Nanobiome – polskie badanie mikrobioty jelitowej
Menu
Nanobiome – polskie badanie mikrobioty jelitowej
Otyłość to jedna z najpoważniejszych, współczesnych chorób cywilizacyjnych. Oprócz czynników takich jak nadmierna podaż kalorii, siedzący tryb życia, czy mała ilość wysiłku fizycznego, na ryzyko rozwoju otyłości ma wpływ, według aktualnych badań, również spustoszenie mikroflory jelitowej, które powoduje nadużywanie antybiotyków.
Stosowanie antybiotyków u młodych zwierząt powoduje, że zwierzęta te stają się masywniejsze i większe w dorosłym życiu. Zbadano, dlaczego tak się dzieje. Opracowano różne kompozycje antybiotyków podawane w różnych dawkach. Wszystkie stężenia były subterapeutyczne, a antybiotyki zostały dodane do wody. Na początku badania nie było widać różnic w wadze zwierząt pojonych wodą z antybiotykami, a tymi z grupy kontrolnej. Tłuszcz, masa mięśniowa i kostna pozostały bez zmian. Jednak w dalszych etapach zauważono, że zwierzęta pojone wodą z antybiotykami miały o 15% więcej tkanki tłuszczowej niż zwierzęta kontrolne. Po 3 tygodniach podawania antybiotyków zauważono wzrost masy kostnej, co już może świadczyć o tym, że te osobniki będą większe w życiu dorosłym. Można więc wyciągnąć wniosek, że antybiotyki wpływają na metabolizm, zaburzając skład ciała.
Nie było żadnej różnicy w poszczególnych podgrupach w kwestii rodzaju stosowanego antybiotyku. Gdyby tak było można by sądzić, że to konkretne powikłanie polekowe. Wysnuto więc wniosek, że oprócz diety na otyłość mają również ogromny wpływ nadużywane antybiotyki.
Badacze podejrzewali, że antybiotyki spowodowały tycie ze względu na ich ogromny wpływ na mikroorganizmy zamieszkujące jelita. Zbadano zatem kał metodą sekwencjonowania, co pozwoliło ocenić, jakie gatunki bakterii występują w jelitach. W związku z tym, że w badaniu antybiotyki podawano w dawkach subterapeutycznych, nie miało to większego wpływu na różnorodność drobnoustrojów, jednak zmieniły się proporcje poszczególnych gromad w jelicie. To pozwoliło przypuszczać, co się będzie działo z bakteriami, gdy antybiotyki będą podawane w standardowych dawkach, czyli takich jakie stosowane są w leczeniu.
Większość pokarmów trawiona jest w jelicie cienkim, a resztkami pokarmowymi zajmują się bakterie bytujące w jelicie grubym. Niektóre z nich produkują SCFA (krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe), które dostarczają 5-15% kalorii spożywanych przez człowieka. Jeśli bakterie w jelicie grubym potrafią uwolnić większość tych kwasów tłuszczowych, dostajemy tym samym więcej kalorii i zaczynamy tyć. Otyłość jest więc uzależniona od tego ile i jakie bakterie mamy w jelitach.
Poziom SCFA był znacznie wyższy u myszy otrzymujących antybiotyki niż u tych bez antybiotyków. Oznacza to, że myszy otrzymujące antybiotyki miały inne proporcje bakterii. Więcej było tych, które produkują SCFA i w konsekwencji dostarczają dodatkowe kalorie organizmowi.
Dodatkowo, myszy, które były poddane działaniu antybiotyków jeszcze przed narodzinami rosły znacznie szybciej niż te, którym antybiotyki zaczęto podawać dopiero po porodzie. Tak wytworzoną tkankę tłuszczową trudno było zlikwidować i pozostawała już do końca życia. Plaga otyłości ma więc ścisły związek z nadużywaniem antybiotyków.
Zanim dostrzeżono zmiany w budowie ciała, wcześniej zauważono zmiany w mikrobiomie. Bakterie jelitowe myszy otyłych wprowadzono do myszy o czystych, jałowych jelitach. Oczywiście w normalnym świecie nie ma jałowych ludzi czy zwierząt, taki stan możliwy jest do stworzenia tylko w warunkach doświadczalnych. W toku eksperymentu okazało się, że po przeszczepie mikrobioty jelitowej, jałowe myszy zaczęły tyć.
U nowonarodzonych myszy bez antybiotyków obecne były Lactobacillus spp. (głównie pochodzące z dróg rodnych) a u tych karmionych antybiotykami bakterie te występowały tylko w małych ilościach, zastąpiły je inne grupy bakteryjne. Antybiotyki wpływają więc na mikrobiotę, a ta na otyłość. Dieta wysokokaloryczna powoduje tycie, ale w grupie zwierząt otrzymujących antybiotyki jest to jeszcze bardziej zauważalne i spotęgowane.
Kolejne badania potwierdziły więc obawy – czy nadużywanie antybiotyków może powodować otyłość.
Żyjemy już w erze postantybiotykowej i w związku z nadużywaniem antybiotyków w ostatnich latach nasila się zjawisko oporności na antybiotyki. Nadużywanie antybiotyków i innych leków jest niestety zjawiskiem powszechnym, nawet u dzieci i niemowląt. Szczególnie szkodliwe są antybiotyki o szerokim spektrum działania, które negatywnie wpływają na kształtującą się jeszcze mikrobiotę. Stosowanie antybiotyków podczas ciąży oraz we wczesnym dzieciństwie wiąże się ze wzrostem ryzyka alergii, a także nabyciu genów oporności na leki.
O czym trzeba pamiętać przy wdrożeniu antybiotykoterapii:
Źródła:
1. Ajslev TA, Andersen CS, Gamborg M, Sorensen TIA, Jess T. Childhood overweight after establishment of the gut microbiota: the role of delivery mode, pre-pregnancy weight and early administration of antibiotics. Int J Obes. 2011; 35:522–529.
2. Blustein J, Attina T, Liu M, Ryan AM, Cox LM, Blaser MJ, Trasande L. Association of caesarean delivery with child adiposity from age 6 weeks to 15 years. Int J Obes. 2013; 37:900–906. Dubos R, Schaedler RW, Costello RL. The effect of antibacterial drugs on the weight of mice. J Exp Med. 1963; 117:245–257. [PubMed: 19867224]
3. Huh SY, Rifas-Shiman SL, Zera CA, Edwards JWR, Oken E, Weiss ST, Gillman MW. Delivery bycaesarean section and risk of obesity in preschool age children: a prospective cohort study. Arch Dis Child. 2012; 97:610–616. [PubMed: 22623615]
4. Laura M. Cox, Shingo Yamanishi, Jiho Sohn, Alexander V. Alekseyenko, Jacqueline M. Leung, Ilseung Cho, Sungheon Kim, Huilin Li, Zhan Gao, Douglas Mahana, Jorge G. Zárate Rodriguez, Arlin B. Rogers6, Nicolas Robine, P’ng Loke, and Martin J. Blaser Altering the intestinal microbiota during a critical developmental window has lasting metabolic consequences Cell. 2014 August 14; 158(4): 705–721. doi:10.1016/j.cell.2014.05.052.
5. Murphy R, Stewart AW, Braithwaite I, Beasley R, Hancox RJ, Mitchell EA. Antibiotic treatment during infancy and increased body mass index in boys: an international cross-sectional study. Int J Obes. 2013 doi: 10.1038/ijo.2013.1218.
6. Trasande L, Blustein J, Liu M, Corwin E, Cox LM, Blaser MJ. Infant antibiotic exposures and earlylife body mass. Int J Obes. 2013; 37:16–23.
7. Vallianou N, Dalamaga M, Stratigou T, , Karampela I, Tsigalou C. Do Antibiotics Cause Obesity Through Long-term Alterations in the Gut Microbiome? A Review of Current Evidence. Current Obesity Reports volume 10, pages 244–262 (2021).
8. Kazmierska Adrianna, Kinsner Misza, Mikrobiom a choroby cywilizacyjne, Postępy Nauk o Zdrowiu 1/2019, strony 79-86.
