V dvoch článkoch, ktoré vyšli v najnovšom čísle časopisu Nature, to oznámil tím Jeffreyho Gordona z Washingtonovej univerzity v St. Louis (USA).
Obezitou k bankrotu?
Obezita za posledné štvrťstoročie nadobudla v ekonomicky rozvinutých krajinách, a už aj v niektorých častiach rozvojového sveta, rozmery pandémie. Jej zdravotné komplikácie, od srdcovocievnych ochorení až po viaceré typy rakoviny, sa čoraz viac podieľajú na úmrtnosti. Znižuje kvalitu života. Vážne postihuje ekonomiku. Jednak zvyšovaním práceneschopnosti, jednak spotrebovávaním čoraz väčšej časti zdravotníckych rozpočtov. Naveed Sattar z Glasgowskej univerzity (Veľká Británia) s kolegami minulý týždeň v časopise British Medical Journal na príklade svojej krajiny dokonca varoval, že obezita napokon môže priviesť verejné zdravotníctvo k bankrotu.
Črevná mikroflóra
Hlavnou príčinou obezity je nesúlad medzi príjmom kalórií a ich výdajom. Počas dňa máme čoraz viac príležitostí dostať sa k pomerne lacnej vysokoenergetickej strave, no nekompenzujeme to fyzickou aktivitou. Buď to objektívne vyplýva zo zmeny charakteru zamestnania väčšiny ľudí, alebo z obyčajnej pohodlnosti. Látková výmena v rámci organizmu je však veľmi zložitá a má aj genetickú zložku. Pri väčšine ľudí vrátane obéznych neprevyšuje rozdiel medzi kalorickým príjmom a výdajom jedno percento, no aj tým počas rokov vznikajú veľké zásoby tuku.
Apely na zmenu stravy a cvičenie zatiaľ dostatočne nezaberajú, preto sa hľadá biomedicínske riešenie. Vedci skúmajú najmä to, ako hormóny ovládajú látkovú výmenu. Chcú nájsť nové lieky, ktoré by ľuďom pomohli vyrovnať jej bilanciu. Obrovskú úlohu v látkovej výmene zohráva takzvaná črevná mikroflóra, zväčša baktérie. V útrobách ich máme bilióny a bilióny (niekoľko kilogramov). Gordonovi s kolegami napadlo preveriť, či sa touto mikroflórou nelíšia obézne a štíhle myši a ľudia. Teda či na reguláciu telesnej hmotnosti nevplývajú aj odlišné typy črevnej mikroflóry.
Baktérie obezity a štíhlosti
Zvolili metódu genetickej analýzy mikroflóry, ktorá umožňuje vcelku ľahko určiť pomerné zastúpenia jej zložiek. Zamerali sa jednak na obéznych a chudých ľudí, jednak na obézne a chudé myši, s ktorými možno experimentovať. Dvomi dominantnými zložkami črevnej mikroflóry myší aj ľudí sú baktérie z veľkých skupín Firmicutes a Bacteroidetes (pozri rámček).
Gordonov tím najprv skúmal dvanásť obéznych ľudí, ktorým nasadili diéty jednak s obmedzením tuku, jednak s obmedzením uhľovodíkov. Rok potom geneticky monitorovali zloženie ich črevnej mikroflóry. Zistili, že spočiatku mali v porovnaní so štíhlymi ľuďmi vyšší podiel Firmicutes, no ten postupne klesal. Po ročnej diéte sa obézni ľudia týmto poklesom a súčasným zvýšením podielu Bacteroidetes priblížili štíhlym.
Tieto výsledky vedci overili na obéznych a štíhlych myšiach. Obézne myši naozaj mali vyšší podiel črevných Firmicutes ako štíhle. Ešte zaujímavejšie bolo odhalenie, že črevná mikroflóra obéznych myší disponovala hojnejšími génmi, ktoré štiepia normálne nestráviteľné polysacharidy. Špecifické baktérie tak obéznym myším hostiteľkám pomáhali vyťažiť zo stravy viac energie.
Transplantácia mikroflóry
Všetko naznačovalo, že obezita mení zloženie črevnej mikroflóry. No nedokazovalo, že rôzne pomery spomenutých veľkých skupín baktérií môžu byť príčinou rozdielnej telesnej hmotnosti. Gordon s kolegami preto preniesli mikroflóru obéznych myší s nedostatkom hormónu leptínu na štíhle myši, ktoré nemali vlastné črevné mikróby. (Nedostatok leptínu vyvoláva neobmedzený kalorický príjem a nízky kalorický výdaj, čo vedie k rýchlemu tučneniu; obsah leptínu potom rastie s množstvom tuku v tele.)
Ukázalo sa, že počas nasledujúcich dvoch týždňov tieto myši vyťažovali zo stravy viac kalórií a priberali viac ako podobné myši, ktoré však dostali črevnú mikroflóru od štíhlych myší. Rozdielna efektívnosť spracúvania stravy, ktorá v konečnom dôsledku vedie k rozdielnej telesnej hmotnosti, skutočne môže vyplývať z odlišností zloženia črevnej mikroflóry.
Potenciálna revolúcia
V komentári Nature Matej Bajzer a Randy Seeley zo Cincinnatskej univerzity (USA) upozorňujú, že v celej veci je stále ešte veľa nejasného a treba doplniť podrobnosti. No výsledky Gordonovho tímu považujú za "potenciálne revolučné". A súhlasia s ním, že treba uvážiť, ako by sme mohli manipulovať s našou mikroflórou pri liečbe či prevencii obezity. V tomto výskume by sa mali spojiť mikrobiológovia s odborníkmi na výživu, fyziológmi aj neurovedcami (hladinu hormónov, ktoré vplývajú na telesnú hmotnosť, v krvi, totiž na báze biochemických signálov reguluje mozog). Hrozba pandémie obezity odôvodňuje vysoké nasadenie i investície.
Kredity ilustrácií - Southampton General Hospital/SPL; Laura Kyro, Zhen He, Largus Angenent & Jeffrey Gordon.
Kľúčoví hráči v našich útrobách
Firmicutes a Bacteroidetes sú oddelenia alebo kmene baktérií. Prevažná väčšina nie je choroboplodná, nebezpečné sú iba niektoré. V rámci ľudskej črevnej mikroflóry dokopy predstavujú vyše 90 percent. (Jemnejšie pomerné zloženie črevnej mikroflóry na úrovni konkrétnych druhov baktérií je však silne individuálne, až zo 70 percent.) Firmicutes je vlastne najväčší bakteriálny kmeň. Tvorí ho vyše 250 rodov s najmenej jedným druhom - vrátane známych rodov Lactobacillus, Mycoplasma, Bacillus a Clostridium. Majú veľmi rozdielnu fyziológiu. Bacteroidetes tvorí asi 20 rodov. V ľudskej črevnej mikroflóre je najhojnejšie zastúpený rod Bacteroides a z druhov patrí medzi najhojnejšie Bacteroides thetaiotaomicron. V normálnych podmienkach sú neškodné, po zranení či pri chirurgickom zákroku však môžu preniknúť na netypické miesta a spôsobiť komplikácie. Obrázok vpravo ukazuje, že rozdiel medzi typmi postáv môže spočívať aj v tom, aké baktérie konkrétne nosíme v útrobách. (urb)
Baktérie sa zoskupujú na vnútornom povrchu čriev a významne sa podieľajú na spracovaní stravy.
