Jak mikrobiota jelitowa wpływa na proces starzenia? Zmiany mikrobioty z wiekiem

Zmiany w mikrobiocie, zarówno te ilościowe, jak i te jakościowe, powiązano z wieloma chorobami, takimi jak np. choroby układu krążenia, choroby neurodegeneracyjne (choroba Alzheimera czy Parkinsona), cukrzyca typu 2, a także z przypadkami otyłości. Jednocześnie, to właśnie te schorzenia częściej występują u osób starszych i znacząco pogarszają jakość życia. Choć współczesna medycyna wydłuża życie, to wciąż trwa walka o to, by zwiększać liczbę lat przeżytych w zdrowiu. Naukowcy odkryli, że mikrobiota zmienia się wraz z wiekiem, jednak zmiany te mogą mieć zupełnie inny charakter w zależności od czynników, które warunkują zdrowe lub niezdrowe (związane z chorobami przewlekłymi) starzenie się. Jednym z tych czynników są probiotyki, które, wpływając na mikrobiotę, mogą zmniejszać dysbiozę i poprawiać funkcjonowanie osób starszych.

Starzenie się a zmiany w mikrobiocie

Każdy człowiek starzeje się nieco inaczej, z pewnością dostrzegasz to w swoim otoczeniu. Zmiany, zarówno te widoczne – fizyczne, jak i te niewidoczne – fizjologiczne czy chorobowe, ujawniają się w różnym wieku. Za tak odmienne obrazy starzenia się odpowiada oddziaływanie nakładających się na siebie czynników genetycznych oraz środowiskowych, na które masz niewielki wpływ, i czynników związanych ze stylem życia, jak chociażby dieta, które są zależne od człowieka, stwarzając okazję do wspierających mikrobiotę zmian.

Znaczną rolę w kształtowaniu mikrobioty dziecka odgrywa stan zdrowia i styl życia matki w czasie ciąży, stosowane przez nią leki, a także sposób, w jaki urodziło się niemowlę, i sposób, w jaki jest karmione w pierwszych miesiącach życia. Indywidualny charakter mikrobiota zaczyna przybierać po ukończeniu czterdziestu lat.

Mikrobiota przewodu pokarmowego zmienia się wraz z wiekiem, a zmiany te obejmują spadek ilości i różnorodności drobnoustrojów zamieszkujących jelita, a także konkretne zmiany w składzie gatunkowym, prowadząc tym samym do dysbiozy. Wydaje się, że zmiany te są nieuniknione, choć do końca nie wiemy, czy starzenie się wywołuje zmiany w mikrobiocie, czy to stan mikrobioty wpływa na funkcjonowanie organizmu u osób starszych. Patrząc na to z innej strony, należy wyraźnie podkreślić, że dieta, aktywność fizyczna, jakość snu i przyjmowane leki również odgrywają znaczną rolę w modyfikacji mikrobioty, dlatego zmiany związane z procesem starzenia nie są prostą zależnością przyczynowo-skutkową.

Przeczytaj: Wpływ diety na mikrobiotę

Mikrobiota w przewodzie pokarmowym to taki specyficzny łącznik pomiędzy środowiskiem wewnętrznym organizmu człowieka a światem zewnętrznym. Mikroorganizmy zamieszkujące przewód pokarmowy biorą udział w:

• pracy układu odpornościowego,
• regulowaniu procesów metabolicznych,
• wspieraniu działania układu nerwowego,
• zmniejszania ryzyka wystąpienia chorób związanych z wiekiem (np. przez zmianę pracy wyżej wymienionych mechanizmów lub przez wydzielanie przez bakterie jelitowe specyficznych związków).

Nie istnieje jeden, uniwersalny wzór na zdrową mikrobiotę. Każdy człowiek ma podobną mikrobiotę, jeśli chodzi o jej fundamenty, ale różni się szczegółami składu. Nie zmienia to jednak faktu, że, ze względu na wydłużającą się średnią długość życia i jednoczesny wzrost kosztów opieki zdrowotnej, nauka szuka sposobów na to, by spowolnić proces starzenia i ograniczyć jego konsekwencje. Jedną z niezwykle obiecujących metod jest modyfikacja mikrobioty jelitowej. Przyjrzyjmy się, co wiemy o zależności między mikrobiotą a starzeniem się.

Dlaczego mikrobiota zmienia się wraz z wiekiem?

W ciągu ostatnich lat naukowcy skupili się na identyfikacji zmian w mikrobiocie, które łączą się z tzw. zdrowym i niezdrowym starzeniem się. Przez niezdrowe starzenie się określa się długie życie w „towarzystwie” choroby lub chorób przewlekłych. Według szacunków geronauki, czyli nauki o starzeniu, przeciętny człowiek w kraju rozwiniętym może przeżyć nawet 20% swojego życia z chorobą obniżającą jakość życia.

Z tego powodu naukowcy śledzą zmiany w mikrobiocie w długim okresie czasu, sprawdzając jej skład w różnych punktach życia, próbując łączyć modyfikacje mikrobioty ze stanem zdrowia. Należy przy tym wyraźnie zaznaczyć, że wśród osób starszych obserwuje się zmiany w mikrobiocie jelitowej wynikające zarówno z wieku, jak i z określonych chorób. Zmiany te wzajemnie się na siebie nakładają.

Negatywne zmiany w mikrobiocie (tzw. dysbioza jelitowa) związane ze starzeniem się wynikają między innymi z:

• pogorszenia się funkcji układu pokarmowego (wolniejsza perystaltyka, dłuższe trawienie, mniejsza ilość enzymów trawiennych, zaburzenie bariery jelitowej),
• stopniowego nasilania się stanu zapalnego w organizmie,
• pogorszenia funkcji komórek (w tym przede wszystkim ich centrów energetycznych – mitochondriów),
• uszkodzenia materiału genetycznego,
• zaburzenia różnicowania się komórek macierzystych,
• stosowania licznych leków (np. niesteroidowe leki przeciwzapalne, inhibitory pompy protonowej, metformina).

Coraz częściej podkreśla się także, że samotność i brak interakcji społecznych również wpływają na pogorszenie stanu mikrobioty. Mikroorganizmy, także te jelitowe, są dzielone w obrębie grup społecznych. Im większa sieć wsparcia społecznego, tym większe zróżnicowanie mikrobioty. Co ciekawe, także kontakt ze zwierzętami przyczynia się do pozytywnego urozmaicenia mikrobioty jelitowej.

Badacze podejrzewają, że wiedza o mikrobiocie w kontekście starzenia się okaże się bardzo ważnym czynnikiem, który pomoże zwiększyć liczbę lat przeżytych w zdrowiu. Dlatego już dziś warto wykorzystać narzędzia, które pozwalają ocenić stan mikrobioty. Jednym z takich narzędzi jest badanie kału w Instytucie Mikrobiomiki, które umożliwia stworzenie personalizowanego planu probiotycznego, wspomagającego przywracanie równowagi jelitowej (tzw. eubiozy).

Jak zmienia się mikrobiota jelitowa u osób starszych?

Dla naukowców niezwykle istotne są badania z udziałem stulatków z różnych części świata, w tym z Włoch, Chin, Indii czy Rosji. Badania te pozwalają na porównanie składu mikrobioty jelitowej stulatków z mikrobiotą jelitową osób młodszych.

Naukowcy wykorzystują także badania z udziałem zwierząt, by obserwować, jak zmienia się mikrobiota jelitowa wraz z upływającym czasem. Ciekawych obserwacji dostarczają przeszczepy mikrobioty jelitowej między myszami starszymi i młodszymi. Gdy myszom młodym przeszczepiono mikrobiotę jelitową myszy starszych, okazało się, że u myszy młodych rozwinął się stan zapalny wskazujący na starzenie się.

Pochylmy się jednak nad badaniami z udziałem stulatków. Główną hipotezą tych badań było, że dożycie tak późnego wieku wiązało się ze wspomnianym wcześniej zdrowym starzeniem się. Badacze podzielili bakterie jelitowe stulatków na 3 grupy.

Grupa 1 – obejmuje gatunki bakterii wspierających zdrowie, których liczebność spada wraz z wiekiem. Przy niezdrowym stylu życia tempo tych zmian jest znacznie szybsze, ale trzeba zaznaczyć, że prędzej czy później zmiany te następują u większości starszych osób. Konsekwencją tych zmian jest między innymi spadek ilości korzystnych dla zdrowia SCFA – krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych.

Zmiany te dotyczą bakterii Prevotella, Bifidobacterium czy Faecalibacterium.

Grupa 2 – składa się z bakterii określanych jako patogeny, których liczebność zwiększa się wraz ze starzeniem się. Wzrost liczebności grupy 2 wiąże się z wydzielaniem większej ilości LPS – lipopolisacharydu bakteryjnego pochodzącego z błon komórkowych bakterii, który nasila stan zapalny.

W grupie 2 są między innymi takie bakterie jelitowe jak: Bilophila, Eggertella, Fusobacteria, Streptococcus i Enterobacteriaceae.

Grupa 3 – to przede wszystkim gatunki wspierające zdrowie człowieka, które neutralizują ubytki w grupie 1 i niekorzystne zmiany związane z grupą 2. Mikroorganizmy z grupy 3 są między innymi producentami maślanu, jednego z SCFA wspierającego zdrowie jelit i całego organizmu (m.in. zmniejsza insulinooporność, chroni przed uszkodzeniami DNA, zwalnia tempo pogarszania się funkcji poznawczych). Ilość bakterii z grupy 3 również wzrasta wraz z wiekiem, a zmiany te obrazują „kamienie milowe” starzenia się.

Grupa 3 obejmuje takie bakterie jelitowe jak: Akkermansia, Christensenellaceae, Butyricimonas, Odoribacter czy Butyricicoccus.

Wśród wniosków z badań na stulatkach najważniejszy jest fakt, że pozytywne zmiany w grupie 3 równoważące te negatywne, związane ze starzeniem się (grupa 1 i 2), nie występują w przypadku niezdrowego starzenia się. Niezdrowe starzenie wiąże się zatem wyłącznie ze zmianami w grupie 1 i 2, co pogłębia problemy wynikające z wieku i nakręca błędne koło pogarszającego się stanu zdrowia.

Probiotyki a starzenie się

Mając na uwadze odkrycia naukowców, należy wyraźnie podkreślić, że podstawowa interwencja pozwalająca spowolnić proces starzenia się mikroflory jelitowej powinna obejmować w pierwszej kolejności fundamenty zdrowego stylu życia. Do takich działań wspierających mikrobiotę należą:

• wprowadzenie diety śródziemnomorskiej (diety opartej na spożywaniu całych ziaren zbóż, warzyw, owoców, nasion roślin strączkowych, orzechów, oliwy z oliwek, ryb),
• zaplanowanie dopasowanej do możliwości fizycznych aktywności fizycznej,
• rozważne stosowanie antybiotyków,
• dbałość o sen wysokiej jakości,
• pielęgnowanie międzyludzkich relacji.

Działania te warto jednak uzupełnić interwencją ukierunkowaną na konkretne zmiany, jeśli chodzi o liczebność i skład mikrobioty jelitowej. Odpowiednio dobrane, spersonalizowane probiotyki, powstające na bazie badania kału, znacząco zwiększają skuteczność probiotykoterapii, której efektem jest odbudowa flory bakteryjnej. Głównym celem przyjmowania probiotyków jest, w przypadku zmian związanych ze starzeniem się, zwiększenie liczebności rodzajów Lactobacillus, Bifidobacterium (grupa 1 i 3) i Akkermansia (grupa 3).

Wsparcie celowanym planem probiotycznym jest szczególnie ważne tam, gdzie w grę wchodzą schorzenia przewlekłe (np. choroby układu krążenia czy choroby neurodegeneracyjne) i duże osłabienie. W takiej sytuacji modyfikacja wyłącznie stylu życia może się okazać niewystarczająca.

Bibliografia:

• Chequita N Brooks et al., Growing old together: What we know about the influence of diet and exercise on the aging host’s gut microbiome, Front Sports Act Living. 2023 Apr 17:5:1168731. doi: 10.3389/fspor.2023.1168731. eCollection 2023.
• Emeline Ragonnaud, Arya Biragyn, Gut microbiota as the key controllers of „healthy” aging of elderly people, Immun Ageing. 2021 Jan 5;18(1):2. doi: 10.1186/s12979-020-00213-w.
• Rachel R Rock, Peter J Turnbaugh, Forging the microbiome to help us live long and prosper, PLoS Biol. 2023 Apr 5;21(4):e3002087. doi: 10.1371/journal.pbio.3002087. eCollection 2023 Apr.
• Tarini Shankar Ghosh et al., The gut microbiome as a modulator of healthy ageing, Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2022 Sep;19(9):565-584. doi: 10.1038/s41575-022-00605-x. Epub 2022 Apr 25.
• Varsha D Badal et al., The Gut Microbiome, Aging, and Longevity: A Systematic Review, Nutrients. 2020 Dec 7;12(12):3759. doi: 10.3390/nu12123759.
• Vasile Coman, Dan Cristian Vodna, Gut microbiota and old age: Modulating factors and interventions for healthy longevity, Exp Gerontol. 2020 Nov:141:111095. doi: 10.1016/j.exger.2020.111095. Epub 2020 Sep 23.