Odkrywanie mikrobiomu jelit: Nowa granica zdrowia układu odpornościowego

W ostatnich latach mikrobiom jelitowy stał się fascynującą nową dziedziną w nauce medycznej, ujawniając złożone interakcje między bilionami mikroorganizmów a układem odpornościowym naszego ciała.

Czym jest mikrobiota jelitowa? Małe mieszkańce z dużymi obowiązkami

Mikrobiom jelitowy odnosi się do zróżnicowanej społeczności bakterii, wirusów, grzybów i innych mikroorganizmów występujących w naszym przewodzie pokarmowym. Te drobne mieszkańcy nie są jedynie biernymi pasażerami – odgrywają aktywną rolę w trawieniu składników odżywczych, syntezie witamin oraz regulacji metabolizmu. Mikrobiom jelitowy ma również kluczowe znaczenie dla rozwoju i funkcjonowania naszego układu odpornościowego.(1) Zanurzmy się głębiej w tę fascynującą wzajemnie powiązaną relację.

Połączenie jelit i układu odpornościowego: Jak wczesne mikroby kształtują naszą obronę

Kolonizacja powierzchni śluzowych przez mikrobiotę we wczesnym okresie życia jest niezbędna dla dojrzałości układu odpornościowego. Ten proces zachodzi głównie po urodzeniu i jest kształtowany przez mikrobiotę matki oraz sposób porodu (naturalnego lub cesarskiego).(2) Pierwsze lata życia charakteryzują się wysoką zmiennością składu mikrobioty, która z czasem ustabilizowuje się. Ten okres czyni również niemowlęta bardziej podatnymi na zakłócenia środowiskowe, co może prowadzić do długotrwałych problemów immunologicznych.(1) Badania przeprowadzone na zwierzętach pozbawionych mikrobiomu wykazały, że mikroby są niezbędne dla rozwoju różnych komórek i odpowiedzi immunologicznych, podkreślając kluczową rolę wczesnej kolonizacji mikrobiologicznej w kształtowaniu homeostazy immunologicznej oraz wpływie na podatność na choroby zakaźne i zapalne w późniejszym życiu.(1,3) .

Lepsze zrozumienie tych interakcji może pomóc w zapobieganiu i leczeniu zaburzeń związanych z układem odpornościowym. Mikrobiota jelit znacząco wpływa na rozwój układu odpornościowego od dzieciństwa, kształtując równowagę między odpowiedziami zapalnymi a przeciwzapalnymi. Korzystne bakterie wspierają np. rozwój limfocytów T regulatorowych (Tregs), które pomagają utrzymać równowagę immunologiczną (1).. Ponieważ 70-80% komórek układu odpornościowego znajduje się w jelicie, połączenie między mikrobiotą jelitową a lokalnym układem odpornościowym jest kluczowe (4)..

Mikrobiom jelit jest silnie wpływany przez czynniki środowiskowe, takie jak dieta i antybiotyki, często bardziej niż przez genetykę. Te czynniki mogą zakłócać równowagę mikrobiomu, prowadząc do stanów zapalnych i chorób autoimmunologicznych. Choć antybiotyki są niezbędne w leczeniu infekcji, mogą one powodować zaburzenia funkcji układu odpornościowego i zwiększać ryzyko chorób takich jak alergie i choroby zapalne jelit. Zachodnia dieta, bogata w tłuszcze i dodatki, może pogarszać problemy związane z układem odpornościowym, sprzyjając namnażaniu szkodliwych bakterii.(1) .

Strażnicy jelit: Jak mikroby chronią, utrzymują równowagę i sygnalizują o pomocy

W przeciwieństwie do wcześniejszych przekonań, ściana jelita nie jest jedynie statyczną barierą – współdziała z mikroorganizmami i komórkami układu odpornościowego. Ściana jelita składa się z komórek (tzw. komórek nabłonkowych), które są pokryte warstwą śluzu. Ta warstwa pełni funkcję pierwszej bariery, zapobiegając penetracji szkodliwych substancji.(5) Mikrobiom jelit wspiera tę barierę poprzez produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA), takich jak butyrynian, które odżywiają komórki nabłonkowe (komórki wyścielające jelito) i zwiększają ich funkcję bariery.(1) .

Warstwa śluzu jest niezwykle istotna dla ochrony organizmu przed stresem. Jeśli jednak staje się zbyt gruba, może utrudniać wchłanianie niezbędnych składników odżywczych, co potencjalnie prowadzi do ich niedoborów. W tym momencie bakterie rozkładające mucynę odgrywają kluczową rolę. Poprzez konsumowanie i trawienie naszego śluzu pomagają utrzymać optymalną jego grubość, przyczyniając się do ogólnego zdrowia. Jednak nie tylko grubość warstwy śluzu ma znaczenie, ale również jej skład. Powoduje to niezwykle złożoną interakcję między mikrobiotą jelitową, śluzem a układem odpornościowym – obszar badań, który dopiero zaczynamy odkrywać.(6) .

Nasza mikrobiota chroni również jelita poprzez rywalizację o składniki odżywcze i przestrzeń, wykorzystując mechanizm detekcji kworum – proces komunikacji, w którym bakterie uwalniają i wykrywają cząsteczki sygnałowe zwane autoinduktorami. Gdy te cząsteczki osiągną określony próg, wywołują one zbiorowe zachowania bakterii, takie jak produkcja toksyn w celu skoordynowanego ataku na inne bakterie, tworzenie biofilmów lub dostosowanie metabolizmu. Dzięki detekcji kworum bakterie koordynują działania, takie jak produkcja antybiotyków, aby wyprzedzić rywali, co pomaga utrzymać zdrowie jelit i równowagę mikrobiomu. Zła wiadomość jest taka, że szkodliwe bakterie również potrafią wykorzystywać tę strategię. W wyniku leczenia antybiotykami, spożywania niezdrowej żywności lub dużego stresu może dojść do dysbiozy, czyli zaburzenia równowagi mikrobiomu jelitowego. Szkodliwe bakterie wykorzystują detekcję kworum, aby zminimalizować odpowiedź układu odpornościowego i ułatwić przedostawanie się szkodliwych substancji przez barierę jelitową. Może to prowadzić do przewlekłego stanu zapalnego o niskim stopniu nasilenia, zmniejszenia liczby „dobrych bakterii” oraz większej podatności na infekcje.(4) .

Najczęstsze objawy dysbiozy obejmują zmniejszoną różnorodność mikrobioty, spadek liczby korzystnych bakterii lub nadmierny wzrost szkodliwych mikroorganizmów.(7) Jeśli jesteś ciekaw różnorodności swojej flory jelitowej, możesz łatwo to sprawdzić, korzystając z naszego wygodnego testu domowego.

Modulacja odporności: Tajemnicza sieć komunikacyjna jelit

Mikrobiota komunikuje się również z układem odpornościowym poprzez różne receptory i sygnały, wpływając zarówno na odpowiedzi odpornościowe wrodzone, jak i nabyte. Ta interakcja pomaga kształtować zdolność układu odpornościowego do tolerowania korzystnych mikroorganizmów, zapobiegając szkodliwym w wywoływaniu chorób, a także utrzymując ogólny stan zdrowia jelit. Dodatkowo, wczesna kolonizacja mikrobiotą jest kluczowa dla uczenia układu odpornościowego i zapobiegania działaniom sprzyjającym rozwojowi chorób. Ogólnie rzecz biorąc, układ odpornościowy i mikrobiota współpracują ze sobą, aby utrzymać zdrowie jelit, regulować odpowiedzi odpornościowe i zapewnić zrównoważoną społeczność mikrobiologiczną.(1) .

Mikrobiom jelit wpływa na układową odporność poprzez uwalnianie produktów mikrobiologicznych, które dostają się do krwiobiegu i oddziałują na komórki odpornościowe w odległych narządach. Sygnały pochodzące z mikrobioty również modulują rozwój komórek odpornościowych, wpływając na odpowiedź immunologiczną na infekcje. Zaburzenia równowagi mikrobioty jelitowej mogą osłabiać odpowiedź immunologiczną, prowadząc do stanów zapalnych lokalnie oraz w odległych obszarach, takich jak płuca, co ilustruje oś jelitowo-płucną. Badania wykazują, że zmiany w mikrobiocie jelit mogą zwiększać ryzyko chorób alergicznych i układu oddechowego, a probiotyki mogą poprawiać rokowanie w infekcjach dróg oddechowych.(4) .

Implikacje terapeutyczne: Uczynienie jelit źródłem energii, Wzmocnienie układu odpornościowego

Dieta ma głęboki wpływ na mikrobiom jelit. Diety bogate w błonnik, owoce, warzywa oraz produkty fermentowane wspierają zróżnicowany i zdrowy mikrobiom, który z kolei wspiera silny układ odpornościowy. Z drugiej strony, diety wysoko przetworzone i bogate w cukry mogą prowadzić do dysbiozy i zaburzeń funkcji immunologicznej. Różne związki diety mają specyficzne właściwości, które wpływają na interakcję między gospodarzem a patogenem na różne sposoby, zarówno bezpośrednio, jak i pośrednio poprzez mikrobiom. Interwencje dietetyczne są wartościowym narzędziem w zapobieganiu inwazji patogennych mikroorganizmów i łagodzeniu nasilenia infekcji.(8) .

Probiotyki, czyli żywe korzystne bakterie, oraz prebiotyki, niewykrywalne trawienne błonniki, które karmią korzystne bakterie, są badane jako środki terapeutyczne mające na celu przywrócenie zdrowego mikrobiomu jelit. Pomagają naszym jelitom na kilka sposobów. Mogą konkurować z szkodliwymi bakteriami o miejsce i składniki odżywcze, podobnie jak nasza komensalna flora jelitowa, mogą produkować substancje takie jak kwasy tłuszczowe o krótkim łańcuchu (SCFA) i bakteriocyny, które zapobiegają wzrostowi szkodliwych bakterii, mogą stymulować komórki odpornościowe do zwiększonej produkcji pomocnych cząsteczek odpornościowych, takich jak przeciwciała, mogą wspierać produkcję mucyny, chroniącej barierę śluzową, a także dostarczać energię komórkom jelitowym, co sprzyja ich wzrostowi (9).

Zapanuj nad zdrowiem dzięki InnerBuddies: Twoja spersonalizowana droga do zdrowia jelit

Czy jesteś gotowy, by przejąć kontrolę nad swoim zdrowiem i wesprzeć układ odpornościowy, zrozumiejąc swoją mikrobiotę jelitową? Dzięki InnerBuddies możesz uzyskać spersonalizowane informacje na temat stanu zdrowia jelit oraz indywidualne rekomendacje mające na celu poprawę Twojego samopoczucia. Oferujemy kompleksową analizę konkretnych mikroorganizmów występujących w Twoich jelitach, która pomaga zrozumieć unikalny skład Twojej mikrobioty i dostarcza spersonalizowanych wskazówek żywieniowych, aby poprawić zdrowie jelit i wspierać układ odpornościowy.

Zrób pierwszy krok już dziś – zamów swój zestaw InnerBuddies i rozpocznij podróż ku lepszemu zdrowiu !

Literatura:

1. Zheng D, Liwinski T, Elinav E. Wzajemne oddziaływanie między mikrobiotą a układem odpornościowym w zdrowiu i chorobie. Cell Res. 2020 cze;30(6):492–506.
2. Coelho GDP, Ayres L, Barreto DS, Henriques BD, Prado M, Passos CM. Odkrycie mikrobioty w zależności od rodzaju porodu: przegląd zintegrowany. Rev Lat Am Enfermagem [Internet]. 2021 [cytowane 14 sierpnia 2024];29. Dostępny pod adresem: https://consensus.app/papers/acquisition-microbiota-according-birth-review-coelho/f92938c4cc4557d3a4eae87466efde2d/
3. Fiebiger U, Bereswill S, Heimesaat MM. Analiza wzajemnych oddziaływań między florą jelitową a odpornością gospodarza w zdrowiu i chorobie: Lekcje wyciągnięte z modeli zwierzęcych sterylnych i gnotobiotycznych. Eur J Microbiol Immunol. 2016 grudzień 1;6(4):253–71.
4. Wiertsema SP, van Bergenhenegouwen J, Garssen J, Knippels LMJ. Wzajemne oddziaływanie między mikrobiotą jelitową a układem odpornościowym w kontekście chorób zakaźnych w różnym wieku oraz rola żywienia w optymalizacji strategii leczenia. Nutrients. 2021 marzec;13(3):886.
5. Tsuchiishi T, Fenero CIM, Câmara NOS. Bariery jelitowe i mikrobiota jelitowa: Kształtowanie naszych odpowiedzi immunologicznych przez całe życie. Tissue Barriers. 2017 paź 2;5(4):e1373208.
6. Paone P, Cani PD. Błona śluzowa, mucyny i mikrobiota jelit: oczekiwani partnerzy śluzowi? Gut. 2020 grudz.;69(12):2232–43.
7. Hrncir T. Zaburzenia równowagi mikrobioty jelitowej: czynniki wywołujące, konsekwencje, opcje diagnostyczne i terapeutyczne. Mikroorganizmy. 2022 Mar 7;10(3):578.
8. Martinez JE, Kahana DD, Ghuman S, Wilson HP, Wilson J, Kim SCJ, i in. Niezdrowy styl życia a dysbioza jelitowa: lepsze zrozumienie wpływu złej diety i nikotyny na mikrobiom jelitowy. Front Endocrinol. 2021 czerwca 8;12:667066.
9. Liu Y, Wang J, Wu C. Modulacja mikrobioty jelitowej i układu immunologicznego przez probiotyki, prebiotyki i postbiotyki. Front Nutr [Internet]. 3 stycznia 2022 [cytowane 17 sierpnia 2024];8. Dostępne pod adresem: https://www.frontiersin.org/journals/nutrition/articles/10.3389/fnut.2021.634897/full