Miloslav Kverka z Mikrobiologického ústavu Akademie vědMiloslav Kverka z Mikrobiologického ústavu Akademie vědZdroj: se svolením Miloslava KverkyČím vším je ovlivněna naše střevní mikrobiota?
Zejména stravou, ale významný vliv mohou mít i jiné faktory, jako jsou nemoci nebo léčiva (např. antibiotika). Mikroorganismy z prostředí dokonce nemusejí ani gastrointestinální trakt kolonizovat (tzn. dlouhodobě v něm přežívat), aby měly na střevní mikrobiotu významný vliv.

Mění se během let nějak?
Ano. Nejvíce se mění během prvních tří let po narození, kdy se postupně vyvíjí až do složení, které je podobné tomu v dospělosti. Na utváření toho primárního ekosystému se významně podílí způsob porodu a v jeho vývoji opět hraje zásadní úlohu strava, například kojení.

V posledních desetiletích se dá pozorovat vysoký nárůst zánětlivých a nádorových chorob, které souvisejí se změnami složení naší mikrobioty. Pokud takové onemocnění máme, je třeba hledat počátek potíží ve střevech?
U zánětlivých chorob jsou nejvíce prozkoumány idiopatické střevní záněty (tzn. ulcerózní kolitida a Crohnova choroba), kdy byly dokonce nalezeny mikroby, které jsou s nimi spojovány, a také mikroby, které zde zcela chybějí. Řada zánětlivých chorob je ale spojována s tzv. dysbiózou, kdy složení či funkce mikrobioty je nějak narušena – nejčastěji má malou diverzitu. Velmi zajímavý je ale trochu jiný příklad, kdy vlivem narušení střevní mikrobioty širokospektrými antibiotiky dojde k pomnožení velice rezistentní bakterie Clostridium difficile, která produkuje nebezpečné toxiny. Tyto toxiny poškodí střevní stěnu a způsobí tzv. pablánovou kolitidu. Tento stav se problematicky léčí, protože tato choroba má tendenci se opakovaně vracet. Pomůže ale kompletní přesun střevní mikrobioty od zdravého dárce a ta je schopná udržet tuto klostridii „na uzdě“.

A jak je tomu u rakoviny?
U chorob onkologických je nejvíce informací o karcinomu konečníku a rekta, kdy mikroby ve střevě ovlivňují nejen fungování imunitního systému (tzn. obranu proti vzniku nádoru), ale mohou také vytvářet nebezpečné a toxické látky, které mohou mít i karcinogenní potenciál. Nicméně v posledních letech dochází v Česku k poklesu incidence tohoto závažného onemocnění. Je těžké určit, jestli je to způsobeno pozitivními změnami ve stravě anebo účinnější léčbou idiopatických střevních zánětů biologickými preparáty, takže jich tolik nedojde do stadia zhoubného nádoru.

Je situace podobná i u jiných druhů nádorů?
U řady jiných zhoubných nádorů bohužel stále vidíme nárůst anebo alespoň stagnaci. Střevní mikrobiota je důležitá pro správný vývoj a fungování imunitního systému, a jelikož imunitní systém hraje zásadní úlohu při vzniku zánětlivých a nádorových onemocněních, existují experimentální důkazy o vlivu střevní mikrobioty na tato onemocnění. Byť přímé studie na lidech často chybějí. Nesmíme zapomínat na to, že detailní informaci o střevní mikrobiotě máme teprve několik posledních roků a tyto choroby se u lidí vyvíjejí klidně i desítky let.

Podle posledních zjištění střevní mikrobiota ovlivňuje účinnost nejmodernější léčby zhoubných nádorů tzv. imunoterapií. Je to pravda?
Ano a je to skutečná senzace. V rámci malé studie tuto problematiku zkoumáme ve spolupráci s týmem prof. Petruželky z Onkologické kliniky Všeobecné fakultní nemocnice a týmem prof. Beneše z Kliniky infekčních nemocí Fakultní nemocnice Bulovka. Snažíme se pomocí transferu střevního mikrobiomu zlepšit právě odpověď na léčbu karcinomu plic a karcinomu ledviny imunoterapií. Výsledky zatím nemáme u našich pacientů uzavřené, ale zahraniční studie na podobné téma vypadají velmi povzbudivě.

Dá se změnit střevní mikrobiota dietou? A jaká je ta nejvhodnější?
Ano, střevní mikrobiota reaguje velmi rychle i na změny diety. Dokonce je schopna reagovat i na okamžik příjmu potravy a čas „mezi jídly“. Je zajímavé, že narušení pravidelného přísunu potravy, např. během dlouhých letů nebo při směnném provozu, ovlivní vstřebávání živin a metabolismus takovým způsobem, že mohou přispět ke vzniku obezity a cukrovky. Taky jsou částečně zodpovědné za pomalejší adaptaci na změnu časového pásma, tzv. „jet lag“. Celkově ale existuje poměrně málo užitečných doporučení o vhodnosti určitých diet a nemyslím si, že je v tuto chvíli možné nějaká dávat. Osobně si myslím, že extrémní diety s dobrovolnou redukcí různých složek potravy budou spíše škodlivé a zachování konzumace širokého spektra potravin určitě prospěje k udržení širokého spektra mikrobů. Zajímavá je taky role vlákniny, jejíž část je mikroby rozštěpena na látky zlepšující fungování střevní bariéry a imunitní odpovědi.

Může vést dieta i ke zhoršení, a tudíž zánětlivějším stavům?
Může. Zatímco studie u lidí není příliš snadné udělat, u experimentálních zvířat jsme nedávno ukázali, že diety s extrémním množstvím živočišných proteinů nebo diety s vysokým obsahem jednoduchých sacharidů zvyšují zánětlivý stav organismu. Každá z těch diet toho sice dosahuje jiným způsobem, ale v obou případech je výsledek podobný – zvýšená citlivost ke střevnímu zánětu. To by mohlo vysvětlit, jaké dietní faktory a jaké mechanismy vedou ke zvýšenému výskytu zánětlivých chorob, protože jak vysoký obsah jednoduchých cukrů, tak vysoký obsah živočišných proteinů je typický pro naši stravu.

Neustále slyšíme doporučení, že máme všichni užívat probiotika a prebiotika. Opravdu chrání před infekcí a zánětem?
Toto je důležitá otázka, na kterou se ale těžko odpovídá. Ve zkratce: probiotika jsou mikroorganismy, které mají na hostitele blahodárný účinek. Prebiotika jsou pak látky (např. některé oligosacharidy), které podporují růst probiotik. Jejich kombinace se někdy nazývají „synbiotika“. Z principu definice mají tedy probiotika blahodárný účinek vždy, ale veliký problém je, že není jasné, jak dobře je toto zajištěno. V řadě případů je název probiotikum používán nesprávně (či dokonce klamavě), protože důkazy o prospěšném zdravotním účinku daného mikroba nejsou dostatečně dobře prokázané.

To znamená, že pokud má nějaký mikrob prospěšný účinek v nějaké situaci, může mít v jiné situaci účinek nežádoucí?
Ano. Příkladem může být, že některé imunitní mechanismy aktivované během infekce jsou stejné jako ty aktivované během chronického zánětu. Jenomže v prvním případě bychom je chtěli posílit a v druhém utlumit. Pokud by je tedy případné probiotikum aktivovalo, bude vhodné pro ochranu před infekcí a zcela nevhodné (či nebezpečné) v léčbě chronického zánětu. Zatímco v medicíně se již některá probiotika úspěšně používají, studium vlivu na prevenci některých chorob by si vyžádalo masivní studie trvající desítky let a zaměřené na přesně definované mikroby. To je zcela nereálné. Úspěšně se tedy používají hlavně některá probiotika k léčbě antibiotických či cestovatelských průjmů. V těchto případech fungují obvykle tak, že zabrání přerůstání některých nebezpečných mikrobů. Nebo se například používají jako doplňková léčba u některých forem ulcerozní kolitidy, kdy zlepšují bariérovou funkci střeva, která je u těchto chorob narušena. Řada dalších mikrobů a chorob se ale nachází v různých fázích výzkumu, takže je možné, že se nám jednou podaří najít mikroby pro každou situaci. Bez detailního pochopení vzniku a vývoje těchto nemocí a biologických vlastností těchto mikrobů to ale nepůjde. Všeobecně se proto nyní snažíme pochopit ten užitečný mechanismus, izolovat ho a replikovat synteticky, bez nutnosti používat živé mikroby.

Jaká probiotika mají tedy protizánětlivý účinek?
V současné době je spíše snaha kategorizovat probiotika podle převažujícího účinku, např. na protizánětlivá, imunomodulační a imunostimulační. To je ale spíše následek toho, že výzkum probiotik v imunologii je asi nejdál. Navíc hranice mezi těmito kategoriemi nejsou ostré a například snížení zánětu může být způsobeno i nepřímo. Např. Escherichia coli Nissle 1917 se používá k léčbě lehčí formy ulcerosní kolitidy, ale tento mikrob nezasahuje do zánětu přímo. Místo toho zlepšuje bariérovou funkci střevní sliznice a zvyšuje produkci některých antimikrobních látek. Následkem toho není imunitní systém střeva tak agresivně stimulován, protože sliznicí projde méně mikrobů. To následně vede ke snížení zánětu a hojení sliznice střeva.

Jak tedy zjistíme, v jakém stavu je vlastně naše mikrobiota?
Složení mikrobioty se dnes zkoumá většinou sekvenačními metodami, tedy podobně, jak byl sekvenován před 20 lety lidský genom. Ale technologický pokrok a rozdíl ve výkonu použitých metod nelze vůbec srovnávat. Dnes už je možné zjistit, jaké mikroby jsou obsaženy v dané komunitě (metataxonomie), jaké geny mají k dispozici (metagenomika), jaké geny používají (metatranskriptomika) a s použitím ještě jiných metod i jaké produkty tvoří (metabolomika). Tímto jsme schopni zjistit, jestli tento ekosystém mikrobioty neobsahuje nějaké skryté nebezpečné mikroby, jestli nechybějí mikroby spojené se vznikem některých chorob a jestli je celková mikrobní diverzita dostatečně dobrá. Toto ovšem samo o sobě ale nestačí, protože v každém střevě vznikají unikátní ekologické vztahy, kdy je funkce některých chybějících mikrobů nahrazována jinými.

Druhá největší mikrobiota je v ústech

Ústa obsahují miliardy bakterií, které jsou důležité nejen pro zuby a dásně, ale i pro celkové zdraví. Právě ústa jsou vstupní branou pro nejrůznější infekce a zdravá mikrobiota může ovlivnit, zda nakonec onemocníte, či nikoli.

V závislosti na tom, co jíme a jak se o ústa staráme, mohou bakterie působit jako strážci, nebo jako útočníci. Špatná hygiena a konzumace nevhodné stravy, kam patří uzeniny, nápoje s umělými barvivy a další průmyslově zpracované potraviny, poškozují ústní mikrobiotu, což způsobuje nejen zubní kazy, ale také záněty a rakovinu. Špatnou mikrobiotu můžete dokonce líbáním předávat partnerovi.

Nový výzkum dokonce naznačuje, že ústní mikrobiota je u většiny lidí méně rozmanitější než kdy dřív. Jíme daleko více cukrů a jednoduchých sacharidů a bakterie tyto cukry přeměňují na silné kyseliny. Ty pak ničí zubní sklovinu a způsobují další problémy v těle.