Věděli jste, že v našem těle je méně lidských buněk než buněk ostatních organismů?
To, že lidské tělo obsahuje buňky jiné než naše vlastní, vždy vyvolávalo kontroverzi. Ještě v 70. letech vědci odhadovali, že na jednu lidskou buňku připadá až deset mikrobů (jednobuněčných organismů) – takže jsme vlastně „jen z 10 % lidé“. Díky nejnovějším výzkumům s použitím nejmodernějších technologií už dnes víme, že poměr je zhruba 1:1. To znamená, že jen 43 % buněk v našem těle je opravdu našich, zbytek tvoří bakterie, archea a další mikroorganismy. Tyto mikroby nacházející se především v tlustém střevě, se souhrnně označují jako „druhý genom“ – protože vedle našeho vlastního genomu neseme i jejich nesrovnatelně rozmanitější genetickou výbavu.
Dva genomy – jaký je mezi nimi rozdíl?
Klíčový rozdíl mezi prvním a druhým genomem je v tom, že DNA v prvním genomu se předává z generace na generaci a mění se jen pomalu prostřednictvím mutací. To znamená, že pokud všichni vaši předci měli hnědé oči, budete je mít i vy. Mikrobiom je naproti tomu mnohem dynamičtější, složení střevních bakterií se může v průběhu života výrazně měnit. Dědičně se přenáší jen při porodu: děti získávají část mikrobů od matky, což je klíčové pro nastavení imunity v prvních letech života. U vaginálního porodu se dítě osídluje mikroby z matčina střeva a porodních cest. Významnou roli tu hraje například rod Bifidobacterium (nachází se ve střevě savců), který pomáhá trávit mateřské mléko a vstřebávat živiny.
Naopak děti narozené císařským řezem často nepřijdou do přímého kontaktu s těmito prospěšnými bakteriemi, místo toho jejich první setkání probíhá s mikroby z kůže, které mohou být potenciálně škodlivé. To je jeden z důvodů, proč můžou mít děti narozené císařským řezem častěji alergie nebo astma, jejich imunitní systém dostává na startu méně kvalitní „výbavu“.
Proč je druhý genom důležitý
Celkově hraje mikrobiom velmi důležitou roli ve všech oblastech našeho života: od trávení a vstřebávání živin, přes tvorbu vitaminů, až po regulaci imunity nebo duševního zdraví. Funguje velmi podobně jako naše vlastní buňky. Ve střevech žije pestrá směs druhů, z nichž některé prospívají zdraví, jiné ve větším množství spíše škodí. Zatímco lidé v industrializovaných zemích mívají běžně kolem 200–300 různých druhů organismů, u tradičně žijících populací (např. Hadza v Tanzanii, Yanomami v Amazonii, některé africké či jihoamerické kmeny) bylo popsáno až 500–1000+ druhů, což odráží výrazně vyšší diverzitu jejich mikrobiomu, která je spojována s větší odolností vůči řadě chronických onemocnění.
Jednotlivé druhy střevních bakterií mají v našem organismu velmi rozdílné funkce. Některé podporují integritu střevní bariéry, produkují prospěšné metabolity nebo se podílejí na regulaci imunity. Jiné mohou za určitých okolností podporovat zánět nebo souviset s rozvojem některých onemocnění. Zajímavým příkladem je Blautia obeum, která může v některých situacích podporovat zánětlivou odpověď, ale zároveň se podílí na ochraně před některými střevními infekcemi. Právě proto je pro zdraví zásadní především pestrost a rovnováha střevního mikrobiomu.
Osa střevo–mozek
Asi nejvíce je překvapivý přímý vliv mikrobiomu na psychiku včetně úzkostí, deprese či poruch příjmu potravy. Střevní bakterie komunikují s mozkem pomocí nervových drah, hormonů a neurotransmiterů (chemických látek, které vyvolávají nervové impulzy). Tento koncept – osa střevo–mozek (gut-brain axis) – se poprvé objevil v roce 2004, kdy vědci v Japonsku odchovali normální myši a myši bez mikrobů – tzv. „čisté“ myši. Tyto myši pak vystavili stresové situaci. Myši bez mikrobiomu a tedy bez osy střevo–mozek vykazovaly o 20 % více stresových hormonů než myši s bakteriemi. Poté byly myši bez bakterií vystaveny monokultuře – tedy měly v sobě jen jeden druh bakterie. I s jediným druhem bakterií se procento stresových hormonů okamžitě snížilo. To naznačilo přímou souvislost mezi druhým genomem a mozkem.
Výzkumy také ukazují, že zátěž a stres v raném věku mění složení střevní mikrobioty a tím i odolnost psychiky do budoucna. Tento důkaz naznačuje, že určité bakterie mohou mít dokonce negativní vliv na duševní zdraví. Dnes už víme, že mikrobiom se dá ovlivnit životním stylem: vyváženou stravou, dostatkem vlákniny, pestrou škálou rostlinných potravin i pravidelným pohybem. Tím se zvyšuje počet „pozitivních“ mikrobů, které produkují serotonin, fenylethylamin („droga“ zamilovaných) a další látky podporující dobrou náladu či pocit štěstí.
Budoucnost medicíny
Mikrobiom je stále obrovsky podceňovaná a málo prozkoumaná součást toho, co nás dělá lidmi. V době, kdy sílí antibiotická rezistence a nová antibiotika se hledají čím dál hůře, se využití „druhého genomu“ může stát jedním z největších pokroků medicíny od objevu penicilinu v roce 1928. Abychom tento potenciál mohli využít, musíme mikrobiom lépe pochopit a naučit se ho cíleně ovlivňovat.