Mikrobiota. Bagaimana bakteri usus mempengaruhi penyakit

Setelah istirahat sejenak sehubungan dengan akhir pekan Mei, kami melanjutkan serangkaian artikel tentang mikrobiota usus. Atlas dan saya sudah memberi tahu Anda bagaimana mikrobiota bekerja dan bakteri apa yang hidup di usus Rusia . Hari ini kami berbagi informasi tentang bagaimana beberapa penyakit terkait erat dengan kesehatan usus.


Ilustrasi oleh Rentonorama

Bakteri di sekitar kita

Praktek menjaga kebersihan tubuh dan rumah telah ada hampir setiap saat (pengecualiannya adalah Abad Pertengahan, tetapi kita ingat bagaimana kondisi yang tidak bersih dari jaman itu sebagai akibatnya). Dan ini bukan kebetulan. Dalam banyak budaya, konsep kemurnian fisik dikaitkan dengan kesehatan dan kecantikan, meskipun keberadaan mikroorganisme hanya dipelajari pada abad ke-17, dan kata Bacterium muncul pada abad ke-19. Tampaknya orang secara intuitif mengerti bahwa seseorang perlu menjaga kebersihan, hanya saja tidak tahu mekanisme apa yang ada di balik ini.

Hari ini kita tahu bahwa kita perlu mencuci tangan sebelum makan untuk menyingkirkan organisme patogen dan mengurangi kemungkinan penyakit. Kami mandi, menyikat gigi, mencuci piring, lantai - semua ini untuk menghindari efek berbahaya dari bakteri, apakah itu bau yang tidak menyenangkan atau perkembangan infeksi.

Tetapi belum lama ini, menjadi jelas bahwa kemurnian yang berlebihan juga membahayakan: sistem kekebalan melemah jika lebih kecil kemungkinannya menghadapi berbagai jenis bakteri, dan air panas menghancurkan lapisan lemak pelindung kulit dan mikrobiomnya, itulah sebabnya ia berupaya lebih buruk dengan fungsinya. Para ilmuwan telah menyimpulkan bahwa bakteri adalah bagian penting dari kehidupan kita. Mereka mendukung fungsi organ kita, tetapi pada saat yang sama mereka dapat melakukan banyak kerusakan.

Sekarang ada cukup penelitian untuk mengevaluasi bagaimana mikrobiota usus dikaitkan dengan diabetes tipe 2, aterosklerosis, obesitas, kolitis ulserativa dan penyakit Crohn. Kami akan membicarakannya sekarang.

Obesitas

Obesitas adalah suatu kondisi di mana jumlah jaringan adiposa dalam tubuh manusia melebihi norma. Perkirakan jumlah kelebihan berat badan pada indeks massa tubuh seseorang. Tanda kelebihan berat badan adalah indeks 25, dan obesitas - 30. Anda dapat memeriksa BMI Anda menggunakan kalkulator . BMI bukan untuk semua orang. Misalnya, dengan tubuh berotot, ia juga akan tinggi, oleh karena itu, untuk menilai gambaran lengkapnya, mereka juga dapat mengukur pinggang.

Obesitas dapat menyebabkan sindrom metabolik, aterosklerosis, diabetes tipe 2, tekanan darah tinggi, beberapa jenis kanker dan penyakit serta kondisi berbahaya lainnya. Alasan utama kenaikan berat badan adalah konsumsi kalori, yang tidak dikonsumsi oleh tubuh, tetapi disimpan dalam bentuk jaringan adiposa.

Mikrobiota terlibat dalam metabolisme zat. Ini terungkap dari beberapa pengamatan. Pertama, mikrobiota orang kurus berbeda dari orang gemuk. Kedua, jika Anda mentransplantasikan mikrobiota tikus besar ke tikus lain, yang tumbuh di lingkungan yang steril tanpa bakteri, yang kedua akan dengan cepat menambah berat badan. Juga, jika mikrobiota orang yang lengkap ditransplantasikan ke tikus steril, itu juga akan menambah berat.



Ada bukti bahwa diet tinggi karbohidrat berkontribusi pada pengembangan mikrobioma jenis ini, di mana tubuh menerima lebih banyak energi dari makanan, yang meningkatkan risiko obesitas dan gangguan metabolisme. Bakteri dari departemen Firmicutes mungkin membantu kita dalam hal ini.

Mereka memecah serat makanan dan menghasilkan lebih banyak energi dari makanan daripada yang lain, yang dapat meningkatkan risiko obesitas. Tapi, seperti yang kami tulis di artikel sebelumnya, penelitian menghasilkan hasil yang beragam. Kadang-kadang orang dengan obesitas memiliki representasi yang lebih tinggi dari departemen lain, yang berhubungan dengan jenis nutrisi Barat.

Dalam diet tinggi lemak, sel-sel bakteri diperkirakan membusuk dan sejumlah besar lipopolysaccharides (sisa-sisa bakteri mati) memasuki aliran darah, menyebabkan peradangan ringan dan peningkatan risiko obesitas .

Sebuah studi dengan kembar menunjukkan bahwa microbiome yang kurang beragam dikaitkan dengan penambahan berat badan, dan sebaliknya, komposisi bakteri yang beragam mengurangi kemungkinan obesitas. Selain itu, keragaman berkorelasi positif dengan asupan serat dalam makanan.

Ada juga beberapa bakteri yang melindungi manusia dari obesitas - Akkermansia muciniphila dan Christensenella. Kami menulis tentang yang pertama di artikel sebelumnya, dan yang kedua menarik karena paling sering diwariskan dari semua genera lainnya.

Saat ini, untuk memerangi obesitas dan kegemukan, seorang pasien mungkin ditawari transplantasi mikrobiota. Pada dasarnya, prosedur ini dilakukan di klinik asing, karena di Rusia masih dilakukan dalam mode eksperimental.

Diabetes tipe 2

Diabetes tipe 2 adalah penyakit kronis di mana tubuh tidak dapat mengatasi glukosa yang masuk. Ketika glukosa memasuki aliran darah, hormon insulin membantu mentransfernya ke sel, dan menyimpan sisanya dalam bentuk glikogen. Pada diabetes mellitus tipe 2, resistensi insulin berkembang: tubuh berhenti merespons dan glukosa tidak mencapai sel, tetapi tetap dalam aliran darah.

Glukosa yang berlebihan dalam darah dapat menyebabkan kerusakan pada syaraf, ginjal, mata, tekanan darah tinggi, aterosklerosis, dan penyakit jantung dan pembuluh darah lainnya. Salah satu faktor utama dalam perkembangan diabetes tipe 2 adalah obesitas. Sel-sel lemak perut dianggap melepaskan zat-zat proinflamasi yang membuat tubuh kurang sensitif terhadap insulin.

Menurut penelitian , mikrobiota orang dengan diabetes tipe 2 memiliki tingkat kelahiran yang lebih rendah dari departemen Firmicutes. Departemen ini hanya yang utama untuk pemrosesan serat dan produksi asam butirat. Juga dalam mikrobiota orang dengan diabetes tipe 2, mikroorganisme yang lebih patogen dan oportunistik ditemukan, seperti Bacteroides caccae, Clostridium hathewayi, Clostridium ramosum, Clostridium symbiosum, Eggerthella lenta dan Escherichia coli (Escherichia coli).



Menariknya, tidak semua jenis serat mengurangi risiko diabetes tipe 2. Sebuah meta-analisis dari 9 studi besar menunjukkan bahwa risikonya 33% lebih rendah pada mereka yang menganut diet gandum. Bagi mereka yang mengkonsumsi terutama sayuran dan buah-buahan, risikonya tidak berubah.

Buah-buahan dan sayuran kebanyakan mengandung serat yang larut dalam air, sedangkan sereal tidak larut. Sulit untuk menjelaskan mengapa serat tidak larut adalah salah satu yang menurunkan risiko diabetes. Mungkin ini disebabkan oleh fakta bahwa sayuran dan buah-buahan mengandung gula jauh lebih sederhana daripada sereal.

Ada saran menarik lainnya. Beberapa penelitian telah menunjukkan hubungan positif antara diet protein dan risiko diabetes tipe 2. Para ilmuwan telah menyarankan bahwa serat yang tidak larut dapat mempengaruhi penyerapan protein dalam tubuh. Dan sepertinya begitu. Sebuah penelitian pada orang gemuk yang mengukur berbagai biomarker dalam tinja dan urin menunjukkan bahwa protein hewani kurang diserap di usus kecil ketika serat sereal ditambahkan ke dalam makanan.

Aterosklerosis

Aterosklerosis adalah suatu kondisi di mana endapan kolesterol terbentuk dalam pembuluh. Plak-plak ini mengganggu aliran darah normal ke otak dan jantung, yang dapat menyebabkan penyakit jantung koroner dan stroke.

Salah satu penyebab utama aterosklerosis adalah tingginya kadar kolesterol dan trigliserida dalam darah, yang mengarah pada diet kaya lemak jenuh. Mikrobiota dapat memengaruhi kadar zat-zat ini, sehingga meningkatkan atau menurunkan risiko pengembangan aterosklerosis.

Mekanisme, sekali lagi, tidak jelas (Anda mungkin menyadari bahwa titik penelitian terlemah adalah menemukan hubungan sebab akibat), tetapi ada beberapa saran menarik. Beberapa bakteri dapat mensintesis asam empedu, yang diserap oleh usus dan, melalui reseptor, mempengaruhi metabolisme glukosa dan lemak.

Perbandingan mikrobioma orang sehat dan orang dengan aterosklerosis menunjukkan bahwa yang pertama memiliki representasi bakteri Roseburia dan Eubacterium yang lebih tinggi (untuk informasi lebih lanjut tentang bakteri, lihat artikel sebelumnya), dan representasi Collinsella lebih rendah. Juga, menurut penelitian, bakteri Akkermansia muciniphila meningkatkan fungsi penghalang usus dan mempengaruhi perlindungan terhadap aterosklerosis.

Studi lain mencatat bahwa orang dengan aterosklerosis memiliki prevalensi bakteri patogen yang lebih tinggi seperti Escherichia coli, Klebsiella spp dan Enterobacter aerogenes. Ruminococcus gnavus, bakteri yang berhubungan dengan peradangan usus dan keragaman mikrobiota yang rendah, juga lebih tinggi di antara sekelompok orang dengan aterosklerosis. Perlu dicatat bahwa mikrobiota orang dengan aterosklerosis kurang seimbang dan beragam dibandingkan dengan kelompok yang sehat.

Penyakit radang usus

Inflammatory bowel disease (IBD) adalah peradangan kronis pada saluran pencernaan, yang meliputi penyakit Crohn dan kolitis ulserativa. Dengan penyakit-penyakit ini, sel-sel sistem kekebalan tubuh menyerang jaringan usus yang sehat, yang mengarah pada peradangan, perdarahan, dan borok. Irritable bowel syndrome bukan milik kelompok penyakit ini.

Perbedaan utama antara penyakit ini adalah kolitis ulserativa hanya berkembang di usus, sedangkan penyakit Crohn dapat terjadi pada organ organ saluran pencernaan mana pun. Penyakit radang usus dapat menyebabkan kondisi berbahaya lainnya, seperti kanker usus besar.



Bakteri usus menghasilkan metabolit yang terlibat dalam respons imun dan pembentukan lingkungan. Sebagai contoh, asam butirat dapat mengatur sel-sel kekebalan pembunuh-T dan memicu fungsi antibakteri makrofag, yang melindungi terhadap pembentukan bisul. Menurut penelitian , sampel tinja pasien dengan IBD mengandung lebih sedikit asam butirat, dan mikrobiota - lebih sedikit bakteri yang memproduksinya.

Para ilmuwan juga mencatat bahwa pada orang dengan IBD, keberadaan bakteri Roseburia hominis, Dorea formicigenerans dan Ruminococcus obeum lebih sedikit, dan secara umum mikrobiota mereka kurang beragam dibandingkan dengan populasi yang sehat. Dalam usus orang dengan IBD, ada kelebihan asam empedu yang terlibat dalam respon imun tubuh. Namun, mikrobiota yang kurang beragam tidak dapat menghasilkan cukup banyak metabolit penting lainnya. Ini mungkin salah satu alasan mengapa sel kekebalan mulai merusak jaringan tubuh yang sehat.

Untuk pengobatan kolitis ulserativa dan penyakit Crohn, bakteri probiotik dapat digunakan untuk menjaga keseimbangan mikrobiota, memperkuat fungsi pelindung lapisan mukosa dan memperlambat kematian sel-sel usus. Juga, penggunaan transplantasi mikrobiota untuk pengobatan penyakit radang usus sedang dipelajari secara aktif.

Pada artikel selanjutnya, kami akan menjelaskan secara lebih rinci cara merawat bakteri: cara memberi makan mereka, apa yang harus dilindungi dan mengapa bermain olahraga.