Známá neznámá humánní mikrobiota

Může mikrobiota či mikrobiom ovlivňovat imunitní či kardiovaskulární systém? A proč by neměly? Dozajista to již poměrně dlouho dělají. Mikrobiální osídlení těl savců se vyvíjelo a adaptovalo desítky milionů let a hraje důležitou roli ve fyziologických i patologických procesech jejich nejrůznějších orgánových systémů neméně dlouho. To, že těmto aspektům vědci nepřikládali primární důležitost nebo že se na jejich výzkum více soustředí až teprve v posledních desetiletích, na věci nic nemění. Prudce se ale mění lidská civilizace, životní prostředí, dieta i medikace. Co vlastně víme o těchto lidstvu přátelských mikrobech v roce 2019?

Již odedávna bystré lékaře zajímalo, proč by mělo u jejich pacientů (nebo jich samotných) po podávání některých antibiotik docházet ke zvyšování tělesné hmotnosti. Učebnice mlčely (byť prof. Šonka si této souvislosti všiml již před 40 lety). A donedávna se v podstatě ani přesně nevědělo, co za „havěť“ nám vlastně žije (a pomáhá) ve střevech (a jinde). Ani to, jak těmto „mikrokamarádům“ pomáháme nebo škodíme. Nedávno byl prozkoumán a publikován například vliv antidiabetik na jejich funkci a složení (Xourgia E et al., Front Biosci 2019;24:688–699).

Pozor – odborná exploze

Exploze zájmu o mikrobiální osídlení lidského těla a jeho vliv na zdraví je dána objevováním souvislostí mezi jeho změnami a tělesnými funkcemi i morbiditou a také vlivy stravovacích návyků na něj, především v průmyslově rozvinutých zemích. Nyní je již známo, že například absence sacharidů dostupných pro mikroby (MAC – microbiota accessible carbohydrates) vede ke zrychlené degradaci mucinu a dysfunkci střevní bariéry. Nedávno byla publikována studie o souvislosti mezi změnami v osídlení trávicího traktu mikroorganismy,  vyvolanými moderním životním stylem, a aktuálním nárůstem případů metabolického syndromu i jiných onemocnění, například kardiovaskulárních (Moossavi S, Bishehsari F, Obes Rev 2019;20:407–419). Autoři také zmiňují, že kromě prudké urbanizace, jakož i změn v dietě a životním stylu, může mít ve 20. a 21. století negativní vliv na mikrobiotu a obecnou nemocnost i rozvoj hygienických opatření, vakcinace, používání účinných antibiotik či aditiv v potravinářství. První odborná práce o vlivu diety na humánní mikrobiální flóru není nikterak zastaralá (Gibson GR, Roberfroid MB, J Nutr 1995;125:1401–1412). S rozvojem civilizace (a civilizačních chorob) se však odborníci začínají obracet i k této opomíjené sféře a v databázi PubMed již k tomuto tématu v současnosti nalezneme více než 5 500 zdrojů (a celosvětově je možné se poučit ve více než 15 500 vědeckých článcích a bezmála 7 000 studiích).

Zemědělství, masokombináty a dotace – zhouba lidstva

K velkým změnám ve skladbě a funkci přirozené střevní mikroflóry došlo dle výzkumů se vznikem a prudkým rozvojem zemědělství až v posledních přibližně 100 letech – není tajemstvím, že nyní ve stravě obecně převažují živočišné a rafinované složky na úkor například zeleniny a vlákniny. Naše mikrobiota se sice snaží na tento vývoj adaptovat a učí se štěpit i polysacharidy, civilizační změny jsou však pravděpodobně mnohem rychlejší než její fylogenetický vývoj, což se odráží v její činnosti i na zdravotním stavu jejích nositelů. A dost možná jsou změny ve stravování (nehovoře o dominujícím sedavém způsobu života, nepravidelném pracovním zatížení, používaných účinných léčivech, všeobjímajícím stresu různého typu a dalších negativních vlivech v současné společnosti) rychlejší i než adaptační schopnosti lidského organismu, a poškozují tak i jinak zdravou střevní mikroflóru. Zjistilo se také, že skladbu mikrobioty v průběhu dalšího života u jedince ovlivňuje již typ porodu (vaginální nebo císařským řezem) a potrava v úvodu života (kojení či umělá výživa). I změny kvality a typu imunitních reakcí moderních lidí (autoimunitních, alergických, zánětlivých) mohou souviset s eradikací mnoha druhů, a dokonce i rodů původní tradiční flóry („old friend“ microbes) v jejich tělech, k níž ne právě výjimečně dochází.

Zapomeňte na mikroflóru!

Aktuálně používaná terminologie v oblasti „hodných mikrobů“ (Cani PD et al., Gut 2018;67:1716–1715):

Mikrobiota: souhrn všech bakterií, řas, hub a prvoků (včetně Archaea) osídlujících tělo.
Mikrobiom: původně označení pro souhrn mikrobiálních genů, nyní i synonymum pro mikrobiotu.
Metagenom: genetický materiál přítomný v odebraném vzorku stolice, včetně genomu lidských buněk a střevních organismů.
Virom: virový genetický materiál přítomný ve vzorku.
Metabolom: nízkomolekulární látky přítomné ve vzorku.
Probiotika: živé mikroorganismy podávané v přiměřených dávkách za účelem zdravotního prospěchu.
Prebiotika: substráty využívané mikroorganismy, které přinášejí zdravotní prospěch.

Nezapomínejme však na to, že ne všechny mikroorganismy (nebo jejich genetický materiál), které nalezneme ve vzorku stolice pacienta, jsou (či byly) aktivní a významné. Jejich vliv na zdravotní stav (i výpovědní hodnotu realizovaných studií) se liší v závislosti na jejich počtech, poměrech, výkyvech v osídlení a souběžně podávaných léčivech. Vliv na klinický stav (zdravého či nemocného) jedince dozajista mají nejen mikroby nalézané ve stolici, ale působící i v jiných částech gastrointestinálního traktu (GIT) či zbytku těla (a také další faktory). Na cestě zpřesňování, zkoumání i terapeutického či profylaktického využívání mikrobiomu nás dozajista ještě čeká mnoho práce a objevů.

GIT je však rozhodně významným kompartmentem pro metabolicky a imunitně aktivní procesy – především tlusté střevo je domovem různých mikroorganismů, které svou činností ovlivňují organismus hostitele, jeho metabolismus i energetickou homeostázu. Syntetizují vitamíny, aminokyseliny a izoprenoidy, umějí však i ovlivnit (zesílit či tlumit) termogenezi, oxidaci lipidů či pocit sytosti/hladu. Náš organismus neovlivňují jen mikroorganismy samotné – zkoumá se i vliv mikrobiálních metabolitů na obezitu, nealkoholové ztučnění jater (NAFL) a diabetes mellitus 2. typu (Canfora EE et al., Nat Rev Endocrinol 2019;15:261–273). A nové objevy naznačují, že bakterie ovlivňují též metabolismus žlučových kyselin (konjugují ty primární s glycinem), což může mít pozitivní důsledky pro celý organismus (redukce inzulinové rezistence). Naopak metabolizace cholinu (z červeného masa) může mít důsledky negativní – vede k produkci metylaminů, trimetylaminu a trimetylamin-N-oxidu (TMAO), který je známým prediktorem kardiovaskulárních příhod (Peng J et al., Life Sci 2018;214:153–157).

Řekni mi, co tvé bakterie jedí…

Zdá se, že pro střevní mikrobiotu je více než dědičnost podstatná strava! Změny její skladby (například od rostlinné k živočišné) dovedou rychle a podstatně proměnit její charakter i typ metabolismu (přičemž krátkodobé změny jsou reverzibilní). Větší význam pro složení a funkci mikrobioty ovšem pravděpodobně mají teprve dlouhodobé stravovací návyky.

Dobrou zprávou je, že v našich střevech proximálně i distálněji neustále zůstává aktivních 5 základních bakteriálních kmenů – Actinobacteria (například mykobakterie nebo rod Streptomyces), Bacteroidetes (například Bacteroides fragilis), Firmucutes (mj. laktobacily a klostridia), Proteobacteria (rody Escherichia, Salmonella, Helicobacter, Vibrio aj.) a Verrucomicrobia (mj. Akkermansia muciniphila). Suplementace některých z nich je již preventivně i terapeuticky využívána. Kromě prací o blahodárnosti podávání „klasických“ probiotik (laktobacily, bifidobakterie), prebiotik (jejich substráty) či synbiotik (kombinace obého) však již existují i studie dokladující příznivý vliv pomnožení právě organismu Akkermansia muciniphila ve střevě (například po bariatrické operaci či po metforminu) na metabolický stav jedince. Tato gramnegativní, anaerobní, nepohyblivá, nesporulující bakterie je jedním z nejčetnějších přirozených mikroorganismů GIT (tvoří až 5 % všech střevních bakterií) a utilizuje přednostně mucin, přičemž je méně zastoupena u tvorů s geneticky i dietně podmíněnou obezitou. A světlo světa již spatřil i výstup z randomizované studie o příznivém dopadu jejího podávání obézním dobrovolníkům, u nichž se zlepšila inzulinová senzitivita, snížily ukazatele jaterní dysfunkce, redukovala obezita i celkový cholesterol a vylepšily zánětlivé parametry (Depommier C et al., Nat Med 2019;25:1096–1103).

Již brzy tak možná otázku z názvu tohoto odstavce budeme slýchat v modifikované formě: „Řekni mi, jaké bakterie jíš, a já ti řeknu…“.

Redakčně zpracováno ze sdělení, které na XXVI. sjezdu České internistické společnosti ČLS JEP v Praze přednesl:
MUDr. Petr Sucharda, CSc.
III. interní klinika – klinika endokrinologie a metabolismu 1. LF UK a VFN v Praze