Dlaczego niektóre osoby wykazują większą skłonność do wymiotów? Badania nad florą bakteryjną jelit

Mikrobiota jelitowa stanowi zespół bilardów mikroorganizmów, w tym bakterii, wirusów, grzybów, archeonów i eukariontów, zamieszkujących przewód pokarmowy człowieka. Te drobnoustroje wykorzystują niestrawione pozostałości pokarmowe, śluz wydzielany przez układ trawienny oraz martwe komórki obecne w jelicie. W zamian wytwarzają liczne substancje korzystne dla organizmu, takie jak kwasy tłuszczowe o krótkim łańcuchu, witaminy czy związki przeciwbólowe i przeciwzapalne. Należy jednak pamiętać, że pewna część mikroorganizmów produkuje szkodliwe dla zdrowia substancje, w tym neurotoksyny, czynniki rakotwórcze i immunotoksyny. U osób zdrowych dominują w jelitach bakterie z rodzajów Firmicutes i Bacteroides. Dysbioza, czyli zaburzenie równowagi mikrobioty, może negatywnie wpływać na metabolizm i układ odpornościowy, przyczyniając się do rozwoju wielu chorób, w tym otyłości (J. Miyamoto et al., 2019).

Pionierskie eksperymenty na modelach zwierzęcych dostarczyły pierwszych dowodów na związek mikrobioty jelitowej z nadwagą. Okazało się, że po transplantacji mikrobiomu do myszy pozbawionych naturalnej flory dochodziło do gwałtownego wzrostu tkanki tłuszczowej oraz pogorszenia wrażliwości na insulinę, pomimo stabilnego spożycia pokarmu. U otyłych gryzoni stwierdzono także obniżoną reprezentację bakterii Bacteroides oraz wzrost populacji Firmicutes, przy czym stosunek tych grup mikroorganizmów korelował z wzrostem wskaźnika BMI (C. M. Dos Santos Pereira Indiani, 2018). Należy jednak podkreślić, że te obserwacje nie zostały potwierdzone w badaniach klinicznych na ludziach (T. Wu i współpracownicy, 2020).

Badania naukowe potwierdzają, że skład mikrobiomu jelitowego ma bezpośredni wpływ na masę ciała. Okazuje się, że różne szczepy bakterii, nawet z tego samego rodzaju, mogą wywierać odmienne efekty na metabolizm. Wśród mikroorganizmów wspierających utrzymanie zdrowej wagi wyróżnia się Akkermansia muciniphila oraz bakterie z rodziny Christensenellaceae. Akkermansia muciniphila jest często stosowana jako suplement diety u osób z nadwagą, co poprawia parametry metaboliczne (C. Depommier i inni, 2019). Badania wykazały również, że różne gatunki z rodzaju Lactobacillus mają odmienne związki z otyłością. Liczebność L. paracasei jest ujemnie skorelowana z otyłością, podczas gdy L. reuteri i L. gasseri wykazują dodatnią korelację (L. Crovesy i inni, 2017). Ponadto, niedobór bakterii z rodzaju Bifidobacterium wiąże się ze zwiększonym BMI (I. N. Sergeev i inni, 2020).

W kontekście masy ciała, kluczowym procesem związanym z mikrobiotą jelitową jest różnorodność w absorpcji energii między poszczególnymi szczepami bakterii. Badania wykazały, że mikroorganizmy zamieszkujące jelita osób z nadwagą w znacznie większym stopniu pobierają energię z pożywienia, co sprzyja jej gromadzeniu w postaci tkanki tłuszczowej. Zrównoważona mikrobiota jelitowa wspomaga również fermentację trudno strawnych węglowodanów, przekształcając je w krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, takie jak octan, propionian czy maślan, które odgrywają istotną rolę w metabolizmie gospodarza. Te związki zmniejszają stężenie cytokin prozapalnych oraz hamują rozkład lipidów, co prowadzi do zwiększonego utleniania i wydatkowania energii (M. A. González Hernández i wsp., 2019). Jednakże, ich nadmiar jest związany z podwyższoną masą ciała, obwodem talii oraz innymi parametrami zespołu metabolicznego (J. De la Cuesta-Zuluaga i wsp., 2018). Ponadto, mikrobiota jelitowa oddziałuje na układ nerwowy poprzez oś jelito-mózg, co pośrednio wpływa na zachowania żywieniowe. Produkowane przez bakterie jelitowe krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe zwiększają uczucie sytości po posiłkach. Mikrobiota wpływa również na regulację wydzielania hormonów anoreksygennych, takich jak peptyd YY, glukagonopodobny peptyd-1 (GLP-1) i polipeptyd trzustkowy, które obniżają poziom glukagonu, spowalniają opróżnianie żołądka, stymulują syntezę insuliny i ograniczają przyjmowanie pokarmu (J. F. Cryan i wsp., 2019). Nie bez znaczenia jest również stosowanie antybiotyków, które prowadzą do zaburzeń mikrobioty jelitowej. Dysbioza wywołana tymi lekami została powiązana z istotnymi przyrostami masy ciała oraz podwyższonym poziomem cholesterolu LDL, co jest szkodliwe dla zdrowia, zwłaszcza układu sercowo-naczyniowego (C. I. Le Roy i wsp., 2019). Przyjmowanie antybiotyków przed drugim rokiem życia jest czynnikiem silnie predysponującym do rozwoju otyłości (C. M. Stark i wsp., 2019). Nierównowaga w mikrobiocie jelitowej sprzyja stanom zapalnym, co zwiększa ryzyko otyłości i jej powikłań. Niektóre bakterie wytwarzają prozapalne substancje, takie jak lipopolisacharydy czy cytokiny, których nadmiar jest szkodliwy dla organizmu. Prawidłowy skład mikrobiomu wzmacnia barierę jelitową, natomiast dysbioza może prowadzić do jej osłabienia i zwiększenia przepuszczalności, co prowokuje stany zapalne (H. Tilg i wsp., 2020).

Nowe badania potwierdzają, że dziedziczne cechy mają istotny wpływ na strukturę mikrobioty jelitowej. Genetyczne badania wykazały, że w ludzkim genomie istnieje 20 genów, które determinują różnorodność bakterii w przewodzie pokarmowym. Niektóre z nich są kluczowe dla regulacji interakcji organizmu z mikrobiomem, w tym odpowiedzi immunologicznej oraz metabolizmu (T. A. Suzuki i współpracownicy, 2019). Ponadto, mikrobiota może być przekazywana z matki na dziecko przez łożysko, płyn owodniowy, krew pępowinową oraz smółkę. Dlatego też nadwaga matki i towarzysząca jej dysbioza mogą zwiększać ryzyko otyłości u potomstwa (H. M. Tun i in., 2018).

Choć genetyka odgrywa rolę w kształtowaniu mikrobiomu, jej znaczenie jest znacznie mniejsze w porównaniu z wpływem czynników zewnętrznych. Mikroorganizmy zamieszkujące jelita zależą w dużej mierze od diety gospodarza, co podkreśla kluczowe znaczenie racjonalnego odżywiania. Badania przeprowadzone na modelu mysim wykazały, że dieta bogata w tłuszcze prowadzi do redukcji populacji korzystnych bakterii z rodzaju Bacteroidetes oraz wzrostu liczebności mniej korzystnych bakterii z rodzajów Firmicutes i Proteobacteria (M. T. Liu et al. 2019). Ponadto, jakość i ilość snu mają istotny wpływ na różnorodność mikrobiomu. Długotrwałe zaburzenia snu są związane z nadmiernym spożyciem przetworzonych produktów spożywczych, co prowadzi do wzrostu populacji bakterii Lachnospiraceae i Ruminococcus oraz spadku liczebności Lactobacillaceae, co sprzyja rozwojowi dysbiozy, stanowiąc czynnik ryzyka dla stanów zapalnych i insulinooporności (V. A. Poroyko et al. 2016). Ostatnim, ale nie mniej istotnym czynnikiem wpływającym na mikrobiom jelitowy jest stres. Nadmierny stres również przyczynia się do wystąpienia dysbiozy (J. P. Karl et al. 2016).

Badania przeprowadzone w 2021 roku wykazały, że dieta fleksitariańska najlepiej wpływa na równowagę mikrobiomu jelitowego. Analizowano różne typy żywienia, w tym roślinne, fleksitariańskie, standardową dietę zachodnią, niskowęglowodanową oraz tzw. Świadomą dietę zachodnią, która mimo opierania się na zdrowych zasadach, pozostaje bogata w cukier i uboga w warzywa. Fleksitarianizm okazał się najskuteczniejszy, ponieważ zapewnia zrównoważony dostęp do wszystkich grup produktów, bogaty w błonnik i ograniczający mięso, ale nie eliminujący go całkowicie. Głównym źródłem białka są nasiona roślin strączkowych, a dieta ta stanowi kompromis dla osób, które chcą zmniejszyć spożycie mięsa, ale nie są gotowe na całkowitą rezygnację. Dodatkowo, dieta ta promuje redukcję przetworzonej żywności i cukru, co jest korzystne dla mikrobiomu. Motywacją do jej stosowania są często czynniki środowiskowe (A. Cotillard et al. 2022). Pomimo korzyści fleksitarianizmu, istnieją inne strategie poprawy mikrobiomu, takie jak zwiększenie spożycia błonnika, probiotyków i prebiotyków, a także ograniczenie cukru i przetworzonej żywności. Kluczowe jest również odpowiednie nawodnienie, które wspiera rozwój korzystnych bakterii (A. Beam, E. Clinger, L. Hao 2021).

Mikrobiota jelitowa stanowi złożony ekosystem mikroskopijnych organizmów, które współistnieją z ludzkim organizmem, pełniąc kluczowe funkcje, takie jak trawienie, produkcja witamin, wsparcie układu odpornościowego oraz regulacja procesów metabolicznych. Nierównowaga w składzie mikrobioty może zwiększać ryzyko otyłości, ponieważ pewne mikroorganizmy potrafią zwiększać wchłanianie energii z pokarmów, które normalnie nie podlegają trawieniu. Ponadto, mikrobiota wpływa na regulację metabolizmu, co może wpływać na odpowiedź hormonalną oraz gromadzenie tkanki tłuszczowej. Dysbioza jelitowa może prowadzić do stanów zapalnych, utrudniających utrzymanie zdrowej masy ciała. Aby zachować różnorodność mikroflory jelitowej, zaleca się stosowanie zbilansowanej diety opartej na naturalnych, bogatych w błonnik produktach spożywczych. Ważne jest również zapewnienie odpowiedniego odpoczynku oraz utrzymanie stabilnego stanu psychicznego.