Bakterije so nujne za naše zdravje

Odkritje in uporaba antibiotikov je prav gotovo eden največjih mejnikov v sodobni medicini. V zadnjih desetletjih se je, večinoma zaradi zdravljenja bakterijskih okužb z antibiotiki, življenjska doba ljudi zelo podaljšala. Pri tem so seveda pomembno vlogo imeli še drugi dejavniki, kot so neoporečna pitna voda, boljše higienske razmere, cepljenje, bolj kakovostna prehrana in tudi sicer boljša zdravstvena preskrba.

Kljub uspešni uporabi antibiotikov se je kmalu pokazalo, da bakterije do antibiotikov razvijejo odpornost. Ta je zaradi preširoke in pogosto neustrezne uporabe antibiotikov danes ena največjih groženj za zdravje ljudi. Nekateri bakterijski sevi klinično pomembnih vrst so odporni proti širokemu naboru, včasih celo proti vsem klinično uporabljenim antibiotikom. Vendar novejši izsledki kažejo, da ima uporaba antibiotikov lahko še druge resne posledice, saj jih povezujejo s pravo epidemijo čezmerne telesne teže pri otrocih, s povečanjem pogostnosti sladkorne bolezni tipa 1, vse pogostejšimi alergijami, kroničnimi vnetnimi boleznimi in boleznimi refluksa. Za nekatere med njimi je prav gotovo kriv tudi spremenjen, nezdrav življenjski slog, na primer uživanje neustrezne, z maščobami in sladkorjem prebogate hrane ter pomanjkanje fizične aktivnosti. Izsledki kažejo, da ti ne morejo povečevati pogostnosti navedenih bolezenskih stanj.

Velik pomen mikrobnih združb

Hkrati se nam razkriva velik pomen mikrobnih združb, s katerimi smo tesno povezani. Ocenjuje se, da človeško telo vsebuje desetkrat več mikrobnih celic kot lastnih. Večji del teh je nenevarnih oziroma koristnih in jih skupaj označujemo za mikrobioto. Le-ta je ključna pri razvoju kože, prebavil, dihal, genito-urinarnega trakta ter živčnega in imunskega sistema. Gostitelj in njegova mikrobiota sta medsebojno odvisna, in medtem ko gostitelj zagotavlja razmeroma stabilno okolje in hranila, mikrobiota uravnava razvoj, ščiti pred patogenimi mikroorganizmi, sodeluje pri prebavi, produkciji vitaminov in usmerjanju imunskega sistema. Zelo pomembna in bogata je mikrobiota prebavnega trakta, vendar so za naše zdravje pomembne tudi mikrobne združbe drugih delov telesa, kot so ustna votlina, koža, nožnica, pljuča itd.

Za naseljevanje novorojenca z mikrobioto je pomemben prehod skozi porodni kanal in po porodu tesen stik z materjo. Ko mati objame svojega otroka, ga objame tudi njena mikrobiota. Novejši izsledki kažejo, da ima posteljica, ki usmerja razvoj in plod oskrbuje s hranili in kisikom ter odstranjuje odpadne snovi, značilno mikrobioto, ki pa je po svoji vrstni sestavi presenetljivo najbolj podobna mikrobioti ustne votline. Domnevajo, da bakterije prehajajo iz ustne votline prek žilja do posteljice. Zdaj sicer ni dokazano, vendar se naseljevanje z mikrobioto morda začne že pred rojstvom. Sestavljanje mikrobiote se nadaljuje v neonatalnem obdobju in poteka v določenem vrstnem redu, na katerega vpliva tesen stik z materjo, prehrana in drugi dejavniki okolja ter genetske razlike med posamezniki.

Mikrobiota je za naše zdravje resnično zelo pomembna. To se pokaže, ko je ta porušena, na primer zaradi zdravljenja z antibiotiki, zaradi okužbe ali zaradi vnetja, ki ni povezano z okužbo. Antibiotiki, žal, ne delujejo le na povzročitelje bolezni, ampak tudi na pripadnike mikrobiote. Govorimo o disbiozi, za katero so značilne velike spremembe v številu predstavnikov posameznih mikrobnih vrst ter vrstne raznolikosti. V takih pogojih se lahko namnožijo oportunistični mikroorganizmi, z resnimi posledicami za bolnika. Primer so okužbe z bakterijo Clostridium difficile, ki nastajajo po zdravljenju z antibiotiki in ki se lahko kažejo kot blaga driska, kolitis s sluzavo ali krvavo drisko ali psevdomembranozni kolitis. Če bolezen ni pravočasno zdravljena, je lahko celo vzrok za smrt zaradi predrtja črevesa.

Siromašenje mikrobiote

V zadnjih desetletjih smo priča pomembnim spremembam v prenosu in vrstni sestavi mikrobiote. Čista voda, povečana uporaba antibiotikov za zdravljenje okužb med nosečnostjo, povečanje deleža rojstev s carskim rezom, upad dojenja in povečevanje števila družin z manj otroki zmanjšujejo možnost prenosov pripadnikov mikrobiote na otroke. Po drugi strani na vrstno sestavo mikrobiote vplivajo široka uporaba antibiotikov ter višja stopnja osebne higiene ob uporabi mil oziroma gelov s protimikrobnim učinkom. Posledično bo mikrobiota vsake naslednje generacije siromašnejša od mikrobiote predhodne. Siromašenje mikrobiote novejši izsledki povezujejo z zelo velikim povečanjem oziroma pravo epidemijo čezmerne telesne teže pri otrocih, z astmo, alergijami in refluksnimi boleznimi požiralnika.

Dobro raziskan je primer bakterije Helicobacter pylori (H. pylori), ki je del mikrobiote želodca človeka. V razvitih državah pogostnost H. pylori pada. V zahodni Evropi in ZDA se je v dveh oziroma treh generacijah zmanjšala z več kot 80 odstotkov na približno šest odstotkov. Za H. pylori je sicer dokazano, da povzroča 90 odstotkov razjed želodca in dvanajstnika ter da je dejavnik tveganja za razvoj raka na želodcu. Po drugi strani raziskave razkrivajo, da ima H. pylori kot del mikrobiote pomembno vlogo za zdravje ljudi.

Z upadanjem pogostnosti H. pylori se zmanjšuje pogostnost razjed in raka na želodcu. Vendar so povečuje število primerov refluksne bolezni in Barrettovega požiralnika, predrakavih sprememb, ki nastanejo kot posledica kronične refluksne bolezni požiralnika in ki se pri majhnem deležu obolelih lahko razvije v žlezni rak na požiralniku. Poleg tega H. pylori v želodcu nadzira ravni hormona gerlin, ki je vpleten pri uravnavanju energijskega ravnovesja. Raziskave zato povezujejo odsotnost H. pylori pri otrocih z večjo pogostnostjo čezmerne telesne teže otrok in sladkorne bolezni tipa 1. Ugotovili so tudi, da osebe, ki v otroštvu nimajo H. pylori, pogosteje zbolijo za astmo in nekaterimi alergijami. Najnovejše raziskave razkrivajo, da imajo zaščitno vlogo pred alergijami na hrano tudi drugi pripadniki mikrobiote prebavnega trakta.

V primeru H. pylori gre za dobro raziskano bakterijo, zato se že odkriva njen širši pomen za zdravje ljudi. Vendar gotovo obstajajo še drugi primeri bakterij mikrobiote, tudi v drugih delih telesa, ki so prav tako podvrženi spremembam zaradi široke uporabe antibiotikov in drugih zgoraj navedenih dejavnikov. Velik del pripadnikov mikrobiote in njihova širša vloga sta namreč še popolnoma neznana.

S siromašenjem mikrobiote obstaja še nevarnost, da z izginjanjem njenih pripadnikov (kot je H. pylori) njihov prostor sčasoma zavzamejo druge vrste, tudi take z večjim potencialom povzročitve bolezni.

Učinek nizkih koncentracij antibiotikov

Kmalu po začetku široke uporabe antibiotikov, v 50. letih prejšnjega stoletja, so dognali, da dodajanje nizkih koncentracij antibiotikov vzrejnim živalim izzove povečano rast oziroma poveča učinkovitost njihovega hranjenja. Ugotovili so, da je učinek močnejši pri mladih živalih, zato so in v nekaterih državah še dodajajo nizke koncentracije antibiotikov krmi. V EU je takšna uporaba antibiotikov od leta 2006 prepovedana zaradi dokazane povezave s širjenjem odpornosti proti antibiotikom.

Dodajanje antibiotikov krmi vpliva na mikrobioto vzrejnih živali. Vzrokov za večji prirast je morda več, vendar antibiotiki z zmanjšanjem števila bakterij v prebavnem traktu zmanjšajo tekmovanje mikroorganizmov in gostitelja za hranila, kar omogoča hitrejšo rast ob enakem vnosu hrane. V razvitih državah Evrope in ZDA so otroci do svojega 18. leta od deset- do dvajsetkrat zdravljeni z antibiotiki. Znanstveniki dokazujejo, da z antibiotiki izzvane spremembe v mikrobioti otrok, tako kot pri živalih, vplivajo na telesno težo oziroma večjo pogostnost čezmerne telesne teže otrok.

Antibiotiki so gotovo zelo dragoceni, vendar jih moramo uporabljati previdno in smotrno. Umrljivost otrok se je zaradi uporabe antibiotikov za zdravljenje bakterijskih okužb zelo zmanjšala. Da bi se izognili pojavu in širjenju odpornosti proti antibiotikom ter vplivu antibiotikov ne samo na patogene bakterije, ki povzročajo bolezen, ampak tudi na mikrobioto z resnimi posledicami za fiziologijo in zdravje ljudi, je nujna izdelava novih antibiotikov, ki bi delovali le ciljano na ozek nabor patogenov. Poleg tega bomo z večjim razumevanjem mikrobiote morda sposobni uravnavati njeno sestavo oziroma nadomestiti njene izgubljene pripadnike.

Prof. dr. Darja Žgur Bertok, Biotehniška fakulteta Univerze v Ljubljani