Kroz milijune godina evolucije, čovjek i mikrobno okruženje koje ga okružuje zajedno su evoluirali u složen organizam. Ova koevolucija mikroba i ljudskog tijela danas se shvaća i opisuje kao ‘superorganizam’, zbog mnogih svojih funkcija.
Mikrobi korisni za čovjeka mogu boraviti unutar domaćina u stanju imunološke tolerancije, dok oni koji imaju patogeni učinak aktiviraju snažne imunološke odgovore, odgovorne za fiziološke i patološke procese u tijelu. Simbiotski suživot između čovjeka i mikrobiote izvediv je zbog anatomske odvojenosti mikrobnih vrsta od domaćina fizičkom barijerom i njezinom funkcijom.
Sve se više istražuje ravnoteža mikrobioma i potencijalna povezanost s mnogim zdravstvenim stanjima
Naučiti više o ravnoteži ovog mikrobioma – simbioza svih mikroorganizama, bakterija, virusa, protozoa i gljivica te njihovog kolektivnog genetskog materijala u gastrointestinalnom (GI) traktu uz njihove produkte metabolizma – znanstveno je polje koje se razvija. Sadašnja otkrića upućuju na potencijalnu povezanost s mnogim zdravstvenim stanjima uključujući pretilost, metaboličke poremećaje, upalu u mnogim organskim sustavima, rak, depresiju i druge neuropsihijatrijske poremećaje, te određene ginekološke probleme i trudnoću. Nadalje, biološke promjene u crijevnom mikrobiomu kako starimo mogu biti povezane s ukupnim zdravim starenjem i povećanom stopom preživljavanja.
Tijekom cijelog ljudskog životnog vijeka crijevni mikrobiom slijedi neke predvidljive obrasce, s brzom promjenom od djetinjstva do treće godine, stabilnošću do srednje dobi, a zatim ubrzanom promjenom koja počinje u kasnoj odrasloj dobi. Slično kao i kod otisaka prstiju, ne postoje dva potpuno ista mikrobioma, ali postoji zajednička skupina vrsta mikroba koja se nalazi u svima, a čini oko 30 posto ukupnog broja.
Na njegov sastav utječu mnogi faktori: starost, geografija, hrana, lijekovi, antibiotici, stres, ali djelomično i genetika. Probavni mikrobiom igra različite bitne uloge u domaćinu uključujući razgradnju hrane, skladištenje lipida i metabolizam, sintezu vitamina, suzbijanje štetnih mikrobnih vrsta i održavanje integriteta crijevne barijere. Mikrobiota time izravno utječe na ljudsko zdravlje, razvoj i odrastanje, metabolizam, probavu hrane, pohranu nutrijenata i energije te na funkciju imunološkog sustava, endokrine i kognitivne procese.
Imunološki odgovor i intestinalna barijera modulirani mikrobiom, njegovom strukturom i promjenama
S godinama dolazi do smanjene raznolikosti mikrobioma, koji sadrži do 1.000 različitih vrsta mikroorganizama, što nazivamo disbiozom. Ova promjena raznolikosti vodi ka padu imunološkog sustava, a što u ostarjelom crijevnom epitelu dodatno doprinosi disbiozi. Disbiozu karakterizira smanjenje najčešće zaštitnih bakterija i porast proupalnih bakterijskih vrsta, koje mogu biti komenzalne domaćinske i patogene vrste. Neuravnoteženi mikrobiom nije u stanju zaštititi domaćina od patogenih organizama koji mogu izazvati upalu i proizvesti genotoksične ili kancerogene metabolite, promotore većine kroničnih bolesti.
Dakle bakterije za koje se navodi da sudjeluju u održavanju imunološke tolerancije u crijevima, kao što su bifidobakterije i laktobacili, nalaze se u smanjenim razinama u stanju disbioze te u starijim dobnim skupinama, dok su one koje se nalaze u povišenim razinama, kao što su Enterobacteriaceae i Clostridium, uključene u infekciju i stimulaciju upale crijeva. Studije sugeriraju da se imunološki sustav domaćina odlikuje imunološkim odgovorom prema promjeni sastava mikrobioma uz njegovu važnost za pravilan razvoj, širenje i zaštitu crijevne sluznice, te zbog izravnog oblikovanja imunoloških stanja domaćina povezanih s različitim patofiziološkim stanjima, npr. reguliranjem obilja imunoloških stanica, reguliranjem baktericidnih svojstava makrofaga- naših čistača, kao i lučenjem različitih metabolita, produkata metabolizma mikrobiote.
Utjecaj mikrobiote na crijevnu sluznicu predstavlja ključnu komponentu održavanja cjelovitosti i funkcije intestinalne barijere koja je odgovorna za metaboličku homeostazu i sustavne antimikrobne odgovore, otkrivanjem komponenti i metabolita mikrobnih stanica putem opsežnog repertoara urođenih imunoloških receptora. Primjerice, aktivacija receptora za prepoznavanje od strane crijevnog mikroba ili njegovih produkata inducira proizvodnju antimikrobnih peptida i sluzi te je zabilježeno da poremećaji takvih receptora dovode do intestinalne upale i osjetljivosti na crijevne infekcije.
Zajedno, funkcionalni proizvodi, metaboliti mikrobiote, uključeni su u regulaciju integriteta i funkcije crijevne barijere. Kratkolančane masne kiseline, dobivene crijevnom mikrobnom fermentacijom neprobavljive hrane, uključujući butirat, propionat, acetat i valerat, važan su izvor energije za epitel i u konačnici utječu na jačanje epitelne barijere. Dalje, butirat i nikotinska kiselina, oba također nusproizvoda crijevne mikrobiote su uključeni u regulaciju proliferacije matičnih stanica koje omogućuju obnovu stijenke crijeva. Osim toga, neurostimulatori dobiveni iz mikrobiote, uključujući serotonin, glutamat, gama-aminomaslačnu kiselinu, također reguliraju proliferaciju intestinalnih epitelnih matičnih stanica kroz crijevni živčani sustav, doprinoseći i različitim neurološkim stanjima kroz takozvanu “os mikrobiota-crijeva-mozak”. Pokazalo se da drugi metaboliti dobiveni iz mikrobiote izravno utječu na brojne sustave domaćina, zato je potrebno dodatno istražiti njihove funkcije.
Sve veće razumijevanje zdravog života-lifestylea i važnosti crijevnog mikrobioma u zdravlju i dugovječnosti
Istraživači su otkrili da su starije odrasle osobe koje su imale jedinstveniji obrazac promjena u profilu gastrointestinalnih mikroba također bile zdravije i živjele dulje od vršnjaka koji su imali manju različitost mikrobioma. Testovi krvi zdravijih sudionika pokazali su niže razine LDL kolesterola i više razine vitamina D, ali i korisnije krvne metabolite koje proizvode crijevni mikrobi. Jedan od tih metabolita, indol dobiven iz triptofana, pokazao je smanjenje upale i produljenje životnog vijeka u studijama na miševima. Zanimljivo je da je pad razina kratkolančanih masnih kiselina, uključujući butirat, primijećen kod starijih ljudi, dok su stogodišnjaci prikazano imali populaciju specifičnih bakterija koje proizvode butirat.
Ljudi čiji su crijevni mikrobiomi s godinama postali jedinstveniji mogli su hodati brže i imali su bolju ukupnu pokretljivost od vršnjaka koji su pokazali manje promjene crijevnog mikroba s godinama, dok su oni s manje raznolikim crijevnim okruženjima koristili više lijekova. Utvrđeno je da signalizacija TNF-α, posrednika upalnih i imunoloških funkcija, igra ulogu u razgradnji crijevne barijere povezane sa starenjem, a da anti-TNF-α terapija može dovesti do značajnog preoblikovanja crijevne mikrobiote.
Moderna prehrana bogata slanom, slatkom ili masnom prerađenom hranom može oštetiti crijeva koja stare, dok se hrana bogata vlaknima poput voća, povrća, sjemenki, graha i orašastih plodova uz tjelovježbu pokazala zaštitnom za ravnotežu mikrobioma i zdravlja crijeva kako starimo. Uz sve veće razumijevanje važnosti crijevnog mikrobioma u zdravlju, očekuje se da ćemo u bliskoj budućnosti moći identificirati i predvidjeti faktore rizika od crijevne disbioze, veze između crijevnih mikroba našeg tijela i cjelokupnog zdravog starenja i dugovječnosti, te posebice uloge prehrane i tjelesne aktivnosti.
U čemu je, dakle, tajna zdravlja, blagostanja i zdravog starenja?
Probavni mikrobiom je pretvornik signala iz okoliša, uvjetuje imunološke, metaboličke, neuroendokrine funkcije domaćina i modificira rizik od bolesti u svim dobnim skupinama, te se mijenja se s dobi domaćina mijenjajući fiziološko oštećenje domaćina povezano sa starenjem. Starimo već od 30-tih godina, ali se štetni učinci starenja na fizičke i intelektualne funkcije ne događaju i doživljavaju jednako. Odgođeno starenje ili ‘zdravo’ starenje, vidljivo je kod mnogih ljudi, nevezano za dob. Odrednice zdravlja i zdravog starenja uključuju genetske faktore, faktore okoliša i stil života, lijekovi, smanjeni društveni kontakt i aktivnosti, pri čemu potonji jasno predstavljaju priliku za našu intervenciju.
Istraživanjem stanja crijevnog mikrobioma te markera metabolizma i upale u bilo kojoj životnoj dobi, možemo dobiti sliku koja govori o mehanizmima mnogih funkcija tijela, održavanje zdravlja, te su pokazatelji i zdravog starenja. Poništavanje signala ‘nezdravog’ starenja, izvedenih iz mikrobioma i ostalih pretraga, novo je područje istraživanja i medicinskog djelovanja.
Poduzimanje ključnih korake na vrijeme, u brizi o svome zdravlju, otvara vrata blagostanju kroz čitav život. Tehnološki napreci idu na ruku razvojem novih dostignuća umjetne inteligencije i telemedicini, što nam dodatno olakšava provođenje zdravstvenih noviteta putem personaliziranih intervencija gdje god bili, a s velikom i dugoročnom dobrobiti.
Pročitaj i ovo:
- Od robotike i umjetne inteligencije do analize mikrobioma – inovacije su koje će obilježiti 2023.!
- Mikrobiom kože: Kako adekvatno zaštititi kožu vaših najmlađih?
- Ravnotežom u crijevima do željene figure
