PORTĀLS ĀRSTIEM UN FARMACEITIEM
Šī vietne ir paredzēta veselības aprūpes speciālistiem

Zarnu trakta mikrobioma loma funkcionālu gremošanas traucējumu patoģenēzē

Ē. Bļinkova, I. Daugule
Zarnu trakta mikrobioma loma funkcionālu gremošanas traucējumu patoģenēzē
Freepik
Funkcionāli zarnu darbības traucējumi ir bieža kuņģa—zarnu trakta problēma gan bērniem, gan pieaugušajiem. Pēdējos gados šo traucējumu raksturošanai izvēlēts termins, kas jau norāda uz to patoģenēzi: zarnu trakta—smadzeņu mijiedarbības traucējumi. Jau kādu laiku funkcionālu gremošanas trakta traucējumu rašanos saista ar izmaiņām zarnu trakta—smadzeņu ass darbībā. [6] Tomēr vēlākie pētījumi parādīja, ka precīzāks apzīmējums būtu zarnu—mikrobiotas—smadzeņu ass, tādējādi uzsverot mikrobiotas lomu ass disregulācijā. [11; 15]

Pārskata mērķis ir apkopot nesenās atziņas par zarnu mikrobioma (kas ir mikroorganismu kopums — baktērijas, vīrusi, sēnītes un citi mikrobi, kā arī šo mikroorganismu ģenētiskais materiāls un to vielmaiņas produkti) lomu funkcionālu zarnu trakta darbības traucējumu dažādos patoģenēzes etapos. Pārskats sniedz arī ieskatu sarežģītajā mijiedarbībā starp zarnu mikrobiotu (mikroorganismu kopumu zarnu traktā) un fizioloģiskiem procesiem zarnu traktā, noskaidrojot mehānismus, kas ir pamatā tās ietekmei uz kuņģa—zarnu trakta traucējumiem. [2]

Funkcionāli zarnu darbības traucējumi jeb zarnu trakta—smadzeņu mijiedarbības traucējumi

Jaunākajās Romas V vadlīnijās par kritērijiem funkcionālu gastrointestinālu traucējumu (FGIT) diagnostikā jau lieto apzīmējumu “zarnu trakta—smadzeņu mijiedarbības traucējumi”. [1] Lai gan SSK–11 vēl minēts iepriekš lietotais termins, literatūrā arvien biežāk runā par zarnu trakta—smadzeņu mijiedarbības traucējumiem. [6]

Pēc definīcijas zarnu trakta—smadzeņu mijiedarbības traucējumi ir stāvokļi, kas izriet no disfunkcijas starp centrālo nervu sistēmu (CNS) un enterisko nervu sistēmu (ENS). [3] Šīs mijiedarbības pamatā (bieži sauktā par “zarnu—smadzeņu asi”) ir divvirzienu komunikācijas ceļš, kas ietver neirālus, hormonālus, imunoloģiskus un mikrobioloģiskus signālus. Traucējumi šajā sistēmā var izraisīt dažādus gremošanas traucējumus, piemēram, kairinātas zarnas sindromu (KZS), funkcionālu dispepsiju. [2; 15]

Galvenie un vairāk pētītie procesi, kas saistīti ar smadzeņu—zarnu trakta disregulāciju, ir gastrointestinālās motilitātes un sekrēcijas izmaiņas, pastiprināta viscerālā percepcija, zarnu caurlaidības palielināšanās, zarnas gļotādas aizsargbarjeras izmaiņas, kā arī novirzes zarnu mikrobiotas sastāvā. [5; 7]

Līdz šim uzskatīja, ka izmaiņas zarnu mikrobiomā ir tikai viens no daudziem faktoriem funkcionālu traucējumu patoģenēzē. Attīstoties laboratoriskām un sevišķi molekulārbioloģiskām metodēm, iespējams daudz dziļāk izpētīt gan zarnu trakta mikrobu sastāvu, gan to radītos produktus, kā arī baktēriju un to metabolītu iesaisti dažādos FGIT patoģenēzes posmos. [1]

Izrādās, ka baktērijas un to metabolīti darbojas gan kā palaidējmehānisms, gan kā nozīmīgs patoģenēzes posms vairāku traucējumu gadījumā.

Arvien vairāk datu uzrāda mikrobioma lomu zarnu motilitātes regulēšanā, gremošanas fermentu sekrēcijā, neirotransmiteru izdales un citu iespējamo patoģenēzes ceļu attīstībā. [3]

Tāpēc termina “zarnu—smadzeņu ass” vietā pētnieki izmanto terminu “zarnu—mikrobiotas—smadzeņu ass”, ko raksturo izmaiņas komunikācijas tīklā starp zarnu traktu, mikrobiomu, smadzenēm un kas ir izšķirīga homeostāzes uzturēšanai, simptomu ietekmēšanai. [6]

Zarnu baktēriju metabolīti un zarnu—smadzeņu ass komunikācijas tīkls

Būtisks faktors informācijas pārnesē zarnu—mikrobiotas—smadzeņu ass darbībā ir mikrobu/baktēriju izstrādātie metabolīti. [3]

Zarnu mikrobi satur ap 22 miljoniem gēnu, ar kuru palīdzību baktērijas var sintezēt dažādus proteīnus/enzīmus, kas spēj fermentēt zarnu traktā nesagremotās vielas, t.i., vielas, kas “izsprukušas” aizkuņģa dziedzera un citu cilvēka gremošanas trakta enzīmu darbībai. [2]

Mikrobiotas ražotie metabolīti regulē arī daudzus svarīgus fizioloģiskus procesus zarnu traktā. Gan zarnu kontraktilitāti, viscerālo jutīgumu, sekrēciju un zarnu barjeras integritāti, gan arī barības vielu uzsūkšanos ietekmē baktērijas, piemēram, Bifidobacterium un Lactobacillus ražotās īso ķēžu taukskābes — etiķskābe, sviestskābe, propionskābe. [3; 11] Arī patogēno baktēriju metabolīti, piemēram, ūdeņraža sulfīds, var ietekmēt zarnu fizioloģiskos procesus — radīt zarnu motilitātes traucējumus un imūnsistēmas disregulāciju, veicinot viscerālo hipersensitivitāti un zarnu caurlaidības palielināšanos. [5]

Mikrobiotas metabolītu klasifikācija un funkcijas Mikrobiotas metabolītu klasifikācija un funkcijas
1. tabula
Mikrobiotas metabolītu klasifikācija un funkcijas

Tātad zarnu mikrobiota var ražot ļoti daudz metabolītu ar plašu darbības bioaktivitāti, kas nodrošina arī saistību starp mikrobiotu un nervu sistēmu. Metabolītus pēc to izcelsmes var iedalīt šādi (1. tabula):

  • metabolīti, ko baktērijas ražo no nesagremotajām uzturvielām,
  • saimniekorganisma ražotie metabolīti, ko modificē zarnu mikrobiota (piemēram, žultsskābes),
  • specifiski, no jauna ražotie metabolīti (polisaharīds A). [10]

Jāuzsver, ka metabolītu darbība ir ļoti plaša, tā nav tikai viena specifiska funkcija. Starp nozīmīgākajiem un vairāk pētītajiem metabolītiem ir īso ķēžu taukskābes: tās iesaistās ļoti dažādos fizioloģiskos procesos zarnu traktā un tādējādi arī vairākos zarnu trakta—smadzeņu mijiedarbības traucējumu patoģenēzes posmos.

Neirotransmiteru un baktēriju mijiedarbība

Neirotransmiteri (signālmolekulas, ko izdala neirons šūnu sinapsē) ir svarīgs informācijas pārneses faktors. Ar neirotransmiteru palīdzību norit sarežģītā mijiedarbība starp ENS, zarnu—smadzeņu asi un hipotalāma—hipofīzes—virsnieru asi. Ir identificēti vairāk nekā 100 neirotransmiteru. Līdz šim izpētīts, ka zarnu baktērijas, lai sazinātos ar CNS, galvenokārt izmanto tādus neirotransmiterus kā gamma aminosviestskābe (GASS), dopamīns, norepinefrīns, serotonīns un histamīns. [3]

Kā zināmākos piemērus varētu minēt GASS un serotonīnu. GASS darbojas kā inhibējošs neirotransmiters un modulē nervu šūnu aktivitāti, samazinot neironu uzbudināmību, bet serotonīns ir būtisks garastāvokļa regulēšanai. [3] Izrādās, zarnu baktērijas var gan radīt, gan regulēt neirotransmiteru sintēzi.

Jau zināmās zarnu mikrobiotas sastāva baktērijas Lactobacillus un Bifidobacterium var sintezēt serotonīnu un GASS, kas ir svarīgi smadzeņu darbībai. [15] Šie neirotransmiteri ir svarīgi neironu signālu pārvadei un var būtiski ietekmēt CNS attīstību un darbību.

Izpētīts, ka bez Lactobacillus un Bifidobacterium baktērijām GASS var sintezēt arī tādas baktērijas kā Bacteroides, īpaši B. fragilis. Savukārt Escherichia coli K12 izmanto GASS savā metabolismā. Nesen identificētas tādas GASS izmantojošas sugas kā Evtepia gabavorous (Ruminococcaceae dzimta). Tātad zarnu trakta baktērijas spēj arī patērēt smadzeņu darbībai būtiskus neirotransmiterus. [11]

Savukārt triptofāna pārvēršana par indolu (veicina T šūnu diferenciāciju un var novērst arī kolītu) veicina tādas baktērijas kā Lactobacillus reuteri, Lactobacillus johnsonii un Lactobacillus murinus. [2] Pētījumi uzrāda ļoti daudzu baktēriju saistību arī ar citu neiromediatoru sintēzi un metabolismu.

Par neirotransmiteru un zarnu trakta mikrobioma mijiedarbību liecina pētījumi par dažādiem neiroloģiskiem un psihiskiem traucējumiem. Pacientiem ar autiskā spektra traucējumiem zarnu mikrobiotas sastāva izmaiņas ir saistītas ar uzvedības, komunikācijas un neiroloģiskās attīstības izmaiņām. [16]

Mikrobioma un neirotransmiteru mijiedarbība ir plaša un sarežģīta tēma, bet minētie piemēri liecina, ka mikrobioma sastāva izmaiņas saistītas ar izmaiņām arī neirotransmiteru darbībā un caur šo smalko mehānismu tiek regulēta gan simptomu, gan slimību veidošanās. [3; 15]

Zarnu trakta motilitātes izmaiņas mikrobioma ietekmē

Zarnu trakta motilitātes izmaiņas ir būtisks patoģenētisks faktors vairāku FGIT gadījumā. Iespējams izdalīt dažādus mehānismus, kā baktērijas varētu ietekmēt zarnu trakta motoriku, — gan tiešā veidā, gan mijiedarbojoties ar citiem faktoriem (piemēram, baktēriju metabolītiem). [1; 3]

Arī šajā patoģenēzes aspektā ir identificētas specifiskas zarnu mikrobiotas radītas molekulas, kas tieši ietekmē motilitāti, sūtot signālus, kas modulē mērķa šūnas. Izmainītas motorikas rezultātā zarnu dobumā veidojas mikropopulācija, kurā aug un vairojas noteiktas baktērijas, kas attiecīgi tālāk ietekmē mikrobioma sastāvu un zarnu trakta mikrovidi. [2] Šo hipotēzi pamato pētījumi, kas parāda motorikas traucējumu rašanos pelēm pēc fēču paraugu pārstādīšanas no cilvēkiem ar KZS. Izpētīts, ka motilitātes izmaiņas saistītas arī ar samazinātu Firmicutes un palielinātu Bacteroidetes daudzumu. [14]

Zarnu trakta motilitāti ietekmē vairāki mikrobu metabolīti. Atkal svarīgs spēlētājs ir īso ķēžu taukskābes, jo baktērijas šķiedrvielu sadalīšanas rezultātā rada īso ķēžu taukskābes, kas modulē zarnu trakta motilitāti caur specifiskiem G proteīnu receptoriem. [3] Tādējādi baktēriju radītās īso ķēžu taukskābes veicina regulāras zarnu kustības. Savukārt hipomotilitāte var ietekmēt dažu baktēriju augšanu, kuru dēļ rodas disbioze un dismotilitāte. [7] Pētījumi uzrāda butirāta un propionāta daudzuma izmaiņas pacientiem ar KZS. [1]

Cits svarīgs motilitāti ietekmējošs faktors ir neirotransmiteri serotonīns un triptamīns. Palielināts zarnu lūmena serotonīna daudzums var būt saistīts ar sporu veidojošu baktēriju īpatsvara palielināšanos, kas attiecīgi vēl vairāk veicina serotonīna sintēzi. Šajā procesā iesaistīta tāda baktērija kā Turicibacter sanguinis. Savukārt triptamīnu producē pārsvarā Clostridium sporogenes un Ruminococcus gnavus no triptofāna. Tript­amīns izmaina jonu plūsmu caur zarnu sieniņu, tādējādi izmainot šķidruma sekrēciju un veicinot motilitāti. [10]

Arī žultsskābes var būt saistītas ar zarnu motilitātes izmaiņām. Baktērijas veic žultsskābju dekonjugāciju resnajās zarnās, bet disbiozes gadījumā žultsskābju dekonjugācija samazinās, kas var izraisīt paātrinātu peristaltiku un malabsorbciju (pacientiem ar KZS). [7]

Zarnu motilitātes un sekrēcijas izmaiņas, veicinot aizcietējumus vai caureju, var izraisīt tādu baktēriju proliferācija kā patogēnās Escherichia coli, Clostridium difficile un dažas Enterococcus sugas. Aizcietējumu gadījumā disbiozes izraisīta samazinātā īso ķēžu taukskābju veidošanās un traucētā neiromediatoru signalizācija var vēl papildus veicināt zarnu kustību samazināšanos un apgrūtinātu vēdera izeju. Savukārt ar disbiozi saistīta caureja var rasties intensīvas zarnu sekrēcijas dēļ, ko pastiprina patogēno baktēriju klātiene, kas rada toksīnus vai iekaisuma mediatorus. [3]

Tādējādi mikrobioma un zarnu motilitātes mijiedarbība ir komplekss un svarīgs faktors FGIT patoģenēzē. Līdz šim izpētītais norāda, ka nelielas izmaiņas mikrobioma sastāvā var būt saistītas ar motilitātes izmaiņām, kas, savukārt, var veicināt specifisku baktēriju vairošanos, kuras izraisa jaunas, vēl citādas izmaiņas. [7]

Mikrobioma loma meteorisma patoģenēzē

Biežs meteorisma cēlonis FGIT gadījumā ir ogļhidrātu fermentācijā veidojušās vielas. Pārsvarā zarnu traktā veidojas ūdeņradis, metāns un oglekļa dioksīds. [2] Procesa pamatā ir resnajā zarnā nonākušo nesagremoto ogļhidrātu sadalīšanās, ko veic resnās zarnas baktērijas. [3]

Fermentācijā radušos gāzu uzkrāšanās var radīt vēdera pūšanos, diskomfortu un sāpes. Pārmērīgs saražotais ūdeņraža un metāna daudzums var ietekmēt zarnu motilitāti, izraisot caureju vai aizcietējumus. Īpaši efektīvas metāna ražošanā ir tādas baktērijas kā Methanobrevibacter smithii, tāpēc zarnu tranzīts var būt lēnāks, bet gāzu produkcija — lielāka. [11]

Blakus fermentācijas procesiem gāzu veidošanos var ietekmēt arī uzturs un dzīvesveida faktori. Pārtikas produkti, kas satur daudz šķiedrvielu vai tādus cukurus kā fruktoze un laktoze, var pastiprināt gāzu ražošanu, tāpēc labāk iedzīvosies baktērijas, kas savā vielmaiņas procesā patērē fruktozi. [2]

Viscerālās uztveres modulācija ar mikrobioma starpniecību

Viscerālās sāpes, ko izraisa vēdera dobuma iekšējo orgānu uzpūšanās, išēmija vai iekaisums, ir nozīmīgs faktors FGIT patoģenēzē. Lai gan sāpju uztveres neirālie ceļi signālus caur perifēro nervu sistēmu pārvada uz CNS, ko, šķiet, nevar ietekmēt zarnu trakta baktērijas, izrādās, mikrobiota var modulēt katra indivīda uztveri par sāpēm. [3; 15]

Uzskata, ka zarnu mikrobiota var ietekmēt viscerālo sāpju modulāciju, iedarbojoties uz zarnu barjerfunkciju, imūnreakciju un neirotransmiteru ražošanu. Tā kā mikrobiotas līdzsvara traucējumi jeb disbioze saistās ar pastiprinātu zarnu caurlaidību, tas var izraisīt viscerālo hipersensitivitāti. Disbioze palielina arī iekaisuma mediatoru citokīnu un histamīna ražošanu, kas var ietekmēt sāpju ceļus un pastiprināt sāpju uztveri. Tātad viscerālā percepcija mainās galvenokārt citu faktoru iedarbības rezultātā. [5]

Tomēr izrādās: gan dzīvnieku modeļos, gan klīniskajos pētījumos par cilvēkiem pierādīts, ka, mainot mikrobiomu, var modulēt viscerālo sāpju reakcijas, apliecinot mikrobioma lomu sāpju uztveres regulēšanā. [15] Pētījumi ar pelēm parādījuši, ka, mikrobiotu no cilvēkiem ar hroniskām sāpēm pārstādot sterilām pelēm, tām sāpes palielinās, pat ja sākotnēji tās bija nejutīgas pret sāpēm. Šis eksperiments ne tikai parādīja, ka mikrobioma sastāvs var tieši ietekmēt sāpju jutību, bet arī uzsvēra, cik svarīgi ir saprast, kā līdzsvarota mikrobiota var mainīt sāpju uztveri. [3]

Sāpju reakcijas var mainīt zarnu mikrobioma modulācija ar dažādu probiotiku ievadi. Iespējams, probiotikas var samazināt arī zarnu caurlaidību un regulēt imūno atbildreakciju, palīdzot mazināt viscerālās sāpes. [2]

Turklāt pētījumi par cilvēkiem liecina, ka probiotiku lietošana var samazināt viscerālās sāpes. Piemēram, dati no kāda klīniska pētījuma atklāj, ka pacienti ar vēdera sāpēm, kuri lietoja specifiskus probiotiku preparātus, ziņoja par ievērojamu sāpju mazināšanos un uzlabojumu dzīves kvalitātē. Šie rezultāti norāda uz to, ka mikrobioma modulācija var būt efektīvs veids, kā ārstēt viscerālās sāpes, uzlabojot zarnu veselību un samazinot iekaisuma procesus. [1; 2]

Minētie pētījumi uzsver, ka mikrobioma loma viscerālo sāpju regulēšanā ir būtiska, jo pastāv gan mijiedarbība starp zarnu mikrobiomu un ceļiem, kas izraisa viscerālās sāpes, gan arī divvirzienu mijiedarbība starp mikrobiomu, zarnām un smadzenēm. Šī mijiedarbība ir būtiska FGIT patoģenēzes izpratnē un ārstēšanā. [3]

Baktēriju loma zarnu gļotādas barjeras nostiprināšanā

Zarnu trakta gļotādu no dobuma norobežo specifiska struktūra — gļotādas barjera, ko veido epitēlijšūnas, gļotas, imūnšūnas un arī baktērijas. Šajā vietā notiek intensīva mijiedarbība starp barības vielu daļiņām, dažādām imunogēnām un toksiskām molekulām, kā arī zarnu baktērijām, tālāk tiek aktivēta zarnas gļotādas imūnsistēma, kas, savukārt, modulē motoriku. Tādējādi zarnu mikrobiotai, kas sastāv no triljoniem mikroorganismu, ir nozīme arī zarnu barjeras veseluma saglabāšanā. [2; 12]

Viens no mehānismiem, kā mikrobiota ietekmē barjerfunkciju, ir baktēriju radītie metabolīti. Pētījumos pierādīts, ka Lactobacillus un Bifidobacterium sugas uzlabo zarnu gļotādas integritāti, veicinot ciešu savienojumu veidošanos starp epitēlija šūnām, tādējādi novēršot kaitīgo patogēnu un toksīnu iekļūšanu asinsritē. Probiotikas ar Lactobacillus rhamnosus ievadot pelēm, kurām ir bojāta zarnu barjera, ievērojami uzlabojās šūnu savienojumu integritāte un samazinājās iekaisuma reakcijas. [5; 9]

Pētījumi apliecina, ka Faecalibacterium prausnitzii palīdz saglabāt gļotādas integritāti, uzlabojot epitēlija šūnu savienojumus un veicinot imūnsistēmas nobriešanu. [1] Šie mikrobi veicina arī imūnsistēmas attīstību un nobriešanu, palīdzot organismam atšķirt kaitīgos iebrucējus no labdabīgām struktūrām. [2]

Turklāt zarnu mikrobiota ir būtiska mucīna ražošanā, kas ir svarīgas gļotu aizsargslāņa sastāvdaļas, kuras pārklāj zarnu epitēliju. Pētījumi rāda, ka zarnu mikrobiotai ir izšķirīga nozīme epitēlija šūnu atjaunošanās veicināšanā un cieto savienojumu proteīnu integritātes uzlabošanā, kas ir būtiski, lai novērstu kaitīgu vielu pārnesi pāri zarnu barjerai. [11]

Jāpiemin, ka samazināts šķiedrvielu daudzumus uzturā var radīt baktēriju badošanos, kas var veicināt mucīna izmantošanu baktērijas metabolismā, rezultātā degradējot gļotu slāni un palielinot uzņēmību pret patogēniem. Šādā stāvoklī var aktivēties imūnsistēmas reakcija, kas veicina iekaisuma procesus. [5]

Pētījumi rāda arī to, ka baktērijas, piemēram, R. gnavus, Akkermansia municiphila un R. torques spēlē nozīmīgu lomu, saglabājot zarnu gļotādas integritāti. Šīs baktērijas darbojas kā mazi inženieri, kas nostiprina šūnu savienojumus un samazina zarnu caurlaidību, tādējādi neļaujot kaitīgajām vielām un patogēniem iekļūt organismā. [10] Īpaši intriģējošs ir atklājums par R. gnavus. Šīs baktērijas klātiene zarnās būtiski veicina barjeras aizsardzību, uzlabojot šūnu savienojumus un stiprinot zarnu gļotādu, kas ir svarīgi, lai novērstu kaitīgu vielu iekļūšanu organismā, un vienlaikus arī imūnsistēmas aktivāciju. [3]

Disbioze, kam raksturīga zarnu mikrobiotas sastāva nelīdzsvarotība, izjauc zarnu barjeras integritāti un predisponē indivīdus kuņģa—zarnu trakta traucējumiem. Tādējādi zarnu mikrobiotas un zarnu trakta sarežģītā mijiedarbība ir būtiska zarnu barjeras strukturālās un funkcionālās integritātes uzturēšanā. Izmantojot dažādus mehānismus, zarnu mikrobiota aktīvi veicina zarnu barjerfunkcijas saglabāšanu. [2] Šāda mikrobiotas loma liek uz zarnām raudzīties ne tikai kā uz gremošanas orgānu, bet arī kā uz kompleksu ekosistēmu, kur katrai baktērijai ir izšķirīga loma mūsu veselības uzturēšanā. [3; 17]

Disfunkcionāla mikrobiota un kuņģa—zarnu trakta traucējumi

Palaidējmehānisms vai sekas?

Disbiozi jeb disfunkcionālu zarnu trakta mikrobiotu raksturo līdzsvara trūkumu zarnu mikrobiotas sastāvā, kas saistīts ar izmainītu zarnu motilitāti un sekrēciju, izraisot traucējumus kuņģa—zarnu trakta darbībā. [6]

Tātad kādas baktēriju sugas relatīvais īpatsvars var izmainīties daudzu un dažādu procesu mijiedarbībā, attiecīgi tālāk izmainot metabolītu un neirotransmiteru sintēzi un motilitāti, kas, savukārt, rada gan izmaiņas ierastajā mikrobu sastāvā (disbiozi), gan izmaiņas zarnu trakta—mikrobiotas—smadzeņu asī. [15] Izmaiņas zarnu trakta—smadzeņu asī vēl vairāk izmaina dažādus zarnu darbību regulējošos procesos, radot simptomus. [3]

Šādas secīgas ķēdes reakcijas rezultātā viens šķietami maznozīmīgs faktors (piemēram, samazināts šķiedrvielu daudzums uzturā) var pamazām samazināt īso ķēžu taukskābju sintēzi un secīgi izmainīt zarnu motoriku, tāpēc savairojas patogēnas baktērijas. [11] Savukārt šīs baktērijas pastiprina ar disbiozi saistītos simptomus, radot toksīnus vai iekaisuma mediatorus un izraisot virkni citu patoģenētisku procesu. Tāpēc var teikt, ka disfunkcionāla zarnu mikrobiota ir gan FGIT palaidējmehānisms, gan sekas. [1; 2]

Disbioze pacientiem ar KZS var izraisīt gan izmaiņas zarnu motilitātē, gan iekšējo orgānu pastiprinātu jutību un zemas pakāpes iekaisumu. Dažas baktēriju sugas, piemēram, Bacteroides fragilis un Clostridium difficile, ir iesaistītas kairinātas zarnas sindroma patoģenēzē. Mikrobiotas disregulācija īpaši svarīga ir bērnu vecumā, jo tad “ieprogrammējas” tās attīstības tips. [4; 12]

Latvijas Universitātes pētījumā par zarnu mikrobiotu bērniem secinājām: normālas mikrobiotas gadījumā pēc antibiotiku terapijas kursa daudz ātrāk atjaunojas iepriekšējais līdzsvars.

Te gan jāpiezīmē, ka precīzas definīcijas normālai mikrobiotai nav, tāpēc runājam par pamatmikrofloru jeb “kodolmikrobiomu” (core microbiome) attiecīgā vecumā. Tātad disbiozes novēršanā svarīga ir mikrobioma stabilitāte, savukārt stabilu mikrobiomu ietekmē daudz dažādu faktoru, piemēram, veselīgs uzturs, mātes piena lietošanas ilgums. [19]

Disbiozes gadījumā ir izjaukts trauslais zarnu mikrobiotas līdzsvars, tāpēc izmainās zarnu—mikrobiotas—smadzeņu asi regulējošā sistēma, kas ir svarīga gremošanas sistēmas veselības uzturēšanai, īpaši bērniem. [8; 18]

Dažu zarnu trakta baktēriju producēto metabolītu darbības princips simptomu attīstībā apkopots 2. tabulā.

Dažu zarnu trakta baktēriju producēto metabolītu darbības princips simptomu attīstībā. Adaptēts no [17] Dažu zarnu trakta baktēriju producēto metabolītu darbības princips simptomu attīstībā. Adaptēts no [17]
2. tabula
Dažu zarnu trakta baktēriju producēto metabolītu darbības princips simptomu attīstībā. Adaptēts no [17]

Noslēgumā

Zarnu mikrobioma modernās pētniecības iespējas radījušas būtiskas izmaiņas mūsu izpratnē par sarežģīto mijiedarbību starp mikrobiomu un kuņģa—zarnu trakta veselību. Visticamāk, zarnu baktērijas ir daudz nozīmīgākas gan gremošanas procesā, gan veselības uzturēšanā un slimību attīstībā, nekā tika uzskatīts līdz šim.

Būtībā funkcionālu zarnu traucējumu gadījumā baktērijām vai to metabolītiem ir noteikta loma katrā patoģenēzes etapā, turklāt daļu procesu šajā rakstā neapskatījām vai aprakstījām tikai virspusēji.

Lai gan joprojām daudz ko nezinām par dažādu zarnu baktēriju sugu iedarbību un saistību ar specifiskiem kuņģa—zarnu trakta traucējumiem (visticamāk, nenoskaidrosim arī lielāko daļu no triljoniem baktēriju funkciju), jāapzinās, ka mūsos dzīvo nozīmīga un labila ekosistēma, par kuras trauslo līdzsvaru jārūpējas, ja gribam uzlabot kuņģa—zarnu trakta veselību un dzīves kvalitāti.

Literatūra

  1. Brusaferro A, Cavalli E, Farinelli E, et al. Gut dysbiosis and paediatric Crohn’s disease. The Journal of infection, 2019. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30336176/
  2. Chung The H, Le S-NH. Dynamic of the human gut microbiome under infectious diarrhea. Current opinion in microbiology, 2022. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9758627/
  3. Dicks LMT. Gut bacteria and neurotransmitters, Microorganisms, 2022. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9504309/
  4. Microbiota and the irritable bowel syndrome. Minerva gastroenterology, 2021. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34515452/
  5. Duess JW, Sampah ME, Lopez CM, et al. Necrotizing enterocolitis, gut microbes, and sepsis. Gut microbes, 2023. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37312412/
  6. Gerber G, Zhernakova S. Disorder of gut-brain interaction: Insights, causes and management. Nestlé Nutrition Institute, 2024. www.nestlenutrition-institute.org/publication-series/disorder-gut-brain-interaction-insights-causes-and-management
  7. Kaplina A, et al. Necrotizing enterocolitis: The role of hypoxia, gut microbiome, and microbial metabolites, International journal of molecular sciences, 2023. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9917134/
  8. Kwiatkowska M, Krogulska A. The significance of the gut microbiome in children with functional constipation. Adv Clin Exp Med, 2021; 30(4): 471-480. doi:10.17219/acem/131215
  9. Li C, Liang Y, Qiao Y. Messengers from the gut: Gut microbiota-derived metabolites on host regulation, Frontiers in microbiology, 2022. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9073088/
  10. López-Siles M, et al. Ruminococcus gnavus and its role in gut mucosal health and inflammation. Gut Microbes, 2023. www.researchgate.net/publication/376959575_The_Role_of_Human_Gut_Microbe_Ruminococcus_gnavus_in_Inflammatory_Diseases.
  11. Ristori MV, et al. Autism, gastrointestinal symptoms and modulation of gut microbiota by nutritional interventions. MDPI, 2019. www.mdpi.com/2072-6643/11/11/2812
  12. Saeed NK, et al. Gut Microbiota in various childhood disorders: Implication and indications. World journal of gastroenterology, 2022. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9150060/
  13. Seki D. Aberrant gut-microbiota-immune-brain axis development in premature neonates with brain damage, 2021. doi.org/10.1016/j.chom.2021.08.004
  14. Sheikh IA, Bianchi-Smak J, Laubitz D, et al. Transplant of microbiota from Crohn’s disease patients to germ-free mice results in colitis. Gut microbes, 2024. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38532703/
  15. Srikantha P, Mohajeri MH. The possible role of the microbiota-gut-brain-axis in autism spectrum disorder. MDPI, 2019. www.mdpi.com/1422-0067/20/9/2115
  16. Strati F, et al. New evidences on the altered gut microbiota in autism spectrum disorders – microbiome. BioMed Central, 2017. microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-017-0242-1
  17. Wei L, et al. Gut microbiota dysbiosis in functional gastrointestinal disorders: Underpinning the symptoms and pathophysiology. JGH open: an open access journal of gastroenterology and hepatology, 2021. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8454481/
  18. You Ie Kim, et al. Investigation of gut microbiota diversity according to infectious agent in pediatric infectious acute gastroenteritis in a Korean University Hospital. Pediatrics & Neonatology, 2024. www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1875957224000214
  19. Zarnu trakta mikrobiotu ietekmējoši faktori un saistība ar veselības stāvokli zīdaiņiem un mazuļiem: prospektīva fēču mikrobiotas sastāva metagenomiska analīze bērniem līdz 36 mēnešu vecumam. Projekta numurs: lzp-2021/1-0275.