Mikrobiom, dysbioza, probiotyki – badania i wpływ na zdrowie psów

„Wszelka choroba ma źródło w trzewiach” – twierdził Hipokrates, a współczesna nauka potwierdza tę starą prawdę.

Myślę, że każdy z was słyszał o probiotykach . Jesteśmy zasypywani różnego rodzaju produktami probiotycznymi. Kilka dni temu trafiłam na stronę firmy, która oferuje ocenę stanu mikrobioty jelit na podstawie badania kału psów i kotów. Następnie w zależności od wyników badań firma oferuje dobranie odpowiedniej suplementacji  probiotycznej „bazującej na najlepszych preparatach probiotycznych dostępnych na polskim rynku „ . Czyż nie brzmi to wspaniale? Każdy z nas lubi produkt skrojony na miarę naszych potrzeb. Pytanie tylko czy faktycznie na podstawie oferowanych badań kału można ocenić stan mikrobioty jelit naszego pupila i co za tym idzie czy będzie miał dobrane odpowiedniej jakości probiotyki? Zainteresowana oferowanym badaniem zapytałam jakie dokładnie badania są wykonywane i jaką metodą. Badanie polega na hodowli przy użyciu standardowych metod posiewowo-zalewowych  następujących bakterii Bifidobacterium spp., Lactobacillus spp. , Escherichia col, Clostridium, Clostridium perfringens, Staphylococcus spp., oraz drożdżaków z rodzaju Candida. Natomiast jeśli chodzi o dobór probiotyków to jak wiemy na rynku polskim probiotyki dostępne są w postaci  leków, suplementów diety oraz żywności funkcjonalnej, a  dla każdego pojęcie „najlepszy” może oznaczać coś innego więc firma może zalecić nam faktycznie najlepszy probiotyk ale może to być również jogurcik z dodatkiem mleka w proszku, który zawierać będzie niewielką ilość bakterii.  Chciałabym aby każdy opiekun zwierzaka zanim wyda kilkaset złotych na badania i terapie posiadał minimum wiedzy na temat mikrobiomu, badań dysbiozy oraz probiotyków i potrafił wybrać najbardziej wartościową ofertę zarówno w zakresie badań jak i suplementów dlatego postanowiłam podzielić się z wami podstawowymi informacjami na ten temat.

Co to jest mikrobiom?

Mikrobiom to zbiór wszystkich drobnoustrojów zamieszkujących przewód pokarmowy wcześniej zwany mikroflorą układu pokarmowego.

• W większości składa się z bakterii
• Należą do niego również wirusy
• Należą do niego również grzyby
• Należą do niego również inne drobnoustroje

Organizmy człowieka i zwierząt zamieszkuje co najmniej 10 razy tyle bakterii ile komórek liczą ich organizmy. Bakterie stanowią 95 % komórek układu pokarmowego. Występuje ich tam od 500 do 5000 różnych gatunków (liczba ta wzrosła wraz z rozwojem technologii molekularnych pozwalających na rozpoznanie gatunków). Ze względu na tak imponujące statystyki coraz częściej mikroflora przewodu pokarmowego nazywana jest „zapomnianym organem”.

Czy w każdym odcinku przewodu pokarmowego liczba i skład bakterii jest taki sam?

Liczba i skład gatunków bakterii zmienia się w zależności od odcinka przewodu pokarmowego. Najwięcej bakterii zamieszkuje jelito proste, a coraz mniej kolejno jelito ślepe, kręte i dwunastnicę. Ograniczona ilość bakterii w żołądku (10^3-10^4 na gram treści żołądka )  i początkowym odcinku dwunastnicy wynika z niskiego pH . W dalszych odcinkach przewodu pokarmowego od bliższego odcinka dwunastnicy do jelita czczego i krętego liczba bakterii wzrasta aż do 10^11-10^12 CFU/g kału w okrężnicy). Niższa ilość bakterii (10^6-10^8 CFU/g) w górnych odcinkach przewodu pokarmowego wynika również z tego, że w tych odcinkach jest krótszy czas pasażu treści niż w okrężnicy oraz ma miejsce naturalne zjawisko wymywania, którego celem jest ochrona komórek nabłonkowych przed patogenami. W jelicie cienkim występują głównie bakterie beztlenowe – pałeczki Lactobacillus oraz enterokoki natomiast w okrężnicy dominują bezwzględna beztlenowce z takich rodzajów jak Bacteroides, Eubacterium, Bifidobacerium, Lactobacillus i Clostridium.

W związku z tym, że ilość i skład gatunków bakterii zmienia się w różnych odcinakach przewodu pokarmowego samo badanie ilości i składu gatunków bakterii w  kale nie jest wystarczającą metodą do oceny stanu mikroflory całego przewodu pokarmowego.

Jaka jest rola mikrobiomu ?

Pomiędzy szczepami probiotycznymi a zwierzęciem czy człowiekiem panuje układ o charakterze mutualizmu – jedna i druga strona czerpie korzyści.

Mikrobiom wspomaga między innymi kształtowanie się naturalnych mechanizmów odpornościowych, reguluje perystaltykę jelit, homeostazę barier w świetle jelita, wpływa na absorpcję składników odżywczych i tłuszczu.. Zamieszkujące nasz przewód pokarmowy bakterie biorą między innymi udział w przetwarzaniu azotu i lipidów, mogą hydrolizować mocznik poprzez endogenną ureazę (stąd przy niewydolności nerek zaleca się np. Azodyl probiotyk w skład którego wchodzą probiotyki mające właśnie takie możliwości działania ), mogą modyfikować metabolizm cholesterolu, kwasów żółciowych, syntetyzować witaminy takie jak B12, kwas foliowy, biotyna, witamina K czy kwas pantotenowy .

Mikroorganizmy prowadzą molekularny dialog między sobą ale także z komórkami gospodarza, tworzą wielokierunkową sieć powiązań (cross-talk process)  i w ten sposób wraz z komórkami gospodarza tworzą  interaktywny ekosystem, który decyduje o wielu różnych procesach biologicznych, w tym o zdrowiu lub o chorobie.

Często mówimy, że jelita to drugi mózg i to prawda.  Pionierem badań i twórcą terminu „drugiego mózgu” jest Dr Michael Gershon z Columbia University Medical Center

Mikrobiom reguluje funkcjonowanie centralnego układu nerwowego, a on wpływa na skład mikroflory poprzez działania skierowane na układ pokarmowy  dlatego chroniczny stres ma negatywne działanie na florę jelitową naszą i naszych pupili. Warto o tym pamiętać. Spotykam wiele psów z problemami behawioralnymi a zarazem problemami ze strony przewodu pokarmowego. Terapia takich psów powinna obejmować nie tylko odpowiednia dietę, leczenie schorzeń towarzyszących ale także terapię behawioralną ponieważ w trakcie narażenia zwierzęcia na długotrwały stres spada frakcja dobroczynnych bakterii, a wzrasta liczba niebezpiecznych bakterii z rodzaju Clostridium. Wiele badań potwierdza, że zachodzą zmiany w składzie flory fizjologicznej w wielu związanych ze stresem chorobach psychicznych. Należy mieć tutaj również na uwadze zwierzęta chore np. na padaczkę czy też demencję starczą.

Bakterie  żyjące w układzie pokarmowym mają zdolność do syntezy neurotransmiterów np. badacze z Irlandii dowiedli, że bakterie jelitowe z rodzajów Bifidobacterium i Lactobacillus syntezują duże ilości inhibitorowego neuroprzekaźnika GABA .

Skład mikrobiomu jest indywidualny dla każdego osobnika, częściowo skład flory fizjologicznej  determinują czynniki genetyczne ale ogromny wpływ ma również dieta. W kształtowaniu indywidualnego mikrobiomu każdego osobnika mają także znaczenie przebyte antybiotykoterapie, choroby, infekcje a nawet wiek czy pora roku. Przeprowadzono również badania pokazujące, że skład mikroflory jelitowej zmienia się zarówno u ludzi jak i u psów wraz z wiekiem. Wyniki tych badań pokazały, że  u psów mamy do czynienia ze starzeniem się mikroflory jelitowej. Wraz z wiekiem zmniejszała się częstość występowania, oraz liczba pałeczek mlekowych i enterokoków natomiast bakteroidaceae pozostawały bakteriami najbardziej dominujące w ciągu całego życia psów. Jest to o tyle istotne, że wiemy iż u starszych psów należy szczególnie dbać o stan ich mikrobiomu i odpowiednio go wspomagać stosując odpowiednie probiotyki i dietę.

Co to jest dysbioza jelit i jak można ją zdiagnozować?

Dysbiozę jelitową możemy zdefiniowana jako zmiana składu i / lub bogactwa ( liczby unikalnych gatunków bakterii) mikroflory jelitowej. Możecie się spotkać z takimi nazwami jak SIBO (Small Intestinal Bacterial Overgrowth )– zespół przerostu bakteryjnego w jelicie cienkim, ARD (Antibiotic Responsive Diarrhoea) – biegunka wywołana antybiotykoterapią, TRD (Tylosin-responsive diarrhea) -biegunka tylozynowa czy też dysbioza jelita cienkiego – wszystkie te nazwy opisują tę samą jednostką chrobową. Wiele badań przeprowadzonych zarówno na ludziach jak i zwierzętach wykazało powiązania dysbiozy jelit z różnymi zaburzeniami przewodu pokarmowego, takimi jak zapalna choroba jelit (IBD), ziarniniakowe zapalenie jelita grubego i zespół jelita drażliwego (IBS) ale również np. chłoniakami, alergiami pokarmowymi, zewnątrzywdzielniczą niewydolnością trzustki, schorzeniami metabolicznymi, endokrynologicznymi a nawet psychicznymi jak depresja. Mówimy o przyczynach dysbiozy pierwotnych czyli idiopatycznych oraz wtórnych i te ostatnie są najczęściej spotykanymi.  Nie zawsze jest jasne, czy dysbioza jest przyczyną czy skutkiem choroby. Wiemy, że stany zapalane przewodu pokarmowego wywołują dysbiozę ale dysbioza, może być czynnikiem, który zaostrzy  stan zapalny u osobników podatnych genetycznie na zapalenia przewodu pokarmowego. We wszystkich przypadkach bardzo ważne jest aby przeprowadzić dokładne badanie w celu wyeliminowanie przyczyn wtórnej dysbiozy jelit przed podjęciem leczenia pacjenta środkami przeciwbakteryjnymi.

Diagnostyka dysbiozy jest ciągle na etapie badań, stosujemy jednak szereg badań pozwalających różnicować przewlekłe enteropatie. Jeśli mamy do czynienia z wtórną dysbiozą musimy zdiagnozować pierwotną przyczynę. W celu diagnostyki wtórnej dysbiozy uznanym standardem w zakresie identyfikacji bakterii są metody sekwencjonowania molekularnego.

Narzędzia molekularne pozwalają na identyfikację wcześniej niescharakteryzowanych drobnoustrojów jelitowych, te techniki są  w stanie dostarczyć informacji o funkcjonowaniu mikrobiomu za pomocą metagenomiki. Wiemy, że stosowane hodowle kultur bakteryjnych nie mogą być wykorzystane do hodowli i identyfikacji wielu bakterii dlatego taka metoda nie pozwala na ocenę całkowitej liczby bakterii, a także nie pozwala na identyfikację większości grup bakterii w przewodzie pokarmowym.  Aktualnie do oceny dysbiozy wykonuje się takie  badania jak zawartość folianów i kobalaminy w surowicy krwi (stężenie folianów w surowicy krwi może być podwyższone w dysbiozie jelita cienkiego, natomiast poziom kobalaminy może być obniżony), zawartość niezwiązanych kwasów żółciowych w surowicy krwi, zawartości krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA) treści dwunastniczej lub surowicy krwi),  kwasy żółciowych. Utrata komensalnej flory bakteryjnej wiąże się ze zmniejszeniem krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych i  kwasów żółciowych.  Wykonuje się również indeks dysbiotyczny metodą PCR.

Musimy pamiętać, że choroby przewodu pokarmowego, a co za tym idzie zmiany w mikrobiomie charakteryzuje duża różnorodoność przyczyn zarówno zakaźnych jak i niezakaźnych. Choroby przewodu pokarmowego mogą mieć charakter pierwotny lub wtórny kiedy są związane z chorobami trzustki, wątroby, nerek, układu wewnątrzwydzielniczego (tarczycy, nadnerczy, części wewnątrzwydzielniczej trzustki), serca i układu krążenia, układu rozrodczego oraz układu nerwowego. Celem postępowania diagnostycznego jest zróżnicowanie czy choroba przewodu pokarmowego ma charakter pierwotny czy wtórny i następnie wybranie przez lekarza weterynarii odpowiedniego postępowania leczniczego. Z całą pewnością jednym z elementów terapii będzie przywrócenie prawidłowej mikroflory jelitowej i tutaj z pomocą przychodzą nam probiotyki w połączeniu z odpowiednią dietą. Pamiętajmy, że aby nasz mikrobiom miał odpowiedni skład i dobrze funkcjonował musimy go odpowiednio karmić.

Co to są probiotyki?

Jak wiemy w przewodzie pokarmowym mamy mikrooranizmy saprofityczne (pożyteczne), warunkowo patogenne oraz patogenne i aby utrzymać organizm w zdrowiu należy utrzymywać prawidłową równowagę tych populacji. Musimy zawsze pamiętać, że na mikroflorę wpływa to co zjada zwierzę.

W 1907 roku rosyjski noblista Metchnikoff uważany za ojca immunologii zauważył że regularne spożywanie produktów bogatych w bakterie kwasu mlekowego ma pozytywne działanie na zdrowie dzięki obniżeniu ryzyka występowania zanieczyszczeń w jelicie a co za tym idzie poprawę jego funkcjonowania i w związku z tym poprawę odporności organizmu. Jednak termin probiotyk zostałw porwadzony 50 lat później przez Lilly i Stillwella . W 1992 Havenaar i Huis probiotyk zdefiniowali jako monokulturę lub mieszaną kulturę bakterii, która korzystnie wpływa na gospodarza poprzez poprawę właściwości jego rdzennej flory .

 Aktualnie terminem probiotyki określa się bakterie naturalnego mikrobiomu wywołujące wielokierunkowe, korzystne efekty dla funkcjonowania organizmu konsumenta, zarówno miejscowe jak i ogólnoustrojowe. Probiotyk to również preparaty lub produkty zawierające ściśle zdefiniowane żywe drobnoustroje o  właściwościach probiotycznych w odpowiedniej ilości, wpływające na mikrobiom określonego miejsca w organizmie konsumenta  i dzięki temu wywierające efekty zdrowotne.

Możliwe, że ta definicja ulegnie rozszerzeniu, ponieważ w badaniach nad zwierzętami zaobserwowano efekty zdrowotne również po podaniu zwierzętom ekstraktów, czy materiału genetycznego probiotycznych mikroorganizmów.

Probiotyki ograniczają wzrost drobnoustrojów chorobotwórczych w żywym organizmie przez utrudnianie im przylegania do nabłonka jelitowego, konkurencję o substancje odżywcze, ponad to unieczynniają bakteryjne toksyny. Probiotyki produkują bakteriocyny lub kwasy organiczne -substancje ograniczające aktywność patogenów. Bakterie probiotyczne często  „łączą swoje siły” w preparatach wieloskładnikowych, w ten sposób wykazują większą efektywność działania. Produkty wieloskładnikowe powinny być sprawdzone pod względem wzajemnego oddziaływania zawartych w nim mikroorganizmów.

W 1974 roku w Stanach Zjednoczonych powołano Narodowy Komitet ds. Oceny Bezpieczeństwa i Efektywności Probiotyków. Komisja ta ustaliła, że szczep mikroorganizmu można uznać za probiotyczny, jeżeli spełnia standardy bezpieczeństwa, produkcji, podawania i zastosowania, przetrwania oraz kolonizacji.  Istotną cechą probiotyków jest oporność na działanie kwasu żołądkowego i kwasów żółciowych tak, by mogły przetrwać podróż przez układ pokarmowy i dotrzeć do jelita.

Nad jakością i sposobem oznakowania czuwa stowarzyszenie IPA (International Probiotic Association).

Działanie probiotyczne zależy od szczepu, dawki a nawet formy podania. Szczepy należące do tego samego gatunku mogą wykazywać zróżnicowane efekty działania, dlatego istotne jest aby zwracać uwagę na pełny opis zawartych w produkcie mikroorganizmów. Powinniśmy mieć podany szczep, rodzaj i gatunek bakterii.

Jakie informacje powinny znaleźć się na opakowaniu probiotyku ?

WHO zaleca, aby wykorzystany w preparacie szczep został zdeponowany w międzynarodowych kolekcjach mikroorganizmów, jego tożsamość powinna być potwierdzona metodami fenotypowymi i genotypowymi.

Na opakowaniu powinny się znaleźć tylko aktualne nazwy mikroorganizmów, powinna znaleźć się informacja o minimalnej ilości żywych komórek. CFU (ang. colony forming units) to liczba jednostek tworzących kolonie i oznacza po prostu ilość komórek zawartych w preparacie, z których po wysianiu na podłoże stałe powstaną widoczne kolonie.   Drobnoustroje wykorzystywane do produkcji probiotyków powinny posiadać status GRAS (generally recognized as safe) i nie wywoływać efektów toksycznych.

Mam nadzieję, że udało mi się pokazać jak istotne jest dbanie o mikrobiom naszych zwierzaków. Niestety nie zawsze jest to takie łatwe, skomplikowana jest zarówno diagnostyka dysbiozy ale także terapia, która nie może ograniczać się do podawania probiotyków ale także stosowania odpowiedniej diety zawierającej prebiotyki oraz leczenia schorzeń towarzyszących.  Nad mikrobiomem i jego wpływem na organizm zwierząt i ludzi ciągle trwają badania. Temat jest bardzo fascynujący – przynajmniej dla mnie o czym świadczy długość tego artykułu ;)

Może macie jakieś własne doświadczenia, spostrzeżenia związane  z tematem dysbiozy, stosowaniem probiotyków ? Zachęcam do podzielenia się nimi w komentarzach

Literatura:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12672936

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/vms3.17/full

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15027683?dopt=Abstract

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11060090dopt=Abstract

https://avmajournals.avma.org/doi/abs/10.2460/ajvr.2005.66.1556

https://avmajournals.avma.org/doi/abs/10.2460/ajvr.2003.64.646http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0051907

http://www.e-biotechnologia.pl/Artykuly/real-time-pcr

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1090023316300338

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352154615001060

https://www.jstage.jst.go.jp/article/jvms/79/11/79_17-0045/_pdf