Mikrobiota a spánek, slepice a vejce

Střevní mikrobiota odráží kvalitu a trvání spánku i některé jeho poruchy. A mikroorganismy v našem těle naopak několika cestami ovlivňují spánek a bdělost.

Sliznice lidského těla pokrývají miliony mikroorganismů, které produkují obrovské množství látek ovlivňujících fyziologické procesy, psychické rozpoložení a chování jedince. Složení mikrobioty (mikrobiomu)¹⁾ je na různých sliznicích odlišné a mění se mimo jiné podle složení stravy, zeměpisných podmínek, věku, medikace, stresu i během života jedince. Nejvíc mikroorganismů osidluje oblast trávicího traktu a nejvyšší počet i druhová rozmanitost bakterií (až tisíc různých druhů) se nachází v tlustém střevě. Zhruba 80 procent druhů bakterií nelze běžnými prostředky kultivovat, proto dlouho zůstávaly neznámé a bylo možné je identifikovat až pomocí vysoce citlivých genetických metod.

Zdraví i nemoc

Mikrobiota ovlivňuje vývoj imunitního systému, imunitní reakce v hostiteli a chrání jeho organismus před patogeny díky kompetici o prostor a živiny. Střevní mikrobiota také napomáhá trávení a ovlivňuje metabolismus hostitele. Některé bakterie dokážou ve střevě fermentovat nestravitelné polysacharidy, z nichž vznikají mastné kyseliny s krátkým řetězcem (SCFA, mj. acetát, propionát a butyrát). Ty představují významný energetický zdroj pro kolonocyty (epitelové buňky sliznice tlustého střeva), podílejí se na udržování soudržnosti střevní bariéry, stimulují maturaci protizánětlivých imunitních buněk, účastní se procesu tvorby glukózy v játrech a metabolismu cholesterolu a také hrají roli v regulaci chuti k jídlu. Střevní mikrobiota se rovněž účastní zpracování žlučových kyselin, při němž vznikají nekonjugované a sekundární žlučové kyseliny, a podílí se na výrobě vitaminů K, B2, B9 a B12.

Ač je složení mikrobioty u každého člověka odlišné, u zdravých jedinců splňuje určité atributy. Dysbióza neboli mikrobiální nerovnováha je charakterizována sníženou mikrobiální diverzitou i nižším zastoupením komenzálních a prospěšných bakterií a naopak nárůstem patobiontů. Je také spojena s různými chorobami, jakými jsou idiopatické střevní záněty, obezita, alergie, revmatoidní artritida, roztroušená skleróza a jiná onemocnění nervové tkáně (viz také Vesmír 99, 691, 2020/12; 101, 220, 2022/4 a 99, 162, 2020/3).

Spojení s mozkem

Obousměrná komunikace mezi mozkem a střevní mikrobiotou je zprostředkována několika cestami včetně imunitního systému, neuroendokrinního systému, nervového systému zažívacího traktu a bloudivého nervu. Komunikace na této ose je ovlivňována různými látkami produkovanými mikroorganismy, zejména střevním serotoninem a mastnými kyselinami s krátkým řetězcem. Střevní mikrobiota tak ovlivňuje různé fyziologické procesy, jakými jsou spánek a chuť k jídlu, a podílí se na aktivaci imunitního systému a na regulaci soudržnosti střevní a hematoencefalické bariéry (HEB).Schéma Janet Ježkové pomocí BioRender.com

Střevní mikrobiota je součástí obousměrné komunikační osy mikrobiota–střevo–mozek (obr. 1), v níž mozek ovlivňuje trávicí trakt a mikroby osidlující střevo působí na centrální nervovou soustavu (CNS).

Komunikace mezi střevní mikrobiotou a centrální nervovou soustavou je zprostředkovaná signalizací vegetativními nervy, neuroendokrinním systémem, imunitním systémem, osou hypotalamus–hypofýza– nadledviny a různými metabolickými drahami. Nervovou signalizaci ovlivňuje střevní mikrobiota produkcí neuroaktivních látek, například neurotransmiterů. Většina z těchto látek zůstává ve střevě a ovlivňuje signalizaci nervů lokálně. Některé mikrobiální metabolity (např. SCFA) přecházejí do periferní cirkulace a dále přes hematoencefalickou bariéru do mozku, kde působí na mozkové funkce, slouží jako energetický zdroj pro nervové buňky, podílejí se na maturaci mikroglií (podpůrné nervové buňky) a ovlivňují jejich cytokinový profil.