Mikrobiom jelitowy

Autor: Krzysztof Bielecki

Na czynność układu pokarmowego składają się następujące elementy:

1. czynność ruchowa, czyli motoryka przewodu pokarmowego, która powoduje przesuwanie się zawartości pokarmowej wzdłuż rury pokarmowej i miesza tę zawartość z sokami trawiennymi,
2. wydzielanie soków trawiennych przez gruczoły ślinowe, wątrobę, żołądek, trzustkę, dwunastnicę, jelito cienkie,
3. wchłanianie wody i elektrolitów oraz składników pokarmowych,
4. formowanie kału i usuwanie resztek pokarmowych.

Każda część przewodu pokarmowego ma do spełnienia jakąś ważną czynność w procesie trawienia i wchłaniania. Wszystkie te czynności są kontrolowane przez układ nerwowy i hormony

Ludzkie ciało zawiera około 3.7×1013 komórek różnego typu, w tym 8.6×1010 neuronów mózgowych. Bakteryjna flora jelitowa to około 100 bilionów bakterii (1014). Wynika z tego, że tylko jedna dziesiąta komórek w naszym ciele to komórki ludzkie. Reszta należy
do bakterii, głównie jelitowych, które razem ważą około 2 kilogramów. Mikrobiom albo superorganizm jelitowy zawiera 100 razy więcej genów niż genom ludzki. Do mikrobiomu jelitowego zaliczamy bakterie niechorobotwórcze tzw. komensale, bakterie chorobotwórcze
(patogeny), wirusy, grzyby. Ekosystem bakteryjny jelit dzieli się na mikrobiom prozdrowotny (health-promoting microbiome) i mikrobiom chorobotwórczy (disease-promoting microbiom albo pathobiome). Mikrobiom jelitowy wpływa na działanie mózgu poprzez
modyfikację funkcji poznawczych, interakcji społecznych, modyfikuje wzorce zachowań i reguluje odpowiedż na stres. W momencie urodzenia się noworodek jest prawie jałowy. Bakterie od matki zawarte w mleku, produktach odżywczych, od osób otaczających
dziecko, od zwierząt, od otaczającego środowiska zaczynają zasiedlać przewód pokarmowy dziecka. Od wczesnych lat naszego życia rozwija się wzajemna współzależność pomiędzy mózgiem a przewodem pokarmowym. Mózg wpływa na skład flory jelitowej a mikrobiom
jelitowy wpływa na prace mózgu. W tej komunikacji udział biorą czynniki endokrynne np. kortyzol, immunologiczne (cytokiny) i nerwy (nerw błędny i nerwy jelitowe). Zaburzenia flory jelitowej mogą powodować różne stany chorobowe jak depresję, otyłość,
dolegliwości bólowe, autyzm, stwardnienie rozsiane, zaburzenia krążenia. Transplantację bakterii jelitowych stosowano w leczeniu zatrucia i ciężkich biegunek już w IV wieku a pionierami tej metody byli Chińczycy. Pierwszy odnotowany w literaturze
medycznej przeszczep mikrobiomu jelitowego odbył się w 1958 roku u 4-ch chorych z rzekomobłoniastym zapaleniem jelita grubego. Na temat przeszczepu stolca pisał ostatnio prof. A. Dziki w naszym czasopiśmie PO PROSTU ŻYJ. Wskazaniami do transplantacji
stolca są: nieswoiste zapalenia jelit, biegunka w następstwie zakażenia Clostridium difficile, nawykowe zaparcia, zespoły metaboliczne, zapalenie zbiornika jelitowego po proktokolektomii odtwórczej, zespół jelita nadpobudliwego. Podkreśla się rolę
mikrobiomu jelitowego w regulacji cukrzycy I i II typu. Przewlekłe zapalenie trzustki z cukrzyca powoduje wzrost zawartości beztlenowych szczepów Bacteroides w kale, obniżenie zawartości bakterii produkujących kwas masłowy w jelitach (Fecalibacterium),
obniżenie zawartości bakterii Bifidobacterium. Niewydolność egzokrynna trzustki może być przyczyną dysbiozy jelitowej szczególnie u chorych z przewlekłym zapaleniem trzustki z cukrzycą. Może to mieć także znaczenie w karcynogenezie.

Patologiczny rozrost flory bakteryjnej w jelicie cienkim wywołany głównie przez bakterie typu coli (coliform) jest przyczyną zespołu chorobowego SIBO (small intestine bacterial overgrowth). Zespół ten charakteryzuje się nadmierną fermentacją w przewodzie
pokarmowym, zapaleniem błony śluzowej i zaburzeniami wchłaniani, prowadząc do zespołu złego wchłaniania ze wszystkimi jego konsekwencjami. Chorzy zgłaszają następujące objawy: wzdęcia, dyspepsję, biegunki, dyskomfort w nadbrzuszu, brak łaknienia i
postępująca utratę masy ciała. Przyczynami zespołu SIBO są następujące stany chorobowe: zespół krótkiego jelita po częściowym wycięciu, przewlekłe zapalenie trzustki, przetoki jelitowe, zaburzenia odporności (niedobór immunoglobulin np. IgA), niedokwaśność
soku żołądkowego w wyniku długotrwałego stosowania inhibitorów pompy protonowej np. controloku, przewlekłe stosowanie niesterydowych leków przeciwbólowych np. ketonalu, choroby wątroby np. marskość wątroby. Rzadziej zaburzenia mikrobiomu jelitowego
wystepują w takich chorobach jak mukowiscydoza, choroba trzewna, uchyłkowatość jelita grubego, sklerodermia, zaburzenia pasażu jelitowego i otyłość.

Objawy kliniczne zespołu SIBO są następujące: nawracające bóle brzucha, wzdęcia, biegunka, objawy wieloniedoborowe i postępujące wyniszczenie. Z dolegliwości pozabrzusznych wymienia się zapalenie stawów, kłębuszkowe zapalenie nerek, zmiany skórne. Translokacja
bakterii z jamy ustnej w przypadkach niewłaściwej higieny może być przyczyną patologicznego przerostu bakterii w jelitach.

Mikrobiom jelitowy decyduje o gojeniu odległych ran skórnych poprzez wpływ na wydzielanie neuropeptydu o nazwie oksytocyna. Oksytocyna rekrutuje komórki T w ranie sprzyjając gojeniu rany. Mikrobiom jelitowy stymuluje układ odpornościowy przewodu pokarmowego.
Wykazano że komensale takie jak Bcteroides fragilis i Bifidobacterium wydzielają metabolity stymulujące powierzchniowe receptory nabłonkowe modyfikując ogólnoustrojowy układ immunologiczny. To co już jest wiadomym dzisiaj (m.in. na podstawie prac
Shimizu, Osuka i innych badaczy), że utrata różnorodności i obfitości mikrobiomu jelitowego rokuje niepomyślne zejście po leczeniu chirurgicznym poprzez utratę stymulacji układu odpornościowego przez mikrobiota jelitowe. W ciągu 6 godzin po krytycznym
wydarzeniu jak zawał serca, oparzenie, udar mikrobiom jelitowy w 90% zostaje uszkodzony ilościowo i jakościowo. Obserwuje się istotne zmniejszenie cytoprotekcyjnych metabolitów jelitowych jak np. krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe. Wszystko to, co
robimy wokół chorych chirurgicznych ma wpływ na mikrobiom jelitowy. Głodzenie okołooperacyjne, uraz chirurgiczny, antybiotyki, powodują depresje mikrobiomu. W chirurgii małoinwazyjnej ta depresja trwa krótko bo szybko następuje odnowa mikrobiomu i
regeneracja układu odpornościowego. Po długotrwałych operacjach, połączonych z wielodniowym głodzeniem, podczas żywienia pozajelitowego obserwuje sie głębokie zaburzenia mikrobiomu jelitowego z przerostem flory patogennej. Leki przeciwbólowe opioidowe
aktywują wirulencję bakterii.

Po podawaniu morfiny stwierdzano wzrost kolonizacji Enterococcus faecalis, które produkują kolagenazę zwiększającą ryzyko nieszczelności zespolenia jelitowego (Shakhsheer BA i wsp. J. Gastrointest. Surg. 2016,20,1744). Po ciężkich operacjach należy zadbać
o szybką odnowę mikrobiomu jelitowego co prowadzi do odnowy potencjału immunologicznego. Odnowa mikrobiomu jelitowego działa wielokierunkowo na wielu osiach, a mianowicie na osi jelito-płuca, na osi jelito-wątroba, na osi jelito-mózg i na osi jelito-rana
operacyjna. Antybiotyki niszczą mikrobiom jelitowy. Po doustnych niewchłanialnych antybiotykach znacząco redukuje się ryzyko zrostów wewnątrzotrzewnowych i niedrożności zrostowej. W prawidłowym mikrobiomie jelitowym patogenne bakterie jak Enterococcus
faecalis, Pseudomonas aeruginosa, methicillin-resistant Staphylococcus stanowią zaledwie 1% mikrobiomu. Uraz chirurgiczny, silne szerokozakresowe antybiotyki niszczą komensale i powodują znaczący przerost patogennej flory bakteryjnej w jelitach. Juz
ponad 60 lat temu wykazano, że mikrobiom jelitowy odgrywa ważną rolę w powstawaniu nieszczelności zespoleń jelitowych. W pracach randomizowanych udowodniono, że bakterie takie jak Enterococcus faecalis i Pseudomonas aeruginosa wydzielają dużo kolagenazy,
która powoduje nieszczelność zespolenia. Stąd obecnie obserwuje się powrót do podawania antybiotyków doustnych niszczących wspomniane bakterie w okresie okołooperacyjnym jako profilaktykę nieszczelności zespoleń jelitowych. Chirurdzy jako pierwsi
docenili rolę mikrobiomu jelitowego w patofizjologii chirurgicznej. Już na początku XX wieku podawano chorym wlewki doodbytnicze odżywcze w chorobie wrzodowej i stosowano transplantacje kału jako sposoby odnowy mikrobiomu jelitowego. Dzisiaj już znamy
i doceniamy rolę mikrobiomu jelitowego w zakażeniach chirurgicznych i sepsie. Głodzenie chorych, stosowanie opiatów, szerokospektralne antybiotyki powodują głębokie zaburzenia mikrobiomu jelitowego co sprzyja rozwojowi zakażeń i sepsy.

Czy dobry nastrój żony zależy od Jej mikrobiomu jelitowego? Odpowiedż na to pytanie znajdujemy w pracy K. Tillisch i wsp. pt. ”Consumption of fermented milk product with probiotic modulates brain activity” opublikowanej w prestiżowym czasopiśmie gastrologicznym
Gastroenterology 2013,144(7). Wniosek z tej pracy jest następujący: kobiety pijące przez 4 tygodnie produkty sfermentowanego mleka z probiotykami słabiej reagowały na emocje, były spokojniejsze, łagodniejsze. Badając mikrobiom jelitowy poznajemy jak
bogate mamy życie wewnętrzne. I chciałoby się krzyknąć: Support bacteria, it is the only culture some people have (wspierajmy bakterie, bo często jest to jedyna kultura jaką niektórzy ludzie posiadają!