OMNi-BiOTiC® - Otyłość - wieloczynnikowa choroba o podłożu zapalnym.
logo OMNi-BiOTiC logo

OTYŁOŚĆ – WIELOCZYNNIKOWA CHOROBA O PODŁOŻU ZAPALNYM.
ROLA MIKROBIOMU JELITOWEGO.

artykuł OMNi-BiOTiC® - Otyłość

Otyłość to wieloczynnikowa choroba o podłożu zapalnym. Wobec najnowszej wiedzy nie można jej uznawać za schorzenie, którego przyczyna tkwi tylko w nadmiernej podaży kalorii. Choroba ta jest spowodowana różnymi czynnikami: genetycznymi i poza-genetycznymi (środowiskowymi). Często współwystępuje z zaburzeniami metabolizmu lipidów i glukozy, przewlekłym stanem zapalnym, stresem oksydacyjnym i zwiększonym ryzykiem różnych chorób, w szczególności chorób układu krążenia, cukrzycy i nowotworów. Jednym z najciekawszych czynników badanych w patogenezie otyłości jest wpływ mikroflory jelitowej na pojawienie się i rozwój tej choroby [1].

Otyłość to wieloczynnikowa choroba o podłożu zapalnym. Wobec najnowszej wiedzy nie można jej uznawać za schorzenie, którego przyczyna tkwi tylko w nadmiernej podaży kalorii. Choroba ta jest spowodowana różnymi czynnikami: genetycznymi i poza-genetycznymi (środowiskowymi). Często współwystępuje z zaburzeniami metabolizmu lipidów i glukozy, przewlekłym stanem zapalnym, stresem oksydacyjnym i zwiększonym ryzykiem różnych chorób, w szczególności chorób układu krążenia, cukrzycy i nowotworów. Jednym z najciekawszych czynników badanych w patogenezie otyłości jest wpływ mikroflory jelitowej na pojawienie się i rozwój tej choroby [1].

artykuł OMNi-BiOTiC® - Otyłość

Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) definiuje otyłość za pomocą wskaźnika masy ciała (BMI), gdy jest on większy niż 30. W związku z rosnącą liczbą chorych uznano te jednostkę chorobową za światowy problem zdrowotny. Według globalnych szacunków WHO w 2016 r. ponad 650 milionów, czyli ok. 13% dorosłych na świecie cierpiało na otyłość. W latach 1975–2016 częstość występowania otyłości na całym świecie wzrosła prawie trzykrotnie. I póki co niestety nadal rośnie [2,3]

Mikrobiota jelitowa w otyłości

Zdrową mikrobiotę jelitową powinno charakteryzować duże zróżnicowanie. Zauważa się natomiast, że obniżenie jej różnorodności może prowadzić do chorób takich jak otyłość [4]. Zmiany w jej strukturze i metabolizmie mają wpływ na wiele procesów fizjologicznych daleko wybiegających poza przewód pokarmowy organizmu. Mikrobiota jelitowa może pośrednio oddziaływać na pojawienie się i rozwój otyłości poprzez regulację wchłaniania energii, apetytu, magazynowania tłuszczu i przewlekłego stanu zapalnego.

Podstawowe funkcje zdrowej właściwie funkcjonującej mikrobioty jelitowej obejmują:

  • biodegradację polisacharydów
  • produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych
  • produkcję witamin i niezbędnych aminokwasów.

Wiele danych sugeruje, że zwiększony stosunek bakterii Firmicutes/Bacteroidetes jest cechą charakterystyczną mikrobioty jelitowej u osób otyłych. Rodzina Christensenellaceae i rodzaje Methanobacteries, Lactobacillus, Bifidobacteria i Akkermansia są natomiast uważane za korzystne dla zdrowia bakterie jelitowe, a ich liczebność jest często odwrotnie powiązana z otyłością [5]

Pierwsze badania – stosunek Firmicutes do Bacteroidetes

Jedna z pierwszych hipotez dotyczących związku między mikrobiotą a BMI zakładała, że ​​pewne grupy bakterii przyczyniają się do nadmiernego wchłaniania składników odżywczych, co prowadzi do wzrostu BMI. Pierwszy dowód pochodził z badań na zwierzętach w 2004 roku. Wtedy dokonano przeszczepu mikrobioty jelitowej od myszy konwencjonalnie hodowanych myszom sterylnym. Ku zaskoczeniu badaczy doszło do zwiększenia zawartości tłuszczu po przeszczepie. Poziom insulinooporności nawet przy zmniejszonym spożyciu pokarmu również uległ wzrostowi, co udowodniło, że drobnoustroje jelitowe mogą zwiększać akumulację tkanki tłuszczowej u żywiciela [6]. Sekwencjonowanie genu 16S rRNA wykazało, że otyłość może być powiązana z dwiema dominującymi gromadami bakterii: Firmicutes i Bacteroidetes. Mikrobiota jelitowa otyłych myszy wykazała o 50% spadek liczebności Bacteroidetes i proporcjonalny wzrost Firmicutes [7,8].  Nieco później podobne obserwacje zauważono wśród ludzi. W grupie dzieci z otyłością zauważono wzrost bakterii Firmicutes oraz spadek Bacteroidetes. Badanie to przeprowadzone na populacji ukraińskiej wykazało, że stosunek Firmicutes do Bacteroidetes wzrasta wraz ze wzrostem BMI [9]. Jednak są też badania, które wykazały odwrotne wyniki. Zhang i wsp. w 2009 roku odkryli, że różnica w liczebności Bacteroidetes nie była aż tak znacząca pomiędzy osobami otyłymi a zdrowymi. [10]. Skąd mogą wynikać te rozbieżności? Względna liczebność Firmicutes i Bacteroidetes jest bardzo zmienna pomiędzy osobnikami tej samej populacji i cały czas doskonalone są metody badawcze. Warto pamiętać, że na mikrobiotę jelitową ma wpływ wiele czynników związanych ze stylem życia tj. dieta, aktywność fizyczna, dodatki i zanieczyszczenia żywności, a także liczne farmakoterapie. Może to wyjaśniać pojawianie się sprzecznych wyników w badaniach porównujących mikrobiotę osób z prawidłową masą ciała z mikrobiotą osób chorujących na otyłość.  W przyszłych badaniach konieczne jest zatem ujednolicenie charakterystyki pacjentów oraz jasne określenie zmiennych towarzyszących, które mogą mieć wpływ na skład mikrobioty.

Aspekt różnorodności

Większość badań wykazała, że u osób z otyłością różnorodność i bogactwo mikrobiomu jelitowego są zmniejszone [11]. Wu i wsp. odkryli, że różnorodność α u osób otyłych była znacząco niższa niż u osób zdrowych [12]. Nie stwierdzono jednak istotnej różnicy w strukturze mikrobioty jelitowej (β-różnorodność) pomiędzy nimi. Natomiast inne badania tego nie potwierdziły. Należy pamiętać, że otyłości mogą towarzyszyć również inne choroby, które również będą oddziaływać na mikrobiotę jelitową. W związku z czym zagadnienie to nadal wymaga wielu badań.

Regulacja apetytu

Oś jelitowo-mózgowa to bardzo interesujące połączenie dwóch z pozoru odległych przestrzeni. Jelita mają swój układ nerwowy, który anatomicznie łączy się z nerwem czaszkowym – nerwem błędnym. Między tymi układami ma miejsce również sygnalizacja neurohormonalna. Bardzo ważną komponentą tworzącą komunikację między jelitami a układem nerwowym jest mikrobiota jelitowa. Wykazano, że mikrobiota jelitowa i jej metabolity stymulują uczucie sytości. Ciekawym przykładem wpływu mikrobioty na kontrolę spożycia jest działanie jej metabolitu, jakim jest krótkołańcuchowy kwas tłuszczowy – mleczan wytwarzany w wyniki fermentacji bakteryjnej przez Lactobacillus i Bifidobacterium. Stanowi on substrat dla komórek neuronowych i może przedłużać uczucie sytości po posiłku [13]. Mikroflora jelitowa uczestniczy również w osi jelitowo-mózgowej poprzez regulację wydzielania hormonów jelitowych tj. peptyd YY, GLP-1

Otyłość – przewlekłe zapalenie

Przewlekły stan zapalny jest jedną z cech charakterystycznych dla otyłości. Kluczową rolę w tym procesie pełni mikrobiota jelitowa. Kiedy pojawia się dysbioza jelitowa związana z przerostem bakterii proteolitycznych, gram ujemnych, dochodzi do zaburzenia pracy bariery jelitowej – staje się nadmiernie przepuszczalna. Kiedy bakterie, ich metabolity i lipopolisacharydy (LPS) nadmiernie przenikają do krążenia mogą wywołać endotoksemię. Proces ten niekorzystnie oddziałuje na wiele narządów np. wątrobę, naczynia krwionośne, mózg a także tkankę tłuszczową [14]. Wykazano, że lipopolisacharyd (LPS) ulega zwiększonej ekspresji w przypadku otyłości i zapalenia tkanki tłuszczowej [15]. LPS wiąże się z receptorem Toll-podobnym na komórkach odpornościowych, aktywując w ten sposób kaskadę prozapalną w jelitach, która rozszerza się cały organizm. W kontrze do LPS pojawiają się korzystne dla zdrowia człowieka bakterie Ruminococcaceae i Lachnospiraceae, które są odpowiedzialne za wytwarzanie w wyniku fermentacji maślanu. Prowadzi to do obniżenia LPS co w konsekwencji zmniejsza przewlekłe zapalenie o niskim stopniu nasilenia [15].

Wpływ bakterii jelitowych na zdrowie metaboliczne jest wybitnie widoczny przy licznych antybiotykoterapiach. Okazuje się, że zaburzenie mikrobioty jelitowej w wyniku takich terapii jest na tyle silne, że może nawet zablokować fenotyp chroniący przed otyłością.

Podsumowanie – związek mikrobioty jelitowej z otyłością

otyłość grafika

Dysbioza, czyli zaburzenie ilości i składu mikrobioty jelitowej może:

  • zwiększać wchłanianie energii z pożywienia poprzez zmiany w ekspresji genów i nadmierną akumulację krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA)
  • nadmiernie stymulować apetyt poprzez działanie na oś jelitowo-mózgową,
  • regulować magazynowanie tłuszczu poprzez czynniki transkrypcyjne i lipazę lipoproteinową; powodować przewlekłe zapalenie poprzez regulację ekspresji genów zapalnych i lipopolisacharydów.

Jak wesprzeć mikrobiotę jelitową i pacjentów z otyłością?

Dieta w krajach i regionach rozwiniętych charakteryzuje się wysokim spożyciem tłuszczu i cukru (dieta tzw. zachodnia). Zdecydowanie przyczynia się to do stopniowego wzrostu problemu otyłości. Pacjenci mierzący się z tą jednostką chorobową potrzebują interdyscyplinarnego wsparcia ze strony dietetyka, lekarza czy psychoterapeuty. Ważnym elementem terapii jest budowanie zdrowych nawyków żywieniowych i jak pokazują badania również wspieranie mikrobioty jelitowej za pomocą prebiotykoterapii (prebiotyczny błonnik, polifenole) i probiotykoterapii.

Niezbilansowana, hiperkaloryczna dieta jest jednym najważniejszych czynników powodujących otyłość obok niej należy wymienić nadmierny stres, brak snu i niską aktywność fizyczną, ale również inne czynniki wpływające na rozwój stanu zapalnego i zaburzenia mikrobioty jelitowej. Dziś wydaje się, że mikrobiom jelitowy może być istotnym spoiwem dla wszystkich interwencji profilaktycznych i leczniczych dla pacjentów z otyłością.

Bibliografia:

  1. Liu B.: Gut microbiota in obesity,World J Gastroenterol. 2021 Jul 7; 27(25): 3837–3850.
  2. Sonnenburg JL, Bäckhed F. Diet-microbiota interactions as moderators of human metabolism. Nature. 2016;535:56–64, Gomes AC, Hoffmann C, Mota JF. The human gut microbiota: Metabolism and perspective in obesity. Gut Microbes. 2018;9:308–325.
  3. WHO Obesity and Overweight. [(accessed on 16 September 2021)
  4. Turnbaugh PJ, Hamady M, Yatsunenko T, Cantarel BL, Duncan A, Ley RE, Sogin ML, Jones WJ, Roe BA, Affourtit JP, Egholm M, Henrissat B, Heath AC, Knight R, Gordon JI. A core gut microbiome in obese and lean twins. Nature. 2009;457:480–484
  5. Lloyd-Price J, Abu-Ali G, Huttenhower C. The healthy human microbiome. Genome Med. 2016;8:51.].
  6. Bäckhed F, Ding H, Wang T, Hooper LV, Koh GY, Nagy A, Semenkovich CF, Gordon JI. The gut microbiota as an environmental factor that regulates fat storage. Proc Natl Acad Sci USA. 2004; 101:15718–15723
  7. Kabashima, T., Kawaguchi, T., Wadzinski, B. E., Uyeda, K., Takenoshita, M., Yamashita, H., Sakurai, M., Bruick, R. K., Henzel, W. J., Shillinglaw, W., et al. (2003) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100, 5107-5112.
  8. Indiani CMDSP, Rizzardi KF, Castelo PM, Ferraz LFC, Darrieux M, Parisotto TM. Childhood obesity and Firmicutes/Bacteroidetes ratio in the gut microbiota: A Systematic Review. Child Obes. 2018;14:501–509.
  9. Koliada A, Syzenko G, Moseiko V, Budovska L, Puchkov K, Perederiy V, Gavalko Y, Dorofeyev A, Romanenko M, Tkach S, Sineok L, Lushchak O, Vaiserman A. Association between body mass index and Firmicutes/Bacteroidetes ratio in an adult Ukrainian population. BMC Microbiol. 2017;17:120.
  10. Zhang H, DiBaise JK, Zuccolo A, Kudrna D, Braidotti M, Yu Y, Parameswaran P, Crowell MD, Wing R, Rittmann BE, Krajmalnik-Brown R. Human gut microbiota in obesity and after gastric bypass. Proc Natl Acad Sci USA. 2009;106:2365–2370
  11. Heiss CN, Olofsson LE. Gut microbiota-dependent modulation of energy metabolism. J Innate Immun. 2018;10:163–171
  12. Wu T, Wang H-C, Lu W-W, Zhao J-X, Zhang H, Chen W. Characteristics of gut microbiota of obese people and machine learning model. Microbiol China. 2020;47:4328–4337
  13. Silberbauer CJ, Surina-Baumgartner DM, Arnold M, Langhans W. Prandial lactate infusion inhibits spontaneous feeding in rats. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2000;278:R646–R653.
  14. Tilg H, Zmora N, Adolph TE, Elinav E. The intestinal microbiota fuelling metabolic inflammation. Nat Rev Immunol. 2020;20:40
  15. Cani PD, Amar J, Iglesias MA, Poggi M, Knauf C, Bastelica D, Neyrinck AM, Fava F, Tuohy KM, Chabo C, Waget A, Delmée E, Cousin B, Sulpice T, Chamontin B, Ferrières J, Tanti JF, Gibson GR, Casteilla L, Delzenne NM, Alessi MC, Burcelin R. Metabolic endotoxemia initiates obesity and insulin resistance. Diabetes. 2007;56:1761–1772.
  16. Kang C, Wang B, Kaliannan K, Wang X, Lang H, Hui S, Huang L, Zhang Y, Zhou M, Chen M, Mi M. Gut Microbiota Mediates the protective effects of dietary capsaicin against chronic low-grade inflammation and associated obesity induced by high-fat diet. 2017;8

Pozostałe artykuły

ZABURZENIA PSYCHICZNE U DZIECI A MIKROBIOM JELITOWY

ZABURZENIA PSYCHICZNE U DZIECI A MIKROBIOM JELITOWY

W 2021 roku w Polsce 1496 dzieci i nastolatków podjęło próbę samobójczą, z czego 127 zakończyło się śmiercią. W porównaniu do roku 2020 nastąpił wzrost zachowań samobójczych u młodzieży aż o 77% – informuje raport „Zachowania samobójcze wśród dzieci i młodzieży. Raport za lata 2021-2021” przygotowany na podstawie danych pochodzących z Komendy Głównej Policji. Okres dojrzewania człowieka to ogromne wyzwanie nie tylko dla rodziców, ale przede wszystkim dla samych nastolatków. Jesteśmy przekonani, że warto podjąć każde działanie, by tę sytuację poprawić. Tutaj również z pomocą przychodzą nam probiotyki.

czytaj dalej
ALERGIA SEZONOWA

ALERGIA SEZONOWA

Większość z nas cieszy się na widok pierwszych znaków nadejścia wiosny. Nareszcie chmury powoli ustępują miejsca ciepłym promieniom słońca, kwitną kwiaty i pąki na drzewach… Czego można chcieć więcej? Niestety nie wszyscy mogą sobie pozwolić na tak beztroską radość. Dla wielu z nas nadejście wiosny oznacza również nadejście horroru pod tytułem „Alergia sezonowa – szkoła przetrwania”. Łzawiące, zaczerwienione i opuchnięte oczy, świąd, kichanie i cieknący nos nie pozwalają alergikom na korzystanie z lepszej pogody oraz spędzanie czasu na świeżym powietrzu. Oczywiście można się ratować różnego rodzaju tabletkami, ale one zazwyczaj mają sporo nieprzyjemnych efektów ubocznych. Na szczęście i tutaj z pomocą przychodzą nam probiotyki. Zdrowe jelito to podstawa!

czytaj dalej
JELITO, A PROBLEMY Z TRĄDZIKIEM

JELITO, A PROBLEMY Z TRĄDZIKIEM

Przez ostatnie miesiące na naszym blogu przeszliśmy razem przez najważniejsze etapy powstawania życia, począwszy od zajścia w ciążę, przez narodziny, możliwe infekcje u niemowlaków, obniżoną odporność u małych dzieci, po różnego rodzaju problemy wieku dojrzewania, a przede wszystkim te związane ze stresem i rosnącym odsetkiem młodzieży cierpiącej na depresję. Tym razem zagłębimy się w problematykę skórną, a dokładnie trądzik młodzieńczy i jego związek z mikrobiomem jelitowym.

czytaj dalej