Εντερική Δυσβίωση

Η επίδραση της εντερικής δυσβίωσης στην υγεία του ανθρώπου.

Είναι δυνατόν η υγιεινή διατροφή να μπορεί να αυξήσει την αντοχή του οργανισμού μας; Είναι δυνατόν η σωστή διατροφή να μας επιτρέπει να αποφύγουμε τις αλλεργίες ή τη φλεγμονώδη νόσο του εντέρου; Φαίνεται ότι η υποτιμημένη μικροχλωρίδα που εποικίζει το έντερό μας έχει ουσιαστική επίδραση στην υγεία μας. Παράγοντες όπως η διατροφή και το στρες, διαμορφώνουν τη σύνθεση της εντερικής χλωρίδας και της μεταβολικής της δραστηριότητας που με τη σειρά τους επηρεάζουν μια σειρά από φυσιολογικές διεργασίες του οργανισμού μας. Ορισμένα συστατικά της διατροφής, ειδικά η χρήση συντηρητικών τροφίμων και η υπερπροσφορά πρωτεΐνης μπορεί να προκαλέσει καρκινογένεση. Το στρες προκαλεί σημαντικές αλλαγές στη σύνθεση της εντερικής χλωρίδας και ευνοεί την ανάπτυξη ευκαιριακών βακτηριακών ειδών. Σήμερα η εντερική δυσβίωση πιστεύεται ότι αποτελεί προδιαθεσικό παράγοντα υπεύθυνο για την ανάπτυξη ασθενειών του αύγχρονου τρόπου ζωής, όπως η παχυσαρκία, οι καρδιαγγειακές παθήσεις, οι αλλεργίες  και τα φλεγμονώδη νοσήματα του εντέρου.

Εσάς πόσο σας νοιάζει για τα εντερικά σας βακτήρια; Τι θα επιλέξετε να τα ταΐσετε;

Οι βλεννογόνιες επιφάνειες είναι οι μεγαλύτερες και πιο σημαντικές διασυνδέσεις μεταξύ του εξωτερικού κόσμου και του εσωτερικού περιβάλλοντος του ανθρώπινου σώματος. Ο γαστρεντερικός σωλήνας από το στόμα μέχρι τον πρωκτό έχει μήκος 9 μέτρα ενώ η επιφάνεια του έχει εμβαδό περίπου 250-400 m2 σχηματίζοντας ένα πολύπλοκο οικοσύστημα που συνδυάζει το εντερικό επιθήλιο, κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος και τη μόνιμη συμβιωτική μικροχλωρίδα. Η μόνιμη μικροχλωρίδα του γαστρεντερικού σωλήνα συγκρίνεται με το ήπαρ λόγω του μεγέθους του (1-1.5 κιλά) και του αριθμού των βιοχημικών αντιδράσεων που συμμετέχει. Ωστόσο, όσον αφορά την συστηματική ταξινόμηση και τις μεταβολικές διαδικασίες, η μικροχλωρίδα του γαστρεντερικού σωλήνα είναι πολύ πιο σύνθετη από το ήπαρ (1-4).

Φυσιολογική μικροχλωρίδα του γαστρεντερικού συστήματος

Λόγω δυσμενών συνθηκών, όπως η οξύτητα, ο περισταλτισμός και η παρουσία  πρωτεολυτικών ενζύμων στις εκκρίσεις του παγκρέατος και της χολής, τόσο το στομάχι όσο και το λεπτό έντερο προστατεύονται από τον εποικισμό τους από μεγάλο αριθμό βακτηρίων.  Ωστόσο, ο τελικός ειλεός και το παχύ έντερο εποικίζονται από μια πολύπλοκη και ποικιλόμορφη βακτηριακή κοινότητα που αποτελείται από περίπου 10¹⁴ μόνιμα και παροδικά μικροβιακά κύτταρα σε κάθε 1 gr κοπράνων. Αυτή η συγκέντρωση επιτυγχάνεται σε βέλτιστες συνθήκες καλλιέργειας in vitro. Η εντερική μικροχλωρίδα αποτελείται από περίπου 500-1000 διαφορετικά είδη βακτηρίων, τα οποία είναι σε αριθμό 10 φορές περισσότερα από τον αριθμό των κυττάρων του ανθρώπινου σώματος (4-6).

Το επιθήλιο του εντέρου εποικίζεται αμέσως μετά τη γέννηση και πολλοί παράγοντες μπορεί να καθορίσουν τη σύνθεση και την ποικιλομορφία της μικροχλωρίδας όπως για παράδειγμα το είδος της διατροφής του βρέφους (μητρικός θηλασμός ή συνθετική διατροφή) ή η παρουσία συγκεκριμένων μικροβίων του περιβάλλοντος ανάλογα τον τόπο και τη χώρα γέννησης του βρέφους (αναπτυσσόμενες ή ανεπτυγμένες χώρες). Τα πρόδρομα αυτά βακτήρια που εποικίζουν το έντερο του βρέφους μπορούν να διαφοροποιούν την έκφραση γονιδίων στα επιθηλιακά κύτταρα και να δημιουργούν έτσι ένα ευνοϊκότερο περιβάλλον γι 'αυτά, αλλά εχθρικό προς άλλα βακτήρια που εισάγονται αργότερα στο οικοσύστημα (2).

Τα υποχρεωτικώς αναερόβια που εποικίζουν το έντερο ξεπερνούν τα προαιρετικώς μικροαερόφιλα μικρόβια κατά 100-1000 φορές. Τα κυρίαρχα γένη μεταξύ αυτών είναι: Bacteroides, Bifidobacterium, Fusobacterium, Eubacterium, Clostridium, Peptococcus, Peptostreptococcus και Ruminococcus. Μεταξύ των προαιρετικώς αναερόβιων γενών, το σημαντικότερα είναι: Escherichia, Enterobacter, Klebsiella, Lactobacillus και Proteus (3, 7). Είναι ενδιαφέρον, ότι τουλάχιστον τα μισά από τα βακτήρια που εποικίζουν το έντερο δεν μπορεί να καλλιεργηθούν in vitro και είναι γνωστά μόνο στη βάση των σύγχρονων μοριακών αναλυτικών τεχνικών όπως η ανάλυση ακολουθίας του 16S rRNA. Έχουν βρεθεί σημαντικές διαφορές στη σύνθεση της μικροχλωρίδας του εντέρου σε επίπεδο μικροβιακού γένους και είδους μεταξύ ατόμων, αλλά ακόμη και στο ίδιο άτομο η σύνθεση της μικροχλωρίδας μπορεί να τροποποιηθεί από τον τρόπο ζωής, τη διατροφή, την ηλικία και άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες (2, 3, 8, 9). Μεταβολές στη σύνθεση της μικροχλωρίδας του εντέρου και της μεταβολικής της δραστηριότητας, θεωρούνται σημαντικοί παράγοντες που προδιαθέτουν στην ανάπτυξη ασθενειών του πολιτισμού, όπως το σύνδρομο του ευερέθιστου εντέρου (IBS), τα φλεγμονώδη νοσήματα του εντέρου (IBD), η ρευματοειδής αρθρίτιδα, η αγκυλοποιητική σπονδυλίτιδα, οι αλλεργίες, η παχυσαρκία και ο διαβήτης (10-13).

Από το 400 π.Χ. ο Ιπποκράτης αναφέρει τη «Θεωρία της Τοξιναιμίας του Εντέρου» και διατύπωσε την άποψη ότι «ο θάνατος κρύβεται στο έντερο» και ότι «η κακή πέψη είναι η ρίζα όλων των κακών». Η «Θεωρία της Τοξιναιμίας του Εντέρου»  εξελίχθηκε στη σημερινή Υπόθεση της Δυσβίωσης. Η Δυσβίωση αναφέρεται στις ποιοτικές και ποσοτικές αλλαγές που συμβαίνουν στη σύνθεση της εντερικής μικροχλωρίδας, στην τοπική της κατανομή και στη μεταβολική της δραστηριότητα. Σύμφωνα με την Υπόθεση της Δυσβίωσης, ο σύγχρονος τρόπος ζωής, η διατροφή, η χρήση των αντιβιοτικών και όλοι οι άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν την φυσιολογική εντερική μικροχλωρίδα παίζουν ρόλο στην ανάπτυξη πολλών χρόνιων ασθενειών (10).

Η επίδραση της φυσιολογικής εντερικής χλωρίδας στην υγεία του ανθρώπου αναφέρεται στην επίδραση που έχει στις μεταβολικές διαδικασίες, στην ανάπτυξη των λαχνών και μιχρολαχνών, στην κυκλοφορία του αίματος και στην ανάπτυξη του σχετιζόμενου με το έντερο λεμφικού ιστού (GALT). Επίσης, η φυσιολογική μικροχλωρίδα του εντέρου διεγείρει την παραγωγή των κυττάρων που εκκρίνουν την ανοσοφαιρίνη Α (IgA) και αυξάνει τα επίπεδα της εκκριτικής IgA (sIgA) και επιδρά στην ομοιόσταση των βλεννογόνων και στη συντήρηση των λειτουργιών της επιλεκτικότητας και της προστασίας των επιθηλιακών κυττάρων (14-16).

Η επίδραση της εντερικής μικροχλωρίδας στις μεταβολικές διαδικασίες

Πολλά από τα βακτήρια που είναι εγκατεστημένα στο ανθρώπινο έντερο περιέχουν ένζυμα που τους επιτρέπουν τη ζύμωση των προσλαμβανόμενων υδατανθράκων όπως άμυλο, κυτταρίνη, ημικυτταρίνες, πηκτίνες και κόμμι ή ολιγοσακχαρίτες που διέφυγαν από την πέψη στον ανώτερο γαστρεντερικό σωλήνα. Τα κύρια τελικά μεταβολικά προϊόντα της ζύμωσης των υδατανθράκων είναι τα μικρής αλύσου λιπαρά οξέα (SCFAs): οξικό, προπιονικό και βουτυρικό τα οποία παίζουν διατροφικό ρόλο ως πηγή ενέργειας για τα επιθηλιακά κύτταρα του παχέος εντέρου (7, 10, 17). Στα επιθηλιακά κύτταρα του παχέος εντέρου το 60-70% της ενέργειάς που χρειάζονται προέρχεται από τα SCFAs. Τα SCFAs διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της ακεραιότητας του βλεννογόνου του παχέος εντέρου και στην πρόληψη της βακτηριακής μετακίνησης. Ακόμα, διεγείρουν τον πολλαπλασιασμό των εντερικών επιθηλιακών κυττάρων. Το βουτυρικό οξύ, που χρησιμοποιείται σχεδόν πλήρως από τα επιθηλιακά κύτταρα του παχέος εντέρου, είναι ένας ισχυρός αναστολέας της ανάπτυξης των κυττάρων, καθώς και ρυθμιστής του πολλαπλασιασμού και της διαφοροποίησης των επιθηλιακών κυττάρων του παχέος εντέρου. Διευκολύνει τις διαδικασίες αποκατάστασης κυττάρων που έχουν υποστεί βλάβες και προωθεί την επιστροφή των νεοπλασματικών κυττάρων σε μη-νεοπλασματικούς φαινοτύπους. Έχει τεκμηριωθεί ότι η αποτυχία οξείδωσης του βουτυρικού στα κύτταρα του παχέος εντέρου σε γενετικά προδιατεθειμένα άτομα, οδηγεί σε ανάπτυξη ελκώδους κολίτιδας και καρκίνου στο παχύ εντέρου. Η οξείδωση του βουτυρικού μπορεί να συμβάλλει επίσης στην αύξηση της πρόσληψης γλυκόζης, νατρίου, μαγνησίου και σιδήρου από το παχύ έντερο και αύξηση της σύνθεσης βλέννας και λιπιδίων (10, 17). Το οξικό και προπιονικό οξύ που παράγονται κατά την βακτηριακή ζύμωση, απορροφούνται στην κυκλοφορία και αποτελούν υποστρώματα για το ήπαρ (κυρίως το προπιονικό),για τον καρδιακό μυ και τους σκελετικούς μύες και τον εγκέφαλο (κυρίως το οξικό). Επιπλέον, αναστέλλουν την οξείδωση και τη συγκέντρωση λιπαρών οξέων στο αίμα, και παίζουν ρόλο ρυθμιστή στο μεταβολισμό της γλυκόζης. Η απορρόφηση του οξικού και προπιονικού από το έντερο μειώνει την έκκριση ινσουλίνης και αναστέλλει την πείνα (10).

Επιπλέον, η εντερική μικροχλωρίδα του παχέος εντέρου βελτιώνει τη ροή του αίματος και έχει σημαντικό ρόλο στη φυσιολογική λειτουργία του εντέρου και τη διατήρηση της υγείας του ξενιστή. Σε πειραματόζωα ελεύθερα μικροβίων, δηλαδή ζώα που έχουν εκτραφεί σε αποστειρωμένο περιβάλλον, αυτή η ευεργετική επίδραση της μικροχλωρίδας του εντέρου στην μικροκυκλοφορία του βλεννογόνου αναστέλλεται και επηρεάζεται η ικανότητα του να απορροφήσει τα θρεπτικά συστατικά (10, 18, 19). Ο ενοφθαλμισμός φυσιολογικής βακτηριακής χλωρίδας από υγιή ζώα στο έντερο ζώων ελεύθερων μικροβίων, οδηγεί σε αύξηση του σωματικού τους βάρους παρά τη μείωση στην κατανάλωση τροφής.

Οι αλλαγές στη σύνθεση της μικροχλωρίδας του εντέρου μπορεί να επηρεάσουν το ανθρώπινο σωματικό βάρος αλλάζοντας τη μεταβολική δραστηριότητα των εντερικών βακτηρίων. Έχει αποδειχθεί ότι ο αριθμός των βακίλλων Bacteroides στο παχύ έντερο των παχύσαρκων ατόμων είναι μειωμένος και ότι ο περιορισμός των υδατανθράκων και των λιπών στη διατροφή σχετίζεται με αύξηση του αριθμού των  Bacteroides και με απώλεια βάρους (11). Επιπλέον, έχει επίσης τεκμηριωθεί ότι μια διατροφή πλούσια σε λίπη και γλυκόζη επηρεάζει την μη ειδική και ειδική ανοσολογική απάντηση σε παχύσαρκα άτομα (12). Η σύνθεση της εντερικής μικροχλωρίδας παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στην ρύθμιση του ενεργειακού ισοζυγίου και οποιεσδήποτε αλλαγές ή διαταραχές της έχουν ως αποτέλεσμα την εμφάνιση ορισμένων ασθενειών, π.χ. παχυσαρκία, αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης διαβήτη τύπου 2, μη αλκοολική στεατοηπατίτιδα (NASH) ή καρδιαγγειακές διαταραχές (12, 13).

Η επίδραση της εντερικής μικροχλωρίδας στην ανοσία

Ο σχετιζόμενος με το έντερο λεμφικός ιστός (GALT) θεωρείται ότι είναι το μεγαλύτερο όργανο στο ανοσοποιητικό σύστημα του ανθρώπου, καθώς περιέχει τη μεγαλύτερη παρακαταθήκη ανοσοεπαρκών κυττάρων και αποτελεί τη μεγαλύτερη περιοχή επαφής με τους μικροοργανισμούς του περιβάλλοντος, οπότε δεν υπάρχει υπερβολή στη δήλωση ότι η ανοσολογική απόκριση στον άνθρωπο ξεκινάει από το έντερο. Διάφορες αλληλεπιδράσεις μεταξύ GALT και εντερικής μικροχλωρίδας παρέχουν συνεχή ερεθίσματα για τη δημιουργία των μηχανισμών μνήμης της συστηματικής ανοσίας και της ανοχής στα αλλεργιογόνα των τροφίμων. Πολυάριθμες μελέτες σε πειραματόζωα ελεύθερα μικροβίων έχουν αποδείξει την επαγωγή της ανοσίας στους βλεννογόνους από την εντερική μικροχλωρίδα.

Πειραματόζωα ελεύθερα μικροβίων με έλλειψη εντερικής μικροχλωρίδας έχουν μειωμένη ποσότητα GALT και των εξειδικευμένων δομών του, για παράδειγμα, μικρότερες πλάκες Peyer, λιγότερα ενδοεπιθηλιακά λεμφοκύτταρα και  χαμηλότερα επίπεδα κυκλοφορούντων ανοσοσφαιρινών. Εκθέτοντας τον εντερικό βλεννογόνο από αυτά τα ζώα στην φυσιολογική μικροχλωρίδα του εντέρου, έχει σαν αποτελέσματα την ταχεία αύξηση των κυκλοφορούντων αντισωμάτων και την αύξηση του αριθμού των ενδοεπιθηλιακών λεμφοκυττάρων. Αυτό δείχνει ότι η εντερική μικροχλωρίδα είναι ουσιαστικής σημασίας για την διέγερση των ανοσοεπαρκών κυττάρων του βλεννογόνου και που έτσι επηρεάζει την ανοσολογική ανοχή καθώς και την ομοιόσταση εντός του εντέρου (20, 21).

Ο προστατευτικός φραγμός του εντερικού επιθηλίου

Η εντερική μικροχλωρίδα διαδραματίζει καίριο ρόλο στην πρόληψη του εποικισμού του εντερικού επιθηλίου από παθογόνα μικρόβια. Αρκετοί μηχανισμοί συμμετέχουν σε αυτή τη διαδικασία συμπεριλαμβανομένου του ανταγωνισμού για θρεπτικά συστατικά ή τους χώρους σύνδεσης με το επιθήλιο, και της παραγωγής πολυπεπτιδιακών βακτηριοσινών που αναστέλλουν την ανάπτυξη των ανταγωνιστών (δηλαδή, των ανεπιθύμητων  παθογόνων) (22, 23). Επιπλέον, η εντερική μικροχλωρίδα συμβάλλει στη ρύθμιση των ενδοθηλιακών κυττάρων και των επιθηλιακών δομών, καθώς και στη διατήρηση του βλεννογόνιου φραγμού. Όπως φαίνεται από τα παραπάνω παραδείγματα, η εντερική μικροχλωρίδα έχει σημαντική επίπτωση στην υγεία του ανθρώπου, αλλά όπως κάθε ζωντανό κύτταρο αυτά τα ευεργετικά βακτήρια χρειάζονται τη φροντίδα μας.

Η επίδραση της δίαιτας στη γαστρεντερική χλωρίδα

Η εντερική μικροχλωρίδα χρειάζεται τις κατάλληλες θρεπτικές ουσίες για να αναπτυχθεί και να πολλαπλασιαστεί. Δυστυχώς, η σύγχρονη διατροφή γεμάτη από συντηρητικά τροφίμων και χρωστικές ουσίες, αφενός αναστέλλει την ανάπτυξη των ωφέλιμων μικροοργανισμών με τη δημιουργία εχθρικού περιβάλλοντος, και αφετέρου ευνοεί την ανάπτυξη ευκαιριακών μικροβίων που μπορεί να είναι επιβλαβή. Εδώ και πολλά χρόνια έχει τεκμηριωθεί η επίδραση της διατροφής στην καρκινογένεση, αλλά σήμερα πολλά στοιχεία δείχνουν ότι η επίδραση της διατροφικής σύνθεσης στη διαμόρφωση της μεταβολικής δραστηριότητας της εντερικής μικροχλωρίδας μπορεί να συμβάλλει στην καρκινογένεση (10).

Σε ορισμένα άτομα, ανάλογα με τη γεωγραφική περιοχή και τη σύνθεση της διατροφής, τα θειο-αναγωγικά βακτήρια που ανήκουν στα γένη Desulfovibrio (τα περισσότερα), Desulfobulbus, Desulfobacter και Desulfomonas μπορεί να βρίσκονται μεταξύ της μικροχλωρίδας του παχέος εντέρου. Τα θειο-αναγωγικά βακτήρια ανάγουν τις θειώδεις και θειικές ενώσεις σε θειούχα και τα οποία τελικά συμμετέχουν στην παραγωγή του δυνητικά τοξικού υδρόθειου. Αυτό με τη σειρά του είναι υπεύθυνο για την καταστροφή του βλεννογόνου του παχέος εντέρου, εξαιτίας της αναστολής της οξείδωσης του βουτυρικού, την πρωταρχική πηγή ενέργειας για τα κύτταρα του παχέος εντέρου. Δεδομένου ότι τα θειο-αναγωγικά βακτήρια ανταγωνίζονται με τους άλλους μικροοργανισμούς για τις ίδιες θρεπτικές ουσίες, η παρουσία μεγάλων ποσοτήτων θειικών ενώσεων προερχόμενων από τις τροφές (π.χ. συντηρητικά τροφίμων, συσκευασμένοι χυμοί φρούτων, αποξηραμένα φρούτα, άσπρο ψωμί, αμινοξέα που περιέχουν θείο και που βρίσκονται στα αυγά, στο αγελαδινό γάλα και στο τυρί), προάγουν την υπερ-ανάπτυξή τους και την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων υδρόθειου. Ενδογενείς πηγές θειικών ενώσεων, όπως π.χ. η θειική χονδροϊτίνη, φαίνεται να έχουν καμία ή μικρή μόνο επίδραση στα επίπεδα των θειο-αναγωγικών βακτηρίων. Έχει αποδειχθεί ότι η μείωση των προσλαμβανόμενων με την τροφή θειικών ενώσεων, σχετίζεται με την κλινική βελτίωση στην ελκώδη κολίτιδα και έχει ισχυρό αντίκτυπο στη μεταβολική δραστηριότητα των θειο-αναγωγικών βακτηρίων στη φλεγμονή του βλεννογόνου του παχέος εντέρου (10).

Η υψηλή σε πρωτεΐνες διατροφή αυξάνει επίσης την παραγωγή των δυνητικά επιβλαβών βακτηριακών μεταβολιτών. Σε μια τυπική δυτική διατροφή που περιέχει περίπου 100 γραμμάρια πρωτεΐνης την ημέρα, περίπου 12 γραμμάρια πρωτεΐνης μπορεί να αποφύγουν την πέψη στο λεπτό έντερο και να φθάσουν στο παχύ έντερο. Οι ενδογενείς πρωτεΐνες (π.χ. βλέννες, πεπτικά ένζυμα και νεκρά επιθηλιακά κύτταρα), μαζί με τις άπεπτες διαιτητικές πρωτεΐνες κάνουν το συνολικό ποσό των πρωτεϊνών που φθάνουν στο παχύ έντερο να υπερβαίνει τις μεταβολικές ικανότητες της μόνιμης μικροχλωρίδας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία διαδικασιών αποσύνθεσης και παραγωγή τοξικών ενώσεων, δηλαδή αμμωνίας, αμινών, φαινολών, ινδολών και θειούχων ενώσεων. Η αμμωνία μπορεί να αλλάξει τη μορφολογία και τη μεταβολική δραστηριότητα των κυττάρων του παχέος εντέρου, μειώνει τη διάρκεια ζωής τους, και μπορεί να έχει επίδραση στην ανάπτυξη νεοπλασμάτων. Η συσσώρευση αμμωνίας εμπλέκεται επίσης στην παθογένεση της εγκεφαλοπάθειας. Οι ινδόλες, οι φαινόλες και οι αμίνες έχουν εμπλακεί στην παθοφυσιολογία της σχιζοφρένειας και της ημικρανίας, και θεωρούνται ως συν-καρκινογόνες ενώσεις, παίζοντας ρόλο στην αιτιολογία του καρκίνου της ουροδόχου κύστης και του εντέρου. Μια άλλη ομάδα καρκινογόνων ουσιών απελευθερώνονται κατά το μαγείρεμα των προϊόντων κρέατος και είναι οι ετεροκυκλικές αρωματικές αμίνες που προκαλούν βλάβες στο DNA των επιθηλιακών κυττάρων. Η δράση αυτή μπορεί να ενισχύεται από ένζυμα ορισμένων ειδών βακτηρίων, π.χ. Bacteroides και Clostridium ή να μετριάζονται από άλλα είδη,π.χ. Lactobacillus και Bifidobacterium (10, 22). Μια διατροφή πλούσια σε μη επεξεργασμένους υδατάνθρακες μειώνει το εντερικό pH, διευκολύνει την πέψη των πρωτεϊνών, μειώνει τα ποσά των τοξικών μεταβολιτών και μειώνει τις επιπτώσεις τους στο εντερικό επιθήλιο (10). Δίαιτα υψηλή σε πρωτεΐνες ζωικής προέλευσης έχει συγκεκριμένες επιδράσεις στην εντερική μικροχλωρίδα. Αν και η δίαιτα δεν μεταβάλλει σημαντικά τη σύνθεση της μικροχλωρίδας, αυξάνει τη δραστηριότητα ορισμένων βακτηριακών ενζύμων, όπως π.χ. της β-γλυκουρονιδάσης, της αζωρεδουκτάσης και της νιτρορεδουκτάσης. Η αυξημένη δραστηριότητα αυτών των ενζύμων έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή δυνητικά τοξικών μεταβολιτών. Για παράδειγμα, η βακτηριακή αζωρεδουκτάση μπορεί να ανάγει των αζω-δεσμό που βρίσκεται σε πολλές χρωστικές τροφίμων, απελευθερώνοντας ισχυρές καρκινογόνες ουσίες, δηλαδή, φαινυλ- και ναφθυλ- αμίνες. Πολλές καρκινογόνες ουσίες που απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια των μεταβολικών διεργασιών στο ανθρώπινο σώμα, εξουδετερώνονται στο ήπαρ με τη σύζευξη με γλυκουρονικό οξύ. Τα γλυκουρονίδια στη συνέχεια περνούν μέσω του χοληφόρου συστήματος στο έντερο για να αποβληθούν στα κόπρανα. Ωστόσο, το ένζυμο β-γλυκουρονιδάση που παράγεται από ορισμένα είδη εντερικών βακτηρίων, υδρολύει αυτά τα γλυκουρονίδια στους αρχικούς τοξικούς μεταβολίτες και που απορροφούνται τελικά πίσω στην εντεροηπατική κυκλοφορία. Με αυτό τον τρόπο, οι τοξικοί μεταβολίτες μπορεί να επανακυκλοφορούν στο ανθρώπινο σώμα για μεγάλο χρονικό διάστημα πριν την αποβολή τους (4, 10, 22).

Διατροφή πλούσια σε επεξεργασμένα σάκχαρα

Διατροφή πλούσια σε απλά επεξεργασμένα σάκχαρα μικραίνει το χρόνο διέλευσης του εντέρου και αυξάνει τη δραστηριότητα της εντερικής μικροχλωρίδας, καθώς και τη συγκέντρωση των δευτερογενών χολικών οξέων στα κόπρανα. Μικρότερος χρόνος διάβασης του εντέρου μπορεί να προκαλέσει παρατεταμένη έκθεση του επιθηλίου του παχέος εντέρου σε δυνητικώς τοξικά προϊόντα. Σε αντίθεση με τους μη επεξεργασμένους υδατάνθρακες  που βρίσκονται στην χορτοφαγική διατροφή, και οι οποίοι μεταβολίζονται αργά με τη σταδιακή απελευθέρωση των SCFAs, τα επεξεργασμένα σάκχαρα μεταβολίζονται γρήγορα σε τοξικά τελικά προϊόντα, όπως το οξικό οξύ και η αλκοόλη. Επιπλέον, τα επεξεργασμένα σάκχαρα, αυξάνοντας την παραγωγή της χολής, μεσολαβούν έμμεσα σε υπερβολική αύξηση των ευκαιριακών βακτηριακών ειδών που χρησιμοποιούν τα χολικά οξέα στο μεταβολισμό τους (10). Όμως, η ανεπαρκής πρόσληψη υδατανθράκων μπορεί να προκαλέσει αυξημένη χρησιμοποίηση και φθορά του προστατευτικού στρώματος βλέννης που καλύπτει  το επιθήλιο του εντέρου. Αυτό με τη σειρά του μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένη προσκολλητικότητα των εντερικών βακτηρίων, στην ανάπτυξη χρόνιων φλεγμονών και τελικά βλάβη του επιθηλίου (10).

Ο αντίκτυπος του ψυχολογικού στρες στην εντερική μικροχλωρίδα

Το στρες πρώτα απʼ όλα μπορεί να αλλάξει τη σύνθεση της εντερικής μικροχλωρίδας, μειώνοντας τον αριθμό των ωφέλιμων προβιοτικών βακτηρίων, π.χ., Lactobacillus και Bifidobacterium, και προάγοντας την ανάπτυξη δυνητικά επιβλαβών ειδών. Οι αλλαγές στη φυσιολογία του γαστρεντερικού σωλήνα που συνδέονται με το στρες π.χ. η αναστολή της απελευθέρωσης γαστρικού οξέος, αλλαγές στην κινητικότητα, αύξηση της παραγωγής διττανθρακικών από το δωδεκαδάκτυλο, δημιουργούν ένα δυσμενές περιβάλλον για τον πολλαπλασιασμό και την προσκόλληση των Lactobacillus, με αποτέλεσμα την αυξημένη αποβολή αυτών των βακίλλων. Είναι ενδιαφέρον, ότι το αποτέλεσμα της αυξημένης αποβολής Lactobacillus διαρκεί ακόμη έως και 6 ημέρες μετά από σύντομη περίοδο συναισθηματικού στρες. Η μείωση του αριθμού των Lactobacillus ενισχύει την πιθανότητα εποικισμού του εντέρου από εξωγενείς μικροοργανισμούς. Πέρα από αυτό, το στρες μπορεί να είναι υπεύθυνο για τη μειωμένη παραγωγή βλέννης που είναι σημαντική για την παρεμπόδιση της προσκόλλησης των παθογόνων βακτηρίων. Επιπλέον, το στρες έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση των επιπέδων της sIgAτόσο στον εντερικό βλεννογόνο όσο και στο σάλιο (10, 24).

Έχει αποδειχθεί ότι η συγκέντρωση της sIgA στο σάλιο είναι αντιστρόφως ανάλογη με τα επίπεδα της νορεπινεφρίνης υποδεικνύοντας ότι η ενεργοποίηση του συμπαθητικού νευρικού συστήματος μπορεί να καταστείλει την παραγωγή sIgA. Επιπλέον, φαίνεται ότι οι κατεχολαμίνες ενεργούν ως επαγωγείς της βακτηριακής ανάπτυξης και διεγείρουν την υπερανάπτυξη της εντερικής μικροχλωρίδας, καθώς και την έκφραση των λοιμογόνων παραγόντων τους, όπως ορισμένα μόρια προσκόλλησης και τοξίνες. Ακόμη και οι φυσιολογικές συγκεντρώσεις των κατεχολαμινών διεγείρουν σε σημαντικό βαθμό την ανάπτυξη των βακτηρίων στο έντερο και μπορεί να σχετίζεται με μετατόπιση τους προς το αίμα, όπως καταδεικνύεται σε πειραματόζωα και in vitro πειράματα. Οι μελέτες αυτές έχουν μεγάλη σημασία για την παθοφυσιολογία της σήψης μετά από χειρουργικές επεμβάσεις. Η βλάβη των νοραδρενεργικών νευρώνων στη διάρκεια των χειρουργικών επεμβάσεων οδηγεί σε απελευθέρωση κατεχολαμινών στην κυκλοφορία. Αυτή, με τη σειρά της διεγείρει την υπερανάπτυξη βακτηρίων στον αυλό του εντέρου, τη μετακίνησή τους στο αίμα και τη σηψαιμία. Τα τελευταία χρόνια, είναι υπό εξέταση μερικοί αναστολείς των κατεχολαμινών για την πρόληψη της σήψης μέσω της βακτηριακής μετακίνησης κατά τη διάρκεια των χειρουργικών επεμβάσεων.

Με τη φροντίδα της εντερικής μικροχλωρίδας μπορούμε να αυξήσουμε  την ανοσία μας και να εμποδίσουμε την ανάπτυξη πολλών ασθενειών του πολιτισμού όπως η παχυσαρκία, οι αλλεργίες, τα καρδιαγγειακά νοσήματα ή το σύνδρομο του ευερέθιστου εντέρου που σε ορισμένες χώρες έχουν φθάσει σε επιδημικές διαστάσεις. Υπάρχει ελπίδα ότι ο συνεχώς αυξανόμενος αριθμός δεδομένων που αφορούν στις ευεργετικές επιπτώσεις των προβιοτικών βακτηρίων στην υγεία των ανθρώπων θα προσελκύσει την προσοχή μας στο τι επιλέγουμε να φάμε και ότι η σωστή διατροφή θα έχουν ισότιμο βάρος με την ιατρική στην προφύλαξη και τη θεραπεία των νόσων.

Βιβλιογραφία

1. Cummings J.H., MacFarlane G.T.: Colonic microflora: nutrition and health. Nutrition, 1997, 13, 476-478.

2. Guarner F., Malagelada J.R.: Gut flora in health and disease. Lancet, 2003,360, 512-517.

3. Sears C.L.: A dynamic partnership: celebrating our gut flora. Anaerobe, 2005,11, 247-251.

4. OʼHara A.M., Shanahan F.: Gut microbiota: mining for therapeutic potential. Clin.Gastroenterol. Hepatol., 2007, 5, 274-284.

5. Heller F., Duchmann R.: Intestinal flora and mucosal immune responses. Int. J.Med. Microbiol., 2003, 293, 77-86.

6. Lupp C., Finlay B.B.: Intestinal microbiota. Curr. Biol., 2005, 12, 235-236.

7. Kelly D., Conway S., Aminov R.: Commensal gut bacteria: mechanisms of immune modulation. Trends Immunol., 2005, 26, 326-333.

8. Τlaskalova-Hogenova H., Stepankova R., Hudcovic T., Tuckova L., Cukrowska B., Lodinova-Zadníkova R., Kozakova H., Rossmann P., Bartova J., Sokol D., Funda D.P., Borovska D., Rehakova Z., Sinkora J., Hofman J., Drastich P., Kokesova A.: Commensal bacteria (normal flora), mucosal immunity and chronic inflammatory and autoimmune diseases. Immunol. Lett., 2004, 93, 97-108.

9. Ley R.E., Peterson D.A., Gordon J.I.: Ecological and evolutionary forces shaping microbial diversity in the human intestine. Cell, 2006, 124, 837-848.

10. Hawrelak J.A., Meyers S.P.: The causes of intestinal dysbiosis: a review. Altern. Med. Rev., 2004, 9, 180-197.

11. Ley R.E., Turnbaugh P.J., Klein S., Gordon J.I.: Human gut microbes associated with obesity. Nature, 2006, 444,1022-1023.

12. Wolowczuk I., Verwaerde C., Vilart O., Delanoye A., Delacre M., Pot B., Grangette C.: Feeding our immune system: impact on metabolism. Clin. Dev. Immunol., 2008, 639-803.

13. Turnbaugh P.J., Ley R.E., Mahowad M.A., Magrini V., Mardis E.R., Gordon J.I.: An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature, 2006, 444, 1027-1031.

14. Galdeano C.M., de Moreno de LeBlanc A., Vinderola G., Bibas Bonet M.E., Perdigon G.: Proposed model: mechanisms of immunomodulation induced by probiotic bacteria. Clin. Vaccine Immunol., 2007, 14, 485-492.

15. Hecht G.: Innate mechanisms of epithelial host defense: spotlight on intestine. Am. J. Physiol., 1999, 277, 351-358.

16. Everett M.L., Palestrant D., Miller S.E., Bollinger R.R., Parker W.: Immune exclusion and immune inclusion: a new model of host-bacterial interactions in the gut. Clin. Appl. Immunol. Rev., 2004, 4, 321-332.

17. Mahida Y.R.: Microbial-gut interactions in health and disease. Epithelial cell responses. Best Pract. Res. Clin. Gastroenterol., 2004, 18, 241-253.

18. Salminen S., Isolauri E.: Intestinal colonization, microbiota, and probiotics. J. Pedriatr., 2006, 149, 115-120.

19. Noverr M.C., Huffnagle G.B.: Does the microbiota regulate immune responses outside the gut? Trends Microbiol., 2004, 12, 562-567.

20. Lievin-Le Moal V., Servin A.L.: The front line of enteric host defense against unwelcome intrusion of harmful microorganisms: mucins, antimicrobial peptides, and microbiota. Clin. Microbiol. Rev., 2006, 19, 315-337.

21. Kudsk K.A.: Effect of route and type of nutrition on intestine-derived inflammatory responses. Am. J. Surg., 2003, 185, 16-21.

22. Walker W.A., Duffy L.C.: Diet and bacterial colonization: role of probiotics and prebiotics. J. Nutr. Biochem., 1998, 9, 668-675.

23. Cheesman S.E., Guillemin K.: We know you are in there: conversing with the indigenous gut microbiota. Res. Microbiol., 2007, 158,

24. Deplancke B., Gaskins H.R.: Microbial modulation of innate goblet cells and the intestinal mucus layer. Am. J. Clin. Nutr., 2001, 73, 1131-

25. Albillos A., Hera A.: Multifactorial gut barrier failure in cirrhosis and translocation: working out the role of probiotics and antioxidants. J. Hepatol., 2002, 37, 523-526.

26. Lyte M.: The role of catecholamines in gram-negative sepsis. Med. Hypotheses, 1992, 37, 255-258.

27. Freestone P.P., Williams P.H., Haigh R.D., Maggs A.F., Neal C.P., Lyte M.: Growth stimulation of intestinal commensal Escherichia coli by catecholamines: a possible contributory factor in trauma-induced sepsis. Shock, 2002, 18, 465-470.

Συγγραφέας: Beata Magdalena Sobieszczańska, Department of Microbiology, Wroclaw Medical University, Poland, Gastroenterologia Polska 2008, 15(5), 287-290

Editorial Article

Μετάφραση - Επιμέλεια: Βασίλης Σιδερής.