Uvod

Zdrava mikrobiota uravnotežen je sustav sastavljen od simbionata (bakterija s funkcijama koje pozitivno utječu na organizam) te patobionata (bakterija koje mogu uzrokovati patološka stanja). Okolišni čimbenici poput prehrane, stresa, antibiotika te infekcija mogu uzrokovati pomak ravnoteže prema patobiontima, odnosno disbiozu. Genski potencijal bakterija povezan je s promjenama u crijevnoj mikrobioti te s pojavom disbioze, a može biti povezan i s povećanim nakupljanjem masti, pojavom lipopolisaharidima inducirane upale, inzulinske rezistencije, pretilosti i metaboličkog sindroma. Pojedinci s navedenim karakteristikama imaju povećan rizik od razvoja metaboličkih bolesti poput šećerne bolesti, kardiovaskularnih bolesti te upalnih bolesti crijeva.

Probiotici

Prema definiciji Svjetske zdravstvene organizacije, probiotici su živi mikroorganizmi koji primijenjeni u odgovarajućoj količini imaju povoljne učinke na zdravlje domaćina. Probiotici koji se najčešće rabe u istraživanjima roda su Lactobacillus, a pripadaju razredu Firmicutes i Bifidobacterium. Japanski znanstvenici proveli su istraživanje na miševima kojima su, uz hranu bogatu mastima, davali i probiotičku bakteriju soja Bifidobacterium breve B-3 u razdoblju od osam tjedana. Kod miševa je nakon primjene probiotika došlo do prestanka nakupljanja masnog tkiva, poboljšanja razine serumskog kolesterola, glukoze i inzulina. Daljnjim analizama utvrđeno je da navedeni soj ima učinke na ekspresiju gena u jetri povezanih s metabolizmom lipida i odgovorom na stres.

Do sada je objavljen velik broj istraživanja kod kojih se istražuje učinak različitih sojeva probiotičkih bakterija (npr. Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus PL60, Lactobacillus casei strain Shirota, Lactobacillus paracasei ssp paracasei F19, Lactobacillus gasseri) na tjelesnu masu. Pokazalo se da pojedini sojevi imaju učinak na smanjenje mase masnog tkiva, ali i druge povoljne metaboličke učinke, kao što su smanjenje serumskih razina leptina i inzulina, poboljšanje inzulinske osjetljivosti i povećanje proizvodnje adiponektina. Mehanizmi kojima probiotici iz roda Lactobacillus dovode do smanjenja pretilosti nisu jasno razjašnjeni, a neki znanstvenici predlažu kao mogući mehanizam promjenu ekspresije gena za skladištenje masti. Predloženi je mehanizam kojim primjerice Lactobacillus paracasei dovodi do smanjenja nakupljanja masti smanjenje genske ekspresije za cirkulirajući inhibitor lipoprotein-lipaze ANGPTL (engl. angiopoetin-like 4).

Istraživanja na ljudima pokazala su da primjena pojedinih probiotičkih sojeva kod trudnica pomaže u održavanju serumske koncentracije inzulina, a kod osoba s intolerancijom na glukozu i sa šećernom bolešću tipa 2 pomaže u održavanju inzulinske osjetljivosti. Osim toga, iako postoje kontradiktorni rezultati, većina istraživanja pokazala su da konzumacija probiotičkih kultura dovodi do smanjenja koncentracije LDL kolesterola i ukupnog kolesterola te poboljšanja glikemijske kontrole kod osoba sa šećernom bolešću tipa 2.

Prebiotici

Prebiotici su neprobavljivi polisaharidi koji služe kao supstrat za proizvodnju metabolički aktivnih metabolita, primjerice SCFA, tako što stimuliraju rast bakterija, prije svega Bifidobacteriuma i Lactobacillusa. Metaanaliza da Silve i suradnika pokazala je da je upravo povećanje količine Bacteroidetesa ključno u gubitku tjelesne mase. Davanje prebiotika miševima, bila riječ o genetički predodređenoj ili hranom induciranoj pretilosti, dovelo je do povećanja količine Bacteroidetesa te smanjenja pričuva masti. Uočena je povezanost povećanog broja Bifidobacteriuma sa smanjenjem ektopične akumulacije masti, skladištenja masti u bijelom masnom tkivu te sustavne upale i inzulinske rezistencije kod pretilih. Osim toga, primjena prebiotika dovela je i do smanjenja endotoksemije. Osim navedenih učinaka prebiotici djeluju i na unos hrane. Naime, prebiotici potiču proizvodnju crijevnih hormona

GLP-1 i PYY koji djeluju na hipotalamus te dovode do smanjenja apetita. S druge strane, redukcijom ekspresije grelina, oreksigenog hormona, prebiotici dovode do smanjenja unosa hrane. Prebiotici imaju učinak i na crijevnu barijeru tako što potiču proizvodnju i sekreciju GLP-2 u L-stanicama hormona koji smanjuje crijevnu propusnost kod pretilih životinja.

Antibiotici

Rezultati epidemioloških istraživanja upućuju na povećan rizik za razvoj pretilosti u djece koja su vrlo rano bila izložena višekratnoj antibiotičkoj terapiji, međutim, točan mehanizam te povezanosti još uvijek nije poznat. Podatci iz studija provedenih na životinjama indiciraju da antibiotici uzrokuju promjene na crijevnoj mikrobioti što djeluje na organizam domaćina te dovodi do akumulacije masnog tkiva. Poremećaj crijevne mikrobiote uzrokovane izlaganjem antibioticima u perinatalnom razdoblju može stvoriti metabolički fenotip domaćina sklon razvoju pretilosti, koji se zadržava nakon prestanka uzimanja antibiotika te oporavka crijevne mikroflore. Ta zapažanja mogu imati veliku važnost, s obzirom na to da je velik broj dojenčadi izložen antibioticima putem majke, tijekom porođaja ili izravno u vrijeme dojenaštva. Klinička važnost tih rezultata još je uvijek nepoznanica. Razumna uporaba antibiotika važna je ne samo zbog smanjenja širenja organizama rezistentnih na antibiotike nego i zbog smanjenja potencijalno dugoročnih metaboličkih posljedica uzrokovanih ranim izlaganjem antibiotičkoj terapiji, posebice antibioticima širokog spektra.

Nasuprot tomu, za manipulaciju mikrobiotom crijeva primjenjuju se i antibiotici koji prema nekim rezultatima dovode do poboljšanja glikemijskog stanja pri gladovanju, smanjenja intolerancije na glukozu i jetrenih triglicerida, razine LPS-a u krvi te povećanja jetrenog glikogena i adiponektina.

Kod ljudi kratkotrajna terapija antibioticima dovodi do smanjenja bakterijske kolonizacije, odnosno smanjenja razine Bifidobacteriuma te promjene u količini različitih rodova, uključujući Lactobacillus. Kod pojedinaca koji su primali određene antibiotike dokazan je veći anabolički kapacitet.

Zaključak

Osim probiotika, prebiotika i antibiotika u modulaciji mikrobiotom crijeva učinkovitima su se pokazale i restrikcija kalorija, pojedine dijete te tjelesna aktivnost. Međutim, potrebna su dodatna istraživanja kako bi se utvrdili mehanizmi kojima spomenute mjere djeluju na promjenu crijevne flore.