W ludzkim ciele żyją biliony drobnoustrojów. Zamiast pasożytniczych intruzów, większość z nich tworzy różnorodną i niezbędną społeczność wspierającą trawienie, wzmacniającą układ odpornościowy i pomagającą w odpieraniu szkodliwych patogenów.
Gdy nasza mikroflora jelitowa ulega uszkodzeniu lub wyczerpaniu — w wyniku chorób zapalnych jelit, antybiotykoterapii czy przeszczepów szpiku — jej odbudowa staje się kluczowa. Zgodnie z nowym badaniem opublikowanym 30 kwietnia na łamach Nature, najskuteczniejszym sposobem odbudowy mikrobiomu jest jednocześnie najprostszy: przestrzeganie zdrowej diety.
„Obecnie duży nacisk kładzie się na leczenie zubożonego mikrobiomu za pomocą przeszczepów kału, ale nasze badanie pokazuje, że bez zdrowej diety to podejście się nie sprawdzi, a sama dieta zdrowa może nawet przewyższać skuteczność przeszczepu” — mówi Joy Bergelson, wiceprezeska Simons Foundation ds. nauk przyrodniczych.
„To świetny przykład klinicznie istotnego odkrycia, które wywodzi się z podstawowych badań naukowych” — dodaje prof. Eugene Chang z Uniwersytetu Chicagowskiego, współautor badania.
Współautorami publikacji są również Megan Kennedy, Michael Cooper, Candace Cham, Marissa L. St George, Martin Kalski, Alex Guzzetta i David Rubin z Uniwersytetu Chicagowskiego; Andrew Freiburger, Kathleen Beilsmith i Chris S. Henry z Argonne National Laboratory oraz Siew C. Ng i Francis K. Chan z Chińskiego Uniwersytetu w Hongkongu.
Jesteś tym, co jesz
Pomysł na badanie zrodził się, gdy Megan Kennedy — główna autorka pracy — analizowała strategie przyspieszania powrotu do zdrowia po antybiotykoterapii. Zauważyła, że w badaniach brakuje uwzględnienia kluczowego czynnika: diety.
Większość Amerykanów stosuje „zachodnią dietę” ubogą w błonnik, a bogatą w tłuszcze i cukry proste. Jest ona znana ze szkodliwego wpływu na mikrobiom jelitowy. Zszokowana brakiem badań w tej dziedzinie, Kennedy wraz z Changiem i Bergelsonem przeprowadzili prosty eksperyment na myszach, karmiąc je przez kilka tygodni dietą naśladującą zachodnią lub dietą zbilansowaną. Następnie wyeliminowano ich mikrobiom i monitorowano proces regeneracji.
„U myszy na zdrowej diecie mikrobiom odbudował się niemal całkowicie w ciągu tygodnia od zakończenia antybiotykoterapii” — mówi Kennedy. „Natomiast u myszy na diecie zachodniej mikrobiom pozostał kompletnie zniszczony. Przetrwał tylko jeden gatunek bakterii, który dominował przez tygodnie. Mikroflora nigdy nie wróciła do stanu wyjściowego.”
Dieta bogata w cukry proste nie wspiera rozwoju zróżnicowanej mikroflory. Normalnie mikroorganizmy rozkładają złożone węglowodany, dostarczając substratów dla kolejnych szczepów bakterii. W diecie zachodniej dominują cukry tak proste, że wystarcza jeden organizm o szerokim spektrum metabolicznym, by je wszystkie zużyć — prowadząc do uproszczonego i mniej funkcjonalnego ekosystemu mikrobiologicznego.
Gdy wprowadzane są nowe mikroby
Zespół badawczy zastanawiał się, czy zdrowa dieta będzie nadal miała kluczowe znaczenie, gdy mikroflora zostanie uzupełniona przez przeszczep mikrobioty kałowej (FMT).
„Ideą FMT jest wprowadzenie ‘dobrych’ bakterii od zdrowej osoby do pacjenta. To podejście budzi duże nadzieje” — mówi Kennedy. „Ale nie wiedzieliśmy, jak zadziała w kontekście niezdrowej diety.”
Odpowiedź? Bardzo źle.
„U myszy na zdrowej diecie przeszczep zadziałał, ale u tych na diecie zachodniej praktycznie nie było żadnej poprawy” — mówi Kennedy.
To może tłumaczyć niejednoznaczne wyniki kliniczne FMT. Prof. Chang zauważa:
„Przeszczepy kału są loterią: czasem działają, czasem nie. Może powodem jest to, że nie zwracamy uwagi na dietę.”
Ochrona przed patogenami
Badacze sprawdzili następnie, jak mikrobiom chroni przed tzw. patogenami oportunistycznymi — organizmami chorobotwórczymi wykorzystującymi osłabiony układ do kolonizacji. Po dwóch tygodniach od eliminacji mikrobiomu wprowadzono do myszy bakterie Salmonella, porównując skutki u zwierząt karmionych obiema dietami.
„Myszy na diecie zachodniej były znacznie bardziej chore. Traciły dużo masy ciała i miały ciężką biegunkę. Dwa tygodnie u myszy to odpowiednik miesięcy u ludzi” — podkreśla Kennedy.
Wnioski wykraczające poza jelita
Z klinicznego punktu widzenia wnioski są jasne: osoby z osłabionym mikrobiomem powinny jak najszybciej sięgnąć po pełnoziarniste produkty i warzywa liściaste. Ale badanie ma też szersze implikacje ekologiczne.
„Pożary czy burze również wymagają odbudowy ekosystemów. To, czego uczymy się na poziomie mikrobiologicznym, może mieć zastosowanie także w szerszej skali” — zauważa Bergelson. — „Antybiotyk to inny rodzaj zakłócenia niż wulkan, ale obowiązują podobne zasady odbudowy.”
Źródło: Nature, fot. Alex Eben Meyer Simons Foundation
