Zmieniona mikroflora jelitowa u osób z nadmierną masą ciała
Badania nad mikrobiomem w ostatnim dziesięcioleciu bardzo mocno przyspieszyły. Udowodniono, że zaburzenia mikroflory jelitowej, czyli dysbioza związana jest z wieloma chorobami, nie tylko w obrębie przewodu pokarmowego, ale tak naprawdę każdego układu w organizmie człowieka. Zaburzenia mikrobioty obserwujemy chociażby w chorobach autoimmunologicznych, astmie, alergii, depresji, chorobie Parkinsona i Alzhaimera, autyzmie, niepłodności, endometriozie, PCOS, cukrzycy, insulinooporności czy nawet nowotworach. Nie inaczej jest również w przypadku osób z nadmierną masą ciała.
Najbardziej spektakularne badanie na ten temat przeprowadzono na myszach. Dokonano przeszczepu kału od myszy otyłej do myszy szczupłej. Już po 14 dniach u szczupłych myszy doszło do wzrostu masy ciała i rozwinięcia u nich insulinooporności, pomimo stosowania ciągle tej samej diety. Podobne badanie przeprowadzono również na ludziach – dokonano przeszczepu kału od osób zdrowych i szczupłych do osób z insulinoopornością i zespołem metabolicznym. Już po 6 tygodniach wyraźnie zmniejszyła się u nich insulinooporność a zwiększyła ilość bakterii produkujących kwas masłowy. Ze względu na to, ze przeszczep kału jest ciągle metodą kontrowersyjną i ryzykowną powinien być jednak zarezerwowany głównie do przypadków bezpośredniego ratowania życia (np. zakażenie lekooporną Clostridium difficile).
Jak wygląda otyły mikrobiom?
W licznych badaniach naukowych udowodniono, że osoby z nadwagą i otyłością cierpią na dysbiozę jelitową, która charakteryzuje się:
🔹 zwiększonym stosunkiem bakterii z rodzaju Firmicutes do Bacteroides,
🔹 zmniejszoną ilością bakterii z rodzaju Bifidobacterium,
🔹 zwiększoną ilość archeonów (Methanobacterie),
🔹 zmniejszoną bioróżnorodnością mikroflory jelitowej,
🔹 zmniejszoną ilością bakterii uszczelniających nabłonek jelita: Akkermansia municiphila i Faecalibacterium prausnitzii,
🔹 zwiększoną ilością bakterii: Shigella, Campylobacter i innych bakterii o potencjale prozapalnym.
Konsekwencją dysbiozy jelitowej charakterystycznej dla osób z nadwagą i otyłością są takie zmiany na poziomie metabolicznym, które promują dalszy wzrost masy ciała.
1. Pozyskiwanie większej ilości energii z pożywienia
Jedną z najważniejszych funkcji mikroflory jelitowej jest trawienie składników pokarmowych, których człowiek sam strawić nie może, czyli głównie błonnika pokarmowego i długołańcuchowych węglowodanów. Okazuje się, że mikroflora osób otyłych jest w stanie pozyskać nawet 10% więcej energii z posiłku, niż ma to miejsce u osób z prawidłową masą ciała. Co to znaczy? Jeśli dwie osoby – jedna z prawidłową, a jedna z nadmierną masą ciała zjedzą jednego batonika Snickers, to osoba o prawidłowej masie ciała przyswoi 246 kcal, a osoba otyła 270 kcal. Przeliczając to na dobowe spożycie kalorii na poziomie 2000 kcal – osoba otyła przyswoi przez cały dzień nawet 200 kcal więcej. Jakie ma to konsekwencje? Jeśli 1 kg tłuszczu to około 7700 kcal to osoba z nadwagą jedząc dokładnie to samo, co osoba szczupła przytyje 1 kg w czasie nieco ponad 1 miesiąca i 9,5 kg w ciągu całego roku. I to tylko za sprawą super sprawnej mikroflory bakteryjnej.
2. Podwojona ILOŚĆ NACZYŃ KRWIONOŚNYCH W JELICIE
Okazuje się, że zmieniona mikrobiota jelitowa u osób otyłych nie tylko potrafi bardziej wydajniej pobierać energię z pokarmu, ale również robi wszystko, by zwiększyć wchłanianie substancji pokarmowych. Wydzielając odpowiednie cytokiny i czynniki wzrostu przyczynia się do podwojenia ilości naczyń krwionośnych w jelicie, dzięki czemu proces wchłaniania jest bardziej intensywny, a pozyskiwanie energii z pożywienia jeszcze bardziej wydajne.
3. Wyższa produkcja LPS
Mikrobiota osób z otyłością bogata jest w bakterie o potencjale prozapalnym, a zatem produkcja LPS, wywołującego endotoksemię metaboliczną u takich osób jest wyższa. Stymuluje to odkładnie tkanki tłuszczowej, zwiększa stopień stanu zapalnego o niskim natężeniu, charakterystyczny dla osób z nadmierną ilością tkanki tłuszczowej, a także sprzyja powstawaniu insulinooporności, cukrzycy czy miażdżycy. Nie od dziś w końcu wiadomo, że ryzyko tych chorób u osób z nadwagą i otyłością drastycznie wzrasta.
4. Produkcja cytokin prozapalnych i zespół jelita hiperprzepuszczalnego
LPS nie jest jedyną substancją, która promuje stan zapalny. U osób z nadmierną masą ciała zmieniona mikrobiota stymuluje ekspresję cytokin prozapalnych nasilając w ten sposób przewlekłe zapalenie. Miejscowy stan zapalny, spadek ilości dobroczynnej flory bakteryjnej, w tym tej uszczelniającej nabłonek jelita (Akkermansia, Feacalibacterium) powoduje, że dochodzi do utraty prawidłowej funkcji bariery jelitowej, która staje się bardziej przepuszczalna chociażby dla LPS. Mamy więc do czynienia z zamkniętym błędnym kołem. Stan zapalny spowodowany przez dysbiozę jelitową powoduje uszkodzenie bariery jelitowej i zwiększone przenikanie LPS do krwiobiegu, co jeszcze bardziej podkręca ogólnoustrojowy stan zapalny.
5. Hormony inkretynowe
Mikrobiota osób z nadwagą wpływa również na wydzielanie tzw. hormonów inkretynowych (hormonów produkowanych w jelicie zawiadujących uczuciem głodu i sytości). Metabolity produkowane przez mikroflorę u osób z nadwagą zmniejszają ilość hormonów hamujących apetyt: GLP-1 i peptydu YY. Dodatkowo dochodzi do obniżenia produkcji czynnika tkankowego aktywowanego głodzeniem (FIAF), co powoduje zwiększenia magazynowania energii w postaci tkanki tłuszczowej.
Podsumowując można powiedzieć, że u osób z nadmierną masą ciała zmieniona mikroflora jelitowa poprzez produkcję enzymów i metabolitów wpływa na wydajniejsze pozyskiwanie energii (kcal) z pożywienia, nasila przewlekły stan zapalny, prowadzi do insulinooporności, leptynooporności, zaburzenia gospodarki tłuszczowej i zmniejszenie wydzielanie hormonów przekazujących do mózgu informację o zaspokojeniu głodu.
PROBIOTYKI NA ODCHUDZANIE ?
Wiele badań naukowych pokazuje pozytywny wpływ probiotykoterapii na zmniejszenie masy ciała, zmniejszenie endotoksemii metabolicznej (krążącego w krwi LPS), redukcję zawartości tkanki tłuszczowej, zmniejszenie insulinooporności, zmniejszenie odczuwania głodu, zmniejszenie stanu zapalnego oraz zmniejszenie poziomu cholesterolu.
Zanim jednak przejdziemy do omówienia przebadanych w otyłości probiotyków musimy przypomnieć podstawową rzecz o szczepach probiotycznych. Probiotyki są szczepozależne. Co to znaczy? Kupując probiotyk powinniśmy znać dokładną nazwę jego szczepu, czyli również tą część nazwy, która stoi za nazwą gatunku np. Lactobacillus gasseri BNR17. Lactobacillus gasseri to nazwa gatunku, BNR17 to nazwa szczepu w obrębie tego gatunku. Dlaczego to takie ważne? A no właśnie dlatego, że probiotyki są szczepozależne. To nie gatunek bakterii świadczy o tym jakie wywiera działanie, ale właśnie rodzaj szczepu. W badaniach naukowych zaobserwowano, że np. Lactobacillus gasseri BNR17 pomaga w odchudzaniu, natomiast Lactobacillus gasseri L66-5 promował wzrost masy ciała. Ten sam gatunek bakterii, a zupełnie przeciwstawne działanie. Dlaczego o tym wspominam? Po pierwsze na rynku jest bardzo wiele suplementów, które nie mają zidentyfikowanego szczepu bakteryjnego, nie jesteśmy więc w stanie przewidzieć jego działania. Po drugie czytając badania naukowe wiele osób wyciąga złe wnioski. Wiele szczepów probiotycznych użytych w eksperymentach naukowych nie jest zawarta w żadnym komercyjnie dostępnym probiotyku. Bardzo łatwo jest więc wpaść w pułapkę i kupić probiotyk bez zidentyfikowanego szczepu albo inny szczep danego gatunku, oczekiwać konkretnego działania i się rozczarować.
W tym wpisie skupię się więc tylko na takich szczepach probiotycznych, które na ten moment jesteśmy w stanie kupić w Polsce lub za granicą.
Pierwszym probiotykiem mającym udokumentowany pozytywny wpływ na redukcję masy ciała jest wspomniany już wyżej Lactobacillus gasseri BNR17. Zaobserwowano, że przyjmowanie tego szczepu bakteryjnego przez 3 miesiące wpływa pozytywnie na spadek obwodu w talii, zmniejszenie krążącej we krwi leptyny oraz ilości tego najbardziej niebezpiecznego tłuszczu trzewnego.
U myszy z cukrzycą jeden chyba z najbardziej popularnych probiotyków – Lactobacillus rhamnosus GG promował spadek masy ciała, spadek leptynooporności i poprawę wrażliwości na insulinę. Inny szczep z tego gatunku – L. rhamnosus CGMCC 1.3724 przyczyniał się do spadku masy ciała u kobiet, jednak takiego efektu nie zauważono o otyłych mężczyzn.
Pozytywne efekty w zmniejszaniu uczucia głodu oraz utraty masy ciała ma probiotyk zawierający szczep Hafnia alvei HA4597. Ten szczep bakteryjny produkuje białko szoku cieplnego ClpB. Białko to jest molekularnie podobne do jednego z hormonów sytości – melanokortyny i na zasadzie mimikry jest w stanie naśladować jej działanie.
Kolejnym szczepem bakteryjnym mającym potencjał w walce z nadwagą i otyłością jest Akkermasia municiphila. U osób z nadmierną masą ciała ilość tej bakterii w jelitach jest znacznie obniżona. Akkermansia stymuluje m.in. wydzielania hormonów sytości, głównie GLP-1. W Polsce od niedawna dostępny jest postbiotyk zawierający pasteryzowaną (nieżywą) bakterię Akkermansia municiphila. W badaniach klinicznych w 2019 roku zaobserwowano, że 3 miesięczna kuracja tym postbiotykiem promuje spadek wagi (średnio o około 2-3 kg), obniżenie insulinooporności, glukozy we krwi, poziomu cholesterolu oraz ilości tkanki tłuszczowej.
PODSUMOWANIE
Gdyby ktoś szukał cudownego leku na odchudzanie to niestety jeszcze takiego nie udało się wynaleźć. Z probiotykami jest podobnie. Proces utraty masy ciała musi być nierozłącznie związany z deficytem kalorycznym. Jednak to co możemy zauważyć, to u osób z nadmierną masą ciała cała mikroflora zdaje się być zaprzęgnięta w spiralę przyrostu wagi. Wyprowadzenie organizmu ze stanu dysbiozy jelitowej może wspomóc proces utraty masy ciała, zmienić metabolizm węglowodano-tłuszczowy, ograniczyć leptynooporność czy zwiększyć wydzielanie jelitowych hormonów głodu i sytości. Bardzo często od osób otyłych słyszy się, że proces chudnięcia jest niezwykle trudny, że pomimo utrzymywania ujemnego bilansu energetycznego i aktywności fizycznej waga stoi w miejscu. Zwiększenie bioróżnorodności mikrobioty oraz przywrócenie prawidłowej funkcji bariery jelitowej może być w takim przypadku brakującym ogniwem.
Jednak zamiast stosowania pojedynczego probiotyku postulujemy raczej kompleksowe działanie mające na celu przywrócenie eubiozy jelitowej (równowagi w składzie mikroflory jelitowej), wzmocnienie szczelności bariery jelitowej, zmniejszenie markerów zapalnych w jelitach, stymulowanie namnażania bakterii, których w „otyłym” mikrobiomie jest za mało, czyli głównie Bifidobacterium, Akkermansia municiphila, Fecalbacterium prausnitzii. Na taką kompleksową terapię będą składały się nie tylko postbiotyki, probiotyki, ale również prebiotyki, maślan sodu, laktoferyna, kwasy omega-3 oraz inne suplementy promujące uszczelnienie jelita i wzrost bioróżnorodności mikroflory jelitowej.
Kompleksową terapię najlepiej poprzedzić wykonaniem badania mikroflory jelitowej np. MIKROBIOTA SCREEN oraz badaniem na obecność Akkermansia municiphila i Feacalibacterium prausnitzii. Badanie można również poszerzyć o analizę markerów stanu zapalnego w jelicie. Wynik badania wraz z wypełnioną ankietą pozwoli na skuteczny i efektywny dobór odpowiedniej probiotykoterapii i suplementacji, który pozwoli na przywrócenie zdrowego mikrobiomu
BIBLIOGRAFIA
- Rouxinol-Dias AL, Pinto AR, Janeiro C, Rodrigues D, Moreira M, Dias J, Pereira P. Probiotics for the control of obesity – Its effect on weight change. Porto Biomed J. 2016 Mar-Apr;1(1):12-24. doi: 10.1016/j.pbj.2016.03.005. Epub 2016 Mar 1. PMID: 32258541; PMCID: PMC6806938.
- Kober AKMH, Saha S, Ayyash M, Namai F, Nishiyama K, Yoda K, Villena J, Kitazawa H. Insights into the Anti-Adipogenic and Anti-Inflammatory Potentialities of Probiotics against Obesity. Nutrients. 2024 Apr 30;16(9):1373. doi: 10.3390/nu16091373. PMID: 38732619; PMCID: PMC11085650.
- Vrieze A, Van Nood E, Holleman F, Salojärvi J, Kootte RS, Bartelsman JF, Dallinga-Thie GM, Ackermans MT, Serlie MJ, Oozeer R, Derrien M, Druesne A, Van Hylckama Vlieg JE, Bloks VW, Groen AK, Heilig HG, Zoetendal EG, Stroes ES, de Vos WM, Hoekstra JB, Nieuwdorp M. Transfer of intestinal microbiota from lean donors increases insulin sensitivity in individuals with metabolic syndrome. Gastroenterology. 2012 Oct;143(4):913-6.e7. doi: 10.1053/j.gastro.2012.06.031. Epub 2012 Jun 20. Erratum in: Gastroenterology. 2013 Jan;144(1):250. PMID: 22728514.
- Depommier C, Everard A, Druart C, Plovier H, Van Hul M, Vieira-Silva S, Falony G, Raes J, Maiter D, Delzenne NM, de Barsy M, Loumaye A, Hermans MP, Thissen JP, de Vos WM, Cani PD. Supplementation with Akkermansia muciniphila in overweight and obese human volunteers: a proof-of-concept exploratory study. Nat Med. 2019 Jul;25(7):1096-1103. doi: 10.1038/s41591-019-0495-2. Epub 2019 Jul 1. PMID: 31263284; PMCID: PMC6699990.
- Carvalho BM, Saad MJ. Influence of gut microbiota on subclinical inflammation and insulin resistance. Mediators Inflamm. 2013;2013:986734. doi: 10.1155/2013/986734. Epub 2013 Jun 12. PMID: 23840101; PMCID: PMC3694527.
- Million M, Maraninchi M, Henry M, Armougom F, Richet H, Carrieri P, Valero R, Raccah D, Vialettes B, Raoult D. Obesity-associated gut microbiota is enriched in Lactobacillus reuteri and depleted in Bifidobacterium animalis and Methanobrevibacter smithii. Int J Obes (Lond). 2012 Jun;36(6):817-25. doi: 10.1038/ijo.2011.153. Epub 2011 Aug 9. Retraction in: Int J Obes (Lond). 2024 Jul 29. doi: 10.1038/s41366-024-01595-3. PMID: 21829158; PMCID: PMC3374072.