Existuje recept na vyvážený střevní mikrobiom?

Střevní mikrobiom představuje složitý a dynamický ekosystém, jehož fungování souvisí s trávením a metabolismem některých živin, střevní bariérou i imunitními mechanismy. Přestože o něm dnes víme podstatně více než před několika desetiletími, řadu jeho souvislostí stále objevujeme. Neexistuje proto jednoduchý recept ani jedno univerzální složení mikrobiomu, které bychom mohli označit za ideální.

Mikrosvět uvnitř našich střev

Střevo je domovem obrovského množství bakterií, virů, hub a dalších mikroskopických organismů. Pojem střevní mikrobiom zahrnuje celé toto mikrobiální společenství, jeho genetickou informaci i prostředí, ve kterém žije. Jednotlivé mikroorganismy spolu vzájemně komunikují, využívají látky z potravy a vytvářejí další sloučeniny. Dění ve střevě nelze oddělit od procesů probíhajících v dalších částech těla. Souvisí například s trávením a metabolismem některých živin, střevní bariérou nebo imunitními mechanismy.

Milníky výzkumu střevního mikrobiomu

Mikroorganismy provázejí člověka po celou dobu jeho existence, možnost nahlédnout do jejich světa jsme však získali až s rozvojem vědy.

• První bakterie pozoroval pod mikroskopem už v století nizozemský badatel Antoni van Leeuwenhoek.
• Další výzkum byl dlouho závislý především na laboratorních metodách, které umožňovaly studovat jen část mikroorganismů schopných růst v uměle vytvořených podmínkách. Velká část střevního mikrobiálního společenství tak našemu poznání unikala.
• Nové možnosti přinesl rozvoj metod založených na analýze a sekvenování DNA. Díky nim bylo možné zkoumat mikrobiální společenství i bez nutnosti nejprve jednotlivé mikroorganismy vypěstovat v laboratoři. Postupně se tak ukázalo, že střevní prostředí je podstatně rozmanitější, než naznačovaly samotné kultivační metody.
• Významným milníkem se stal také americký Human Microbiome Project, zahájený v roce 2007. Jeho cílem bylo podrobněji zmapovat mikrobiální společenstva v různých částech lidského těla a lépe porozumět jejich vztahu k člověku.

Jedinečnost a proměnlivost mikrobiomu

Každý člověk má do určité míry unikátní mikrobiální společenství, které se začíná utvářet už po narození a během života se dále vyvíjí. Jeho složení ovlivňuje věk, strava, prostředí, životní styl, užívání některých léků i další faktory. Rozdíly proto nacházíme také mezi zdravými lidmi. Mikroorganismy navíc nejsou v trávicím traktu rozmístěné rovnoměrně. V jeho jednotlivých částech panují rozdílné podmínky, například z hlediska kyselosti, množství kyslíku nebo dostupnosti živin. Nejhustěji osídlenou částí je tlusté střevo.

Při popisu mikroorganismů přítomných v lidském těle se setkáváme se dvěma podobnými výrazy. Mikrobiota označuje společenství mikroorganismů, které obývají určité prostředí, například naše střevo. Mikrobiom zahrnuje nejen mikroorganismy, ale i jejich genetickou informaci, prostředí, ve kterém žijí, a jejich vzájemné vztahy. Jde tedy o širší pojem.

Vyvážený mikrobiom nelze popsat jedním ideálním seznamem mikroorganismů nebo přesně stanoveným poměrem různých bakterií. Podstatné je fungování celého střevního ekosystému a jeho vztah k hostiteli. Zdravotní stav člověka proto nelze spolehlivě posuzovat pouze podle zastoupení několika vybraných bakterií ve střevě.

Střeva a jejich vazby na lidský organismus

Vztah mezi střevními mikroorganismy a jejich hostitelem má mnoho podob. Odehrává se přímo na střevní sliznici, při zpracování složek potravy i prostřednictvím látek, které mikroorganismy svou činností vytvářejí. Tyto děje se následně propojují s imunitními mechanismy, metabolismem i komunikací mezi střevem a mozkem.

✓ Propojení s metabolismem

Trávení je první funkce, kterou si se střevem pravděpodobně spojíme. Většinu živin z potravy rozkládají naše vlastní trávicí enzymy a vstřebáváme je převážně v tenkém střevě. Část potravy však pokračuje dál a jejího zpracování se ujímají střevní mikroorganismy. Týká se to například některých druhů vlákniny a dalších sacharidů, které lidské enzymy nedokážou rozložit. Mikroorganismy je fermentují a vznikají při tom mastné kyseliny s krátkým řetězcem (SCFA), především acetát, propionát a butyrát. Ty už dokáže využít náš organismus. Butyrát je například významným zdrojem energie pro buňky tlustého střeva. Některé střevní mikroorganismy se podílejí také na metabolismu a tvorbě některých vitaminů. Část bakterií dokáže vytvářet například vitamin K nebo některé vitaminy skupiny B.

✓ Imunita a střevní prostředí

Často se říká, že imunita sídlí ve střevech. Doslova to neplatí, protože imunitní systém působí v celém organismu. Ve střevě se však nachází mimořádně velké množství imunitních buněk a také specializované lymfatické tkáně. Důvod souvisí s tím, čemu je střevo každý den vystaveno – spolu s potravou do něj přicházejí látky z vnějšího prostředí. Imunitní systém proto musí průběžně rozlišovat mezi tím, co je běžnou součástí střevního prostředí, a tím, co může představovat riziko.

Svou úlohu mají také mikroorganismy, které střevo běžně obývají. Společně vytvářejí prostředí, ve kterém mají některé nežádoucí mikroorganismy ztížené podmínky pro uchycení a množení. Jedním z důvodů je přirozená konkurence mezi mikroorganismy o živiny a prostor. Některé navíc vytvářejí látky, které mohou růst jiných mikroorganismů omezovat.

✓ Komunikační osa mezi střevem a mozkem

Souvislost mezi psychikou a trávením můžeme dobře znát i z běžného života. Stres nebo silné emoce se mohou projevit změnou chuti k jídlu, pocitem sevřeného žaludku nebo změnami trávení. Pro toto propojení se používá označení osa střevo–mozek. Komunikace probíhá oběma směry a zapojuje se do ní nervový, hormonální i imunitní systém společně se střevními mikroorganismy. Důležitou spojnicí je bloudivý nerv, který vychází z mozkového kmene a pokračuje přes krk a hrudník až do břišní dutiny, kde se větví k vnitřním orgánům včetně částí trávicího traktu. Svůj název získal právě podle této dlouhé a rozvětvené cesty organismem.

Do komunikace mezi střevem a mozkem se zapojují také neurotransmitery. Můžeme si je představit jako chemické posly, pomocí kterých si nervové buňky předávají informace. Patří k nim například serotonin, dopamin nebo GABA (kyselina gama-aminomáselná).

Dění ve střevě může souviset s jejich tvorbou a přeměnou několika způsoby. Dobře to ukazuje serotonin. Tělo k jeho tvorbě potřebuje tryptofan, aminokyselinu získávanou z potravy. Část tryptofanu však využívají také střevní mikroorganismy a ovlivňují tím, jakými cestami se tato látka dále zpracovává. Neznamená to tedy, že bakterie jednoduše vyrobí serotonin, který následně putuje ze střeva do mozku. Propojení je podstatně složitější a podílí se na něm více mechanismů.

Složení a fungování střevního mikrobiomu

Představa vyváženého mikrobiomu může svádět k tomu, že existuje ideální poměr jednotlivých mikroorganismů, ke kterému bychom se měli snažit přiblížit. Tak jednoduché to však není. Složení mikrobioty se mezi lidmi přirozeně liší a mění se také v průběhu života.

Narušení složení nebo fungování mikrobiálního společenství a jeho vztahů s hostitelem označujeme jako dysbiózu. Výzkum tyto změny sleduje v souvislosti s různými zdravotními stavy. Samotná souvislost mezi změnami mikrobioty a určitým zdravotním stavem však ještě neznamená, že jsou tyto změny jeho příčinou.

Co složení mikrobiomu ovlivňuje

• Strava – různé zdroje vlákniny vytvářejí podmínky pro různé skupiny střevních mikroorganismů. Proto má význam pestrost jídelníčku a zastoupení zeleniny, ovoce, luštěnin, celozrnných obilovin, ořechů a semen.
• Pohyb, spánek a stres – se složením střevního mikrobiomu souvisí také množství pohybu, kvalita spánku nebo dlouhodobé působení stresu.
• Věk a prostředí – složení mikrobiomu se během života přirozeně proměňuje. Podílí se na tom řada okolností spojených s jednotlivými životními obdobími i podmínkami, ve kterých žijeme.
• Léky – výrazným příkladem jsou antibiotika, která vedle bakterií způsobujících infekci mohou zasáhnout také další bakterie běžně přítomné ve střevě. Rozsah změn se liší podle konkrétního antibiotika, délky léčby i výchozího složení mikrobioty. Po ukončení léčby se její složení může postupně obnovovat, rychlost a míra návratu k původnímu stavu se však mezi jednotlivci liší.

Probiotika a prebiotika

K tématu střevního mikrobiomu patří také probiotika a prebiotika – pojmy, které se snadno zamění, přitom označují dvě rozdílné věci.

• Probiotika jsou živé mikroorganismy, které při podávání v odpovídajícím množství přinášejí hostiteli zdravotní přínos. Mezi mikroorganismy využívané jako probiotika patří například některé konkrétní kmeny laktobacilů a bifidobakterií. Jednotlivé probiotické kmeny se svými vlastnostmi a účinky liší, proto nelze poznatky o jednom kmeni automaticky vztahovat na jiné.

U přípravků s živými mikroorganismy se můžeme setkat také se zkratkou CFU (colony forming units), česky jednotky tvořící kolonie. Tento údaj vyjadřuje množství životaschopných mikroorganismů a na obalech se zpravidla uvádí v milionech nebo miliardách. Samotný počet CFU však není jediným údajem, podle kterého lze přípravky porovnávat. Důležité je také jejich konkrétní složení.

• Prebiotika jsou látky, které jsou selektivně využívány mikroorganismy hostitele a jejich prostřednictvím přinášejí zdravotní přínos. Mezi nejlépe prostudovaná prebiotika patří některé druhy vlákniny, například inulin a některé oligosacharidy. Ne každá vláknina je však automaticky prebiotikem.

S živými mikroorganismy se nemusíme setkat pouze v doplňcích stravy. Obsahují je také některé fermentované potraviny, například jogurt s živými kulturami, kefír, kimchi nebo kysané zelí. Fermentovaná potravina však automaticky neznamená probiotickou. Některé výrobky procházejí tepelným zpracováním nebo pasterizací, při kterých živé mikroorganismy nepřežijí. Ani samotná přítomnost živých mikroorganismů však ještě nestačí k tomu, abychom je označili za probiotika – u konkrétních mikroorganismů musí být doložen zdravotní přínos.

Některé známé bakterie střevního mikrobiomu

✓ Bacteroides

Patří mezi běžně zastoupené bakterie tlustého střeva. Podílejí se na zpracování složek potravy, které naše vlastní enzymy nedokážou rozložit.

✓ Bifidobacterium

Bakterie přirozeně přítomné v lidském trávicím traktu. Některé jejich druhy a kmeny se využívají také jako probiotické kultury.

✓ Lactobacillus

Vyskytují se v různých částech lidského těla včetně trávicího traktu. Také mezi laktobacily najdeme druhy a kmeny využívané jako probiotické kultury.

✓ Faecalibacterium

Rod bakterií, jehož zástupci se podílejí na fermentaci některých složek potravy a tvorbě butyrátu, jedné z mastných kyselin s krátkým řetězcem.

✓ Akkermansia

Rod bakterií přirozeně se vyskytujících ve střevním prostředí. Jeho zástupci dokážou využívat mucin, který je součástí hlenové vrstvy pokrývající střevní sliznici.

Kam směřuje výzkum

S každým dalším poznatkem se ukazuje, jak složité jsou vztahy mezi střevními mikroorganismy a lidským organismem. Ještě před několika desetiletími se výzkum soustředil především na složení tohoto mikrobiálního společenství. Dnes se stále více zkoumá jeho činnost, látky, které vytváří, a souvislosti s dalšími procesy v těle. Pozornost se proto obrací například k mikrobiálním metabolitům, střevní bariéře, imunitním mechanismům nebo komunikaci na ose mikrobiota–střevo–mozek. Velkým tématem je také hledání spolehlivých ukazatelů, podle kterých by bylo možné lépe popsat fungování střevního mikrobiomu.

O autorovi

MVDr. Jiří Pantůček

Zakladatel značky Green idea, CEO a garant produktového vývoje
Znalec bylin, který spojuje tradici s vědou. Stojí za vizí Green idea a přetváří odborné poznatky a suroviny v konkrétní receptury. Sleduje nové výzkumy, hledá souvislosti, testuje funkční kombinace. Každá novinka začíná u něho.

Spojme se na sítích:

Zdroje

1. Hill C., Guarner F., Reid G. et al. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology. 2014; 11: 506–514. DOI: 10.1038/nrgastro.2014.66.
2. Fishbein S. R. S., Mahmud B., Dantas G. Antibiotic perturbations to the gut microbiome. Nature Reviews Microbiology. 2023; 21: 772–788. DOI: 10.1038/s41579-023-00933-y.
3. Akademie věd České republiky. Střevní mikrobiom miluje vlákninu. Potvrzují to i tasemnice.
4. National Human Genome Research Institute. NIH Human Microbiome Project defines normal bacterial makeup of the body. 2012.
5. National Human Genome Research Institute. NIH launches Human Microbiome Project. 2007.
6. Human Microbiome Project Consortium. Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature. 2012; 486: 207–214. DOI: 10.1038/nature11234.
7. Marco M. L., Cunningham M., Bischoff S. C. et al. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of gut health. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology. 2026; 23: 432–448. DOI: 10.1038/s41575-026-01176-x.
8. Gibson G. R., Hutkins R., Sanders M. E. et al. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of prebiotics. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology. 2017; 14: 491–502. DOI: 10.1038/nrgastro.2017.75.
9. Kim C. H. Complex regulatory effects of gut microbial short-chain fatty acids on immune tolerance and autoimmunity. Cellular & Molecular Immunology. 2023; 20: 341–350. DOI: 10.1038/s41423-023-00987-1.
10. Harvard T. H. Chan School of Public Health, The Nutrition Source. Probiotics for Gut Health.
11. Sidebottom A. M. A Brief History of Microbial Study and Techniques for Exploring the Gastrointestinal Microbiome. Clinics in Colon and Rectal Surgery. 2023; 36: 98–104. DOI: 10.1055/s-0042-1760678.
12. Bik E. M., Ugalde J. A., Cousins J. et al. Microbial biotransformations in the human distal gut. British Journal of Pharmacology. 2018; 175: 4404–4414. DOI: 10.1111/bph.14085.
13. Hygiena – odborný článek (PDF).
14. Signal Transduction and Targeted Therapy – odborný článek.