Mikrobiota jelitowa – charakterystyka i funkcje

lek. Paulina Raczyńska

Żeby zrozumieć, jak ważna mikrobiota jelitowa jest dla człowieka, należy poznać jej charakterystykę i funkcje. Dostępne publikacje przekonują, że nie uczestniczy ona wyłącznie w procesach trawienia i wchłaniania substancji odżywczych. Bakterie wchodzące w skład mikrobioty zapewniają homeostazę całego organizmu. To natomiast wpływa bezpośrednio na kształtowanie odporności i metabolizmu.

Spis treści:

1. Mikrobiota a mikrobiom – czy terminów tych możemy używać zamiennie?
2. Mikrobiota jelitowa – skład w różnych okresach życia
3. Mikrobiota jelitowa a cesarskie cięcie
   3.1. Programowanie mikrobioty jelitowej dziecka
   3.2. Wpływ mleka matki na mikrobiotę jelitową
   3.3. Zaburzenia mikrobioty jelitowej dziecka

     4. Główne typy bakterii jelitowych

     5. Mikrobiota jelitowa – funkcje i wpływ na organizm
         5.1. Mikrobiota jelitowa – mukopolisacharydy
         5.2. Naruszenie równowagi mikrobioty jelitowej

     6. Mikrobiota jelitowa a choroby cywilizacyjne

Mikrobiota a mikrobiom – czy terminów tych możemy używać zamiennie?

W 2020 r. na łamach „Microbiome Journal” ukazał się artykuł pod kierownictwem dr Gabriele Berg, który wyjaśnia różnice między tymi dwoma pojęciami.

Zgodnie z artykułem mikrobiomem nazywamy charakterystyczną kompozycję genetyczną mikroorganizmów, które zamieszkują możliwy do zdefiniowania konkretny obszar o charakterystycznych cechach fizykochemicznych.

Mikrobiota z kolei to zbiór mikroorganizmów należących do różnych królestw (eukariota i prokariota). Do ekosystemu mikrobioty zaliczają się także struktury mikrobiologiczne, wirusy, fagi czy szczątki DNA pozostałe w danym siedlisku.

Różnica zatem jest niezwykle subtelna, a w praktyce terminy te stosowane są zamiennie.

 

Mikrobiota jelitowa – skład w różnych okresach życia człowieka

Najnowsze badania naukowe wykazały, że flora bakteryjna kobiet ciężarnych, ich dieta i ogólny stan zdrowia mają bezpośredni wpływ na skład mikrobioty jelitowej dziecka. Jak wiemy, kluczowym momentem kolonizacji układu pokarmowego każdego człowieka jest poród.

Dla mikrobioty jelitowej najbardziej korzystny jest poród naturalny, w trakcie którego noworodek przechodząc przez drogi rodne matki, zasiedlany jest florą pochodzącą z jej pochwy. W przypadku porodu metodą cięcia cesarskiego noworodek kolonizowany jest bakteriami skórnymi matki oraz personelu szpitalnego.

 

Mikrobiota jelitowa a cesarskie cięcie

Coraz częściej akcentuje się korelacje między cięciem cesarskim a dysbiozą jelitową, co realnie wpływa na zwiększenie ryzyka wystąpienia astmy oskrzelowej, alergii, atopii, cukrzycy typu 1 oraz otyłości na późniejszych etapach życia.

Programowanie mikrobioty jelitowej dziecka

Obecnie przyjmuje się, że życie płodowe, poród oraz pierwsze 1000 dni życia dziecka programują jego mikrobiotę jelitową, co ma ogromny wpływ na jego rozwój i zdrowie. Poza porodem naturalnym na prawidłowe kształtowanie mikrobioty przewodu pokarmowego ma wpływ karmienie piersią.

Mleko matki poza wieloma cennymi składnikami zawiera także bakterie, które wspierają kolonizację jelit noworodka. Wraz z pokarmem matki do układu pokarmowego dziecka trafiają bakterie z rodzaju Bifidobacterium, Lactobacillus oraz przedstawiciele rodziny Enterobacteriaceae, a także prebiotyki stymulujące ich wzrost, w tym oligosacharydy mleka ludzkiego.

Wpływ mleka matki na mikrobiotę jelitową

Mieszanina wszystkich cennych składników mleka kobiecego wraz z bakteriami ochronnymi odpowiada za prawidłowe trawienie, rozwój kosmków jelitowych, perystaltykę jelit oraz dojrzewanie układu immunologicznego noworodka.

W ciągu pierwszych dwóch lat życia dziecka wraz z kontaktem z najbliższym środowiskiem, nowymi pokarmami, mikrobiotą otoczenia (rodzeństwa czy zwierząt domowych) jego różnorodność bakterii przypomina już jakościowo mikrobiotę jelitową osoby dorosłej.

Zaburzenia mikrobioty jelitowej dziecka

Warto zaznaczyć, że znaczny wzrost higienizacji życia, która skutkuje zdecydowanym zmniejszeniem kontaktu dziecka z drobnoustrojami, jak również stosowanie antybiotyków, szczególnie w dwóch pierwszych latach dziecka, mogą prowadzić do zaburzeń rozwoju mikrobioty jelitowej.

 

Główne typy bakterii jelitowych

U dorosłego człowieka głównymi składnikami mikrobioty jelitowej są beztlenowce, które ilość bakterii fakultatywnie tlenowych przekraczają około 100-krotnie. Do najliczniej występujących zaliczamy zarówno bakterie Gram-dodatnie, jak i Gam-ujemne bezwzględnie i względnie beztlenowe z rodzajów: Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Fusobacterium, Ruminococcus oraz w nieco mniejszych ilościach Lactobacillus spp., Escherichia coli, E. faecalis, Bacillus spp., Clostridium spp. i Streptococcus spp.

Liczbę bakterii zasiedlających przewód pokarmowy człowieka szacuje się na ok. 106-1012 w 1 g treści. Największą aktywność, liczebność oraz zróżnicowanie wykazuje mikrobiota zasiedlająca jelito grube.

Mikrobiota jelitowa – funkcje i wpływ na organizm

W przewodzie pokarmowym człowieka występuje 1014 gatunków różnych drobnoustrojów. Wszystkie odpowiadają razem za stymulację miejscowej i ogólnej odpowiedzi przeciwzakaźnej. Znaczenie mikrobioty jelitowej jest uwarunkowane przez rolę poszczególnych grup bądź rodzajów bakterii, które zależne są od prowadzonego przez nie metabolizmu.

Funkcje poszczególnych bakterii przewodu pokarmowego uzupełniają się i są uzależnione od wspólnego występowania poszczególnych gatunków bakterii jelitowych. Mikrobiota jelitowa wytwarza enzymy, dzięki którym rozkłada składniki niestrawialne lub trudnostrawialne dla człowieka.

Z pozostałości wytworzonych podczas procesu trawienia trafiających do jelita grubego odzyskiwane są potrzebne substancje oraz syntetyzowane witaminy. Mikrobiota jelitowa rozkłada składniki żółci, złuszczone komórki nabłonkowe, niektóre leki, ksenobiotyki oraz kancerogeny. Niezaburzona mikrobiota jelitowa poprawia wchłanianie składników mineralnych, takich jak magnez, wapń, sód i potas.

 

Mikrobiota jelitowa – mukopolisacharydy

Mukopolisacharydy śluzu jelitowego tworzą warstwę chroniącą nabłonek jelit poprzez neutralizację szkodliwych produktów ubocznych powstających podczas niszczenia bakterii. Działają zobojętniająco na toksyny i enzymy proteolityczne, alergeny, a także składniki pokarmowe o właściwościach antygenów. Mikrobiom jelitowy pobudza także produkcję czynnika martwicy nowotworów (TNF), który kontroluje aktywność limfocytów, metabolizm komórek oraz apoptozę komórek nowotworowych.

Naruszenie równowagi mikrobioty jelitowej

U zdrowego człowieka mikrobiota jelitowa znajduje się w stanie eubiozy, tworząc aktywny i kompleksowy metabolicznie ekosystem. Jak powszechnie wiadomo, bakterie są wrażliwe na różnego rodzaju czynniki zewnętrzne i wewnętrzne, które mogą zaburzyć stan równowagi mikrobioty jelitowej.

Do czynników najsilniej zaburzających mikrobiotę zaliczamy: nieprawidłową dietę ubogą w błonnik, przyjmowanie antybiotyków, inhibitorów pompy protonowej czy niesteroidowych leków przeciwzapalnych, przewlekły stres, alkohol oraz zanieczyszczenie środowiska i pokarmów.

Mikrobiota jelitowa często bywa zaburzona u osób z czynnościowymi zaburzeniami przewodu pokarmowego, w zespole jelita drażliwego, atopowym zapaleniu skóry oraz zaburzeniach neurorozwojowych i psychicznych.

 

Mikrobiota jelitowa a choroby cywilizacyjne

Liczne badania wskazują na związek zaburzeń mikrobioty jelitowej z występowaniem chorób cywilizacyjnych, takich jak nadciśnienie tętnicze, cukrzyca typu 2, otyłość, choroby układu sercowo-naczyniowego, choroby autoimmunologiczne, np. celiakia, cukrzyca typu 1, RZS czy choroby zapalne jelit.

 

Bibliografia:

1. Bartnicka A., Gałęcka M., Mazela J. Wpływ czynników prenatalnych i postnatalnych na mikrobiotę jelitową noworodków. Stand Med Pediatr. 2016; 13: 112–116.
2. Mroczyńska M., Libudzisz Z., Gałęcka M. et al. Mikroorganizmy jelitowe człowieka i ich aktywność metaboliczna. Prz Gastroenterol. 2016; 4: 218–224.
3. Olszewska J., Jagusztyn-Krynicka EK. Human Microbiome Project – Mikroflora jelit oraz jej wpływ na fizjologię i zdrowie człowieka. Post Mikrobiol. 2012; 51(4): 243–256.
4. Thavagnanam S., Fleming J., Bromley A. et al. A meta-analysis of the association between Caesarean section and childhood asthma. Clin Exp Allergy. 2008; 38(4): 629–633, doi: 10.1111/j.1365- -2222.2007.02780.x, indexed in Pubmed: 18352976.
5. Jańczewska I., Domżalska-Popadiuk I. Znaczenie kolonizacji bakteryjnej przewodu pokarmowego noworodków donoszonych urodzonych drogą cięcia cesarskiego. Ann Acad Med Gedan. 2014; 44: 99–104.
6. Gałęcka M., Bartnicka A., Szewc M. et al. Kształtowanie się mikrobioty jelitowej u niemowląt warunkiem zachowania zdrowia. Stand Med., Pediatr. 2016; 13: 359–367.
7. Hansen AK., Hansen CH., Krych L. et al. Impact of the gut microbiota on rodent models of human disease. World J Gastroenterol. 2014; 20(47): 17727–17736, doi: 10.3748/ wjg.v20.i47.17727, indexed in Pubmed: 25548471