Jsme tím, co jíme - čím tedy jsme?  
Psychologové jsou přesvědčení, že když jim řekneme co čteme, poznají, jací jsme. Genetici nyní prohlašují: „ukaž co máš ve střevě a my ti řekneme, jak na tom jsi“. Genomová analýza odhaluje, že hostíme až tisíc druhů jednobuněčných střevních souputníků. Posunem jejich druhové skladby půjde zřejmě některé nemoci i léčit.

 

Zvětšit obrázek
V našich útrobách poskytujeme ubytování s plnou penzí o řád vyššímu počtu buněk, než jakou tvoří celá naše tělesná schránka. Přítomnost některých z nich rozhoduje o našem zdraví, kondici a náchylnosti k nemocem. Tyčinkovitá bakterie Bakteroides patří k těm nejpočetnějším. (Kredit: CDC/Dr. V. R. Dowell, Jr.)


Jak kolega Mihulka s oblibou prohlašuje, u symbióz často není úplně jisté, jestli naši střevní mikrobi otročí pro nás nebo vlastně my pro ně.

Zvětšit obrázek
Kteří z mikrobů jsou pro nás významní, jaké vztahy v jejich komunitě panují a jak reagují na změny v dietě mají vyřešit humanizované myši. National Laboratory Animal Center (NLAC)

Proto o nich pro jistotu v poslední době mluvíme jako o „mikrobiálním orgánu“ nebo o „bioreaktoru“, což nepokrytě prezentuje naše stanovisko. Ony o nás pravděpodobně jako o „eukaryotické chodící skládce“. 


Každopádně je není radno podceňovat, jsou dobrými sluhy, ale jak jsme všichni měli možnost zažít, i zlým pánem. Na každou buňku našeho těla máme v sobě 10 mikrobiálních. Většinou jde o dobračiska, které nám pomáhají trávit to, co by jinak odcházelo bez užitku. Mikrobiální ekosystém každého z nás je ale individuální a podle toho, jak je "namíchán" někomu prospívá a někomu škodí. Stále více výzkumných prací dokládá, že sestava nejen vypovídá o střevních onemocněních, ale že je indikátorem kolorektální rakoviny, kardiovaskulárních problémů,...

Dietology nyní zajímá možnost manipulace s touto mikroflórou. Jsou přesvědčeni, že to je správná cesta, jak nemocem předcházet, léčit a jak u zcela zdravých lidí jejich odolnost ještě vylepšit. Zatím jsou vědci s touto snahou na začátku. Nejdříve bude nutné se vyznat ve vzájemných mikrobiálních vztazích - kdo koho má rád a jak se chovají při různých zásazích, například při změně diety. K tomu je potřeba udělat jakousi genomickou inventuru. Komunita živých tvorečků, pro které je náš konečník jejich celým světem, je vskutku gigantická -  zatímco člověčí genom má zhruba 200 00 genů, ten „střevní“ je stonásobně větší.

 

Justin Sonnenburg ze Stanfordovy University v pokusech na zvířatech doložil, že vyřazení, byť jen malého segmentu bakteriálních genů, i když jejich valná většina zůstane stejná, udělá v zažívacím traktu druhovou revoluci.  Jeho pokusy ukázaly, že předem lze z takového genetického testu zjistit, jak bude jedinec reagovat na změnu stravy. To otvírá nové pole působnosti prebiotikům, která  (v protikladu k probiotikům (což je doplňování do organismu zdravých bakterií), znamenají přidávání nemikrobiálních látek do jídla. Cíl je v obou případech stejný - změnit mikrobiální sestavu ve střevě směrem k těm prospěšným.

 

 

Zvětšit obrázek
Germ-free myši jsou stejné jako ty normální, jen se musí krmit zcela sterilním krmivem obsahujícím vše, co organismus potřebuje. Sterilním způsobem chovu jsme je připravili o možnost, aby jim bakterie vyráběly látky, které si tělo vytvořit samo neumí. Jde o věc poněkud nepřirozenou a tak většina myšek má větší bříško. Obrázek není ostrý, protože fotoaparát do jejich plastového příbytku nesmí. National Laboratory Animal Center (NLAC)


Součástí studie je velmi zjednodušený model savčího mikrobiálního ekosystému, sloužil pouze k ověření, zda by šlo předvídat podle hrstky vytypovaných genů. Sonnenburgův tým v něm  modelově testoval dva druhy bakterií (oba patří k osadníkům lidských střev). Přenesl je do traktu myší. Šlo o myši chované ve sterilních podmínkách, které ve střevech žádnou mikroflóru nemají. Odbornou hantýrkou se jim říká "germ-free" myši. Šlo o jejich krmení žrádlem bohatým na složité cukry. Přitom jedny z bakterií byly lépe vybaveny na jejich štěpení - měly geny pro tvorbu příslušných enzymů a druhé enzymy ke štěpení sacharidů postrádaly. A jak se dalo předpokládat, ty první se brzo ve střevu staly dominantními.

 

Zvětšit obrázek
„Germ-free“ chov se zakládá císařským řezem, to aby mláďata při porodu nepřišla do styku s matčinou mikroflorou. Ještě těžší než vytvořit takový chov, je udržet ho sterilní. Zvířata musí být celý život v plastikových přetlakových bublinách, do kterých se i vzduch vhání přes speciální mikrofiltry. Žrádlo, voda i veškeré nástroje se sterilizují a do boxu se sahá pouze přes integrované rukavice. S takovými myšmi se zachází jako s lidskými pacienty, kterým selhal imunitní systém. Kredit: National Laboratory Animal Center (NLAC)

Bezmikrobní myši jsou živými laboratořemi, ve kterých lze testovat jeden druh bakterií po druhém a tak se postupně dobrat vztahů jaké mezi jednotlivými střevními mikroby panují.
Sacharid, kterým

 

vědci zmíněné myši krmili, nebyl obyčejný škrob. Šlo o inulin. Je to oligosacharid, nebo polysacharid, který některé rostliny mají místo škrobu. Najdeme ho v čekance, topinamburu, cibuli, česneku, artyčokách,… Má sladkou chuť, ale neštěpí se amylázou, takže živočišný organismus ho neumí využít. Proto se používá jako náhrada cukru pro diabetiky a také jako náhrada tuku v nízkotučných výrobcích. Vědci tuto látku použili záměrně -  v lidském i myším střevě se chová jako nestravitelná vláknina. Některé bakterie ho ale svými enzymy štěpit umí.

 

Vědci sledovali změny v relativním zastoupení těchto dvou bakteriálních druhů a zda na to má vliv výživa chudá a obohacená o inulin. Během dvou týdnů vyšlo najevo, že bakteriální zastoupení ve střevě se rapidně mění a že podle DNA analýzy lze předpovědět, jaké změny v zažívacím traktu nastanou. Tento banální pokus se dvěma kmeny byl jen zahřívacím kolem v němž se ověřovalo k jak významným změnám dochází, jak rychle k nim dochází a zda jejich dynamiku půjde sledovat pomocí molekulárně genetických metod. A protože to jde, National Institutes of Health otevřel peněženku a standfordské pracoviště zahájilo humanizaci bezmikrobních myší. To znamená, že střevní trakt zvířátek začali osídlovat již ne dvěma bakteriálními kmeny, nýbrž plnou sestavou – tou, která se popásá ve střevních kličkách většiny z nás.  

 

Zvětšit obrázek
Bakteriální kmeny a dynamika změn v jejich zastoupení lze zjišťovat pomocí metod molekulární genetiky. Jednotlivé kmeny se liší v genech, které určují jejich metabolické „přednosti“. Kmen schopný využít jako zdroj energie inulin, brzo začne převládat. (Kredit: Justin Sonnenburg, Stanford University)

Dnes například víme, že bakterie v ústech mohou předpovědět vývoj těhotenství, že podle mikrobů ve střevech lze poznat zhoubné onemocnění, náchylnost k obezitě.  Vše nasvědčuje tomu, že zanedlouho vznikne profese genetik dietolog. Nebude nám odebírat krev jak dosud, ale stolici. A tak jako někdo věští z křišťálové koule, tady poslouží kulička hnědá, respektive geny v ní obsažené, zapsané v DNA zhruba tisícovky druhů střevních mikrobů. Vládnou nejen našemu střevnímu traktu a mluví do našeho zdraví víc, než jsme si mysleli, je především v našem zájmu s nimi být zadobře.


 

Pramen: Cell, 2010; 141 (7): 1241-1252 DOI: 10.1016/j.cell.2010.05.005

 

 

 

 

 

 

Datum: 02.07.2010 18:12
Tisk článku


Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán



Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni
















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace