Zdrowa mikrobiota może skracać czas trwania „jelitówki”

Rotawirusy należą do grupy wirusów, które są najczęstszą przyczyną ostrego zapalenia żołądka i jelit, prowadzącego do gwałtownej biegunki, wymiotów, znacznego osłabienia oraz odwodnienia. Potocznie infekcję nazywa się „jelitówką” lub „grypą żołądkową”, choć z wirusem grypy nie ma nic wspólnego. Badania z ostatnich lat dowiodły, że na przebieg infekcji rotawirusem ma wpływ mikrobiota przewodu pokarmowego. Zdrowa mikrobiota, w stanie eubiozy, może skracać i łagodzić przebieg zakażenia rotawirusem.

„Jelitówka” może być niebezpieczna

Rotawirus atakuje przede wszystkim komórki nabłonka jelita cienkiego tzw. enterocyty. W wyniku działania wirusa zniszczone komórki wraz z wirusem są wydalane z kałem, co wiąże się zazwyczaj z wydzielaniem do światła jelita dużej ilości wody. To rozwodnienie kału wywołuje biegunkę, która jest sposobem na szybsze wydalenie wirusa, ale jednocześnie stwarza ryzyko odwodnienia, szczególnie niebezpiecznego wśród osób starszych, z chorobami zapalnymi  jelit, z innymi schorzeniami przewlekłymi, dzieci nieszczepionych i zamieszkujących kraje słabo rozwinięte.

Wiele wskazuje na to, że choć rotawirus może infekować również komórki jelita grubego, to znacznie liczniejsza mikrobiota tej części przewodu pokarmowego, w porównaniu do jelita cienkiego, wywiera działanie ochronne. Najnowsze badania wskazują, że stan mikrobioty przewodu pokarmowego, jej liczebność oraz różnorodność mogą ograniczać objawy infekcji rotawirusem i skracać czas biegunki.

Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) choroby wywołujące biegunkę, w tym infekcje rotawirusami, są jedną z 10 głównych przyczyn zgonów na świecie i drugą najczęstszą przyczyną zgonów w krajach słabo rozwiniętych. Rotawirusy są szczególnie niebezpieczne dla dzieci, które, przy niskiej masie ciała, odwadniają się zdecydowanie szybciej. Jednocześnie rotawirusy są niezwykle zaraźliwe – mogą przenosić się przez żywność i wodę, drogą kropelkową, przez bezpośredni kontakt człowieka z człowiekiem, a także, w wyniku niewystarczającej higieny rąk (co jest niezwykle częste u dzieci), drogą od odbytu do ust. Problemem jest także to, że wydalanie wirusa może trwać nawet do 20 dni, a w niektórych przypadkach do 7-8 tygodni, co znacząco zwiększa ryzyko zakażenia kolejnych osób.

Sytuację znacząco poprawiło wprowadzenie doustnych szczepień dla niemowląt. Jednak również w przypadku szczepień obserwuje się, że ich skuteczność zależy od stanu mikrobioty przewodu pokarmowego. Dodatkowo sama infekcja rotawirusem czasowo zmienia skład mikrobioty negatywnie zaburzając jej równowagę, doprowadzając do dysbiozy.

Mikrobiota jelitowa a rotawirus

Oddziaływania między mikrobiotą przewodu pokarmowego a rotawirusami są dwukierunkowe. Z jednej strony infekcja modyfikuje mikrobiotę powodując, że zmienia się jej skład, zwiększa się liczebność gromady bakterii Bacteroidetes, a zmniejsza Firmicutes. Jednocześnie spada różnorodność mikroorganizmów i zwiększa się liczebność potencjalnie szkodliwych bakterii np. z rodzaju Shigella. Zazwyczaj, po wyzdrowieniu i po upływie kilku tygodni, mikrobiota wraca do swojego pierwotnego stanu.

Co równie ważne, coraz częściej podkreśla się fakt, że stan mikrobioty przed zakażeniem może wpływać na przebieg infekcji, jej intensywność i czas trwania. Aktualnie, w tym temacie dysponujemy głównie badaniami z udziałem zwierząt – myszy oraz świń.

Rotawirusy wykształciły mechanizmy umożliwiające zakażanie i zwiększanie swojej skuteczności w obecności mikrobioty jelitowej, a w niektórych wypadkach nawet wykorzystanie jej do:

• przyłączania się do komórek nabłonka,
• degradacji warstwy śluzu chroniącej nabłonek jelita,
• modyfikacji odpowiedzi odpornościowej zarażonej osoby.

Kluczowe są dalsze badania najpierw z udziałem zwierząt, potem ludzi, dzięki którym będziemy w stanie identyfikować konkretne gatunki bakterii, odpowiedzialne za współdziałanie z rotawirusem. Jednak już teraz podkreśla się, że eubioza – stan mikrobiotycznej równowagi jelit sprzyja szybszemu zdrowieniu, a zastosowanie probiotyków może skracać czas infekcji.

Szczepienie na rotawirusy a mikrobiota jelitowa

Zanim przyjrzymy się działaniu probiotyków w przebiegu infekcji rotawirusem warto podkreślić, że stan mikrobioty warunkuje także skuteczność szczepionki przeciw rotawirusom.

Doustna szczepionka przeciwko rotawirusowym wykazuje wysoką, ponad 85% skuteczność w zapobieganiu ciężkiemu zapaleniu żołądka i jelit u niemowląt. Jej zastosowanie skutkuje wytworzeniem odporności.

W badaniach zaobserwowano jednak, że w różnych częściach świata, szczególnie w krajach słabo rozwiniętych , niemowlęta, którym podawano szczepienie reagowały na nie inaczej. Szczepionka okazywała się mniej skuteczna. Podejrzewa się, że ma to związek ze stanem mikrobioty jelitowej, który zależy między innymi od rejonu zamieszkania, stosowanej diety, stanu zdrowia czy genetyki żywiciela. Wykazano między innymi, że mniejsza skuteczność szczepienia związana jest z mniejszą liczebnością Streptococcus bovis i zwiększoną liczebnością Bacteroidetes, szczególnie gatunków Bacteroides i Prevotella.

Dalsze badania nad powiązaniem szczepienia przeciw rotawirusom z mikrobiotą mogą pomóc w zaprojektowaniu działań modyfikujących mikrobiotę tak, by szczepienie było skuteczniejsze.

Probiotyki a zakażenia rotawirusem

Znane są też badania, które weryfikowały wpływ stosowania probiotyków na infekcje wirusowe. Dowiedziono w nich, że niektóre gatunki probiotyków mogą zmniejszać ryzyko  zakażenia poprzez zmianę składu mikrobioty, wzmocnienie bariery jelitowej i wzmacnianiu reakcji układu odpornościowego. Probiotyki wspierają odpowiedź limfocytów B, czyli tych komórek układu odpornościowego, które są odpowiedzialne za zapamiętanie patogenu i wytworzenie przeciwciał, które niszczą rotawirusa. Poza tym niektóre gatunki probiotyków mogą także:

• zakłócać przyłączane się wirusa do komórek nabłonka jelit,
• wiązać wirusy na swojej powierzchni, przez co ich wydalenie z kałem jest łatwiejsze.

Badania wykazały skuteczność w łagodnym do umiarkowanego ograniczeniu objawów przez zastosowanie probiotyków z bakteriami Lactobacillus rhamnosus, Escherichia coli szczep Nissle i Bifidobacterium longum oraz drożdży Saccharomyces boulardii. Bakterie te i drożdże skracały czas trwania biegunki i przyspieszały skuteczne wydalanie wirusa.

Gdy już dojdzie do infekcji warto wspomagać zdrowienie podając probiotyki, jednak ważniejsze jest zapobieganie zakażeniu. Podkreśla się, że istotne w ograniczeniu ilości infekcji jest utrzymywanie mikrobioty w stanie równowagi – tzw. eubiozy. Dlatego, jeśli masz wrażenie, że infekcje jelitowe dotykają Cię często, przechodzisz je ciężko, a potem potrzebujesz długiej regeneracji pomyśl o tym, by sprawdzić stan swojej mikrobioty. Możesz to zrobić wykonując profilowanie mikrobioty, badanie kału, które określi, czy doszło do zaburzenia jakości i składu mikrobioty, a jeśli tak to, jaki charakter mają te zmiany. Dzięki takiej wiedzy specjaliści z Instytutu Mikrobiomiki mogą opracować personalizowany plan probiotyczny, który ułatwi Ci powrót do równowagi jelitowej.

Bibliografia:

• Andrew HyoungJin Kim et al., The Complex Interactions Between Rotavirus and the Gut Microbiota, Front Cell Infect Microbiol. 2021 Jan 8:10:586751. doi: 10.3389/fcimb.2020.586751. eCollection 2020.
• Arash Hellysaz et al., Microbiota do not restrict rotavirus infection of colon, J Virol. 2023 Nov 30;97(11):e0152623. doi: 10.1128/jvi.01526-23. Epub 2023 Oct 31.
• Muhammad U Sohail et al., Microbiome profiling of rotavirus infected children suffering from acute gastroenteritis, Gut Pathog. 2021 Mar 29;13(1):21. doi: 10.1186/s13099-021-00411-x.
• Nazaret Peña-Gil et al., The Role of Host Glycobiology and Gut Microbiota in Rotavirus and Norovirus Infection, an Update, Int J Mol Sci. 2021 Dec 15;22(24):13473. doi: 10.3390/ijms222413473.