2. díl: Střevo a (auto)imunita
Zdraví střev a (auto)imunita
V minulém článku jsme si vysvětlili, co je to mikrobiom a jak moc je důležitý pro náš imunitní systém. V 2. díle se podíváme na fascinující, i když stále jen málo prozkoumaný vztah mezi mikrobiomem, správnou funkcí střev a (auto)imunitou.
Imunita a zdravé střevo, nerozluční parťáci
Náš imunitní systém je jako dobře vycvičená armáda – chrání nás před škodlivými vetřelci, ale také hlídá a odstraňuje vše, co je v těle poškozené nebo nepotřebné. Pro urychlení obrany si pamatuje, kdo je nepřítel, kdo byl již jednou poražen, ale hlavně umí rozlišit, kdo do naší pevnosti patří, a kdo ne. Když se do tohoto skvěle propracovaného systému vloudí chyba a část armády začne útočit na vlastní lidi, vznikají autoimunitní onemocnění. Při nich imunitní systém z různých důvodů, o kterých si budeme povídat zase jindy, přestane rozlišovat mezi vlastním a cizím, a začne poškozovat svoji vlastní pevnost, naše tělo.
Tato nesprávná imunitní reakce může být namířena téměř na jakoukoliv strukturu lidského organismu, a proto se autoimunitní onemocnění dotýkají prakticky každého medicínského oboru. Revmatologové mají například revmatoidní artritidu, neurologové roztroušenou sklerozu, gastroenterologové Crohnovu chorobu nebo autoimunitní hepatitidy, dermatologové vitiligo, oftalmologové záněty rohovky, a my endokrinologové máme autoimunitní záněty štítné žlázy.
Stále více důkazů naznačuje, že jednu ze zásadních rolí při vzniku a rozvoji autoimunitních onemocnění hrají změny ve složení střevního mikrobiomu (Belkaid et al., 2014). Porucha střevní mikroflóry (dysbióza) vede k narušení bariérové funkce střeva a k nesprávné stimulaci imunitního systému s narušením jeho funkce rozeznávat vlastní od cizího.
Jak je možné, že o naší imunitě rozhodují bakterie v tlustém střevě, když většina imunitních buněk i vstřebávání živin probíhá v tom tenkém?" Pojďme si to trochu blíže vysvětlit.
Tenké a tlusté střevo, další nerozluční parťáci
Tenké střevo je hlavním místem „bariérové imunity“. Je zde největší koncentrace imunitních buněk (Peyerovy plaky, GALT - gut-associated lymphoid tissue). Ty jsou uložené pod vrstvou enterocytů. Enterocyty, buňky střevní výstelky, jsou první linií obrany. Regulují vstřebávání živin a zároveň hlídají, co vpustí dál. Enterocyty mají mezi sebou pevná spojení “ tight junctions”, která dovolí za správných okolností průchodu jenom vybraným malým látkám (do velikosti (600kDa). Těmito spoji prochází např. voda, některé ionty (Ca, Mg, Zn) a omezeně vybrané malé molekuly. Ostatní živiny, tedy větší molekuly (bílkoviny, tuky, cukry apod.) musí projít skrze enterocyty. Pod nimi, ve vrstvě lamina propria, je druhá linie obrany – čekají zde imunitní buňky připravené reagovat dle potřeby – buď tolerují nebo brání.
Co jsou to Peyerovy plaky ?
Peyerovy plaky jsou součástí imunitního systému ve stěně tenkého střeva, kde se imunitní buňky „učí“, co je v těle škodlivé a co ne. Slouží jako výcviková centra imunity. Zde se sbírají vzorky z okolí a jsou představeny imunitním buňkám. Ty se učí rozpoznat, co mají tolerovat a co ne. Pomáhají vytvářet imunitní paměť – jako by si psaly poznámky do deníčku: „Tohle známe, to je v pohodě.“
A jak s tím souvisí mikrobiom a tlusté střevo?
V tlustém střevě se na rozdíl od střeva tenkého nachází velké množství střevních bakterií - v jednom mililitru jich lze napočítat až bilion. V tenkém střevě je jich mnohem méně, a to zejména v jeho koncové části. Tenké střevo je totiž svým prostředím pro bakterie nehostinné (kyselina chlorovodíková ze žaludku, peristaltika, imunitní systém,. trávící enzymy). Oba systémy jsou ale těsně funkčně propojené. Mikrobiom spolupracuje na výuce imunity. Střevní bakterie aktivně komunikují s imunitními buňkami. Za tím účelem produkují různé látky, které fungují jako poslíčci, a pomáhají imunitnímu systém ke správnému nastavení jeho reakce. Některé ji uklidní (např. butyrát, polysacharid A), jiné ji aktivují (např. lipopolysacharidy gram negativních bakterií). Tento systém je za normálních okolností v harmonické rovnováze.
Co se stane, když se mikrobiom naruší?
Narušením složení střevního mikrobiomu (tzv. dysbióza) vznikají toxické metabolity a zánět podporující látky, které mohou poškodit střevní bariéru v místě jejich vzniku, tedy v tlustém střevě, ale přes signální molekuly mohou narušit i imunitní systém ve střevě tenkém, systémovou imunitu, i dokonce i mozek. To může vést k narušení funkce celého imunitného systému s rozvojem autoimunitních (ale i jiných zánětlivých) chorob.
Příklady látek, které produkují střevní bakterie s jejich účinky
Mastné kyseliny s krátkým řetězcem (butyrát, acetát, propionát), vznikají fermentací vlákniny, podporují regulační T-lymfocyty, udržují zdravou střevní bariéru, tlumí zánět. Butyrát je obzvlášť důležitý pro výživu buněk střevní sliznice (kolonocytů).
Polysacharid A (PSA) od Bacteroides fragilis, je specifická látka produkovaná některými kmeny Bacteroides, silně podporuje vývoj T-regulačních buněk a imunitní toleranci, tedy schopnost těla „nepřehánět to“ s imunitní odpovědí.
LPS (lipopolysacharid) – z gramnegativních bakterií, podporuje systémový zánět a autoimunitu.
Hydrogensulfid (H2S) – poškozuje mitochondrie buněk střevní sliznice.
Amoniak a fenoly – dráždí sliznici, zvyšují oxidační stres.
Sekundární žlučové kyseliny – mohou být karcinogenní a toxické pro buňky.
Indol a jeho deriváty – negativně ovlivňují mozek, ledviny i imunitu.
V dalším díle si podrobněji povíme, co vede k narušení střevního mikrobiomu a co s tím lze dělat.