Jak na nás působí střevní bakterie

V lidském střevě - v mikrobiomu - žijí biliony bakterií. Má předcházet nemocem, předcházet obezitě a určovat náladu. Může to tak být?

Žijí ve věčné temnotě, jsou pouhým okem neviditelní a nejsou právě chutní - a v současnosti jeden z nejžhavějších výzkumných objektů: mikroorganismy v zažívacím traktu člověka. Mnoho vědců nyní věří, že budou hrát hlavní roli v medicíně budoucnosti. Chtějí je použít ke zlepšení zdraví lidí - změnou složení střevní flóry.

Jediný gram střevního obsahu je domovem více živých věcí než pozemských lidí - většinou bakterií, ale také virů a hub. Celkem se ve střevě usadí asi 100 bilionů bakteriálních buněk. Mikrobiom je to, co dnes vědci nazývají tento svět mikrobů. Když se profesor Dirk Haller z Technické univerzity v Mnichově začal na přelomu tisíciletí zabývat drobnými spolubydlícími, pojem „mikrobiom“ vůbec neexistoval; stejně málo jako vědci, kteří se zajímali o střevní flóru. „Předpokládalo se, že je to prostě spousta bakterií, které potřebujeme pro trávení, ale jinak to nemá nic společného s našimi tělesnými funkcemi,“ uvádí vedoucí Oddělení výživy a imunologie.

Skutečný výzkumný humbuk o intestinálním mikrobiomu existuje od poloviny 2000. Podle Hallera vyvolané novou výzkumnou technologií. Tento proces, známý jako vysoce výkonné sekvenování, poprvé umožňuje rychlou a přesnou analýzu enormní rozmanitosti střevní flóry. Bylo identifikováno již několik tisíc druhů bakterií, které se nacházejí v zažívacím traktu člověka. Existuje kombinace mikroorganismů, které mají všichni lidé společnou. Mikrobiom se v jednotlivých lidech liší.

Střevní flóra ovlivňuje imunitní systém

Črevní bakterie jsou již dlouho známé jako trávicí pomůcky. Produkují enzymy, které štěpí složky potravin, které by jinak nemohly být použity - například vlákninu - na složky, které tělo může absorbovat. Nyní je to jasné: mikroby fungují také jako tréninkové partnery pro imunitní systém, a tak zajišťují správný vývoj obranyschopnosti těla. Jejich naprostá hmotnost brání šíření patogenů v zažívacím traktu. Intaktní střevní flóra je také důležitá pro fungování střevní bariéry. Tím se řídí, které látky se dostávají z těla do střeva a naopak.

Vliv na nemoci?

Úkoly jsou tak různorodé, že mikrobiom je nyní často označován jako „orgán uvnitř orgánu“ nebo dokonce „superorgan“. Kromě toho seznam nemocí, na nichž se říká, že se nějakým způsobem podílejí na kolonizaci střev, neustále roste. Nahoře jsou chronická zánětlivá onemocnění střev, nadváha (obezita), cukrovka, ale také neurologická onemocnění, jako je roztroušená skleróza. I při rozvoji poruch, jako je deprese a autismus, by měla alespoň hrát roli střevní flóra. Někteří vědci již spekulují o tom, kdy lze vyléčit nemoci interferencí s mikrobiomem.

Kritika však také vyvolává humbuk obklopující střevní bakterie jako možný lék. „Výzkum mikrobiomu vyžaduje zdravou dávku skepticismu,“ varoval v roce 2014 William Hanage z Harvardské univerzity v renomovaném odborném časopise Příroda. Dirk Haller to vidí podobně jako jeho profesorský kolega z USA. Mnoho studií ukázalo, že mikrobiota pacientů s určitými chorobami se liší od mikrobioty zdravých lidí. „Nelze však říci, zda tyto změny skutečně způsobují onemocnění, nebo jsou pouze důsledkem, který nemá nic společného s rozvojem onemocnění,“ vysvětluje Haller. „Ale příčinná souvislost je zásadní.“

Střevní flóra se rychle přizpůsobuje stravě

Mikrobiální populace zapůsobí svou enormní přizpůsobivostí. Jeho složení se změní do 24 hodin, pokud někdo, kdo jí hlavně rostlinnou stravu, najednou sní hodně živočišných produktů. Účinek funguje i obráceně, když přecházíte z masného jídla na vegetariánské.

Kromě toho bakterie produkují různé látky, které vstupují do krevního oběhu střevní stěnou, včetně neurologicky aktivních látek, jako jsou „hormony štěstí“ dopamin a serotonin. To naznačuje, že existuje spojení mezi mikrobiomem a mozkem, které má vliv na chování, náladu, a tedy i na duševní nemoci, jako je deprese. „Mohl,“ vysvětluje Haller. „Teprve začínáme chápat složitou souhru mezi lidmi a jejich střevní flórou,“ říká mnichovský expert, který koordinuje prioritní program „Intestinální mikrobiota“ Německé výzkumné nadace. Byli byste na samém začátku, zvláště pokud jde o propojení nemocí a možných terapeutických intervencí.

V nejlepším případě existují první náznaky, že typická západní strava - málo vlákniny, spousta živočišných tuků a bílkovin - by mohla snížit rozmanitost střevních zárodků. Pokud by tomu tak bylo, mohly by se množit bakterie, které produkují trimethylamin. Látka je podezřelá ze zvýšení rizika arteriosklerózy, a tím i infarktu a mozkové mrtvice.

Při zánětlivém onemocnění střev se změnil střevní mikrobiom

Přestože je stále mnoho ve tmě: výzkum mikrobiomů již přinesl několik vzrušujících zjištění. U pacientů s Crohnovou chorobou a ulcerózní kolitidou je rozmanitost mikrobiálních spolubydlících omezená. Pokusy s geneticky modifikovanými myšmi, které jsou obzvláště náchylné k tomuto chronickému zánětlivému onemocnění střev (IBD), ukázaly: Pokud zvířata zůstala bez choroboplodných zárodků, neochoreli navzdory náchylnosti. Pokud však myši dostaly několik kmenů střevních bakterií v nevyváženém složení, vyvinuly se IBD. Alespoň na zvířecím modelu to naznačuje, že střevní mikrobiom má kauzální roli ve vývoji onemocnění. Studie na geneticky upravených myších se zvýšenou náchylností k onemocnění podobnému roztroušené skleróze přinesly podobné výsledky.

Jak je však v medicíně tak často, je sporné, zda lze tyto výsledky zkoušek na zvířatech přenést na člověka. To platí i pro experimenty Jeffreyho Gordona. Biolog z Lékařské fakulty Washingtonské univerzity dával myším bez vlastní střevní flóry buď stolici štíhlého lidského dvojčete, nebo stolici dvojčete s nadváhou. Ačkoli byla všechna zvířata krmena stejnou stravou, myši, které dostaly mikrobiom dvojčete s nadváhou, ztuhly. Jejich stejná specifika s intestinálními bakteriemi dvojčete s normální hmotností však zůstala štíhlá.

Dlouhodobý cíl: přesné zásahy do mikrobiomu

Díky takovéto transplantaci stolice se týmu vědců z Amsterdamské univerzity podařilo pozitivně ovlivnit metabolismus cukru v krvi u lidí s metabolickým syndromem. Přenesli očištěnou a filtrovanou stolici od zdravých štíhlých dárců do zažívacího traktu devíti mužů postižených tímto předchůdcem diabetu 2. typu. Podání mikrobioty zlepšilo omezenou citlivost metabolického syndromu na inzulin snižující hladinu cukru v krvi. „Transplantace stolice může být klíčem k léčbě cukrovky,“ doufají vědci.

Účinek však trval jen několik týdnů. Kromě toho přenos celého mikrobiomu nese také rizika, jako je riziko infekcí, zdůrazňuje Haller. I když mnichovský výzkumník varuje před přehnanými očekáváními, je optimistický do budoucna. „Za několik let budeme přesněji vědět, které změny ve střevní mikroflóře jsou spojeny s určitými chorobami,“ říká. „To pak otevírá příležitosti pro mnohem cílenější terapeutické intervence než u fekální transplantace.“