Mikrobiom jelitowy a ryzyko cukrzycy typu 1

Mikrobiom jelitowy to ogół drobnoustrojów żyjących w Twoim przewodzie pokarmowym wraz z ich materiałem genetycznym; samą społeczność drobnoustrojów nazywa się mikrobiotą. Obejmuje bakterie, wirusy, grzyby i archeony (organizmy proste, jednokomórkowe, bardzo odporne). Największe zagęszczenie mikrobiomu występuje w jelicie grubym. W okrężnicy masz mniej więcej dziesiątki bilionów bakterii, należących do setek różnych gatunków. Twoja mikrobiota jest niepowtarzalna jak odcisk palca i kształtuje się od urodzenia pod wpływem sposobu porodu, karmienia piersią, diety, środowiska i kontaktu z lekami [1].

Drobnoustroje te nie są tylko pasażerami na gapę. Pomagają trawić błonnik pokarmowy, wytwarzają witaminy (witaminę K i część witamin z grupy B), trenują układ odpornościowy i utrzymują szczelność bariery jelitowej. Gdy skład mikrobioty jest zrównoważony, mówimy o eubiozie — stanie wiążącym się ze zdrowiem metabolicznym i odpornościowym. Gdy równowaga ta się załamuje, przez utratę różnorodności albo wzrost bakterii prozapalnych, pojawia się dysbioza. Wiąże się ją z wieloma chorobami przewlekłymi, w tym autoimmunologicznymi, a wśród nich z cukrzycą typu 1 [1].

Tak, osoby z cukrzycą typu 1 mają zwykle mikrobiom o mniejszej różnorodności i zmienionym stosunku między głównymi grupami bakterii, zwłaszcza między Firmicutes a Bacteroidetes. Mniej jest bakterii wytwarzających maślan, jak Faecalibacterium prausnitzii i Roseburia, a więcej bakterii o profilu prozapalnym, jak część gatunków Bacteroides. Zmiany te ograniczają wytwarzanie metabolitów ochronnych i mogą sprzyjać przewlekłemu zapaleniu o małym nasileniu [2].

Ważne jest to, że zmiany te nie pojawiają się dopiero po klinicznym początku cukrzycy typu 1. U dzieci z ryzykiem genetycznym obserwowano czasem zmiany mikrobioty jeszcze przed pojawieniem się swoistych autoprzeciwciał, a więc przed początkiem klinicznym. Sugeruje to, że dysbioza nie jest jedynie następstwem choroby, lecz może współtworzyć proces autoimmunologiczny niszczący komórki beta trzustki. Kierunek przyczyny i skutku wciąż się bada, ale profil mikrobiologiczny dziecka z grupy ryzyka może dawać przydatne wskazówki co do dalszego przebiegu choroby [2].

Sposób porodu wpływa na pierwsze zasiedlenie jelita drobnoustrojami. Przy porodzie drogami natury dziecko styka się z mikrobiotą pochwową i jelitową matki i zostaje zasiedlone głównie gatunkami takimi jak Lactobacillus i Bifidobacterium. Bakterie te pomagają układowi odpornościowemu dojrzewać, a zdrowej barierze jelitowej się rozwinąć. Przy cięciu cesarskim pierwsze drobnoustroje zasiedlające noworodka pochodzą bardziej ze skóry, ze środowiska szpitalnego i z flory skórnej personelu medycznego. Zmienia to istotnie początkowy skład mikrobioty [3].

Takie odmienne zasiedlenie zwykle opóźnia rozwój „dojrzałej” mikrobioty i epidemiologicznie wiązano je z nieco większym ryzykiem chorób o podłożu immunologicznym. Nie uniemożliwia to jednak mikrobiocie dojrzewania — tylko je opóźnia. Aby wyrównać tę różnicę, rozważano zabieg znany jako „vaginal seeding”. Oznacza on kontrolowane przeniesienie mikrobioty pochwowej matki na skórę i błony śluzowe noworodka. Praktyki tej obecnie się nie zaleca z powodu ryzyka zakażenia i braku mocnych dowodów korzyści. Wyłączne karmienie piersią pozostaje najskuteczniejszym sposobem wspierania rozwoju zdrowej mikrobioty, niezależnie od sposobu porodu [3].

Probiotyki to żywe drobnoustroje, które podane w odpowiednich ilościach mogą przynieść gospodarzowi korzyść. Mogłyby chronić przed cukrzycą typu 1 kilkoma mechanizmami:

• modulowaniem odpowiedzi immunologicznej;
• wzmacnianiem bariery jelitowej;
• konkurowaniem z bakteriami chorobotwórczymi;
• zwiększaniem wytwarzania krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych.

Wczesne podawanie probiotyków, w pierwszych miesiącach życia, może wiązać się z mniejszym ryzykiem autoimmunizacji wysp u dzieci z predyspozycją genetyczną. Efekt może zależeć od momentu podania i od zastosowanych szczepów bakterii [4].

Obecnie nie ma mocnego zalecenia klinicznego, by stosować probiotyki jako sposób zapobiegania cukrzycy typu 1. Różnice między szczepami są duże, a jeden produkt handlowy nie jest równoważny drugiemu, nawet jeśli etykiety wyglądają podobnie. Probiotyki mogą być przydatne w pewnych sytuacjach ze strony przewodu pokarmowego, ale nie należy ich traktować jako leczenia zapobiegającego cukrzycy. Jeśli myślisz o ich zastosowaniu u siebie albo u dziecka, omów z lekarzem szczep, dawkę i czas stosowania. Ten sygnał pochodzi z badań obserwacyjnych, które pokazują związki na poziomie grup, a nie udowodnioną korzyść dla pojedynczego dziecka, więc nie stosuj ich w celu zapobiegania cukrzycy typu 1 [4].

Ściana jelita działa jak filtr selektywny. Komórki nabłonka są ze sobą ściśle złączone i pozwalają wchłaniać składniki odżywcze. Blokują przenikanie do krążenia dużych cząsteczek, fragmentów bakterii i antygenów pokarmowych — czyli fragmentów białek z jedzenia, które po dotarciu do krwi mogą wywołać reakcje alergiczne. Gdy połączenia te się rozluźniają, mówimy o zwiększonej przepuszczalności jelita albo o „nieszczelnym jelicie”. Osoby z cukrzycą typu 1 mają nieco luźniejsze połączenia między komórkami jelita [5].

Jeśli bariera jelitowa staje się nieco bardziej przepuszczalna, część antygenów bakteryjnych i pokarmowych dociera do układu odpornościowego w ścianie jelita. Znajduje się tam duża część komórek odpornościowych organizmu. U osoby z predyspozycją genetyczną powtarzany kontakt może nadwątlić tolerancję immunologiczną i w pewnych warunkach przyczynić się do pojawienia się autoimmunizacji wobec komórek beta. Sama zwiększona przepuszczalność jelita nie wystarczy, by uruchomić autoimmunizację i cukrzycę typu 1. Może być jednak ważnym elementem układanki obejmującej genetykę, mikrobiotę i czynniki środowiskowe. Utrzymywanie zdrowej wyściółki jelita zrównoważoną dietą, błonnikiem i unikaniem zbędnych antybiotyków to postępowanie o wielu korzyściach, jak pokazuje rysunek poniżej [5].

Antybiotyki ratują życie, ale nie działają wybiórczo. Gdy leczysz zakażenie, antybiotyk niszczy też pożyteczne bakterie jelitowe. U małych dzieci mikrobiota dojrzewa i trenuje układ odpornościowy, zwłaszcza w pierwszych 2–3 latach życia. W tym oknie każda kuracja antybiotykiem może zmniejszyć różnorodność, przejściowo wymieść całe gatunki i sprzyjać wzrostowi bakterii niepożądanych. Mikrobiota po zakończeniu antybiotykoterapii częściowo się odbudowuje, ale pełne odtworzenie nie jest pewne, zwłaszcza przy powtarzanych kuracjach albo antybiotykach o szerokim spektrum [6].

Badania epidemiologiczne zaobserwowały związek między częstym stosowaniem antybiotyków we wczesnym dzieciństwie a większym ryzykiem chorób o podłożu immunologicznym, w tym cukrzycy typu 1. Związek nie musi oznaczać przyczynowości, ale mechanizm biologiczny jest prawdopodobny. Antybiotyki o szerokim spektrum, jak cefalosporyny nowszych generacji, wpływają na mikrobiotę silniej niż penicyliny o wąskim spektrum. Praktyczny wniosek nie brzmi: unikać antybiotyków, gdy są potrzebne. Stosuj je rozważnie, wyłącznie na zalecenie lekarza, przy potwierdzonych albo bardzo prawdopodobnych zakażeniach bakteryjnych, a nie przy zwykłych wirusowych infekcjach oddechowych [6].

Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, w skrócie SCFA, powstają, gdy bakterie okrężnicy fermentują błonnik pokarmowy, którego nie potrafisz strawić. Najważniejsze z nich to:

• maślan — główne źródło energii dla komórek wyściełających okrężnicę, pomagające utrzymać ścisłe połączenia między komórkami jelita i działające przeciwzapalnie;
• propionian — dociera do wątroby i wpływa na metabolizm glukozy i lipidów;
• octan — krąży po całym organizmie i uczestniczy w regulowaniu apetytu oraz metabolizmu energetycznego [7].

W kontekście cukrzycy typu 1 SCFA są interesujące, bo modulują układ odpornościowy. Maślan pobudza różnicowanie limfocytów T regulatorowych, które trzymają w ryzach odpowiedzi autoimmunologiczne i podtrzymują tolerancję wobec własnych tkanek. Jednocześnie SCFA wzmacniają barierę jelitową i zmniejszają miejscowe zapalenie. Ogranicza to Twój kontakt z drażniącymi fragmentami wydostającymi się z jelita do krwi. Osoby z cukrzycą typu 1 mają zwykle mniej bakterii wytwarzających maślan i niższe stężenia SCFA. Nie ma jeszcze zwalidowanego leczenia opartego na SCFA, ale rozsądny wydaje się wybór zdrowej i urozmaiconej diety pobudzającej ich naturalne wytwarzanie [7].

Tak, dieta jest jednym z czynników o najszybszym i najsilniejszym wpływie na mikrobiotę. Błonnik pokarmowy dzieli się na fermentowalny i niefermentowalny. Błonnik fermentowalny znajdziesz w owsie, nasionach roślin strączkowych, owocach, warzywach i części produktów pełnoziarnistych. Jest ulubionym pokarmem pożytecznych bakterii i podstawowym źródłem do wytwarzania krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych. Błonnik niefermentowalny, jak ten w otrębach pszennych, zwiększa głównie objętość stolca i usprawnia pasaż jelitowy. Urozmaicona dieta, bogata w szeroką gamę roślin, wspiera mikrobiotę o wielu gatunkach, a ta różnorodność jest uznanym wskaźnikiem zdrowia jelit [8].

Współczesna dieta, zdominowana przez produkty przetworzone, cukry rafinowane i tłuszcze niskiej jakości, jest zwykle uboga w błonnik. Ten niedobór nazywa się „fiber gap”. Wiąże się on ze zmniejszeniem liczby pożytecznych bakterii, zapaleniem o małym nasileniu i większym ryzykiem chorób metabolicznych i autoimmunologicznych. Nie ma cudownej diety zapobiegającej cukrzycy typu 1. Wytyczne międzynarodowe, w tym dotyczące cukrzycy, popierają jednak dietę o dużej różnorodności roślinnej, z produktami pełnoziarnistymi, nasionami strączkowych, owocami, warzywami, orzechami i nasionami. Możesz zwiększać podaż błonnika stopniowo, aby mikrobiota zdążyła się przystosować i aby uniknąć dolegliwości trawiennych [8].

Przeszczep mikrobioty kałowej, w skrócie FMT, oznacza przeniesienie przetworzonego kału od zdrowego, rygorystycznie dobranego dawcy do jelita pacjenta. Zabieg wykonuje się kolonoskopem, zgłębnikiem nosowo-dwunastniczym albo w kapsułkach doustnych. Obecnie FMT ma tylko jedno jednoznacznie potwierdzone wskazanie — nawracające albo ciężkie zakażenie Clostridioides difficile, gdzie wyniki są bardzo dobre. W innych chorobach, w tym w cukrzycy typu 1, FMT uznaje się za ściśle eksperymentalny, bez wyraźnych dowodów korzyści [9].

Przeprowadzono kilka wstępnych badań u osób ze świeżo rozpoznaną cukrzycą typu 1. Sprawdzano, czy FMT od tej samej osoby albo od kogoś innego mógłby spowolnić niszczenie komórek beta i wydłużyć okres remisji częściowej. Wyniki są niejednoznaczne i nie pozwalają na żadne zalecenie kliniczne. Ograniczenia dotyczą:

• zmienności źródła dawcy;
• ryzyka przeniesienia czynników zakaźnych;
• braku standaryzacji;
• nieznanych wciąż skutków odległych.

FMT nie jest zalecany do zapobiegania cukrzycy typu 1 ani do jej leczenia [9].