Παχυσαρκία

Εντερική μικροχλωρίδα και παχυσαρκία

Τι ακριβώς εννοούμε με τον όρο εντερική μικροχλωρίδα; Ποια ακριβώς είναι η σχέση της με την παχυσαρκία; Είναι όντως πιθανό να υπάρχει συσχέτιση μεταξύ τους; Το παρακάτω άρθρο προσπαθεί να δώσει μια απάντηση στο ερώτημα αυτό, συνοψίζοντας τα συμπεράσματα των πιο πρόσφατων επιστημονικών δεδομένων.

Τι είναι η εντερική μικροχλωρίδα;

Η εντερική μικροχλωρίδα αποτελείται από 1013 έως 1015 μικροοργανισμούς, από τους οποίους τα κυριότερα ταξινομικά φύλα είναι Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria και Proteobacteria. Η πρώτη επαφή του ανθρώπου με την εντερική μικροχλωρίδα γίνεται κατά την γέννηση όταν το νεογνό έρχεται σε επαφή με τον κόλπο της μητέρας και με το περιβάλλον. Η σύσταση της εντερικής μικροχλωρίδας είναι ασταθής κατά τα πρώτα 3-4 χρόνια ζωής και στη συνέχεια ωριμάζει και σταθεροποιείται. Η εντερική μικροχλωρίδα μπορεί να ποικίλει σημαντικά από άνθρωπο σε άνθρωπο και είναι απαραίτητη για το ανοσοποιητικό σύστημα. Επίσης, βοηθά στην διάσπαση ενδογενών μεταβολιτών, όπως για παράδειγμα των φυτικών ινών και στην σύνθεση κάποιων βιταμινών και αμινοξέων. Η διάσπαση των φυτικών ινών οδηγεί στην δημιουργία λιπαρών οξέων βραχείας αλύσου που είναι άκρως ευεργετικά στην μείωση της όρεξης και του σωματικού βάρους καθώς επίσης και στην αποφυγή φλεγμονωδών εντερικών νοσημάτων, π.χ. ελκώδης κολίτιδα και νόσος του Crohn.

Μπορεί κανείς να επηρεάσει την σύσταση της εντερικής μικροχλωρίδας μέσω της τροφής;

Είναι γνωστό ότι το είδος της προσλαμβανόμενης τροφής επηρεάζει την σύσταση των βακτηρίων της εντερικής μικροχλωρίδας. Έτσι, το 1995 ερευνητές από το πανεπιστήμιο του Cambridge εισήγαγαν την ιδέα των πρεβιοτικών, τροφών δηλαδή που έχουν την ικανότητα να ενισχύουν την ανάπτυξη των «ευεργετικών» βακτηρίων, όπως π.χ. βακτήρια του γένους Lactobacillus και Bifidobacterium. Δίαιτες υψηλές σε λίπος ή πρωτεΐνες έχουν συσχετισθεί με υψηλότερα βακτήρια του ταξινομικού φύλου Bacteroidetes, ενώ δίαιτες πλούσιες σε υδατάνθρακες έχουν συσχετισθεί με βακτήρια που ανήκουν στο φύλο Prevotella.

Υπάρχει όντως συσχέτιση της παχυσαρκίας με την εντερική μικροχλωρίδα;

Η απάντηση είναι ναι! Αμερικάνοι ερευνητές βρήκαν ότι η μεταφορά εντερικών βακτηρίων από παχύσαρκα ποντίκια σε αξενικά ποντίκια (δηλ. χωρίς βακτήρια) μετέτρεψε τα ποντίκια αυτά σε παχύσαρκα. Αντιθέτως, όταν μεταφέρθηκαν εντερικά βακτήρια από ισχνά ποντίκια, τα αξενικά ζώα παρέμειναν ισχνά. Σουηδοί ερευνητές συνέκριναν την αύξηση του σωματικού βάρους σε κανονικά πειραματόζωα (δηλ. με ήδη ανεπτυγμένη μικροχλωρίδα) και σε αξενικά ζώα και βρήκαν ότι μετά την κατανάλωση δίαιτας υψηλής σε λιπαρά τα αξενικά ζώα εμφάνισαν σημαντικά μικρότερο σωματικό βάρος.

Ερευνητές από το πανεπιστήμιο της Washington έδειξαν ότι η εμφάνιση παχυσαρκίας συνοδεύεται από δραματικές αλλαγές στην εντερική μικροχλωρίδα. Έτσι, παχύσαρκα άτομα εμφανίζουν μια αύξηση στα επίπεδα του ταξινομικού φύλου Firmicutes, ενώ άτομα με κανονικό BMI έχουν περισσότερα βακτήρια του φύλου Bacteroidetes. Πολλές μελέτες υποστηρίζουν πως η αναλογία βακτηρίων Firmicutes προς Bacteroidetes παίζει ρόλο κλειδί στην εμφάνιση παχυσαρκίας, καθώς όταν ο λόγος αυτός είναι αυξημένος τότε παρατηρείται μια αύξηση στην απορρόφηση θερμίδων που προέρχονται από την διάσπαση των φυτικών ινών.

Συγκεκριμένα είδη βακτηρίων έχουν συσχετισθεί με την εγκαθίδρυση παχυσαρκίας, όπως για παράδειγμα το Clostridium ramosum. Ερευνητές από το Γερμανικό Ινστιτούτο Διατροφής έδειξαν ότι ο εμβολιασμός πειραματόζωων με C. ramosum οδήγησε σε συσσώρευση λίπους και παχυσαρκία. Στον αντίποδα, Σουηδοί ερευνητές απέδειξαν ότι όταν χρησιμοποίησαν βακτηριακά στελέχη του Lactobacillus reuteri σε ζώα μειώθηκε σημαντικά το σωματικό τους βάρος σε διάστημα 12 εβδομάδων σε σύγκριση με ζώα στα οποία δεν χορηγήθηκαν βακτήρια. Μια άλλη μελέτη έδειξε πως όταν χορηγήθηκαν βακτήρια του γένους Bifidobacterium σε νεογέννητα ποντίκια αποφεύχθηκε ο κίνδυνος εμφάνισης διαβήτη τύπου 2. Ακόμη, το βακτήριο Lactobacillus rhamnosus έχει συσχετισθεί με μειωμένο σωματικό βάρος και μείωση των λιποκυττάρων του λευκού λιπώδους ιστού.

Ποιοι είναι οι ακριβείς μηχανισμοί δράσης των εντερικών βακτηρίων;

Αρκετοί μηχανισμοί έχουν προταθεί για να εξηγήσουν την υποθετική παχυσαρκογενή επίδραση των βακτηρίων του εντέρου. Η διατροφή και οι μεταβολίτες που εκκρίνονται στον αυλό του εντέρου ως απόκριση στην διατροφή (π.χ. χολικά οξέα) επηρεάζουν τη σύνθεση και το μεταβολισμό της μικροχλωρίδας του εντέρου. Μία τροποποιημένη μικροχλωρίδα μπορεί να μεταβάλει την πρόσληψη τροφής, την εκχύλιση ενέργειας ή την απορρόφηση θρεπτικών συστατικών από τον ξενιστή, τα οποία μπορούν να συμβάλουν στην παχυσαρκία. Οι πλούσιες σε θερμίδες δίαιτες σε συνδυασμό με μια τροποποιημένη μικροχλωρίδα προτείνεται ότι μειώνουν την ακεραιότητα του εντερικού τοιχώματος και έτσι διευκολύνουν την απορρόφηση των βακτηριακών λιποπολυσακχαριτών (LPS). Οι λιποπολυσακχαρίτες είναι ενώσεις που χαρακτηρίζονται ως ενδοτοξίνες και βρίσκονται στην εξωτερική μεμβράνη των αρνητικών κατά Γκραμ βακτηρίων. Έχει βρεθεί ότι κατά την απελευθέρωση τους στο έντερο οδηγούν σε χαμηλού βαθμού φλεγμονή. Η ύπαρξη χρόνιας φλεγμονής έχει συσχετισθεί με την παχυσαρκία. Ακόμη, πιστεύεται ότι τα εντερικά βακτήρια προκαλούν μείωση μιας πρωτεΐνης, της angiopoietin-like protein 4, που αναστέλλει την λιπόλυση των τριγλυκεριδίων στο πλάσμα του αίματος, κάτι που οδηγεί σε αυξημένη αποθήκευση λίπους. Τέλος, η βακτηριακή ζύμωση των φυτικών ινών σε λιπαρά οξέα βραχείας αλύσου παρέχει επιπλέον ενέργεια/θερμίδες στον οργανισμό. Παρόλα αυτά όμως, επιδημιολογικές μελέτες δείχνουν ότι δίαιτες πλούσιες σε φυτικές ίνες περισσότερο προστατεύουν παρά προωθούν την εμφάνιση παχυσαρκίας κυρίως λόγω της παραγωγής ανορεξιογόνων ορμονών, όπως π.χ. GLP-1 (Glucagon-like Peptide 1) και PYY (Peptide YY), που αυξάνουν το αίσθημα κορεσμού ενώ παράλληλα μειώνουν την εναπόθεση λίπους στον λιπώδη ιστό.

Συνοψίζοντας, καθίσταται σαφές ότι η σύνδεση μεταξύ της σύστασης της εντερικής μικροχλωρίδας και παχυσαρκίας είναι πέρα από εμφανής. Παρά το γεγονός ότι πληθώρα των ερευνητικών δεδομένων υποστηρίζει την συσχέτιση αυτή, μέχρι στιγμής δεν έχει δοθεί μια τελική απάντηση στο θέμα αυτό. Με λίγα λόγια, ενώ φαίνεται πως η διαχείριση της σύστασης των βακτηρίων του εντέρου μπορεί να αποτελέσει μια καινοτόμο προσέγγιση για την καταπολέμηση της παχυσαρκίας, δεν είναι ακόμα σαφές ποιοι είναι οι ακριβείς μηχανισμοί δράσης των βακτηρίων που οδηγούν στην εμφάνιση ή μη των επιπλοκών που συνοδεύουν το μεταβολικό σύνδρομο και την παχυσαρκία. Ένα πράγμα όμως είναι σίγουρο, πως το αυξημένο ερευνητικό ενδιαφέρον στο θέμα αυτό θα οδηγήσει σε νέα δεδομένα και νέες ανακαλύψεις στο εγγύς μέλλον.

Πηγές:

  • Cummings JH: Anatomy and physiology of the human colon. 1994
  • Fernandez J, Su W, Rozenbloom SR, Wolever TMS, Comelli EM. Adiposity, gut microbiota and faecal short chain fatty acids are linked in adult humans. Nutrition & Diabetes 2014;4
  • Hildebrandt MA, Hoffmann C, Sherrill-Mix SA, et al. High-fat diet determines the composition of the murine gut microbiome independently of obesity. Gastroenterology 2009;137:1716-24 e1-2
  • Ley RE, Bäckhed F, Turnbaugh P, et al. Obesity alters gut microbial ecology. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005;102(31):11070-5
  • Murphy EF, Cotter PD, Healy S, Marques TM, O’Sullivan O, Fouthy F, Clarke SF, O’Toole PW, Quingley EM, Stanton C, et al. Composition and energy harvesting capacity of the gut microbiota: relationship to diet, obesity and time in mouse models. Gut 2010;59:1635-42
  • Musso G, Gambino R, Cassader M. Obesity, Diabetes, and Gut Microbiota. Diabetes Care 2010; 33:2277–2284
  • Qin J, Li R, Raes J, Arumugam M, Burgdorf KS, Manichanh C, Nielsen T, Pons N, Levenez F, Yamada T et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomics sequencing. Nature 2010;464(7402):222-227
  • Zhou J, Martin RJ, Tulley RT, et al. Dietary resistant starch upregulates total GLP-1 and PYY in a sustained day-long manner through fermentation in rodents. Am J Physiol Endocrinol Metab 2008;295(5):E1160-1166

Σχετικά με τον δημιουργό

Χρύσα Ματζιουρίδου / Διαιτολόγος-Διατροφ...

Υπ. Διδάκτωρ Norwegian University of Life Sciences – Τμήμα Χημείας, Βιοτεχνολογίας και Τεχνολογίας Τροφίμων
chrysa.matziouridou@gmail.com

Σπούδασε στο τμήμα Διατροφής και Διαιτολογίας του ΤΕΙ Θεσσαλονίκης, από όπου και αποφοίτησε το 2011 με τίτλο «B.Sc. στην Διατροφή και Διαιτολογία» και στο Lund University της Σουηδίας από όπου τον Φεβρουάριο του 2014 απέκτησε τον μεταπτυχιακό τίτλο σπουδών «M.Sc. στην Τεχνολογία Τροφίμων και Διατροφή». Επίσης, έχει παρακολουθήσει μαθήματα μεταπτυχιακού επιπέδου στο Lund University στον τομέα της Βιοτεχνολογίας. Από τον Μάρτιο του 2016 είναι υποψήφια διδάκτωρ στο Norwegian University of Life Sciences στη Νορβηγία. Το θέμα της διδακτορικής της διατριβής σχετίζεται με τους διατροφικούς παράγοντες που επηρεάζουν την σύσταση της μικροβιακής χλωρίδας και την εμφάνιση καρκίνου του παχέος εντέρου.

Στα πλαίσια της προπτυχιακής της μελέτης ερεύνησε την «συχνότητα εμφάνισης κοιλιοκάκης σε παιδιά προσχολικής ηλικίας σε περιοχές της Αττικής». Κατά την διάρκεια των προπτυχιακών σπουδών της πραγματοποίησε εξάμηνη πρακτική άσκηση στο Γενικό Νοσοκομείο Θώρακος «Η Σωτηρία», ενώ παράλληλα συμμετείχε σε ένα τρίμηνο εκπαιδευτικό πρόγραμμα στο νοσοκομείο «Υγεία», με σκοπό την ενημέρωση σχετικά με την διατροφική υποστήριξη σε κλινικές καταστάσεις.

Από τον Σεπτέμβριο του 2013 το αντικειμένο της είναι η έρευνα. Toν Ιούλιο του 2013 εώς τον Αύγουστο του 2014 συνεργάστηκε με το τμήμα Εφαρμοσμένης Διατροφής και Χημείας Τροφίμων του Lund University, όπου έλαβε μέρος στην εκπόνηση της ερευνητικής μελέτης «Η επίδραση των φυτικών ινών από μούρα στην μείωση της αθηροσκλήρωσης», την οποία δημοσίευσε το 2016: Lingonberries reduce atherosclerosis in Apoe-/- mice in association with altered gut microbiota composition and improved lipid profile, Mol Nutr Food Res. 2016 May;60(5):1150-60. Ακόμη, μελέτησε την επίδραση των φυτικών ινών στον μεταβολισμό, στην δημιουργία λιπαρών οξέων βραχείας αλύσσου και στην σύσταση της μικροβιακής χλωρίδας και τον Μάιο του 2015 σημετείχε στην δημιοσίευση της: The physico-chemical properties of dietary fibre determine metabolic responses, short-chain fatty acid profiles and gut microbiota composition in rats fed low- and high-fat diets, PloS One, 10(5):e0127252.

Έπειτα το 2015, συνεργάστηκε με το Γερμανικό Ινστιτούτο Διατροφής και το University of Potsdam στο τμήμα Γαστρεντερολογικής Μικροβιολογίας, όπου συμμετείχε σε ερευνητικά προγράμματα με αντικείμενο την επίδραση της σύστασης της εντερικής μικροχλωρίδας στην εμφάνιση παχυσαρκίας και μεταβολικού συνδρόμου.

Από το 2007 ενημερώνεται και παρακολουθεί συνέδρια σχετικά με την Διατροφή αλλά και τις καινοτομίες στον τομέα της Τεχνολογίας και Χημείας Τροφίμων τόσο στην Ελλάδα όσο και στο εξωτερικό.