Mentální anorexie a mikrobiom

S pozměněným či nepříznivým složením mikrobioty dnes spojujeme nejrůznější onemocnění. Dysbióza se popisuje u idiopatických střevních zánětů, syndromu dráždivého tračníku, astmatu, obezity, ale nověji i u mnoha neuropsychiatrických onemocnění. Včetně poruch příjmu potravy.

Mikrobiota vytváří s hostitelem symbiotický vztah. Jeho narušení může ovlivnit komunikaci na ose mikrobiom–střevo–mozek (viz také Vesmír 101, 220, 2022/4 a 101, 617, 2022/10), a tím výrazně zasáhnout do duševního zdraví jedince. V současnosti se snažíme pochopit mechanismy zapojené do fyziologických i patologických interakcí mikrobioty, střeva a mozku a také nalézt cesty, jak střevní mikrobiotu ovlivnit. Nejen změnou stravy a životního stylu, ale i přímými cílenými manipulacemi, tedy podáváním probiotik, přenosem zdravé fekální mikrobioty či doplňováním konkrétních mikrobiálních metabolitů.

Případ mentální anorexie

Při vzniku poruch příjmu potravy hrají důležitou roli geny a prostředí, ty však samy o sobě nepředpovídají, u koho se poruchy příjmu potravy vyvinou. Výzkum se dosud zaměřoval spíše na prostředí a v menší míře na genetiku, v poslední době se však stále větší pozornost věnuje možné úloze střevní mikrobioty. Existuje řada biopsychosociálních rizik, která k poruchám příjmu potravy vedou. Mezi biologické vlivy lze počítat právě střevní mikrobiom, jehož změnu může odstartovat stres, fyzické onemocnění atd. Podvýživa typická pro mentální anorexii má velký vliv na složení a diverzitu střevních mikroorganismů, pacientky či pacienti trpí mnoha gastrointestinálními potížemi jak během onemocnění, tak při nutriční terapii, a dokonce i po zotavení. I po úspěšné léčbě, kdy (převážně) pacientky znovu získají zdravou váhu, často dochází k recidivě. Je velice pravděpodobné, že se tělo chce vrátit k nízkému bodu nastavení hmotnosti. A patologické jídelní chování, charakteristické pro poruchy příjmu potravy, velmi výrazně ovlivňuje složení střevního mikrobiomu, a tím také komunikaci na ose střevo–mozek.

Osa mikrobiom–střevo–mozek představuje neustálý tok informací mezi střevními mikroby a centrálním nervovým systémem. Jedná se o obousměrnou komunikaci zahrnující signalizaci přes bloudivý nerv, hypotalamo–hypofyzární osu, aktivaci imunitních buněk či skrze různé mikrobiální metabolity, jako jsou mastné kyseliny s krátkým řetězcem, neurotransmitery, metabolity tryptofanu a další (smart.servier.com).

Takto může i vývoj a progrese mentální anorexie, na niž jsme se zaměřily, ovlivnit střevní mikrobiom, a to díky obousměrné komunikaci mezi centrálním nervovým systémem, střevem a mikroorganismy (viz také Vesmír 101, 220, 2022/4; více o tom obr. 2). Střevní mikroorganismy produkují mimo jiné vitaminy a mastné kyseliny s krátkým řetězcem, které slouží především jako zdroj energie pro střevní a jaterní buňky. Mikrobiota je dokonce schopna produkovat neurotransmitery, chemické látky přenášející vzruchy mezi neurony. Ve střevech se tvoří většina serotoninu. Střevo podvyživené v důsledku hladovění nebo omezením některých „zakázaných“ potravin má normální produkci serotoninu narušenu. V této souvislosti je třeba připomenout, že lidé s mentální anorexií často trpí dalšími psychickými a fyziologickými poruchami, včetně úzkosti, deprese a gastrointestinálních potíží, což dále komplikuje jejich léčbu.

Existují však také mnohé důkazy, že střevní mikrobi ovlivňují náš metabolismus, naše chutě a chování, naši hmotnost tím, kolik energie získáváme z potravy, jak hromadíme a ukládáme tuk. Zda změny mikrobioty předcházejí nástup anorexie, nebo jsou následkem onemocnění, dosud zůstává nezodpovězeno (mimo jiné proto, že nelze získat vzorky od jedince před rozvojem nemoci).

Reakce těla na hladovění

Výzkum na dvojčatech naznačuje, že naše geny mohou ovlivňovat střevní mikrobiotu a optimální osídlení zažívacího traktu mikrobiotou (eubiózu, obr. 3). Genom a mikrobiom mohou interagovat způsobem, který ovlivňuje náš fenotyp. Několik studií u nemocných s mentální anorexií popisuje negativní změny střevní mikrobioty (dysbiózu), konkrétně sníženou mikrobiální rozmanitost i početnost mikroorganismů v rámci druhu. Výsledky těchto výzkumů jsou však různorodé a často nejednoznačné.

Faktory ovlivňující vývoj a udržování dysbiózy. Mezi hlavní faktory ovlivňující složení střevní mikrobioty patří strava, antibiotika, cizorodé látky, infekce či zánět, ale i životní styl, prostředí či genetika hostitele (domácnosti mají charakteristické „mikrobiomové podpisy“, mikrobiomy členů konkrétní domácnosti jsou si navzájem podobnější než mikrobiomy členů jiných domácností).

Během naší dlouhodobé studie jsme zjistily, že ve srovnání se zdravými kontrolami vykazují mikrobiomy pacientek s mentální anorexií výraznou variabilitu spolu se sníženou početností bakteriálních druhů tvořících jádro mikrobiomu čili druhů společných většině pacientek s anorexií. Větší variabilitu mikrobiomů lze vysvětlit principem Anny Kareniny. Dysbiotičtí jedinci se liší složením mikrobiální komunity víc než zdraví jedinci, neboť mikrobiota reaguje náhodně na nerovnovážný stav organismu, vyvolaný různými stresory, v tomto případě mj. velice nízkým příjmem potravy.

Klasifikace aktuální závažnosti mentální anorexie.

Existují i náznaky spojení mentální anorexie se zvýšeným výskytem určitých bakteriálních druhů. Jedním z nich je metanogenní archeon Methanobrevibacter smithii. Tyto bakterie se živí odpadními produkty rozkladu polysacharidů a zvyšují proměnu živin na kalorie. Jiné studie popisují snížený výskyt bakterií produkujících butyrát (což je jedna z významných mastných kyselin s krátkým řetězcem), jako je Roseburia a Faecalibacterium. Vyšší zastoupení rodu Faecalibacterium ve střevech přitom patrně souvisí se zdravějším stavem organismu a naznačuje jeho možné terapeutické využití. Větší množství bakterie Alistipes a nižší hladina mikroorganismu rodu Faecalibacterium byly ostatně popsány nejen u mentální anorexie, ale také u deprese (časté komorbidity). Bakterie Alistipes je schopna hydrolyzovat tryptofan, prekurzor serotoninu, na indol, a tím jeho dostupnost snižovat. Právě snížení hladin serotoninu a ovlivnění střevního serotonergního systému je s depresí často spojováno.

U pacientek s mentální anorexií se projevují kromě výrazných odlišností ve složení střevního mikrobiomu i změny funkce konkrétních metabolických drah či nedostatečná produkce některých molekul důležitých pro základní buněčné funkce. Příkladem je S-adenosyl-L-methionin (SAM), který vzniká z methioninu za pomoci ATP v cytosolu prakticky všech lidských buněk a který je schopný metylovat jiné látky. Metylace DNA je důležitý epigenetický mechanismus a nedostatek produkce S-adenosyl-L-methioninu je spojován s vážnými neuropsychiatrickými onemocněními (je mimo jiné důležitý pro syntézu neurotransmiterů jako serotonin, dopamin či norepinefrin a jeho použití přineslo slibné výsledky v léčbě závažné depresivní poruchy).

Výrazné změny střevní mikrobioty pozorované u lidí s anorexií lze chápat jako adaptaci na dlouhodobě omezený příjem stravy, tedy vlastně hladovění. Větší šanci na přežití a dominanci v konkurenčním prostředí střeva mají mikroorganismy uzpůsobené k růstu za snížené energetické dostupnosti. Studie z roku 2016 například zjistila, že nemocní mají vyšší množství bakterií, kterým se daří při konzumaci vrstvy střevního hlenu. Zvýšená činnost těchto bakterií by mohla narušit integritu střevní bariéry, zvýšit propustnost střev a možná vysvětlit zvýšené riziko autoimunitních poruch u mentální anorexie.

Několik studií popisuje, že střevní dysbióza, přítomná u nemocných s anorexií při přijetí k hospitalizaci, se po nemocniční nutriční terapii normalizuje jen částečně, přestože se zvýší BMI a zlepší psychometrické parametry. To nastoluje otázku, zda je tato terapie u dlouhodobě narušeného mikrobiomu v případě chronických onemocnění typu mentální anorexie dostatečně účinná.

Ilustrační fotografie pacientky s mentální anorexií.

Proměna mikrobioty možná?

Definovat a pochopit změny a funkční účinky střevních mikrobů u mentální anorexie je klíčové pro návrh nových léčebných strategií. Účinná modulace mikrobioty, která buď podpoří, nebo naopak eliminuje specifické bakteriální taxony, by mohla zlepšit psychický i fyzický stav pacientů a představovala by významný terapeutický pokrok v léčbě. Návrat k zdravé hmotnosti a opětovná výživa u mentální anorexie jsou obtížné, často i kvůli potížím v trávicím traktu, a jednoduše i kvůli množství jídla, které musí pacient zkonzumovat, aby přibral.

Cílené podávání prebiotik nebo probiotik představuje jeden ze směrů výzkumu. I když správné probiotikum může mít terapeutický potenciál, není pravděpodobné, že by pomohlo pacientům s těžkou, chronickou mentální anorexií. U těžších případů se testuje fekální transplantace mikrobioty, i když její použití u této diagnózy je zatím popisováno velice zřídka. Zkušebně ji podstoupila pacientka se závažnou chronickou anorexií, u níž byl diagnostikován syndrom bakteriálního přerůstání tenkého střeva. Zákrok vedl k zlepšení funkce střevní bariéry a k výraznému zvýšení druhové bohatosti i vyrovnanosti bakteriálních druhů. Zlepšil se tedy stav dysbiózy, ale bez známek klinického zlepšení pacientky.

Nejdůležitějším faktorem formujícím složení střevního mikrobiomu je strava. Mnoho studií již prokázalo prospěšnost konzumace fermentovaných potravin (kvašené zeleniny, kysaných mléčných výrobků ap.) přirozeně obsahujících probiotické bakterie a vlákniny, které tvoří substrát umožňující růst například bakteriím produkujícím mastné kyseliny s krátkým řetězcem. Modulace střevního mikrobiomu a především pak návazných nervových, endokrinních, imunitních a metabolických cest přímým podáváním mastných kyselin s krátkým řetězcem je novým a slibným přístupem. I když se v současnosti ve větší míře studuje pouze ve spojitosti se zánětlivými a infekčními onemocněními, možná v budoucnu pomůže i u nemocných s mentální anorexií.