Otyłość to choroba cywilizacyjna, której występowanie stale niepokojąco wzrasta. Określa się ją mianem pandemii XXI wieku. Jest złożonym zaburzeniem metabolicznym spowodowanym przez czynniki genetyczne i niegenetyczne. Otyłość pociąga za sobą negatywne skutki dla zdrowia. U osób z nadwagą lub otyłością obserwuje się zwiększenie liczny komórek układu immunologicznego w tkance tłuszczowej, co sprzyja powstawaniu stanu zapalnego. W ostatnich latach pojawia się coraz więcej badań, które pokazują, że mikrobiota jelitowa może mieć potencjalny wpływ na rozwój otyłości. Wiemy już, że bakterie jelitowe odgrywają znaczącą rolę w metabolizowaniu i syntezie wielu składników odżywczych i metabolitów. Złożone interakcje pomiędzy genetyką, czynnikami środowiskowymi, mikrobiotą jelitową a otyłością są niestety jednak wciąż słabo poznane. Naukowcy wciąż szukają odpowiedzi na pytanie, jaki skład bakterii w przewodzie pokarmowym chroni go, a jaki sprzyja rozwojowi zaburzeń metabolicznych.
Mikrobiota jelitowa i jej funkcje
Przewód pokarmowy człowieka zamieszkują miliony mikroorganizmów. To właśnie tutaj występuje najbardziej różnorodna mikrobiota w ciele człowieka. Wśród nich znajdują się bakterie, archeony, wirusy, grzyby i pierwotniaki. Ta złożona społeczność nazywana jest mikrobiotą jelitową. Wyróżnia się 5 głównych typów bakterii tworzących mikrobiotę jelitową: Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, Actinobacteria i Fusobacteria.
Mikrobiota jelitowa ulega ciągłym zmianom w trakcie naszego życia. Jej skład zmienia się w zależności m.in. od wieku człowieka, sposobu odżywiania, czynników genetycznych, przebytych chorób, przyjmowanych leków (głównie antybiotyki, inhibitory pompy protonowej, steroidy).
Skład mikrobioty jelitowej u każdego człowieka jest inny i niepowtarzalny, podobnie jak linie papilarne. Odgrywa ona bardzo ważną rolę w procesie trawienia i pozyskiwania energii z pożywienia. Metaboliczna aktywność mikrobioty jelitowej polega przede wszystkim na zdolności fermentowania niestrawionych resztek pokarmowych.
Jedną z najważniejszych funkcji jest produkcja krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, które są łatwo przyswajalne przez komórki nabłonka jelitowego. Bakterie jelitowe syntetyzują witaminy takie jak biotyna, kobalamina, niacyna, ryboflawina, czy witamina K.
Mikroorganizmy jelitowe pełnią istotną rolę w produkcji serotoniny i kwasu gammaaminomasłowego (GABA). W skład dobrze zbalansowanej mikrobioty wchodzą bakterie wykazujące właściwości przeciwzapalne takie jak Faecalibacterium prausnitzii i Akkermansia muciniphila. Mikrobiota chroni organizm przed patogenami poprzez konkurencyjne hamowanie kolonizacji patogenów przez bakterie komensalne, produkcję czynników antybakteryjnych oraz stymulując układ odpornościowy.
Badacze wciąż odkrywają nowe zależności i korzyści między bakteriami jelitowymi a człowiekiem. Mikrobiota może wpływać na masę ciała, metabolizm niektórych cukrów i lipidów oraz wrażliwość komórek na insulinę. Badania z ostatnich lat pokazują, że stan zapalny obecny u osób z nadwagą lub otyłością może wpływać na barierę jelitową, zaburzać ją i modyfikować skład mikrobioty.
Mikrobiota jelitowa a otyłość
Według danych Światowej Organizacji Zdrowia prawie 2 mld osób ma nadwagę, a 650 mln zmaga się z otyłością. Szacuje się, że do 2030 roku liczba osób z otyłością osiągnie 1, 2 miliarda. W Polsce na otyłość choruje ok. 8 mln dorosłych osób. Coraz większym problemem jest występowanie nadwagi i otyłości u dzieci. Szacuje się, że do 2030 roku jedna na trzy osoby będzie otyła. Patogeneza otyłości jest wieloczynnikowa i nie została jeszcze w pełni wyjaśniona.
Przyczyn otyłości jest wiele. Najczęściej wymienia się czynniki środowiskowe, takie jak nadmiar spożywanej żywności i zbyt niski poziom aktywności fizycznej. Oprócz tego wśród przyczyn wymienia się również zaburzenia endokrynologiczne, metaboliczne oraz psychologiczne.
W ostatnich latach jednym z najciekawszych czynników jest wpływ mikrobioty jelitowej. Sugeruje się, że mikrobiota jelitowa uczestniczy w patogenezie otyłości poprzez zaburzenie homeostazy energetycznej, regulację apetytu, syntezę i magazynowanie lipidów oraz przewlekły stan zapalny o niewielkim nasileniu.
Otyłość związana jest z obniżeniem różnorodności bakterii. U osób otyłych spada poziom bakterii typu Bacteroides w stosunku do Firmicutes. Bakterie typu Firmicutes zapewniają dodatkowe substancje energetyczne organizmowi gospodarza, co według niektórych badaczy, może być związane z promowaniem wzrostu masy ciała przez zmienioną mikrobiotę.
Dysbioza, czyli zaburzenie ilościowe, jakościowe i funkcjonalne bytujących mikroorganizmów, może prowadzić do wzrostu wchłaniania krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA), co z kolei doprowadza do zwiększonej syntezy endogennej peptydu PP, który spowalnia pasaż jelitowy i w pośredni sposób prowadzi do wzmożonego wchłaniania składników substancji pokarmowych. Obecnie jest to analizowane pod kątem wpływu na rozwój otyłości.
W dysbiozie dochodzi do upośledzenia syntezy białek, które odpowiadają za utrzymanie połączeń ścisłych, co narusza integralność błony śluzowej przewodu pokarmowego. Sprzyja to przedostawaniu się lipopolisacharydu do krwioobiegu, co powoduje pobudzenie komórek układu odpornościowego i początek procesów zapalnych, które biorą udział w rozwoju otyłości. Coraz więcej danych wskazuje na to, że mikrobiota jelitowa może uczestniczyć w regulacji masy ciała, metabolizmu glukozy i lipidów oraz stanu zapalnego.
Probiotyki i prebiotyki – wsparcie w walce z otyłością?
W ostatnich latach zwraca się coraz większą uwagę na zastosowanie probiotyków w terapii otyłości. Mechanizmy, poprzez które probiotyki wpływają na masę ciała, obwód talii i bioder, nie zostały jeszcze do końca poznane. Modele eksperymentalne wykazały, że niektóre szczepy bakterii mogą osłabiać rekcje ze strony układu immunologicznego, które są związane z przewlekłym stanem zapalnym. Mikroorganizmy takie jak Lactobacillus, Bifidobacterium, Enterococcus, Streptococcus oraz Saccharomyces mogą odgrywać znaczną rolę w zapobieganiu otyłości oraz jej terapii.
Zainteresowanie naukowców skupiła na sobie przede wszystkim Akkermansia muciniphila, która spośród probiotyków nowej generacji jest obecnie najlepiej przebadana. To beztlenowa, Gram – ujemna bakteria z rodzaju Verrucomicrobia, rozkładająca mucynę. A. muciniphila może stanowić od 3% do 5% społeczności mikrobiologicznej u zdrowych osób. Jej korzystne działanie przypisuje się przede wszystkim jej zdolności do rozkładania mucyny, która jest głównym składnikiem śluzu w jelitach. Wywiera działanie przeciwzapalne, co wiąże się ze zmniejszeniem produkcji bakteryjnego lipopolisacharydu. Spadek liczebności tej bakterii jest powiązany z otyłością i cukrzycą.
W badaniach z udziałem zwierząt wykazano, że bakteria ta poprawia profil metaboliczny i prowadzi do normalizacji masy ciała, obniżenia zawartości tkanki tłuszczowej i poprawy wartości profilu lipidowego i glikemii. U ludzi również wykazano, że suplementacja A. muciniphila może poprawiać parametry metaboliczne u osób z nadwagą i otyłością. Bakteria ta znajduje więc swoje potencjalne zastosowanie w terapii chorób metabolicznych.
Iwan Adrianna – mikrobiolog, technik weterynarii, zoopsycholog, absolwentka studiów podyplomowych z zakresu Praw zwierząt, studentka medycyny weterynaryjnej. Autorka profilu edukacyjnego pod nazwą Mikrobiolog z przypadku. Członek Polskiej Rady Konsultacyjnej ds. Parazytoz Zwierząt Towarzyszących (ESCCAP). Autorka książki pt. „Kot w chorobie” oraz licznych artykułów w czasopismach branżowych: Weterynaria w Praktyce, Pies Rasowy, Zoobranża, Magazyn Pupil.
https://www.instagram.com/mikrobiolog_z_przypadku/
Bibliografia:
- Kelly T., Yang W., Chen C. S., Reynolds K. et al. (2008). Global burden of obesity in 2005 and projections to 2030. Intertional Journal of Obesity; 32:1431–1437.
- Korczowska I., Łącki J. K. (2022). Czy bakterie jelitowe są kolejnym czynnikiem ryzyka otyłości? Medycyna Środowiskowa; 25(1-2):28-33.
- Raczkowska A., Arak K., Jaworska K. (2024). Rola mikrobioty jelit i jej metabolitów w przebiegu otyłości i cukrzycy. Postępy Biochemii.