W jaki sposób mikroflora jelitowa wpływa na masę i skład ciała?

Jelitowy ekosystem

Przewód pokarmowy człowieka, a zawłaszcza jego końcowe odcinki, są niezwykle gęsto zasiedlane przez niezliczoną ilość różnych gatunków bakterii. Gdybyśmy chcieli zważyć całkowitą ich masę, okazałoby się, że wynik musiałby zostać podany w kilogramach (1–2,6 kg bakterii!). Od dawna wiadomo, że mikroflora jelitowa w sposób istotny wpływa na funkcjonowanie organizmu ludzkiego, okazuje się jednak, że owy jej wpływ nie ogranicza się jedynie do działania przewodu pokarmowego czy ochrony przed inwazją patogenów, a ma charakter ogólnoustrojowy. W zasadzie z roku na rok, dzięki przeprowadzonym badaniom odkrywamy coraz to nowe zależności pomiędzy aktywnością drobnoustrojów zamieszkujących nasze jelita a naszym zdrowiem. Eksperymenty i obserwacje poczynione w ostatnich latach wykazały, iż istnieje zależność pomiędzy składem mikroflory jelitowej a masą ciała i poziomem tkanki tłuszczowej gospodarza oraz tendencją do tycia.

Mikroflora jelitowa a gospodarka energetyczna

Badania przeprowadzone w ciągu ostatniej dekady wskazują, że u osób otyłych i cierpiących na niektóre zaburzenia metaboliczne stan mikroflory jelitowej jest wyraźnie zmieniony. Prawdopodobnie zależność ta jest dwukierunkowa, tzn. zmiany w mikroflorze jelitowej pociągają za sobą zmiany w homeostazie energetycznej i upośledzenie przebiegu niektórych procesów metabolicznych, a powstałe patologie negatywnie odbijać się mogą na funkcjonowaniu jelitowego ekosystemu. Eksperymenty przeprowadzone na zwierzętach wskazują, że poprzez modyfikacje mikroflory jelitowej np. za pomocą antybiotyków można wpłynąć na takie parametry jak wrażliwość insulinowa, tolerancja glukozy, glikemia na czczo, co w sposób ewidentny przekładać się może na skłonność organizmów do gromadzenia i wydatkowania energii. Najważniejsze jednak jest to, że badania na ludziach pokazały, że modyfikacja mikroflory jelitowej poprzez stosowanie probiotyków może stanowić skuteczny sposób na zmniejszenie masy ciała. Temat jest więc wart zgłębiania.

Mechanizmy – trawienie i wchłanianie

Przyjmuje się, że oddziaływania bakterii zasiedlających jelita na gospodarkę energetyczną organizmu ludzkiego może zachodzić na wielu płaszczyznach. Drobnoustroje tworzące mikroflorę jelitową człowieka, rozkładają, syntetyzują i wydzielają rozmaite związki, które mogą działać bądź to lokalnie, bądź też po wchłonięciu – ogólnoustrojowo. Jeśli chodzi o działanie lokalne, za istotne uznaje się wpływ działalności bakterii jelitowych na trawienie i wchłanianie niektórych związków mogących stanowić źródło energii dla organizmu ludzkiego. Mówiąc precyzyjniej, bakterie jelitowe mogą rozkładać zawarte w pożywieniu polisacharydy pochodzenia roślinnego (niewrażliwe na działanie naszych enzymów trawiennych), a także zwiększać wchłanianie monosacharydów i krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych zwiększając tym samym pobór energii z pokarmu.

Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe

Bardziej znaczący jest jednak fakt, że wspomniane krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe powstające w wyniku aktywności mikroflory, takie jakoctan, propionian i maślan mogą wpływać na wytwarzanie hormonów oraz oddziaływać na ekspresję genów, modyfikując tym samym przebieg procesów metabolicznych związanych z magazynowaniem i wydatkowaniem energii. Wstępne wyniki badań, wskazują, iż maślan może oddziaływać na wytwarzanie leptyny w adipocytach oraz wydzielanie glukagonopodobnego peptydu-1 przez komórki jelitowe. Warto wspomnieć także, iż krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe wykazują właściwości termogenne zwiększając produkcję ciepła, a co za tym idzie, nasilając wydatkowanie energii.

FIAF i AMPK

Produkty aktywności mikroflory jelitowej mogą także wpływać na ekspresję białka podobnego do angiopoetyny 4 (lub inaczej — czynnika tkankowego indukowanego głodzeniem, zwanego w skrócie FIAF — z ang.: fasting- induced adipocyte factor). Jedną z funkcji FIAF jest blokowanie aktywności enzymu odpowiedzialnego za magazynowanie energii w postaci tłuszczu — lipazy lipoproteinowej LPL i zwiększenie uwalniania kwasów tłuszczowych z lipoprotein krążących we krwi. Dodatkowo wyniki wstępnych badań sugerują, że mikroflora jelitowa może działać hamująco na aktywność kinazy zależnej od poziomu AMP (AMPK – z ang.: adenosine monophosphate activated protein kinase). Enzym ten reguluje poziom energii komórkowej i stymuluje spalanie glukozy i kwasów tłuszczowych. Można więc powiedzieć, że mikroflora jelitowa pośrednio może nasilać gromadzenie tłuszczu i zmniejszać korzyści wynikające z wprowadzanych restrykcji energetycznych.

Rola cytokin prozapalnych

Otyłość jest chorobą, która może mieć podłoże zapalne. Czynniki żywieniowe nasilające proces inflamacji — mogą potencjalnie sprzyjać nieprawidłowościom w obrębie gospodarki energetycznej organizmu, upośledzając wrażliwość insulinową, zaburzając tolerancję glukozy i tym samym tworząc idealne warunki do rozwoju nadwagi i otyłości. Zaobserwowano, że skład mikroflory jelitowej wpływać może na aktywność cytokin prozapalnych za sprawą swoich produktów takich jak LPS zwany także lipo sacharydem bakteryjnym. Związek ten produkowany jest przez bakterie gram-ujemne zasiedlające nasze jelita i sprzyja procesowi inflamacji, co może być związane ze zwiększoną tendencją do gromadzenia zapasów tłuszczu w organizmie.

Stan mikroflory a dieta

Nie ulega wątpliwości że kluczowym czynnikiem wpływającym na stan mikroflory jelitowej ma dieta. Oczywiście pewna znaczenia mają także czynniki genetyczne oraz wiek, płeć, nieżywieniowe czynniki środowiskowe, ale kwestia jakościowego i ilościowego składu jadłospisu jest trudna do przecenienia. Okazuje się, że dieta zachodnia obfitująca w wysoko przetworzoną żywność negatywnie wpływa na stan mikroflory jelitowej człowieka. Badania naukowe wskazują, iż skład mikroflory jelitowej mieszkańców Afryki i Azji bazujących na mniej przetworzonych pokarmach jest inny niż skład mikroflory jelitowej lubiących hamburgery, frytki i colę Amerykanów i Europejczyków.

Podsumowanie

Tak naprawdę dokładne mechanizmy łączące aktywność mikroflory jelitowej z homeostazą energetyczną organizmu ludzkiego są poznane dość powierzchownie, wiele jest jeszcze pytań bez odpowiedzi, a w przypadku niektórych zależności obracamy się w sferze domysłów. Na podstawie dostępnej literatury stwierdzić jednak należy, że zależność pomiędzy stanem mikroflory jelitowej a masą i skaldem ciała jest kwestią o istotnym znaczeniu i należy zacząć poświęcać jej więcej uwagi. Poprzez niewłaściwy dobór produktów żywnościowych możemy więc wpłynąć negatywnie na stan jelitowego ekosystemu i sprawić, że tworzące go drobnoustroje zaczną działać na naszą niekorzyść, sprzyjając gromadzeniu zapasów tłuszczowych. Analogicznie też poprzez staranną kompozycję posiłków jesteśmy w stanie z bakterii zamieszkujących nasze jelita uczynić sprzymierzeńców estetycznej sylwetki.