Wpływ sposobu odżywiania na stan mikrobioty jelitowej

Liczebność mikrobioty jelitowej, czyli wszystkich mikroorganizmów zasiedlających dolne odcinki przewodu pokarmowego, jest 10-krotnie większa niż liczba wszystkich komórek eukariotycznych w ciele człowieka. Natomiast mikrobiom, czyli geny kodowane przez te mikroorganizmy, przewyższa liczebność ludzkiego genomu aż 100-krotnie! Robi wrażenie, prawda? Już na tym etapie można zwrócić uwagę, jak istotny element mikroorganizmy stanowią nie tylko w aspekcie budowy naszego ciała, ale przede wszystkim jego funkcjonowania. 

Na wstępie warto podkreślić, że zdecydowana większość z nich to bakterie i to na nich opiera się całe założenie osi mózgowo-jelitowej i jej obustronnego wzajemnego oddziaływania. Odpowiadają one za:

• sprawne funkcjonowanie układu odpornościowego,
• metabolizm kwasów tłuszczowych, glukozy i kwasów żółciowych, 
• metabolizm leków, 
• metabolizm polisacharydów, czyli cukrów złożonych, nietrawionych przez nasz układ pokarmowy, 
• syntezę witamin i składników bioaktywnych.

Na skład i liczebność mikrobioty wpływ ma nie tylko dieta, ale także geny gospodarza, droga przyjścia dziecka na świat (naturalna lub cesarskie cięcie), stosowanie antybiotyków, szczepienia, higiena oraz ogólny stan zdrowia, jednak ponad 50% zmian zachodzących w mikrobiocie jelitowej związane jest bezpośrednio ze zmianami w naszej diecie.

Jeżeli są one niekorzystne, dochodzi do dysbiozy jelitowej (zaburzenia ilości, składu i funkcjonowania mikroflory jelit), zespołu jelita przesiąkliwego i przewlekłych stanów zapalnych, które długofalowo mogą doprowadzić do zmian w funkcjonowaniu centralnego układu nerwowego. Co za tym idzie? Zmiany w funkcjonowaniu mózgu, aberracje w zachowaniu oraz procesach poznawczych. 

Wpływ diety na mikrobiotę

W naszych jelitach żyją tysiące gatunków mikroorganizmów. Sprawia to, że do ich przeżycia niezbędna jest urozmaicona dieta, bogata w różnorodne składniki odżywcze. Gdy nasze żywienie jest monotonne i brakujące w niezbędne substancje, mikroorganizmy mają ograniczony dostęp do substratów niezbędnych do ich rozwoju i przeżycia. Efektem jest dysbioza jelitowa.

Badania wskazują, że do negatywnej modyfikacji mikrobioty przyczynia się w głównej mierze dieta wysokotłuszczowa, obfitująca w cukry rafinowane oraz czerwone mięso (tak zwana western diet). Gdy dołożymy do tego siedzący tryb życia, otrzymamy zaburzenia jelit na tle zapalnym (IBD), reumatoidalne zapalenie stawów, miażdżycę i otyłość, ale też depresję, alergie i cukrzycę typu 2 oraz choroby zapalne skóry, jak łuszczyca. Każda z tych jednostek cechuje się charakterystycznymi zmianami w mikrobiocie jelit i typowym dla siebie składem i liczebnością mikroorganizmów. 

Co ciekawe, jedne z ostatnich badań wykazały, iż bakterie jelitowe odgrywają dużą rolę w patogenezie choroby Alzheimera! Mają one bowiem zdolność do produkcji sporych ilości amyloidu oraz lipopolisachardyów (LPS) – czynników przyczyniających się do rozwoju tego schorzenia.

Dieta wiejska vs dieta zachodnia

Sposób żywienia w stylu western diet prowadzi do zmniejszenia bioróżnorodności oraz stabilności mikroflory jelit, a w dodatku przyczynia się do nasilonej produkcji nitrozoamin, czyli związków o silnie kancerogennym działaniu. Jednym z badań była analiza jakości mikrobioty jelitowej u dzieci pochodzących z terenów Afryki, których dietę określono jako niskotłuszczową i wysokobłonnikową. Zaobserwowano, że występował u nich bardziej rozwinięty i zróżnicowany zespół mikroorganizmów i mniejsza liczba patogenów w porównaniu do dzieci europejskich. 

Dieta śródziemnomorska

Określona jako złoty standard żywienia, z uwagi na wysoką zawartość owoców, warzyw, pełnoziarnistych produktów zbożowych oraz kwasów omega-3, stanowi podstawę dietoterapii stanów zapalnych w organizmie, poprawy profilu lipidowego oraz zmniejszania ryzyka otyłości. 

U osób cierpiących na chorobę Crohn’a, stosujących dietę przeciwzapalną, opartą na założeniach diety śródziemnomorskiej zaobserwowano znaczą redukcję stanu zapalnego jelit (m.in. obniżony wskaźnik CRP), a jest to tylko jedno z wielu badań przeprowadzonych w kontekście pozytywnego wpływu diety śródziemnomorskiej.

Diety roślinne

Badania potwierdzają ich prozdrowotne i terapeutyczne działanie w przebiegu chorób przewlekłych, jednak jak dotąd nie zaobserwowano znaczących różnic w mikroflorze jelitowej osób stosujących diety roślinne, a tych spożywających mięso. Badania w tym temacie pozostają niespójne. Wiadomo jednak, że diety wegańskie cechują się  silniejszymi właściwościami prozdrowotnymi od diet dopuszczających produkty odzwierzęce. Wykazano, że mają silnie ochronne działanie przed chorobami metabolicznymi oraz stanami zapalnymi, a ich stosowanie prowadzi do wykształcenia unikalnej mikrobioty, ze znacznie zredukowaną liczbą patogenów.

Dieta bezglutenowa

Co ciekawe, w jednym z badań, 30-dniowe stosowanie diety bezglutenowej przez badaną grupę osób doprowadziło do redukcji w ilości korzystnych bakterii mikroflory jelitowej. Jednocześnie doszło do wzrostu potencjalnie patogennych mikroorganizmów u osób stosujących dietę bezglutenową. Jak dotąd, wymagane są dalsze badania co do jej wpływu na ryzyko choroby sercowo-naczyniowej, stanów zapalnych, bądź cukrzycy typu 2.

Diety wysokobłonnikowe

Z uwagi na to, że błonnik nie zostaje strawiony w jelicie cienkim i dociera aż do jelita grubego, zostaje poddany fermentacji poprzez obecne tam mikroorganizmy, które z zawartych w nim związków dostarczają swojego gospodarzowi m.in. energię. Błonnik, jak już dobrze wiemy, jest prebiotykiem, wspomagającym rozwój korzystnej mikroflory jelitowej. Dzięki temu dochodzi m.in. do wzrostu produkcji SCFAs (krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych) oraz zwiększenia stężenia cytokin o działaniu przeciwzapalnym takich jak IL-10, a jednocześnie spadku cytokin prozapalnych (IL-6), obniżenia stężenia triglicerydów we krwi oraz cholesterolu całkowitego.

Jedno z badań, ponownie przeprowadzonych na dzieciach pochodzących z małej wioski na terenie Afryki, wskazuje na ogromne znaczenie błonnika w różnorodności mikrobioty jelitowej. Porównano dietę dzieci w wieku od 1 do 6 lat pod kątem zawartości błonnika – średnie spożycie w grupie dzieci z Afryki wynosiło 12,1 g, natomiast u dzieci europejskich było to już tylko 7 g! Po zbadaniu stanu mikroflory jelitowej obu grup odkryto znaczące różnice: w grupie dzieci afrykańskich bioróżnorodność oraz bogactwo mikrobiologiczne było zdecydowanie większe niż u dzieci europejskich. Występowało u nich także znacznie więcej pożytecznych bakterii produkujących SCFAs. Wniosek był następujący: stosowanie diety wysokobłonnikowej prowadzi do wzbogacenia mikroflory jelit i zmniejsza ryzyko wystąpienia chorób jelit.

Diety wysokotłuszczowe

Przy okazji badań nad wpływem diet wysokotłuszczowych na ryzyko występowania otyłości zaobserwowano, że wraz z nadmierną masą ciała i zaburzeniami metabolicznymi w postaci większej zdolności do magazynowania energii, zachodzą też istotne zmiany w strukturze jelit, tj. zwiększa się ich przepuszczalność oraz ryzyko wystąpienia stanów zapalnych. W szczególności, wysokie spożycie tłuszczów nasyconych oraz izomerów trans przyczynia się do rozwoju choroby sercowo-naczyniowej.

Można powiedzieć, że oprócz ograniczenia tłuszczu w diecie, badacze doszli do równie istotnego rozwiązania, korzystnego w przypadku negatywnych skutków wywołanych przez stosowanie diety wysokotłuszczowej. Istnieje bowiem efektywna suplementacja w postaci polifenoli, sprzężonego kwasu linolowego oraz SCFAs, dla których wykazano skuteczność w poprawie stanu mikroflory jelitowej i zredukowania dysbiozy jelitowej.

Diety wysokobiałkowe

W wielu badaniach zaobserwowano dodatnią korelację pomiędzy spożyciem białka z różnych źródeł, a bioróżnorodnością mikroflory jelitowej. Wysokie spożycie białek roślinnych prowadziło do wzrostu bakterii komensalnych oraz poziomu SCFAs, jednocześnie zmniejszając ilość mikroorganizmów patogennych. Natomiast podczas wysokiego spożycia białka zwierzęcego dochodziło do rozwoju bakterii anaerobowych odpornych na żółć. Badania potwierdziły, że wysokie spożycie białka zwierzęcego zwiększa ryzyko wystąpienia IBD i chorób sercowo-naczyniowych.

Podsumowanie

Nieustannie prowadzone są badania poszerzające dotychczasową wiedzę nad związkiem pomiędzy zamieszkującymi nas mikroorganizmami, a naszym zdrowiem. Dotyczą już nie tylko wpływu bakterii na układ odpornościowy, ale także na stany zapalne oraz powodowane nimi choroby przewlekłe. Co ważne, coraz większą uwagę zwraca się na sposób żywienia i jego oddziaływanie na mikroflorę jelit, a jednocześnie na działanie osi jelita-mózg. Daje to nadzieje na skuteczną prewencję wielu chorób, w których dotychczas stosowane było jedynie leczenie objawowe.

Piśmiennictwo:

1. C.S. Oriach, R.C. Robertson, C. Stanton, J.F. Cryan, T.G. Dinan: Food for thought: the role of nutrition in the microbiota-gut–brain axis, Clinical Nutrition Experimental (2016), 6 C, 25-38
2. Di Paola, M., De Filippo, C., Cavalieri, D., Ramazzotti, M., Poullet, J. B., Massart, S., Lionetti, P. Impact of diet in shaping gut microbiota revealed by a comparative study in children from Europe and rural Africa. Digestive and Liver Disease, (2011), 43, 445–446
3. D.E. Roopchand, R.N. Carmody, P. Kuhn, K. Moskal, P. Rojas-Silva, P.J. Turnbaugh, i wsp.: Dietary polyphenols promote growth of the gut bacterium Akkermansia muciniphila and attenuate high fat diet-induced metabolic syndrome, Diabetes, (2015), 64 (8), 2847-2858
4. E.A. Murphy, K.T. Velazquez, K.M. Herbert: Influence of high-fat diet on gut microbiota: a driving force for chronic disease risk, Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care, (2015), 18 (5), 515-520
5. S.F. Clarke, E.F. Murphy, O. O’Sullivan, A.J. Lucey, M. Humphreys, A. Hogan i wsp.: Exercise and associated dietary extremes impact on gut microbial diversity, Gut (2014), 63(12), 1913-20
6. Pistollato, F., Sumalla Cano, S., Elio, I., Masias Vergara, M., Giampieri, F., & Battino, M.: Role of gut microbiota and nutrients in amyloid formation and pathogenesis of Alzheimer disease, Nutrition Reviews, (2016), 74(10), 624–634
7. Singh, R. K., Chang, H.-W., Yan, D., Lee, K. M., Ucmak, D., Wong, K., Liao, W.: Influence of diet on the gut microbiome and implications for human health, Journal of Translational Medicine, (2017), 15(1)