Oś jelito-mózg – o co tak naprawdę chodzi? Wpływ mikrobioty jelitowej na odporność organizmu

Mogłoby się wydawać, że nasz przewód pokarmowy na co dzień służy tylko do prostych, podstawowych czynności, takich jak trawienie i wydalanie. Jemy, ponieważ organizm potrzebuje energii, pogryziony i połknięty pokarm trafia do żołądka, gdzie jest odpowiednio trawiony, a następnie trafia do dalszych części układu pokarmowego. W jelitach niezbędne składniki zostają wchłaniane, a następnie niepotrzebne resztki zostają wydalone i na tym właściwie koniec. Liczne badania naukowe pokazują jednak, że nic bardziej mylnego. Przewód pokarmowy to bardzo skomplikowany układ, w obrębie którego odbywa się mnóstwo różnych procesów nie tylko trawiennych. Nie bez powodu to właśnie jelita nazywane są drugim mózgiem. Cały sekret tkwi w mikrobiomie jelitowej.

Mikrobiota jelitowa to tzw. superorgan bakteryjny. Jej nazwa wywodzi się z połączenia słów „mikro” oznaczającego niewielki rozmiar i „bios”, czyli życie. Innymi słowy, nasze jelita tworzą środowisko, w którym już od naszych narodzin nieustannie trwa mikro-życie. Mikrobiotę definiuje się jako specyficzny dla każdego człowieka zbiór drobnoustrojów, głównie bakterii, ale również grzybów, wirusów, archeonów. Poszczególne odcinki przewodu pokarmowego, ze względu na panujące w nich warunki oraz ich zróżnicowane funkcje, charakteryzują się odmiennym składem ilościowym i jakościowym ekosystemu. Jednak najliczniejszy i najbardziej aktywny zespół mikroorganizmów zamieszkuje jelito grube. Obliczono, że łączna masa bakterii w jelicie wynosi 1,5 do nawet 3 kg. Zasiedlanie organizmu przez mikrobiotę rozpoczyna się już w trakcie życia płodowego i zależy między innymi od sposobu zakończenia ciąży (siłami natury, cięciem cesarskim), składu mikrobioty matki, czy wyjściowej kondycji noworodka i sposobu karmienia. Przyjmuje się, że pierwsze 1000 dni życia dziecka wraz z życiem płodowym programuje mikrobiotę, mając tym samym kluczowy wpływ na prawidłowe dojrzewanie układu immunologicznego i zdrowie człowieka. Fachowo określa się to teorią programowania mikrobiotycznego, a im lepszy układ mikrobioty, tym większa szansa na zmniejszenie ryzyka występowania chorób cywilizacyjnych w przyszłości.

Każdy człowiek ma swój własny, indywidualny profil bakterii. Ludzka mikrobiota składa się z 10-100 bilionów komórek mikroorganizmów. Są wśród nich bakterie prozdrowotne (szczególnie bakterie z rodzaju Bifidobacterium i Lactobacillus), komensalne (między innymi bakterie z rodzaju Bacteroides) oraz drobnoustroje potencjalnie chorobotwórcze (z rodzaju Clostridium, Staphylococcus, Pseudomonas). Każda z nich ma ściśle określone role, a równowaga między liczbą i proporcjami różnych gatunków bakterii warunkuje ciągłość bariery jelitowej, motorykę przewodu pokarmowego, metabolizm, odpowiedź immunologiczną i inne funkcje przewodu pokarmowego. Jednymi z bardziej znanych bakterii w jelicie grubym są: Bifidobacterium ssp. i Lactobacillus spp, które potocznie mówiąc zaliczamy do “dobrych bakterii”. Na drodze procesu fermentacji bakterie te produkują między innymi kwas mlekowy zakwaszający środowisko jelitowe i utrzymujący korzystne lekko kwaśne pH, przyczyniając się tym samym do zwalczania bakterii chorobotwórczych. W procesach fermentacji powstają także krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe. Wykazują one działanie przeciwzapalne oraz odżywiają i regenerują komórki nabłonka jelitowego, przez co wspierają prawidłowe funkcjonowanie bariery jelitowej, która jest niesłychanie ważna dla homeostazy naszego organizmu. Jest ona swego rodzaju systemem kontroli wewnętrznej, który oddziela nasz organizm od środowiska zewnętrznego. W jej skład wchodzą bakterie jelitowe, śluz jelitowy i komórki nabłonka jelita. Nie jest to mur, a raczej selektywny (półprzepuszczalny) filtr, który decyduje, co przekroczy bramy jelit i dostanie się do układu krwionośnego, by odżywić nasz organizm (np. składniki odżywcze, elektrolity), a co powinno zostać na tej barierze jelitowej zatrzymane i nie przepuszczone dalej. Działa ona sprawnie, gdy ma zewnętrzną linię ochrony, która pozostaje nieuszkodzona. A jest nią właśnie mikrobiota. Można ją nazwać strażnikami, którzy są w ciągłym stanie gotowości. To ona w pierwszej kolejności bierze na siebie wszystkie składniki potencjalnie toksycznie i do momentu, kiedy jest w stanie sobie z tym poradzić - neutralizują je. Gdy zostanie jednak osiągnięty stan dysbiozy jelitowej, w następstwie dochodzi do uszkodzenia naszej bariery jelitowej. Zmniejszenie jej szczelności zwiększa ryzyko tzw. endotoksemii - czyli nadmiernego przenikania elementów potencjalnie toksycznych i fragmentów komórek bakteryjnych do naszego krwiobiegu. Ten stan może skutkować pojawieniem się nieprzyjemnych dolegliwości ze strony przewodu pokarmowego, ale także odbić się na naszym samopoczuciu czy odporności. Bo to, co bytuje w naszym jelicie oraz to w jakiej kondycji jest nasz przewód pokarmowy będzie wpływało na pracę całego organizmu.

Znaczenie mikrobioty jelitowej

O jelitach coraz częściej mówi się, że są drugim mózgiem i nie ma w tym stwierdzeniu przesady. Nasz przewód pokarmowy to unerwiony system. Jest nie tylko połączony z mózgiem, ale ma także własny układ nerwowy, który steruje procesami trawienia czy wchłaniania. To ścisłe połączenie między mózgiem a jelitem nosi nazwę osi jelitowo-mózgowej. Najważniejszym jej elementem jest nerw błędny, a bakterie jelitowe na drodze mechanizmów immunologicznych, czy neuroendokrynnych stymulują jego działanie. Komunikacja ta jest procesem dwukierunkowym - sygnały biegną z jelit do mózgu, ale także w przeciwną stronę. Jelitowy układ nerwowy ma też pewną autonomię, czyli do pewnego stopnia sam sobą zarządza. Mózg zatem jest nieustannie bombardowany informacjami z przewodu pokarmowego, ale równocześnie zwolniony od konieczności „ręcznego” sterowania procesami w nich zachodzącymi. Nasz jelitowy układ nerwowy korzysta także z neurotransmiterów, czyli cząsteczek, dzięki którym neurony mogą się ze sobą komunikować. Co ciekawe, aż 90% serotoniny nie znajduje się w mózgu, a właśnie w przewodzie pokarmowym. Co to dla nas oznacza? To, jakie bakterie dominują w naszym przewodzie pokarmowym może w bardzo dużej mierze wpływać na działanie osi jelitowo-mózgowej, co może bezpośrednio oddziaływać na nasze samopoczucie i nastrój.

To nie koniec dobroczynnych funkcji jelit. Mikrobiota jelitowa jest niezwykle istotna również w kształtowaniu odporności. Mało kto zdaje sobie z tego sprawę, ale w jelitach znajduje się tajemnicza tkanka zwana w skrócie GALT (ang. gut-associated lymphoid tissue), która jest prawdziwym centrum odporności. Zlokalizowane jest tam około 70–80% komórek limfatycznych całego układu odpornościowego. Nie dziwi zatem powiedzenie, że „budowanie odporności zaczyna się w brzuchu”. Układ odpornościowy w największej ilości znajduje się właśnie w przewodzie pokarmowym, a nasze bakterie jelitowe są jednocześnie jego trenerami. Choć drobnoustroje same w sobie najczęściej kojarzymy z intruzami, których musimy pozbyć się z organizmu jak najszybciej, to w tym wypadku sprawy mają się nieco inaczej. Nasz układ odpornościowy nie atakuje bakterii jelitowych, a wprost przeciwnie - są one niezbędne do jego nieustannej aktywacji i prawidłowego funkcjonowania przez cały okres naszego życia. Rodzimy się z układem odpornościowym, który możemy porównać do czystej karty – narządy i struktury odpornościowe są co prawda wykształcone, jednakże elementy układu odpornościowego muszą przejść odpowiedni trening, aby nauczyć się oddzielać prawdziwych wrogów (bakterie patogenne czy wirusy), od elementów neutralnych czy wręcz niezbędnych dla naszego funkcjonowania (jak komórki naszego organizmu czy spożywany pokarm). Odpowiednia ilość trenerów naszej odporności jest niezbędna do sprawnego zwalczania infekcji, a jeśli dojdzie do dysbiozy jelitowej niestety ten prawidłowy trening jest zaburzony. Dlatego pierwsza kolonizacja bakteryjna jest bardzo ważna, bo jeżeli w naszym przewodzie pokarmowym od samego początku pojawi się dobra pionierska mikrobiota, to nasz układ immunologiczny będzie jak najlepiej wyszkolony i zaktywowany, co w przyszłości będzie skutkowało tym, że będzie miał większe szanse na sprawne działanie. Możemy być zatem ogromnie wdzięczni mikrobiocie za ten ciężki, ale jakże potrzebny trening układu odpornościowego, bo to nie lada wyzwanie. Każdego dnia dostaje on od mikrobioty informacje - nie śpij, reaguj, bądź cały czas w stanie aktywności do obrony i nie atakuj komórek własnego organizmu i sygnały, które są dla Ciebie neutralne i nieszkodliwe. Dzięki tej komunikacji Ty możesz poczuć się bezpiecznie i czuć się zdrowo.

To jak my żyjemy w dzisiejszych czasach, nie sprzyja zachowaniu dobrego mikrobiomu. Przewlekły stres, niewłaściwa dieta (ubogobłonnikowa, bogata w cukier i nasycone kwasy tłuszczowe), czy nadużywanie leków (np. częsta antybiotykoterapia) niszczą pożyteczne bakterie zamieszkujące nasze jelita. To powoduje tzw. dysbiozę jelitową, czyli nic innego jak zmniejszenie liczebności dobrych bakterii i wzrost drobnoustrojów potencjalnie chorobotwórczych. Objawy dysbiozy przewodu pokarmowego, czyli symptomy, że w jelicie władze przejęły bakterie potencjalnie chorobotwórcze czy grzyby pojawiają się najczęściej w pierwszej kolejności ze strony przewodu pokarmowego. Mogą być one bardzo zróżnicowane: obserwujemy biegunki, wzdęcia, bóle brzucha, czyli pełne spektrum objawów gastrycznych, ale również pogorszenie naszej odporności, problemy z samopoczuciem czy jakością snu. Dlatego tak ważna jest świadomość i ciągła opieka nad naszą mikrobiotą.

Szczelność bariery jelitowej receptą na zdrowie?

Pierwszym, ale jakże kluczowym zadaniem pozyskania podwalin pod bogatą i pożyteczną mikrobiotę bakteryjną jest dieta. O ile Tobie może nie sprawiać różnicy, co zjadasz, o tyle dla bakterii, zasiedlających Twoje jelita jest to bardzo ważne. Nie bez przyczyny często używamy stwierdzenia, że jesteśmy tym, co jemy – jest w tym dużo prawdy. Nasze dobre bakterie jelitowe do poprawnego funkcjonowania i rozmnażania się potrzebują pożywienia. To są żywe organizmy, więc muszą coś jeść. Chcą od nas wystarczających ilości błonnika pokarmowego, czyli nie ulegającym trawieniu włókien roślinnych. Mało tego - wykorzystując błonnik pokarmowy, wytwarzają dla nas niesamowicie istotne związki tzw. krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (m.in. maślan), które uszczelniają nabłonek naszego jelita i dbają o to, by regeneracja i odbudowa mikrobioty przebiegała bez większych zakłóceń. Dodatkowo odpowiednia ilość płynów przyjmowana w ciągu dnia jest niezbędna do zachowania prawidłowej perystaltyki naszego przewodu pokarmowego, której nasze bakterie jelitowe również potrzebują. Co ciekawe nasza mikrobiota lubi kawę, ale oczywiście nie w nadmiarze, natomiast 1-2 filiżanki dobrej jakości kawy, wpłynie na mikrobiom korzystnie.

Czy jogurt jest probiotykiem?

Faktem jest, że niektóre produkty spożywcze zawierają dobroczynne bakterie, jednak według definicji FAO/WHO probiotyki to „żywe drobnoustroje, które podane w odpowiedniej ilości wywierają korzystny wpływ na zdrowie gospodarza”. Kiszonki i kefiry powinny być elementem zdrowej, zbilansowanej diety, ale nie są to probiotyki. Są źródłem bakterii probiotycznych, wspierają pracę jelit, ale nie spełniają definicji probiotyku. Po pierwsze probiotyk zawiera szczepy wyizolowane z przewodu pokarmowego zdrowego człowieka, więc siłą rzeczy bakterie te nie mają jak dorównać „ludzkim szczepom”, które są odpowiednio przystosowane do przejściowej kolonizacji przewodu pokarmowego i wywieraniu prozdrowotnego działania. Dodatkowo ta kategoria żywności ma tych korzystnych bakterii zbyt mało, aby możliwe było przeżycie pasażu przez przewód pokarmowy i wykazania dobroczynnych właściwości. Zatem, jaka ilość będzie odpowiednia? Szacuje się, że dobry preparat probiotyczny powinien zawierać minimum 109 żywych kultur bakterii. Dlaczego jest ich tak dużo? Ponieważ muszą pokonać praktycznie całą drogę przewodu pokarmowego, gdzie warunki nie do końca są korzystne. Wysoka koncentracja ma na celu zapewnienie tego, by bakterie probiotyczne mogły dotrzeć tam, gdzie mają działać - czyli do naszego jelita grubego (szacuje się, że tylko około 1/100 wspomnianej wcześniej wyjściowej ilości trafi na swoje miejsce). Aby preparat probiotyczny spełnił oczekiwania powinien być także celowany na konkretną jednostkę chorobową i właściwie opisany szczepowo (np. Lactobacillus rhamnosus GG ATCC 53 103). Nie ma bowiem probiotyku uniwersalnego, działającego „na wszystkie problemy”. Jeden szczep probiotyczny będzie skutecznie skracał czas trwania biegunki wirusowej, drugi zaś okaże się w tym względzie mało skuteczny, lecz będzie z powodzeniem wpływał na Twoje samopoczucia. Kolejnym krokiem jest wybór między preparatem jednoszczepowym, zawierającym konkretny drobnoustrój (ukierunkowanym na konkretną jednostkę chorobową) a wieloszczepowym (stosowanym, aby odbudować mikroflorę jelitową).

Pamiętajmy - probiotyk ma odtwarzać nasz mikrobiom jelitowy. To nie jest magiczne panaceum na odporność, a wsparcie i dobry przyjaciel naszych jelit, który przez pewien okres odciąża organizm, by nasz mikrobiom mógł się zregenerować, odbudować i sam podjąć funkcje związane m.in. z aktywacją układu odpornościowego. Nie oczekujcie cudów tu i teraz - to jest proces długofalowy.

Podsumowując - jeśli chcesz zadbać o zdrowie, najpierw musisz zapewnić dobrostan swoim jelitom. To tam drzemie największy potencjał Twojej odporności, którego nie warto marnować. To także jelitowy mózg, który na pierwszy rzut oka niepozorny, to jednak kluczowy element naszego samopoczucia. Warto żyć z naszą mikrobiotą w przyjaźni i dbać o nią zawsze, nie tylko gdy pojawiają się pierwsze niepokojące nas symptomy.

1. Ursell LK, Metcalf JL, Parfrey LW, Knight R. Defining the human microbiome. Nutr Rev. 2012;70 Suppl 1(Suppl 1):S38-S44. doi:10.1111/j.1753-4887.2012.00493.x

2. Szachta P, Skonieczna-Żydecka K, Adler G, Karakua-Juchnowicz H, Madlani H, Ignyś I. Immune related factors in pathogenesis of autism spectrum disorders. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2016;20(14):3060-3072.

3. Martin CR, Osadchiy V, Kalani A, Mayer EA. The Brain-Gut-Microbiome Axis. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 2018 Apr 12;6(2):133-148. doi: 10.1016/j.jcmgh.2018.04.003. PMID: 30023410; PMCID: PMC6047317.

4. Wiertsema SP, van Bergenhenegouwen J, Garssen J, Knippels LMJ. The Interplay between the Gut Microbiome and the Immune System in the Context of Infectious Diseases throughout Life and the Role of Nutrition in Optimizing Treatment Strategies. Nutrients. 2021;13(3):886. Published 2021 Mar 9. doi:10.3390/nu13030886

5. Derovs A, Laivacuma S, Krumina A. Targeting Microbiota: What Do We Know about It at Present?. Medicina (Kaunas). 2019;55(8):459. Published 2019 Aug 10. doi:10.3390/medicina55080459

6. Ivanov II, Honda K. Intestinal commensal microbes as immune modulators. Cell Host Microbe. 2012;12(4):496-508. doi:10.1016/j.chom.2012.09.009

7. Gershon MD, Margolis KG. The gut, its microbiome, and the brain: connections and communications. J Clin Invest. 2021;131(18):e143768. doi:10.1172/JCI143768

8. Hill, C., Guarner, F., Reid, G. et al. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 11, 506–514 (2014). https://doi.org/10.1038/nrgastro.2014.66