Jak bakterie wpływają na nasze zdrowie?

Bakterie to proste jednokomórkowe mikroorganizmy, które mogą przetrwać w różnych środowiskach, zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych. Ich struktura komórkowa różni się od struktury komórek eukariotycznych, takich jak te, które tworzą ciało człowieka. Ludzkie ciało ma dziesięciokrotnie więcej komórek mikroorganizmów niż komórek ludzkich. Dla każdego naszego genu istnieje około 350 genów bakteryjnych. Około 145 naszych genów pochodzi od bakterii, które wniknęły do ludzkiego DNA poprzez poziomy transfer genów. Ciało człowieka jest domem dla bilionów bakterii, które tworzą naszą mikroflorę, zwłaszcza w układzie pokarmowym. Mikroflora składa się z wielu różnych gatunków bakterii, które współpracują, konkurują i współistnieją w dynamicznej równowadze. Każdy z nas ma unikatową kombinację mikroflory, która jest kształtowana przez dietę, styl życia, wiek i wiele innych czynników. Zazwyczaj, kiedy do naszego ciała dostają się różne mikroorganizmy, system odpornościowy identyfikuje je jako obce i podejmuje działania mające na celu ich usunięcie. W przypadku „oswojonej” mikroflory jednak odpowiedź jest inna. Taka adaptacja wynika zarówno ze zdolności bakterii do obrony przed eliminacją, jak i z „tolerancji”, która rozwija się przez stały i wczesny kontakt z antygenem. Wierzy się, że to właśnie w pierwszych chwilach życia, zwłaszcza okresie noworodkowym, formuje się układ immunologiczny. W tym samym czasie układ pokarmowy noworodka jest kolonizowany przez bakterie – podczas porodu, a następnie od matki oraz personelu medycznego. Bakterie, które zasiedlą organizm we wczesnym okresie życia, zostają traktowane jako „własne” przez układ pokarmowy, co skutkuje brakiem reakcji ze strony układu odpornościowego.

Jedną z najważniejszych funkcji bakterii zasiedlających ciało jest pomoc w trawieniu. Bakterie w przewodzie pokarmowym przetwarzają jedzenie niezdatne do strawienia przez organizm bez uprzedniej obróbki. Rozkładają również błonnik, który jest bardzo istotnym składnikiem zdrowej diety. Oprócz wsparcia w trawieniu bakterie odgrywają ważną rolę w syntezie witamin, takich jak witamina K, B12 czy biotyna. Pomagają utrzymać zdrową mikroflorę jelitową, co jest ważne z punktu widzenia układu odpornościowego. Zrównoważony mikrobiom zapobiega zakażeniom i chorobom. Niestety bardzo często jego naturalne funkcje zostają stłumione przez nadużywanie antybiotyków, stałą ekspozycję na stres i brak aktywności fizycznej. Ekosystem ludzkiego ciała składa się zarówno z „dobrych”, jak i „złych” bakterii. „Dobre” bakterie, takie jak Lactobacillus czy Bifidobacterium longum, pomagają w trawieniu i utrzymaniu zdrowej mikroflory jelitowej, podczas gdy „złe”, jak Clostridium difficile, mogą powodować biegunki i nudności oraz choroby jelitowe i skórne, m.in. trądzik i łuszczycę. Niektóre bakterie są „dobrymi” lub „złymi” tylko w kontekście konkretnego gospodarza i jego środowiska. Bakterie, które są korzystne dla nas w jelicie, mogą być szkodliwe, jeżeli przedostaną się do krwi. Czy bakteria jest „dobra” czy „zła”, zależy od tego, gdzie się znajduje, co robi i jakie inne mikroby są obecne. Właściwości prozdrowotne bakterii probiotycznych również mogą różnić się w zależności od gospodarza i jego mikrobiomu.

W jamie ustnej i jelitach

Większość bakterii zamieszkujących naszą jamę ustną nie stanowi dla nas zagrożenia, jednak niektóre z nich mogą powodować takie schorzenia, jak: paradontoza, próchnica czy kamień nazębny. W mililitrze śliny znajduje się aż 10 mld mikroorganizmów, a bakterie stanowią część składową płytki nazębnej, tworząc warstwę o grubości od 300 do 500 mikrobów. Populacja bakterii, takich jak Streptococcus mutans i Streptococcus sanguinis obecnych w jamie ustnej, zależy od naszych nawyków żywieniowych. Przy zwiększonym spożyciu produktów zawierających sacharozę te bakterie aktywnie się rozmnażają, lokalizując się w przestrzeniach między zębami i wspomagając produkcję kwasów niszczących szkliwo. Przewód pokarmowy jest miejscem gromadzenia olbrzymiej ilości bakterii, z największym skupieniem w jelicie grubym. W jelicie cienkim ich ilość jest już mniejsza, a w żołądku – najmniejsza, ze względu na kwaśne środowisko niezbędne do procesu trawienia. Wspomnijmy tu o dwóch dominujących typach: Firmicutes i Bacteroidetes. Pierwsze z nich to głównie bakterie Gram-dodatnie, a drugie to bakterie Gram-ujemne. Najnowsze badania wykazują, że osoby z nadwagą mają w swoim układzie pokarmowym więcej bakterii z grupy Firmicutes niż osoby szczupłe. Z kolei osoby z anoreksją mają przewagę bakterii z grupy Bacteroidetes. Co ciekawe, bakterie jelitowe mogą wpływać na temperament dziecka, co może pomóc w przewidywaniu i zapobieganiu przyszłym problemom zdrowotnym.

Zrównoważona dieta jest kluczowa dla zachowania zdrowia mikroflory jelitowej. Jadłospis powinien być bogaty w duże ilości błonnika i ubogi w jedzenie przetworzone typu fast food, z dużą zawartością cukrów i i tłuszczów. Jogurty i kefiry są doskonałym źródłem probiotyków, które pomagają zachować równowagę mikroflory jelitowej. Podobne korzyści przynoszą kiszone warzywa, takie jak ogórki, kapusta czy koreańskie kimchi, które są również bogatym źródłem probiotyków. Błonnik, niezbędny dla prawidłowego funkcjonowania układu pokarmowego, można znaleźć w owocach, warzywach, orzechach, nasionach oraz produktach zbożowych pełnoziarnistych. Innym ważnym elementem diety wspierającej zdrowy mikrobiom są polifenole. Te naturalne związki roślinne działają jako prebiotyki. Źródła polifenoli to m.in. owoce, warzywa, zioła, a także kawa, herbata i czerwone wino. Warto jednak pamiętać, że nadmierne spożywanie cukru i tłuszczów może negatywnie wpływać na równowagę mikroflory jelitowej, zwiększając ryzyko wystąpienia chorób przewodu pokarmowego.

Nieoczywiste fakty o mikrobiomie

Po porodzie kontakt dziecka z pępowiną i łożyskiem wspiera prawidłową kolonizację jego układu pokarmowego. Zaburzenia w mikrobiomie łożyskowym mogą być związane z problemami okołoporodowymi. Ciekawostką jest fakt, że człowiek nie jest w stanie strawić mniej więcej 10% składników mleka matki – robią to za niego bakterie. Mikroflora mleka matki zmienia się wraz z wiekiem dziecka i zależy od sposobu porodu. Wzrost poziomu lipopolisacharydów bakteryjnych może prowadzić do insulinooporności i nasilenia stanu zapalnego. Mikrobiom gardła osoby zdrowej różni się od mikrobiomu osoby chorej na schizofrenię, co może mieć potencjalne zastosowanie w diagnozowaniu tej choroby. Mikrobiom na dłoniach jest unikalny dla każdej osoby, podobnie jak odcisk palca. Zmienia się on w ciągu dnia w zależności od tego, co robimy, ale po 24 godzinach wraca do swego pierwotnego stanu. Nasz mikrobiom jest pod wpływem wszystkich leków, które bierzemy, nie tylko antybiotyków. 24 klasy leków, w tym antydepresanty, antyhistaminiki i leki przeciwzakrzepowe, wpływają na skład mikroflory jelitowej. Te zmiany mogą z kolei warunkować skuteczność leczenia i ryzyko działań niepożądanych. Mikrobiom oddziałuje na wagę. Niektóre szczepy bakterii mogą „wyciągać” więcej kilokalorii z pożywienia, podczas gdy inne mogą pomagać w utrzymaniu szczupłej sylwetki. Mikrobiom może również wpływać na nasze zachowania żywieniowe poprzez produkcję substancji, które oddziałują na apetyt i uczucie sytości. Dodatkowo mikrobiom jest zróżnicowany nie tylko w zależności od osoby, ale również części ciała. Mikrobiom naszych jelit jest też różny od mikrobiomu naszej skóry, ust, nosa czy płuc. Każde z tych środowisk ma specyficzne warunki sprzyjające wzrostowi określonych wariantów  mikroorganizmów.

Mikrobiom nie jest tylko „w nas”, ale również „na nas”. Na skórze człowieka znajduje się wiele różnych mikroorganizmów, w tym: bakterie, wirusy, grzyby i roztocza. Te mikroby pomagają utrzymać skórę zdrową poprzez konkurencję z potencjalnie szkodliwymi mikroorganizmami. Badania na zwierzętach pokazały, że mikrobiom jelitowy może wpływać na działanie mózgu, np. poprzez produkcję neuroprzekaźników, takich jak serotonina i dopamina. Istnieje również wiele badań sugerujących, że mikrobiom może wpływać na ryzyko rozwoju zaburzeń psychicznych, takich jak depresja i zaburzenia lękowe. Mikrobiom może ewoluować wraz z nami. Niektóre badania sugerują, że mikroorganizmy, które obecnie zamieszkują nasze ciała, mogą pochodzić od naszych przodków i ewoluować wraz z nami przez miliony lat. Te „starożytne” mikroby mogą być bardziej dostosowane do naszych ciał niż nowsze, co może mieć wpływ na zdrowie. Poza tym wykazano, że ludzie z różnych części świata mają różne wzorce mikrobiomu, co może wpływać na ich predyspozycje do chorób.