Střevní mikrobiota, její význam a možnosti ovlivnění

7. 8. 2017

Střevní mikrobiota je komplexní ekosystém obsahující více než 1000 druhů se 7000 kmeny a představuje více než 150x větší množství genů než lidský genom. Mikrobiota má široký vliv na metabolizmus hostitele a jeho imunitní systém. Z tohoto důvodu je označována za „virtuální orgán“.

MUDr. Pavel Frühauf, CSc.
Centrum dětské gastroenterologie, hepatologie a výživy
Klinika dětského a dorostového lékařství 1. LF UK a VFN Praha

Střevní mikrobiota je komplexní ekosystém obsahující více než 1000 druhů se 7000 kmeny a představuje více než 150x větší množství genů než lidský genom (1). Mikrobiota má široký vliv na metabolizmus hostitele a jeho imunitní systém (2). Z tohoto důvodu je označována za „virtuální orgán“ (3). Naše zdraví a pravděpodobně i naše chování a nálada se tedy neodvíjí pouze od životního stylu, ale i od toho, koho hostíme. Již před několika desetiletími bylo zjištěno, že všichni obratlovci včetně lidí jsou kolonizováni širokým spektrem bakterií, plísní, parazitů a virů, kteří jsou v symbiotické homeostáze. Termín mikrobiota vyjadřuje ekologickou komunitu komensálů a potenciálních patogenů žijících v našem těle. Zaměnitelně je používán termín mikrobiom, který označuje genom mikrobioty.

Hlavní efekty mikrobioty jsou:

Ochrana proti patogenům.
Štěpí komplexní sacharidy. Bez střevního mikrobiomu bychom nebyli schopni strávit ovoce a zeleninu.
Vytváří mastné kyseliny s krátkým řetězcem (acetát, propionát a butyrát) fermentací sacharidů, a tím zvyšuje rychlost proliferace epitelu, jeho integritu i regulaci diferenciace buněk – snižuje karcinogenní riziko.
Moduluje imunitní systém – bakterie posílají signály imunitnímu systému střeva tak, že jsou schopné kontrolovat lokální i systémový zánět, a určit tak, zdali se objeví alergie nebo autoimunitní onemocnění (4).
Podporuje detoxikaci – toxické metabolity vytvářené v játrech a odplavované žlučí do střeva jsou neutralizovány střevními bakteriemi.
Moduluje nervový systém – aktuální výzkum potvrzuje přímé propojení mikrobiomu, trávicího systému, nervového systému a mozku, které má přímý vliv na široké spektrum funkcí od regulace chuti po změny nálad a vznik deprese.
Produkce vitamínů (K, B12, niacin, pyridoxin).

Složení mikrobioty a její šíře je dynamický proces i u zdravého člověka a závisí na fyzickém stavu, genotypu, imunitním fenotypu i na faktorech zevního prostředí (výživa, životní styl, event.
antibiotikoterapii). Tyto zevní faktory mohou negativně ovlivňovat střevní ekosystém (dysbióza) a jsou spojeny se zvýšenou vnímavostí k infekcím i tzv. nekomunikabilním onemocněním (obezita, diabetes, kardiovaskulární choroby, alergie, chronická zánětlivá onemocnění).

Po narození je kritické období ke tvorbě mikrobiomu a k jeho stabilizaci ke stavu odpovídajícímu dospělosti dochází mezi 2.–3. rokem života. Mateřské mléko je svým složením optimálním faktorem podporujícím proliferaci projektivního mikrobiomu. Bioaktivní faktory v něm obsažené podporují růst žádoucích bakterií (5).

Dysbiózu lze považovat za možnou příčinu mnoha onemocnění v pediatrii (6) – tab. č. 1.

Tabulka č. 1: Dysbióza jako možná příčina onemocnění v pediatrii

Užití probiotik je deklarováno velmi široce s mnoha hypotetickými benefity. Současný kritický pohled na jejich užití lze shrnout takto (33):

Efekt probiotik je třeba vztahovat ke konkrétnímu bakteriálnímu kmenu a dávce.
Výroba probiotik ovlivňuje jejich přežití, růst a viabilitu.
Probiotika jsou deklarována jako potravinové doplňky, pro které platí méně náročná regulační kritéria než na léky.
Mnohé komerční preparáty nejsou přesně specifikovány.
Probiotické preparáty, zvláště pro vulnerabilní populaci v terapeutických indikacích, vyžadují přísnější regulaci.

Současné indikace probiotik v pediatrii na základě medicíny založené na důkazech (34 ) – tab. č. 2.

Tabulka č. 2: Současné indikace probiotik v pediatrii na základě medicíny založené na důkazech

Tlusté střevo obsahuje přes 400 různých druhů bakterií, které mohou mít pozitivní i nepříznivý efekt na lidský organizmus. Je to orgán s největší metabolickou aktivitou, která souvisí s aktivitou a složením bakteriálního osídlení tlustého střeva.

Literatura

1. Qin J, Li R, Raes J, Arumugam M, Burgdorf KS, Manichanh C, Nielsen T, Pons N, Levenez F, Yamada T, et al. A human gut microbial gene catalogueestablished by metagenomic sequencing. Nature 2010;464:59–65.
2. Tremaroli V, Backhed F. Functional interactions between the gut microbiota and host metabolism. Nature 2012;489:242–9.
3. Evans JM,Morris LS,Marchesi JR. The gut microbiome: the role of a virval organ in the endocrinology of the host. J Endocrinol 2013;218:R37–47.
4. Stitaya S. The potential impact of gut microbiota on your health: Current status and future challenges. Asian Pac J Allergy Immunol 2016;34:249-264.
5. E Castanys-Mun˜ oz, MJ Martin, and E Vazquez. Building a Beneficial Microbiome from Birth. Adv Nutr 2016;7:323–30;
6. Shilpa Khanna Arora, Pooja Dewan & Piyush Gupta. Microbiome: Paediatricians’ perspective. Indian J Med Res 142,2015:515-524.
7. de Weerth C, Fuentes S, Puylaert P, de Vos WM. Intestinal microbiota of infants with colic: development and specific signatures. Pediatrics 2013;131 e550-8.
8. Fell JM. Neonatal inflammatory intestinal diseases: Necrotising enterocolitis and allergic colitis. Early Hum Dev 2005;81 :117-22.
9. de la Cochetiere MF, Piloquet H, des Robert C, Darmaun D, Galmiche JP, Roze JC. Early intestinal bacterial colonization and necrotizing enterocolitis in premature infants: the stative role of Clostridium. Pediatr Res 2004;56 :366-70.
10. Mai V, Young CM, Ukhanova M, Wang X, Sun Y, Casella G, et al. Fecal microbiota in premature infants prior to necrotizing enterocolitis. PLoS One 2011;6:e20647.
11. Jacobi SK, Stauffer SH, et al. Acute necrotizing enterokolitis of preterm piglets is characterized by dysbiosis of ileal ucosaassociated bacteria. Gut Microbes 2011;2:234-43.
12. Azad MB, Kozyrskyj AL. Perinatal programming of asthma: the role of gut microbiota. Clin Dev Immunol 2012;2012 :932072.
13. Bisgaard H, Hermansen MN, Buchvald F, Loland L, Halkjaer LB, Bønnelykke K, et al. Childhood asthma after bacterial colonization of the airway in neonates. N Engl J Med 2007;357:1487-95.
14. Hilty M, Burke C, Pedro H, Cardenas P, Bush A, Bossley C, et al. Disordered microbial communities in asthmatic airways. PLoS One 2010;5:e8578.
15. Abreu NA, Nagalingam NA, Song Y, Roediger FC, Pletcher SD, Goldberg AN, et al. Sinus microbiome diversity depletion and Corynebacterium tuberculostearicum enrichment mediates rhinosinusitis. Sci Transl Med 2012;4:151ra124.
16. Kong HH, Oh J, Deming C, Conlan S, Grice EA, Beatson MA, et al. Temporal shifts in the skin microbiome associated with disease flares and treatment in children with atopic dermatitis. Genome Res 2012;22:850-9.
17. Dekio I, Sakamoto M, Hayashi H, Amagai M, Suematsu M, Benno Y. Characterization of skin microbiota in patients with atopic dermatitis and in normal subjects using 16S rRNA gene-based comprehensive analysis. J Med Microbiol 2007;56:1675-83.
18. Gao Z, Tseng CH, Strober BE, Pei Z, Blaser MJ. Substantial alterations of the cutaneous bacterial biota in psoriatic lesions. PLoS One 2008;3:e2719.
19. Luo AH, Yang DQ, Xin BC, Paster BJ, Qin J. Microbial profiles in saliva from children with and without caries in mixed dentition. Oral Dis 2012;18:595-601.
20. Hajishengallis G, Liang S, Payne MA, Hashim A, Jotwani R, Eskan MA, et al. Low-abundance biofilm species orchestrates microbiota and complement. Cell Host Microbe 2011;10:497-506.
21. Candela M, Rampelli S, Turroni S, Severgnini M, Consolandi C, De Bellis G, et al. Unbalance of intestinal microbiota in atopic
children. BMC Microbiol 2012;12:95.
22. Turnbaugh PJ, Gordon JI. The core gut microbiome, energy balance and obesity. J Physiol 2009;587:4153-8.
23. Turnbaugh PJ, Hamady M, Yatsunenko T, Cantarel BL, Duncan A, Ley RE, et al. A core gut microbiome in obese and lean twins. Nature 2009;457:480-4.
24. Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA, Magrini V, Mardis ER, Gordon JI. An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature 2006;444:1027
25. Riva A, Borgo F, Lassandro C, Verduci E, Morace G, Borghi E, Berry D. Pediatric obesity is associated with an altered gut microbiota and discordant shifts in Firmicutes populations. Environ Microbiol. 2017;19:95-105.
26. Giongo A, Gano KA, Crabb DB, Mukherjee N, Novelo LL, Casella G, et al. Toward defining the autoimmune microbiome for type 1 diabetes. ISME J 2011;5:82-91.
27. Paun A, Yau C, Danska JS. Immune recognition and response to the intestinal microbiome in type 1 diabetes. J Autoimmun. 2016;71:10-8.
28. Louis P. Does the human gut microbiota contribute to the etiology of autism spectrum disorders? Dig Dis Sci 2012;57:1987-9.
29. Kraneveld AD, Szklany K, de Theije CG, Garssen J. Gut-to-Brain Axis in Autism Spectrum Disorders: Central Role for the Microbiome. Int Rev Neurobiol. 2016;131:263-287.
30. Knoll RL, Forslund K, Kultima JR, Meyer CU, Kullmer U, Sunagawa S, Bork P, Gehring S. Gut microbiota differs between children with Inflammatory Bowel Disease and healthy siblings in taxonomic and functional composition: a metagenomic analysis. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2017;312:G327-G339.
31. Putignani L, Del Chierico F, Vernocchi P, Cicala M, Cucchiara S, Dallapiccola B; Dysbiotrack Study Group. Gut Microbiota Dysbiosis as Risk and Premorbid Factors of IBD and IBS Along the Childhood-Adulthood Transition. Inflamm Bowel Dis. 2016;22:487-504.
32. Arvonen M, Berntson L, Pokka T, Karttunen TJ, Vähäsalo P, Stoll ML. Gut microbiota-host interactions and juvenile idiopathic arthritis. Pediatr Rheumatol Online J. 2016 22;14:44.
33. Kolaček S et al. Commercial Probiotic Products: A Call for Improved Quality Control. A Position Paper by the ESPGHAN Working Group for Probiotics and Prebiotics. JPGN 2017;65:117–124.
34. Szajewska H. What are the indications for using probioticsbin children? Arch Dis Child 2016;101:398-403.

Tento materiál připravila společnost Ewopharma, spol. s r. o., distributor přípravků BioGaia v České republice. Určeno výhradně pro odborné pracovníky ve zdravotnictví.

Líbil se Vám článek? Rádi byste se k němu vyjádřili? Napište nám − Vaše názory a postřehy nás zajímají. Zveřejňovat je nebudeme, ale rádi Vám na ně odpovíme.

Kongresy

Odborné události ze světa medicíny

28. 11.

Střevní mikrobiota, její význam a možnosti ovlivnění

Hlavní efekty mikrobioty jsou:

Seminář Naturprodukt CZ

Hepatopatie v kontextu renokardiálního syndromu

Ledviny a léčiva, eliminační metody X