Mikrobiota: bakterijų vaidmuo žarnyne

Mikrobiota: bakterijų vaidmuo žarnyne

Kas yra mikrobiota?

Mikrobiota – tai mikroorganizmų, tokių kaip bakterijos, virusai, grybai ir pirmuonys, bendruomenė, gyvenanti tam tikroje ekosistemoje. Žarnyno mikrobiota, kurią sudaro trilijonai mikroorganizmų, yra itin svarbi žmogaus organizmui. Žarnynas yra ne tik virškinimo organas, bet ir sudėtinga ekosistema, kurioje mikroorganizmai sąveikauja su žmogaus organizmu, o jų veikla gali turėti tiek teigiamų, tiek neigiamų pasekmių. Mikrobiotos kilmė siekia XX a. 6-ojo dešimtmečio pradžią, kai buvo nustatyta, kad įvairiose žmogaus kūno vietose (žarnyne, odoje, plaučiuose, burnos ertmėje) gyvena daugybė mikroorganizmų, įskaitant bakterijas, mieles ir virusus [1]. 

Vidutiniškai per gyvenimą per žmogaus virškinamąjį traktą praeina apie 60 tonų maisto kartu su gausybe mikroorganizmų iš aplinkos, kurie kelia grėsmę žarnyno vientisumui [2]. Virškinimo trakte gyvena daugiau nei 1014 mikroorganizmų, o tai reiškia, kad bakterijų ląstelių skaičius yra ∼10 kartų didesnis nei žmogaus ląstelių skaičius, o jų genomo kiekis yra daugiau nei 100 kartų didesnis nei žmogaus genomo [3]. 

Mikrobiota teikia daug naudos šeimininkui, atlikdama įvairias fiziologines funkcijas, pavyzdžiui, stiprina žarnyno vientisumą arba formuoja žarnyno epitelį, kaupia energiją, saugo nuo patogenų ir reguliuoja šeimininko imunitetą [4, 5, 6, 7].

Žarnyno mikrobiota: sudėtis ir struktūra

Kiekvienas mikroorganizmų tipas atlieka specifines funkcijas, o jų proporcijos gali keistis priklausomai nuo įvairių veiksnių, tokių kaip mityba, amžius, aplinkos poveikis ir gyvenimo būdas [8]. Žarnyno mikrobiota nėra statinė, ji nuolat kinta. Pavyzdžiui, naujagimių mikrobiota skiriasi nuo suaugusiųjų, ir ji evoliucionuoja per pirmuosius gyvenimo metus, priklausomai nuo mitybos įpročių, imuninės sistemos vystymosi ir aplinkos sąlygų. Mityba yra vienas iš svarbiausių veiksnių, galinčių paveikti mikrobiotos sudėtį. 

Maisto produktai, turintys daug skaidulų, pavyzdžiui, vaisiai, daržovės ir grūdai, skatina naudingų bakterijų augimą, tuo tarpu perdirbtas maistas ir cukrus gali skatinti patogeninių mikroorganizmų dauginimąsi.

Žarnyno mikrobiota: funkcijos ir vaidmuo

1. Virškinimo procesas

Vienas iš svarbiausių žarnyno mikrobiotos vaidmenų yra maisto virškinimas. Žarnyno bakterijos padeda skaidyti sudėtingus angliavandenius, baltymus ir riebalus, kurių žmogaus organizmas negali suvirškinti pats. Jos gamina fermentus, kurie padeda skaidyti skaidulas, ir taip išlaisvina trumpas grandines riebalų rūgštis, kurios yra naudingos organizmui. Šios riebalų rūgštys gali būti naudojamos kaip energijos šaltinis žarnyno ląstelėms ir turi priešuždegiminių savybių [9].

2. Imuninės sistemos palaikymas

Mikrobiota taip pat atlieka svarbų vaidmenį imuninei sistemai. Ji stimuliuoja imuninės sistemos ląstelių gamybą ir padeda formuoti žarnyno imunitetą, kuris yra svarbus barjeras prieš patogenus. Sveika mikrobiota gali apsaugoti nuo infekcijų ir sumažinti uždegimą, o disbalansas mikrobiotoje gali sukelti imuninės sistemos sutrikimus ir padidinti riziką susirgti įvairiomis ligomis [10].

3. Metabolizmas

Žarnyno mikrobiota taip pat veikia organizmo metabolizmą. Ji dalyvauja vitaminų, tokių kaip B vitaminai ir vitaminas K, sintezėje, kurie yra būtini organizmo funkcijoms. Be to, mikrobiota padeda reguliuoti energijos apykaitą, įskaitant riebalų ir gliukozės metabolizmą. Disbalansas mikrobiotoje gali prisidėti prie nutukimo, diabeto ir kitų medžiagų apykaitos sutrikimų [8].

4. Psichikos sveikata

Naujausi tyrimai rodo, kad žarnyno mikrobiota gali turėti poveikį ir psichikos sveikatai. Mikroorganizmai gali gaminti neurotransmiterius, tokius kaip serotoninas ir dopaminas, kurie yra susiję su nuotaika ir emocijomis. Disbalansas mikrobiotoje gali būti susijęs ir su depresija ar nerimu. „Žarnyno ir smegenų ašis“ – tai sąvoka, apibūdinanti ryšį tarp žarnyno mikrobiotos ir centrinės nervų sistemos, kuri rodo, kad žarnyno sveikata gali turėti įtakos bendrai psichologinei būklei [11]. 

5. Smegenų veikla

Žarnyno mikrobiota gali būti naudinga smegenų sveikatai įvairiais būdais. Pirma, tam tikros bakterijų rūšys gali padėti smegenyse gaminti chemines medžiagas, vadinamas neurotransmiteriais. Pavyzdžiui, serotoninas yra antidepresinis neuromediatorius, kuris daugiausia gaminamas žarnyne [12, 13]. Antra, žarnynas yra fiziškai sujungtas su smegenimis milijonais nervų. Todėl žarnyno mikrobiota taip pat gali turėti įtakos smegenų sveikatai, nes padeda kontroliuoti pranešimus, kurie šiais nervais siunčiami į smegenis [14, 15].

Kaip pagerinti žarnyno mikrobiotą?

Mityba yra vienas iš pagrindinių veiksnių, turinčių įtakos žarnyno mikrobiotos sudėčiai. Mityba, turinti daug skaidulų, vaisių, daržovių ir fermentuotų produktų, gali skatinti naudingų bakterijų augimą, tuo tarpu mityba, turinti daug riebalų, cukraus ir perdirbtų maisto produktų, gali skatinti patogeninių bakterijų dauginimąsi. Yra daug būdų, kaip pagerinti žarnyno mikrobiotą, įskaitant:

– Įvairaus maisto valgymas. Tai gali padėti sukurti įvairią mikrobiotą, kuri yra geros žarnyno sveikatos rodiklis [16, 17].

– Fermentuoto maisto valgymas. Jogurtas, rauginti kopūstai ir kefyras turi sveikų bakterijų, daugiausia laktobakterijų, ir gali padėti sumažinti ligas sukeliančių rūšių kiekį žarnyne [18].

– Dirbtinių saldiklių vartojimo ribojimas. Kai kurie įrodymai rodo, kad dirbtiniai saldikliai didina cukraus kiekį kraujyje, skatindami nesveikų bakterijų, tokių kaip Enterobacteriaceae, augimą žarnyno mikrobiotoje [19].

– Gerųjų bakterijų vartojimas. Gerosios bakterijos – tai gyvi mikroorganizmai, dažniausiai bakterijos ar mielės, skatinančios sveikų bakterijų augimą. Gerosios bakterijos dažniausiai randamos fermentuotuose produktuose, tokiuose kaip jogurtas, kefyras ir rauginti kopūstai. Tyrimai rodo, kad gerųjų bakterijų  vartojimas gali pagerinti žarnyno sveikatą, sumažinti uždegimą ir netgi turėti teigiamą poveikį psichinei sveikatai. [20].

– Produktų, praturtintų polifenoliais, vartojimas. Polifenoliai – tai augaliniai junginiai, kurių yra raudonajame vyne, žaliojoje arbatoje, juodajame šokolade, alyvuogių aliejuje ir neskaldytuose grūduose. Juos skaido mikrobiota, skatindama sveikų bakterijų augimą [21, 22].

– Atsakingas antibiotikų vartojimas. Antibiotikai sunaikina daug blogųjų ir gerųjų žarnyno mikrobiotos bakterijų, o tai gali prisidėti prie atsparumo antibiotikams. Todėl rekomenduojama antibiotikus vartoti tik tada, kai tai būtina [23].

Žarnyno mikrobiotą sudaro trilijonai bakterijų, grybelių ir kitų mikrobų. Ji atlieka svarbų vaidmenį organizme, nes padeda kontroliuoti virškinimą, veikia imuninę sistemą ir daugelį kitų sveikatos aspektų. Nesveikų ir sveikų mikrobų pusiausvyros sutrikimas žarnyne gali lemti svorio didėjimą, padidėjusį cukraus kiekį kraujyje, padidėjusį cholesterolio kiekį kraujyje ir kitus sutrikimus.

Taip pat kviečiame skaityti apie virškinimo fermentus:

Literatūra:

1. Ursell, L. K., Haiser, H. J., Van Treuren, W., Garg, N., Reddivari, L., Vanamala, J., Dorrestein, P. C., Turnbaugh, P. J., & Knight, R. (2014). The intestinal metabolome: an intersection between microbiota and host. Gastroenterology, 146(6), 1470–1476. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2014.03.001
2. Bengmark S. (1998). Ecological control of the gastrointestinal tract. The role of probiotic flora. Gut, 42(1), 2–7. https://doi.org/10.1136/gut.42.1.2
3. Gill, S. R., Pop, M., Deboy, R. T., Eckburg, P. B., Turnbaugh, P. J., Samuel, B. S., Gordon, J. I., Relman, D. A., Fraser-Liggett, C. M., & Nelson, K. E. (2006). Metagenomic analysis of the human distal gut microbiome. Science (New York, N.Y.), 312(5778), 1355–1359. https://doi.org/10.1126/science.1124234
4. Natividad, J. M., & Verdu, E. F. (2013). Modulation of intestinal barrier by intestinal microbiota: pathological and therapeutic implications. Pharmacological research, 69(1), 42–51. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2012.10.007
5. den Besten, G., van Eunen, K., Groen, A. K., Venema, K., Reijngoud, D. J., & Bakker, B. M. (2013). The role of short-chain fatty acids in the interplay between diet, gut microbiota, and host energy metabolism. Journal of lipid research, 54(9), 2325–2340. https://doi.org/10.1194/jlr.R036012
6. Bäumler, A. J., & Sperandio, V. (2016). Interactions between the microbiota and pathogenic bacteria in the gut. Nature, 535(7610), 85–93. https://doi.org/10.1038/nature18849
7. Gensollen, T., Iyer, S. S., Kasper, D. L., & Blumberg, R. S. (2016). How colonization by microbiota in early life shapes the immune system. Science (New York, N.Y.), 352(6285), 539–544. https://doi.org/10.1126/science.aad9378
8. Hou, K., Wu, ZX., Chen, XY. et al. Microbiota in health and diseases. Sig Transduct Target Ther 7, 135 (2022). https://doi.org/10.1038/s41392-022-00974-4
9. Oliphant, K., Allen-Vercoe, E. Macronutrient metabolism by the human gut microbiome: major fermentation by-products and their impact on host health. Microbiome 7, 91 (2019). https://doi.org/10.1186/s40168-019-0704-8
10. Belkaid, Y., & Hand, T. W. (2014). Role of the microbiota in immunity and inflammation. Cell, 157(1), 121–141. https://doi.org/10.1016/j.cell.2014.03.011
11. Xiong, R. G., Li, J., Cheng, J., Zhou, D. D., Wu, S. X., Huang, S. Y., Saimaiti, A., Yang, Z. J., Gan, R. Y., & Li, H. B. (2023). The Role of Gut Microbiota in Anxiety, Depression, and Other Mental Disorders as Well as the Protective Effects of Dietary Components. Nutrients, 15(14), 3258. https://doi.org/10.3390/nu15143258
12. O’Mahony, S. M., Clarke, G., Borre, Y. E., Dinan, T. G., & Cryan, J. F. (2015). Serotonin, tryptophan metabolism and the brain-gut-microbiome axis. Behavioural brain research, 277, 32–48. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2014.07.027
13. Yano, J. M., Yu, K., Donaldson, G. P., Shastri, G. G., Ann, P., Ma, L., Nagler, C. R., Ismagilov, R. F., Mazmanian, S. K., & Hsiao, E. Y. (2015). Indigenous bacteria from the gut microbiota regulate host serotonin biosynthesis. Cell, 161(2), 264–276. https://doi.org/10.1016/j.cell.2015.02.047
14. Forsythe, P., Bienenstock, J., & Kunze, W. A. (2014). Vagal pathways for microbiome-brain-gut axis communication. Advances in experimental medicine and biology, 817, 115–133. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-0897-4_5
15. Bravo, J. A., Forsythe, P., Chew, M. V., Escaravage, E., Savignac, H. M., Dinan, T. G., Bienenstock, J., & Cryan, J. F. (2011). Ingestion of Lactobacillus strain regulates emotional behavior and central GABA receptor expression in a mouse via the vagus nerve. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 108(38), 16050–16055. https://doi.org/10.1073/pnas.1102999108
16. Heiman, M. L., & Greenway, F. L. (2016). A healthy gastrointestinal microbiome is dependent on dietary diversity. Molecular metabolism, 5(5), 317–320. https://doi.org/10.1016/j.molmet.2016.02.005
17. David, L. A., Maurice, C. F., Carmody, R. N., Gootenberg, D. B., Button, J. E., Wolfe, B. E., Ling, A. V., Devlin, A. S., Varma, Y., Fischbach, M. A., Biddinger, S. B., Dutton, R. J., & Turnbaugh, P. J. (2014). Diet rapidly and reproducibly alters the human gut microbiome. Nature, 505(7484), 559–563. https://doi.org/10.1038/nature12820
18. Alvaro, E., Andrieux, C., Rochet, V., Rigottier-Gois, L., Lepercq, P., Sutren, M., Galan, P., Duval, Y., Juste, C., & Doré, J. (2007). Composition and metabolism of the intestinal microbiota in consumers and non-consumers of yogurt. The British journal of nutrition, 97(1), 126–133. https://doi.org/10.1017/S0007114507243065
19. Palmnäs, M. S., Cowan, T. E., Bomhof, M. R., Su, J., Reimer, R. A., Vogel, H. J., Hittel, D. S., & Shearer, J. (2014). Low-dose aspartame consumption differentially affects gut microbiota-host metabolic interactions in the diet-induced obese rat. PloS one, 9(10), e109841. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0109841
20. Dewulf, E. M., Cani, P. D., Claus, S. P., Fuentes, S., Puylaert, P. G., Neyrinck, A. M., Bindels, L. B., de Vos, W. M., Gibson, G. R., Thissen, J. P., & Delzenne, N. M. (2013). Insight into the prebiotic concept: lessons from an exploratory, double blind intervention study with inulin-type fructans in obese women. Gut, 62(8), 1112–1121. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2012-303304
21. Cardona, F., Andrés-Lacueva, C., Tulipani, S., Tinahones, F. J., & Queipo-Ortuño, M. I. (2013). Benefits of polyphenols on gut microbiota and implications in human health. The Journal of nutritional biochemistry, 24(8), 1415–1422. https://doi.org/10.1016/j.jnutbio.2013.05.001
22. Tzounis, X., Rodriguez-Mateos, A., Vulevic, J., Gibson, G. R., Kwik-Uribe, C., & Spencer, J. P. (2011). Prebiotic evaluation of cocoa-derived flavanols in healthy humans by using a randomized, controlled, double-blind, crossover intervention study. The American journal of clinical nutrition, 93(1), 62–72. https://doi.org/10.3945/ajcn.110.000075
23. Bailey, L. C., Forrest, C. B., Zhang, P., Richards, T. M., Livshits, A., & DeRusso, P. A. (2014). Association of antibiotics in infancy with early childhood obesity. JAMA pediatrics, 168(11), 1063–1069. https://doi.org/10.1001/jamapediatrics.2014.1539

Straipsnyje pateikta informacija nėra autoriaus asmeninė nuomonė, tai bendro pobūdžio informacija, kuri nesusijusi su asmens apsisprendimu įsigyti ir/ar vartoti maisto papildus. Jei sergate specifine liga, vartojate papildomus vaistus ar maisto papildus, būtinai prieš pradėdami vartoti naujus maisto papildus pasikonsultuokite su savo šeimos gydytoju ar vaistininku. Rekomenduojame sprendimus, susijusius su asmenine sveikata, priimti asmeniškai ar pasitarti su šeimos gydytoju, įvertinus Jūsų asmeninę sveikatos būklę. Jeigu pastebėjote netikslumų ar turite komentarų, nusiskundimų, patarimų dėl pateikto turinio, prašau susisiekite el. paštu ecosh@ecosh.lt.