Střevní mikrobiom

Rozbalit box

Obsah boxu

Střevní mikrobiom, dříve často označovaný jako střevní mikroflóra, je komplexní a dynamický ekosystém mikroorganismů, který osidluje trávicí trakt živočichů, včetně člověka. Tento ekosystém je tvořen biliony mikroorganismů, mezi které patří především bakterie, ale také archea, viry (zejména bakteriofágy), kvasinky a další houby a jednobuněčné eukaryota. U dospělého člověka může hmotnost střevního mikrobiomu dosahovat 1 až 2 kilogramů a obsahuje přibližně 100krát více genů než celý lidský genom.

Střevní mikrobiom je dnes považován za samostatný, plně funkční "orgán", který hraje klíčovou roli v mnoha fyziologických procesech, včetně trávení, metabolismu, vývoje a funkce imunitního systému a dokonce i v regulaci nálady a chování prostřednictvím tzv. osy střevo-mozek. Jeho složení je unikátní pro každého jedince a je ovlivňováno genetikou, stravou, životním stylem a prostředím.

📜 Historie výzkumu

První pozorování mikroorganismů ve stolici provedl již v 17. století Antoni van Leeuwenhoek pomocí svého mikroskopu. Systematický zájem o střevní bakterie však začal až na přelomu 19. a 20. století. Ruský vědec a nositel Nobelovy ceny Ilja Iljič Mečnikov jako jeden z prvních teoretizoval, že střevní bakterie mohou ovlivňovat zdraví a dlouhověkost. Propagoval konzumaci fermentovaných mléčných výrobků obsahujících bakterie mléčného kvašení (dnešní probiotika) k podpoře zdraví.

Po většinu 20. století byl výzkum omezen na kultivační metody, které dokázaly identifikovat jen malý zlomek střevních mikroorganismů. Skutečná revoluce přišla až s rozvojem molekulárně-biologických metod, zejména sekvenování DNA nové generace. Projekty jako Human Microbiome Project (HMP) na začátku 21. století umožnily komplexní analýzu genetického materiálu všech mikroorganismů v lidském těle a odhalily obrovskou diverzitu a funkční potenciál střevního mikrobiomu. Termín "mikroflóra" byl postupně nahrazen přesnějším termínem "mikrobiom" (soubor mikroorganismů a jejich genů) a "mikrobiota" (samotné mikroorganismy).

🧬 Složení a diverzita

Střevní mikrobiom je neuvěřitelně rozmanitý. Ačkoliv se odhaduje, že v lidském střevě žije více než 1000 různých druhů bakterií, většina z nich patří do několika hlavních kmenů:

• Firmicutes: Nejpočetnější kmen u většiny zdravých dospělých. Zahrnuje rody jako Lactobacillus, Clostridium a Ruminococcus. Jsou efektivní v získávání energie z potravy.
• Bacteroidetes: Druhý nejčastější kmen, zahrnující rody jako Bacteroides a Prevotella. Specializují se na štěpení složitých sacharidů a vlákniny.
• Actinobacteria: Zahrnují například rod Bifidobacterium, který je klíčový pro zdraví kojenců a je spojován s pozitivními zdravotními účinky po celý život.
• Proteobacteria: V malém množství jsou běžnou součástí, ale jejich přemnožení (např. Escherichia coli) je často spojováno se zánětem a dysbiózou.
• Verrucomicrobia: Zahrnují důležitý druh Akkermansia muciniphila, který se živí hlenem střevní sliznice a je spojován se zdravým metabolismem.

Klíčovým ukazatelem zdravého mikrobiomu je jeho diverzita (rozmanitost). Vysoká diverzita znamená, že v ekosystému je přítomno mnoho různých druhů, což zajišťuje jeho stabilitu a odolnost vůči narušení. Nízká diverzita je naopak často spojována s různými chronickými onemocněními.

⚙️ Funkce a význam pro zdraví

Střevní mikrobiom vykonává řadu funkcí, které jsou pro lidské tělo nepostradatelné.

🍎 Trávení a metabolismus

Lidské tělo postrádá enzymy potřebné k trávení některých složek potravy, zejména komplexních sacharidů, jako je vláknina. Střevní bakterie tyto látky fermentují a produkují při tom mastné kyseliny s krátkým řetězcem (SCFA), jako jsou:

• Butyrát: Hlavní zdroj energie pro buňky střevní sliznice (kolonocyty), má protizánětlivé účinky a posiluje střevní bariéru.
• Propionát: Podílí se na regulaci hladiny glukózy v krvi a pocitu sytosti.
• Acetát: Nejhojnější SCFA, slouží jako substrát pro syntézu cholesterolu a mastných kyselin.

Mikrobiom se také podílí na syntéze některých esenciálních živin, především vitamín K a několika vitamínů skupiny B (např. biotin, kyselina listová).

🛡️ Imunitní systém

Střevní mikrobiom je v neustálém kontaktu s imunitním systémem, který je ve střevě nejvíce koncentrován. Tento kontakt je klíčový pro správný vývoj a "trénink" imunity již od narození. Mikrobiom pomáhá imunitnímu systému rozlišovat mezi neškodnými (potrava, vlastní bakterie) a škodlivými (patogeny) podněty. Narušení této rovnováhy může přispívat k rozvoji alergií, astmatu a autoimunitních onemocnění, jako je Crohnova choroba nebo revmatoidní artritida.

🧠 Osa střevo-mozek

Osa střevo-mozek je termín popisující obousměrnou komunikační dráhu mezi trávicím traktem a centrálním nervovým systémem. Střevní bakterie mohou ovlivňovat funkci mozku a chování několika způsoby:

• Produkce neurotransmiterů: Mikrobiom produkuje nebo se podílí na produkci látek jako serotonin (až 90 % je tvořeno ve střevě), GABA nebo dopamin, které ovlivňují náladu a emoce.
• Vliv na bloudivý nerv: Signály ze střeva jsou přenášeny do mozku prostřednictvím bloudivého nervu.
• Regulace zánětu: Chronický zánět nízkého stupně, spojený s dysbiózou, je spojován s rozvojem deprese a úzkostných poruch.

💪 Ochrana proti patogenům

Zdravý a diverzifikovaný mikrobiom poskytuje ochranu před infekcemi. Tento jev se nazývá kolonizační rezistence. Komenzální (přátelské) bakterie soutěží s patogeny o živiny a prostor, produkují antimikrobiální látky (bakteriociny) a posilují střevní bariéru, čímž ztěžují patogenům proniknutí do krevního oběhu.

👶 Vývoj mikrobiomu během života

• Narození: První osídlení střeva probíhá během porodu. Děti narozené vaginálně získávají mikrobiom z matčina porodního kanálu (převažují Lactobacillus), zatímco děti narozené císařským řezem jsou osídleny spíše kožními a nemocničními bakteriemi.
• Kojení: Mateřské mléko obsahuje nejen probiotické bakterie, ale také prebiotika (oligosacharidy mateřského mléka, HMO), která slouží jako potrava pro prospěšné bakterie, zejména bifidobakterie.
• Dětství: Se zaváděním pevné stravy se mikrobiom stává rozmanitějším a postupně se přibližuje složení dospělého člověka, což trvá přibližně do 3 let věku.
• Dospělost: V dospělosti je mikrobiom relativně stabilní, ale může být ovlivněn stravou, léky a životním stylem.
• Stáří: Ve stáří dochází k poklesu diverzity mikrobiomu a ke změnám v jeho složení, což může souviset se zhoršením imunitních funkcí a zvýšenou náchylností k nemocem.

⚖️ Dysbióza – narušení rovnováhy

Dysbióza je stav, kdy je narušena rovnováha střevního mikrobiomu. Může se jednat o snížení celkové diverzity, přemnožení škodlivých mikroorganismů nebo úbytek těch prospěšných. Dysbióza je spojována s celou řadou zdravotních problémů:

• Gastrointestinální onemocnění: Syndrom dráždivého tračníku (IBS), zánětlivé střevní onemocnění (IBD) jako Crohnova choroba a ulcerózní kolitida.
• Metabolická onemocnění: Obezita, diabetes mellitus 2. typu, metabolický syndrom.
• Alergie a autoimunitní onemocnění: Astma, ekzém, celiakie, revmatoidní artritida.
• Neuropsychiatrická onemocnění: Deprese, úzkost, autismus, Parkinsonova choroba.
• Kardiovaskulární onemocnění: Některé střevní bakterie produkují trimethylamin-N-oxid (TMAO), metabolit spojovaný s vyšším rizikem aterosklerózy.

🥗 Faktory ovlivňující mikrobiom

• Strava: Nejsilnější faktor. Strava bohatá na vlákninu z různých rostlinných zdrojů (ovoce, zelenina, luštěniny, celozrnné obiloviny) podporuje diverzitu. Naopak strava s vysokým obsahem tuků, cukrů a zpracovaných potravin diverzitu snižuje.
• Antibiotika: Mají devastující účinek, protože ničí nejen patogenní, ale i prospěšné bakterie. Obnova mikrobiomu po léčbě antibiotiky může trvat měsíce i roky.
• Životní styl: Chronický stres, nedostatek spánku a nízká fyzická aktivita negativně ovlivňují složení mikrobiomu.
• Geografie a prostředí: Lidé žijící v průmyslových zemích mají obecně nižší diverzitu mikrobiomu než lidé z venkovských oblastí s tradičním způsobem života.
• Genetika: Hostitelská genetika hraje také roli, i když menší než faktory prostředí.

🔬 Pro laiky

Představte si střevní mikrobiom jako rušnou zahradu uvnitř vašeho těla. V této zahradě žijí biliony malých pomocníků (bakterií a dalších mikrobů), kteří nejsou škůdci, ale naopak klíčoví pracovníci. Tito pomocníci vám pomáhají rozložit potravu, kterou vaše tělo samo neumí strávit, například vlákninu ze zeleniny. Z této potravy vyrábějí důležité látky, které vyživují vaše střeva a posilují vaši obranyschopnost (imunitu).

Tato vnitřní zahrada také komunikuje s vaším mozkem a ovlivňuje vaši náladu. Když je zahrada rozmanitá a plná různých druhů "dobrých" pomocníků, vše funguje, jak má. Pokud ale začnou převažovat "plevelné" druhy, například kvůli špatné stravě (hodně cukru a málo zeleniny) nebo po užívání antibiotik, nastává problém zvaný dysbióza. Tato nerovnováha může vést k zažívacím potížím, přibírání na váze, a dokonce i ke zhoršení nálady. Péče o tuto zahradu je jednoduchá: jezte pestrou stravu bohatou na rostliny, abyste nakrmili co nejvíce druhů svých malých pomocníků.

💡 Budoucnost a terapeutické využití

Výzkum střevního mikrobiomu otevírá nové možnosti v medicíně. Mezi hlavní směry patří:

• Fekální mikrobiální transplantace (FMT): Přenos stolice od zdravého dárce do střeva pacienta. Je to vysoce účinná léčba recidivující infekce Clostridioides difficile a zkoumá se její využití u dalších onemocnění, jako je IBD.
• Probiotika, prebiotika a synbiotika: Cílené doplňování živých prospěšných bakterií (probiotika), jejich potravy (prebiotika) nebo jejich kombinace (synbiotika) pro modulaci mikrobiomu.
• Personalizovaná výživa: Sestavování jídelníčků na míru podle individuálního složení mikrobiomu s cílem optimalizovat metabolismus a předejít nemocem.
• Psychobiotika: Probiotické kmeny, které mají prokazatelný pozitivní vliv na duševní zdraví.
• Farmakomikrobiomika: Studium toho, jak střevní mikrobiom ovlivňuje metabolismus a účinnost léků, včetně chemoterapie.

Šablona:Aktualizováno