Jak mikrobiota komunikuje się z organizmem?

Mikrobiota, mikrobiom, mikroflora – z pewnością znasz te pojęcia i kojarzysz je przede wszystkim ze zdrowiem układu pokarmowego i trawieniem. Jednak, jeśli interesujesz się zdrowiem to w ostatnich latach coraz częściej słyszysz o wpływie bakterii bytujących w jelitach na narządy, takie jak wątroba, trzustka, mózg, serce czy nawet skóra. W jaki sposób bakterie jelitowe komunikują się z całym organizmem? W tym artykule przyjrzymy się, jak ta niezwykła współpraca działa i odkryjemy, jakimi drogami toczy się dialog między mikrobiotą a ludzkim ciałem.

Zacznijmy od tego, co jest podstawową rolą zrównoważonego, zdrowego mikrobiomu, czyli pośredniczenie pomiędzy Twoimi komórkami, a światem zewnętrznym. Mikrobiom ma być naszym pośrednikiem. Dlatego najwięcej bakterii żyje tam, gdzie stykasz się z zewnętrzem – na skórze, a także w jamie ustnej i całym przewodzie pokarmowym (o którym warto myśleć jak o centrum zasilania, przez które przechodzi pożywienie). Mikrobiom trawi to, czego ludzkie enzymy trawienne nie rozkładają i produkuje substancje, które uniemożliwiają rozrost patogenów. Poprawnie funkcjonujący mikrobiom uszczelnia jelita i sprawia, że bariera jelitowa ta jest na tyle silna, że uniemożliwia przedostanie się do krwioobiegu tego, co może szkodzić organizmowi. Dlaczego zdrowy mikrobiom działa na naszą korzyść? W toku wspólnej ewolucji konkretne bakterie i ludzki organizm wykształciły wzajemne powiązania, które służą obu stronom. Bakterie pośredniczą w naszym dialogu ze światem zewnętrznym, a w zamian za to otrzymują środowisko sprzyjające ich rozwojowi.

„Obwodnica” mikrobioty

W rozmowach na temat wpływu mikrobioty na ciało człowieka dość często padają pytania o to, to możliwe, że bakterie żyjące w jelicie mogą mieć wpływ na inne narządy? Jak to jest w ogóle możliwe? Podstawowa droga, jaka jest wykorzystywana przez mikrobiotę jest Ci doskonale znana. Tą drogą jest układ krwionośny.

Pomyśl o procesie odżywiania – to, co zjadasz, w jakiej ilości, w jakim czasie ma wpływ na wszystkie narządy. Pokarm, rozłożony przez enzymy trawienne do związków chemicznych jest wchłaniany przez ścianę jelita, przedostaje się do krwi, by wraz z nią dotrzeć do najodleglejszych zakamarków ciała. Związki chemiczne z pożywienia „podróżują” dużymi naczyniami krwionośnymi, które rozgałęziają się w sieć mniejszych naczyń, by na końcu, przy pomocy malutkich naczyń włosowatych dotrzeć do każdej komórki ciała.

Układ krwionośny możesz wyobrażać sobie, jako sieć dróg tworzących obwodnicę dużego miasta, rozchodzącą się w różne strony tak, by ostatecznie każdego kierowcę skierować do dzielnicy, która jest jego celem. Dokładnie tą samą drogę – drogę układu krwionośnego wykorzystują substancje wydzielane przez mikrobiotę.

Bakterie jelitowe nie tylko wspomagają trawienie wewnątrz jelita, ale także wydzielają różnorodne związki, które wchłaniają się do krwi i poprzez „obwodnicę” z naczyń krwionośnych wspomagają lub zaburzają pracę poszczególnych narządów. Związki te mogą wpływać na ważne procesy metaboliczne, stymulować układ odpornościowy, wyciszać lub nasilać stan zapalny, oddziaływać na regulację masy ciała i jakość snu – wszystko zależy od tego w jakiej kondycji jest Twoja mikrobiota. Mikrobiota w dysbiozie będzie działa na Twoją niekorzyść.

Alternatywne drogi mikrobioty

Układ krwionośny to nie jedyny sposób na komunikację między bakteriami jelitowymi a resztą ciała. Ten kompleksowy dialog, w którym mikrobiota wysyła informacje do narządów i odbiera swoiste, biologiczne odpowiedzi toczy się także przy pomocy:

nerwu błędnego – to najdłuższy nerw czaszkowy łączący jelita z mózgiem. Przekazuje on sygnały w obu kierunkach, informując mózg o tym, co dzieje się w jelitach i przesyłając do jelit informacje z centralnego układu nerwowego.

neuroprzekaźników – związków, które odpowiadają za komunikację chemiczną między neuronami – komórkami układu nerwowego. Bakterie jelitowe produkują serotoninę, dopaminę i GABA, które wpływają na nastrój, sen i reakcję na stres.

hormonów – mikrobiota oddziałuje na wydzielanie hormonów przez układ pokarmowy i inne narządy człowieka. Bakterie jelitowe mają wpływ np. na stężenie kortyzolu – hormonu stresu przewlekłego, regulują także wydzielanie hormonów odpowiedzialnych za głód i sytość (leptyna, grelina, GLP-1). Mikrobiota bierze także udział w aktywacji i dezaktywacji estrogenów.

komórki układu odpornościowego – związki wydzielane przez mikrobiotę mogą aktywować limfocyty T, makrofagi i inne komórki odpornościowe.

Skomplikowany system komunikacyjny

Komunikacja między mikrobiotą a poszczególnymi narządami, tkankami i komórkami ciała nie jest prostą, dwukierunkową wymianą informacji. To skomplikowany, wielotorowy system komunikacyjny, który w każdej sekundzie wykorzystuje jednocześnie wiele spośród opisanych metod tego niezwykłego dialogu.

Oś jelito-mózg, oś jelito-serce, oś jelito…

Chcąc przeciętnemu Kowalskiemu ułatwić zrozumienie wpływu bakterii jelitowych na zdrowie człowieka naukowcy wydzielają tzw. osie komunikacji z mikrobiotą. Oś, to w rozumieniu dialogu mikrobioty z narządami, dwukierunkowa wymiana informacji między mikrobiotą a poszczególnym narządem czy tkanką np. oś mózg-jelita czy oś mięśnie-jelita.

Które narządy komunikują się z mikrobiotą?

O mikrobiocie wiemy coraz więcej, a każdy dzień przynosi kolejne, zaskakujące i zmieniające perspektywę doniesienia. Niektórzy badacze twierdzą, że odkrycia łączące mikrobiotę z innymi narządami (wspomniane wcześniej osie) to początek rewolucji, która w przyszłości przyniesie zmianę rozumienia pojęcia zdrowia człowieka. Bez mikrobioty w stanie równowagi (eubiozy) nie można mówić o dobrostanie fizycznym i psychicznym. Przypomnijmy bowiem, że mikrobiom jest pośrednikiem pomiędzy Tobą, a światem zewnętrznym, z którego pobierasz energię, ale w którym funkcjonują też zagrożenia. To od pośrednika zależy czy to czego potrzebujesz zostanie Ci dostarczone i czy obronisz się przed tym co Ci grozi. 

Oto kilka osi, które badają naukowcy:

• Oś jelita-mózg

Wymiana informacji między centralnym układem nerwowym a jelitami odbywa się za pośrednictwem nerwu błędnego, hormonów czy układu immunologicznego. Mikrobiota może mieć wpływ na nastrój, sen, regulację rytmu dobowego, zachowanie czy przebieg chorób neurodegeneracyjnych.

• Oś jelita-płuca

Mikrobiota jelitowa porozumiewa się z układem oddechowym poprzez wydzielane metabolity i komórki układu odpornościowego. Związki produkowane przez mikrobiotę mogą wpływać na reakcje zapalne w płucach, co zmienia przebieg astmy czy infekcji dróg oddechowych.

• Oś jelita-wątroba

Ta droga komunikacji odbywa się głównie przez żyłę wrotną, która transportuje metabolity mikrobioty jelitowej do wątroby. Bakterie jelitowe mogą modyfikować metabolizm tłuszczów i kwasów żółciowych wpływając tym samym na stężenie cholesterolu we krwi. Zaburzenie równowagi jelitowej (dysbioza) sprzyja niealkoholowemu stłuszczeniu wątroby.

• Oś jelita-skóra

Negatywne zmiany w liczebności i składzie bakterii jelitowych mogą, przez układ immunologiczny i metabolity transportowane wraz z krwią, nasilać stany zapalne skóry prowadząc do trądziku, atopowego zapalenia skóry czy łuszczycy. Niedawne badania sugerują również, że ta zależność płynie w drugą stronę – zranienie skóry również może wpływać na mikrobiotę jelitową.

• Oś jelita-serce

Stan jelit może wpływać na zwiększenie lub zmniejszenie ryzyka miażdżycy, a także na regulację ciśnienia krwi. Duży udział mają w tym wydzielane przez bakterie jelitowe krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA), które wspierają układ krwionośny.

• Oś jelita-kości

Mikrobiota bierze udział w regulacji wchłaniania wapnia i witaminy D – składników niezbędnych dla zdrowych kości. Wspomniane już wcześniej SCFA stymulują także wydzielanie kalcytoniny, hormonu tarczycy, który reguluje proces odnowy kości.

• Oś jelita-nerki

Zaburzenia w równowadze jelitowej mogą prowadzić do zwiększonego wydzielania do krwioobiegu p-krezolu, który usuwany jest przez nerki. Jego nadmierna ilość może je obciążać i prowadzić do przewlekłej choroby nerek.

• Oś jelita-mięśnie

Zdrowa mikrobiota sprzyja regeneracji mięśni oraz bierze udział w metabolizmie aminokwasów niezbędnych do ich wzrostu. Mikrobiota reguluje także wrażliwość tkanek na insulinę. Proces ten zapewnia dostępność glukozy (źródło energii) dla mięśni.

• Oś jelita-jajniki

Bakterie jelitowe wydzielają enzym β-glukuronidazę, który reguluje aktywność estrogenów w jelitach. W wyniku tego procesu estrogeny odzyskują aktywność i mogą być ponownie wchłonięte do krwi. Ten mechanizm odpowiada za regulację cyklu menstruacyjnego, płodność czy ryzyko chorób takich jak endometrioza oraz zespół policystycznych jajników.

Lista wyżej wymienionych dróg komunikacji mikrobiota (jelita)-narządy nie jest wyczerpana i wciąż pozostaje otwarta. Jednak to krótkie podsumowanie relacji jelita-organizm wystarcza, by pokazać jak ogromny jest wpływ mikrobioty na Twoje samopoczucie. Dlatego nie bagatelizuj znaczenia bakterii jelitowych i dbaj o nie na co dzień. Jak to zrobić? Zapoznaj się z innymi artykułami z działu Wiedza, gdzie znajdziesz mnóstwo informacji o tym, jak wspierać mikrobiotę. Dobrym wyborem jest także zbadanie kluczowych wskaźników zdrowia mikrobioty w Instytucie Mikrobiomiki, które pozwala określić jej profil i opracować personalizowany plan probiotyczny. Dzięki zindywidualizowanemu, wielokierunkowemu działaniu przywrócisz równowagę jelitową, a tym samym wspomożesz cały organizm wykorzystując wieloosiową komunikację. To krok w kierunku nowoczesnej, bazującej na najnowszej wiedzy profilaktyce zdrowotnej.

Bibliografia:

• Gabriel Olteanu et al., Unraveling the Microbiome-Human Body Axis: A Comprehensive Examination of Therapeutic Strategies, Interactions and Implications, Int J Mol Sci. 2024 May 20;25(10):5561. doi: 10.3390/ijms25105561.
• Herbert Tilg et al., Gut-liver axis: Pathophysiological concepts and clinical implications, Cell Metab. 2022 Nov 1;34(11):1700-1718. doi: 10.1016/j.cmet.2022.09.017. Epub 2022 Oct 7.
• Jiang Pi et al., Editorial: Gut-lung interaction axis, Front Microbiol. 2023 Feb 28:14:1159629. doi: 10.3389/fmicb.2023.1159629. eCollection 2023.
• María R Aburto, John F Cryan, Gastrointestinal and brain barriers: unlocking gates of communication across the microbiota-gut-brain axis, Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2024 Apr;21(4):222-247. doi: 10.1038/s41575-023-00890-0. Epub 2024 Feb 14.
• Martina Belli et al., Gut Microbiota Composition and Cardiovascular Disease: A Potential New Therapeutic Target?, Int J Mol Sci. 2023 Jul 26;24(15):11971. doi: 10.3390/ijms241511971.
• Natalia G Vallianou et al., Gut Microbiota and Its Role in the Brain-Gut-Kidney Axis in Hypertension, Curr Hypertens Rep. 2023 Nov;25(11):367-376. doi: 10.1007/s11906-023-01263-3. Epub 2023 Aug 26.
• Ricardo Araujo et al., Microbiota Modulation in Patients with Metabolic Syndrome, Nutrients. 2022 Oct 25;14(21):4490. doi: 10.3390/nu14214490.
• Ting Gao et al., The Role of Probiotics in Skin Health and Related Gut-Skin Axis: A Review, Nutrients. 2023 Jul 13;15(14):3123. doi: 10.3390/nu15143123.
• Ye Tu et al., The microbiota-gut-bone axis and bone health, J Leukoc Biol. 2021 Sep;110(3):525-537. doi: 10.1002/JLB.3MR0321-755R. Epub 2021 Apr 22.