08 tra Utjecaj crijevne mikrobiote na pretilost i zdravlje crijeva

Sažetak:

Glavni uzroci pretilosti jesu učestalo visok energetski unos hrane, genetika i sjedilački način života. No, važnu skrivenu ulogu u nastanku debljine i kasnije pretilosti ima crijevna mikroflora. Djelovanje mikroorganizama u crijevima ne uključuje samo proces probave, nego i kontrolu odgovarajuće razine glukoze u krvi, te skladištenje masti u masno tkivo, a indirektno djeluju na odašiljanje signala hormona gladi, odnosno osjećaja sitosti. Nepovoljna količina i vrsta bakterija u crijevima može biti ključna za pojavnost pretilosti praktički od samog početka našeg života. Promjena sastava mikrobiote (disbiotička promjena) dovodi do veće propusnosti koja potom, izazivanjem metaboličke endotoksemije, dovodi do debljanja(1): Probiotičke kulture i prebiotici prisutni u hrani jednako su važni kao i bioaktivni mikrobni metaboliti koji utječu na poboljšanje zdravlja domaćina te ih treba dijetoterapijski više primjenjivati.

Unos hrane i stanična signalizacija

Hranu konzumiramo ne samo da bi zadovoljili potrebu za energijom i time dostigli za organizam potrebnu energetsku bilancu putem unosa makronutrijenata i mikronutrijenata te ostalih biološki nenutritivnih aktivnih komponenata već i da bi uživali u njoj. Namirnice s većim udjelom masti i ugljikohidrata mogu utjecati na promjenu „kemije“ mozga, odnosno na vertebralni dio hipotalamusa, što posljedično može dovesti do povećanog unosa hrane uslijed hormonalne signalizacije.

Učestalim unosom hrane veće energetske vrijednosti i time postignute pozitivne energetske bilance, dolazi do skladištenja jednog dijela metabolizirane hrane u masnim stanicama – adipocitima. Time dolazi do izlučivanja većih razina leptina, hormona koji krvlju putuje do središnjeg živčanog sustava, dajući poruku hipotalamusu da poveća staničnu aktivnost čime će smanjiti žudnju za hranom te povećanjem stanične aktivnosti sagorijeti višak energije dobiven od masti i utjecati na uspostavu energetske ravnoteže. Dakle, jedna od uloga nekih od hormona je suprimirati osjećaj gladi. Hormoni kolecistokinin (CCK) i peptid YY (PYY), GLP-1 i dr., putuju krvlju do hipotalamusa ili djeluju direktno na živac vagus koji potom indirektno utječe na parasimpatički živčani sustav suprimirajući apetit. Supresija apetita hormonom  PYY odvija se sporije nego CCK, a brže nego leptinom.(2)

CCK se oslobađa kada u duodenum dođe himus bogat masnim kiselinama, peptidima i aromatičnim aminokiselinama, jednako tako prisustvo glukoze u duodenumu izaziva sekreciju CCK.2 Usporeno pražnjenje želuca izazvano hormonom CCK također igra ulogu pri suprimiranom osjećaju gladi (2)

GLP-1(antihiperglikemijski hormon) kojeg luče L-stanice ileuma i kolona (kao i PYY) ovisno o prisustvu nutrijenata (ugljikohidrata, proteina i masti) u tankom crijevu supresor je apetita i važan u regulaciji apetita i energetskoj homeostazi, potiče transkripciju gena inzulina i poboljšava odgovor β-stanica gušterače na glukozu te je radi toga značajan u budućem liječenju DM2 i pretilosti.(2)

U stimulatore apetita spadaju: grelin koji se još naziva i hormon gladi i obestantin peptidni hormon otkriven 2005. godine s istim genskim mehanizmom kao i grelin. Grelin, primarno luče stanice želuca kada je želudac prazan i kada su razine glukoze u krvi niske – stimulirajući tako osjećaj gladi. Količine hormona grelina utječu na otpuštanje hormona dopamina negativnom povratnom spregom u CNS-u, odnosno u hipotalamusu. Kliničke studije su pokazale da je nivo grelina kod gojaznih osoba snižen, a povišen kod anoreksičnih osoba, te se smatra budućim lijekom protiv gojaznosti (2)

Probavni hormoni koji indirekno utječu na  regulaciju apetita jesu sekretin (uspostavlja poželjan pH za djelovanje enzima probave i spriječava žgaravicu) i gastrin (glavni hormonalni regulator lučenja želučane kiseline).

U okolnostima kada nema prejedanja, leptin i inzulin sinergijskim djelovanjem suprimiraju otpuštanje dopamina i tako utječu na smanjeni osjećaj ugode pri daljnjoj konzumaciji hrane.

Međutim, dugotrajnim prekomjernim unosom hrane, povećana količina masnog tkiva u tijelu utječe na poremećaj sustava regulacije sitosti u mozgu, koji time prestaje davati odgovor na signale ovih hormona jer je u potrazi za uspostavom novog ravnotežnog stanja (tzv.set point) te dolazi do procesa debljanja. Dakle, unos hrane reguliraju: mozak i njegovi neurotransmiteri, želudac i crijeva i njihovi peptidi, jetra i njen metabolizam, masno tkivo i proteini koje izlučuje, te endokrini hormoni.(2)

Učinak gastrointestinalnih hormona na regulaciju apetita može biti lokalan i centralni. Na regulaciju probave hormoni će djelovati lokalno, a centralno će djelovati na centre za regulaciju apetita u mozgu, među kojima je najvažnija stimulacija ARC jezgre hipotalamusa.

Crijevne bakterije u uvijetima prekomjernog unosa hrane i hrane koja obiluje mastima

Poznato je da je naš organizam stanište mnogim mikroorganizmima, a njihov broj prema nekim  istraživanjima veći je od ukupnog broja ljudskih stanica, radi čega bismo mogli reći da smo 10% ljudi i 90% mikroorganizmi. Međutim, nedavna istraživanja utvrdila su da nemamo 10 puta više mikrobne populacije nego otprilike jednak broj kao i broj stanica tijela(3)

Način na koji smo proveli dan i tijekom dana unijeli svaki obrok utječe na mikroorganizme u našim crijevima – kako pozitivno tako i negativno. Brojni autori u svojim studijama sugeriraju da je za mnoge bolesti odgovorna loša prehrana koja uzrokuje lošu probavu i nepovoljan sastav mikrobne populacije u probavnom sustavu (Ljerka Kršelj;Utjecaj bakterija mlij.kis.na zdravlje ljudi 1996.)

Glavna uloga probavnog trakta je osigurati kretanje hrane kroz probavni trakt i omogućiti odvajanje probavnih  i apsorpcijskih procesa u organizmu čime se ostvaruje pravilna izmjena tvari u vidu opskrbe organizma vodom, elekrolitima i hranjivim tvarima. Međutim, problemi s izmjenom tvari u organizmu mogu dovesti do pretilosti, dijabetesa i poremećaja lipidnog statusa u krvi.

Tada se u krvi javljaju blago povišeni upalni markeri, odnosno tzv. subklinička upala – upala niske razine (low-grade inflammation).

U stanju kroničnog prekomjernog unosa hrane koji konačno dovodi do pretilosti dolazi do propusnosti crijeva radi prije svega učestale konzumacije masne hrane te do metaboličke endotoksemije.

Dakle, metabolička endotoksemija posljedica je viših razina lipopolisaharida u krvi, što dovodi do upalnih procesa, inzulinske rezistencije, metaboličkog sindroma i šećerne bolesti tipa II (DM2), uslijed veće propusnosti crijeva. Spoznaja da je više od 80% pacijenata koji boluju od šećerne bolesti tipa II istovremeno pretilo, ne upućuje samo na genetske i okolišne faktore koji su doveli do bolesti već i na povezanost između pretilosti i crijevne mikrobiote. Dakle, mikrobni metaboliti proizvodeći endotoksine imaju značajnu ulogu pri stvaranju upale, a time i DM2.

Naime, kod nepoželjnih crijevnih bakterija i hrane s previše zasićenih i trans-masti može doći će do disbioze, pojačane apsorpcije LPS-a i konačno do  upale  odnosno inzulinske rezistencije. Periferna IR rezultira hiperinzulinemijom koja bi u hipotalamusu trebala smanjiti unos hrane, no dugotrajna prejaka stimulacija tih stanica dovodi do centralne IR kada prestaje nadzor energetske bilance odnosno mozak izostanak signala inzulina i leptina doživljava kao gladovanje – time nastaje začarani krug. Također, periferna IR otežava odlaganje viška energije u unutarnje organe i masno tkivo, no upravo su jetra i masno tkivo oni koji prvi ”popuštaju” jer je ”višak” potrebno pohraniti te na taj način dolazi do debljanja i NAFLD/NASH (nealkoholna masna bolest jetre/nealkoholni steatohepatitis).

Studije su pokazale kako u razvoju pretilosti i kasnije razvoju inzulinske rezistencije važnu ulogu ima smanjeni broj bakterija reda Clostridiales koja proizvodi kratkolančanu masnu kiselinu (SCFA) – butirat (Qin i sur., 2012; Karlsson i sur., 2013).

Međutim, klasificiranje kratkolančane masne kiseline isključivo negativno bilo bi pogrešno, naime SCAF isto tako povećavaju iskorištenje energije, istovremeno reducirajući upalu senzibiliziraju tkiva na inzulin i doprinose sitosti, što govori u prilog da svaki metabolit ima različite metaboličke učinke (Individualizacija prehrane pretile osobe dodatkom prebiotika Nutriose FB06,Petra Pešić,2017)

Dakle, ”zdrava“ crijevna mikroflora nastala između ostalog i  kao posljedica  pravilne prehrane kroz kraći ili dulji period pridonosi raznolikosti i funkcionalnosti crijevne mikrobiote te ima značajan utjecaj na ekspresiju domaćinskih gena odgovornih za apsorpciju i metabolizam nutrijenata (David i sur, 2014; Wu i sur. 2011,Hooper i sur., 2001 ), dok je tzv.zapadnjačka prehrana temeljena na velikim količinama procesiranih jednostavnih šećera povezana s disbiozom i epidemijom pretilosti te sa smanjenom raznolikošću crijevnog mikrobioma (Le Chatelier, 2013).

Utjecaj probiotičkih kultura pri znakovima i stanju pretilosti

Probiotičke kulture kao i prebiotike prisutne u hrani ne treba zanemariti i jednako su važni kao i bioaktivni mikrobni metaboliti koji utječu na poboljšanje zdravlja domaćina, a posljedično i na neurotransmitere u hipotalamusu, posebice na GABA (gama-aminomaslačna kiselina) koja utiječe na raspoloženje, hormon rasta, kvalitetu sna i potpomaže u gubitku viška tjelesne masti.

Probioticima se smatra jedna ih više kultura živih stanica mikroorganizama koje, primijenjene u ljudi ili životinja djeluju korisno na domaćina poboljšavajući svojstva autohtone crijevne mikrobiote domaćina (Havenaar i Huis in’t Veld, 1992.)

Prebiotici su pak neprobavljivi sastojci hrane koji povoljno utječu na domaćina, selektivno stimulirajući rast i/ili aktivnost jedne ili ograničenog broja bakterija u debelom crijevu (Gibson i Roberfroid, 1995)

Majčino je mlijeko bogato prebiotičkim oligosaharidima (šećerni polimeri) koji djeluju povoljno na razvoj bifidobacteria u crijevu dojenčeta što inhibira rast patogenih bakterija u crijevu, stvara raznolikost crijevnog mikrobioma te prema provedenom istraživanju (Parigi i sur, 2015) stvara pogodan okoliš u crijevima za uspostavu normalne crijevne mikrobiote te normalnu tjelesnu masu tijekom života. To navodi na zaključak da se na nastanak pretilosti može utjecati preventivno još tijekom intrauterinog razvoja te naročito u ranom djetinjstvu budući se broj masnih stanica definira do pete godine života. Nakon toga dolazi samo do povećanja volumena već postojećih adipocita (Verbanac D. Nutrition habits in pregnant women and early childhood as a tool for obesity prevention. Paediatr Croat 2004)

Za zdravlje crijevne mikrobiote značajne su biljne namirnice bogate vlaknima. Crijevne bakterije tijekom metabolizma šećera proizvode veće količine acetata i laktata(4) kao nusprodukte fermentacije.

Prema istraživanju provedenom 2010 godine De Fillipo i sur., usporedili su prehrambene navike djece Burkine Faso čija je prehrana bila bogata namirnicama biljnog porijekla s prehrambenim navikama djece s područja evropskih zemalja koja su konzumirala namirnice i jela tzv.zapadnjačkog tipa prehrane siromašne vlaknima. Uočeno je da su djeca iz Burkine Faso radi svojih prehrambenih navika imala raznoliku crijevnu floru te povećani udio bifidobacterija Bacteroides (roda Prevotella).

Objavljeni su mnogi radovi o pozitivnom utjecaju bifidobakterija na zdravlje ljudi poput stimulacije peristaltike crijeva, proizvodnje vitamina BI, B2, B6, B12, nikotinske i folne kiseline i biotina koji se apsorbiraju u probavnom sustavu i na taj način iskorištavaju u organizmu. (Malija i Kršev 1993).

Primjerice Bifidobacterium longum BB536 imaju povoljne fiziološke dobrobiti  kod prevencije dijareje, infekcija i raka (Matsukuma i sur.1995). Osim hrane koja sadrži ove bifidobakterije preporuka je konzumirati i proizvode koji potiču njihov rast odnosno namirnice koje sadrže laktuloza-disaharid koji ulazi u tanko crijevo gdje bude iskorišten.

Mnogi sojevi Lactobacila ili Bifidobacteria pokazali su se učinkovitima u pospješivanju gubitka tjelesne mase (Walker i sur, 2011; Moreno-Indias i sur., 2014). Lactobacillus plantarum dokazano reducira veličinu adipocita i sveukupnu adipoznost kod miševa (Park i sur., 2015), dok Lactobacillus hamnosus GG povećava gubitak težine kod žena u kombinaciji s umjerenom restrikcijskom dijetom (Sanchez i sur., 2014). Istraživanje provedeno 2015. godine pokazalo je da Bifidobacterium pseudocatenulatum reducira upalne procese povezane s pretilosti u miševa s induciranom pretilosti putem prehrane (Moya-Perez, 2015).

Konzumacija fermentirane hrane, koja prirodno sadrži veliku količinu „dobrih“ mikroba, također dokazano pospješuje gubitak tjelesne mase i poboljšava metaboličke parametre narušene uslijed bolesti (Kim i sur., 2011)(5)

Pozitivna uloga prebiotika u tretiranju pretilosti nije sasvim odgonetnuta, no dodatak inulina (topivog vlakna22- podložnog fermentaciji) prehrani pretilim pojedinacima snižava razinu LPS u krvi, i to najvjerojatnije promjenama u količini butirata i butirat-producirajućih bakterija (Lecerf i sur., 2012).(5)

Važnost svakodnevne primjene kontrolirane i pravilne prehrane radi održavanja niskog upalnog statusa organizma podrazumijeva pravilan omjer nutritivno važnih sastojaka koji ovisi o antropometrijskim karakteristikama pojedinca i njegovom trenutnom zdravstvenom stanju.

Preporuka bi bila rasporediti tijekom dana 5 obroka (3 glavna i 2 međuobroka), pri čemu valja pripaziti na količinski, nutritivni te status glikemijskog indeksa i glikemijskog opterećenja u namirnicama ugljikohidratnog porijekla, pravilan unos  tzv.dobrih masnoća te unos nemasnih proteina. Preporuka je  konzumirati kuhano povrće posebice lisnato i bogato celuloznim vlaknima, a time bogato polifenolima i bifenolima koji inhibiraju upalu kod osoba s povećanom tijelesnom težinom te bolestima metaboličkog sindroma. Međuobroci energetski trebaju biti zadovoljavajući putem voća i fermentiranih mliječnih proizvoda. Ukoliko provedbom ovakvog prema smijernicama okvirno prikazanog prehrambenog režima, te dodatnom provedbom kontroliranog mršavljenja temeljem kojeg bi preporuka bila smanjiti energetsku potrošnju od 500-700kcal/dan uz povećanu tijelesnu aktivnost, promjena navika rezultirala bi poboljšanjem općeg stanja organizma, ali i gubitkom 1-1.5/2 kg tjelesne mase mjesečno.

Zaključak:

Pretilost je postala globalna prijetnja zdravlju epidemioloških razmjera. Odnos između čovjeka i mikroba valja sagledati u kontekstu pozitivne simbioze koja se u konačnici zasniva na pravilnoj prehrani, povoljnim epigenetskim čimbenicima koji imaju direktan utjecaj na crijevnu mikrobiotu.

Razumjevanje mehanizama regulacije apetita i mehanizama putem kojih crijevna mikrobiota utječe na pretilost kod ljudi vrlo je složena i još uvijek uglavnom nedovoljno poznata, no svakako važna radi razumjevanja poremećaja u regulaciji apetita koji mogu dovesti do pretilosti.

U budućnosti očekujemo veći broj studija provedenih na ljudskom genomu kako bismo mogli u potpunosti potvrditi sve dokazane poveznice između utjecaja crijevne mikrobiote i razvoja pretilosti kod ljudi kao i upalne procese u organizmu.

Studije na ljudima valjale bi obuhvatiti više confounding varijabli (poput dobi ispitanika, spola, etničke pripadnosti), načina prehrane koje ispitanici konzumiraju kroz dulji period, te genetsku predispoziciju. Time bi se stekla jasnija i potpunija slika te na temelju toga gradila dijagnostička i terapeutska strategija liječenja pretilosti i posljedičnih bolesti.

LITERATURA

1 Functional interactions between the gut microbiota and host metabolism Valentina Tremaroli & Fredrik Bäckhed Nature volume489, pages242–249 Published: 12 September 2012

2 Hormonalne molekule probavnog sustava i regulacija apetita, Nikola Gaćina mag.ing. No.1-2/2015 Srpanj 2015.

3 Scientists Bust Myth That Our Bodies Have More Bacteria Than Human Cells January 8, 2016.

4 Povezanost debljine i gastrointestinalnih hormona, Kristina Miljančić,2014

5 Pešić Petra (Individualizacija prehrane pretile osobe dodatkom prebiotika Nutriose FB06,Petra Pešić,2017

Hrvojka Becker

inženjer prehrambene tehnologije,nutricionist,

Metabolic-balance®terapeut,

konzultantica za pravilnu prehranu