bakterie mikrobiomu obejmują:

• bakterie ochronne hamujące namnażanie drobnoustrojów chorobotwórczych, są odpowiedzialne za integralność tkanki jelitowej, odżywiają jelita; mamy tutaj Lactobacillus i Bifidobacterium
• bakterie stymulujące odporność, minimalizują stany zapalne i wspierają produkcję przeciwciał; zaliczamy do nich: Enterococcus i E. Coli z których ta druga może rozwinąć stan chorobowy

Jak dbać o bioróżnorodność mikrobioty jelitowej?

Aby zadbać o mikrobiom i bioróżnorodność mikrobioty jelitowej warto zacząć od diety:

1. Jedz więcej kiszonek – kapusty, ogórków, buraków a nawet owoców
2. Kefir i jogurty też sa pomocne
3. Wybieraj produkty bogate w błonnik, inulinę i skrobię
4. Rozważ suplementacje probiotyków

Zbawienna okaże się też zmiana stylu życia – intensyfikacja ruchu fizycznego doskonale działania na mikrobiom.

Unikaj alkoholu i palenia papierosów – to dwa silnie niszczycielskie dla mikrobioty nałogi.

Zadbaj o dobry sen. Regeneracja w trakcie snu poprawi działanie twojego mikrobiomu.

Najbardziej dewastująca na mikrobiote działa stres – staraj się go unikać, minimalizować i eliminować z twojego życia jak tylko jest to możliwe.

Jeśli tylko to możliwe unikaj antybiotyków i chemiterapeutyków – niszącza zarówno patogeny jak i dobre, niezbędne bakterie budujące prawidłową florę bakteryjną w twoim ciele.

Mikrobiom a układ endokannabinoidowy

Istnieją teorie wskazujące na modulacyjny wpływ endogennych kannabinoidów na mikrobiotę w obszarze przetwarzania bodźców bólowych ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego. Przy okazji obydwa te obszary funkcjonalne organizmu biorą udział w procesach zapalnych.

Układ endokannabinoidowy jako układ sygnałowy przekazuje informacje z jelita do mózgu. Tam są interpretowane i prowadzą do określonej reakcji zwrotnej. Można powiedzieć, że ECS służy jako pomost komunikacyjny między mikrobiomem a ciałem i mózgiem. To dzięki niemu relacja organizmu człowieka jako gospodarza z mikroorganizmami jako zamieszkującymi go gośćmi ma charakter symbiotyczny.

Receptory systemu endokannabinoidowego są gęsto rozsiane w całym układzie pokarmowym w tym także w jelitach. Mikrobiota jelitowa i układ endokannabinoidowy są integralnymi elementami osi jelita – mózg.

Istnieją badania wskazujące na istotny wpływ konsumpcji kannabinoidów z konopi w tym CBD na jakość i pracę mikroflory jelitowej. Wpływ ten jest realizowany właśnie poprzez układ endokannabinoidowy. Także THC wpływał na działanie niektórych bakterii mikrobioty, które w odpowiedzi produkują krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe minimalizujące stan zapalny.

Źródła:

• https://zachbushmd.com/
• https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-020-00875-0
• https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452073X21000027
• https://www.jimmunol.org/content/198/1_Supplement/219.20
• https://www.projectcbd.org/wellness/gut-microbiota-endocannabinoid-system