Wpływ antybiotyków na mikrobiom jelitowy i ryzyko otyłości

Otyłość to złożona, wieloczynnikowa i w dużej mierze możliwa do uniknięcia choroba, która wraz z nadwagą dotyka obecnie ponad jedną trzecią populacji świata. Nadwaga i otyłość to jedne z najpowszechniejszych problemów zdrowia publicznego od dziesiątek lat. Jeśli nic się nie zmieni, za kilka lat nawet 38% populacji może zmagać się z nadwagą, a co piąty człowiek na świecie będzie otyły.

Otyłość jako globalny problem

Najnowsze dane z National Health and Nutrition Examination Survey wskazują, że częstość występowania otyłości u dorosłych w Stanach Zjednoczonych z uwzględnieniem wieku wynosiła 42,4% w latach 2017–2018. Jeśli chodzi o otyłość dziecięcą, która wciąż rośnie, 38 mln dzieci poniżej 5 roku życia należało do grupy z nadwagą i otyłością w 2019 roku. Według IASO (International Association for the Study of Obesity, Międzynarodowe Towarzystwo Badań nad Otyłością) w Polsce w latach 2003–2007 niemal co czwarta kobieta była otyła (23,8%), a wśród mężczyzn otyłych było 20,8%.

Problem jest naprawdę poważny, ponieważ otyłość znacznie zwiększa ryzyko zachorowalności na choroby przewlekłe –  cukrzycę typu 2, choroby układu krążenia, niektóre nowotwory – oraz wpływa na większe ryzyko ogólnej śmiertelności. 

Mikrobiom jelitowy

Zbiorowiska drobnoustrojów są rozproszone po całym ciele człowieka i jego wnętrzu, tj. w skórze, pochwie, jelitach i jamie ustnej. Obfitość, różnorodność i cechy genów mikroorganizmów są zbiorczo nazywane ludzkim mikrobiomem. Szacuje się, że dorosły człowiek jest gospodarzem około 1,5−2,0 kg tych drobnoustrojów, których genom zawiera nawet 100 razy większą liczbę genów niż genom człowieka. Większość drobnoustrojów nosi się w przewodzie pokarmowym. Mikrobiota jelitowa jest ciągle zmieniającym się ekosystemem, na który może składać się ponad 105 miliardów mikroorganizmów. Różne czynniki, takie jak czynniki genetycznych, doustne stosowanie antybiotyków w młodym wieku, dieta, palenie tytoniu, położenie geograficzne, sposób porodu, płeć i infekcje mogą mieć zasadniczy wpływ na ukształtowanie jelitowej flory bakteryjnej.

Ze względu na pełnione funkcje flory jelitowej w przewodzie pokarmowym niemożliwe jest życie człowieka bez zasiedlających go mikroorganizmów. Bakterie komensalne jelit uczestniczą w metabolizowaniu niestrawionych resztek pokarmowych (z których organizm czerpie dodatkową energię), w produkcji i przyswajaniu witamin, utrzymaniu homeostazy nabłonka jelitowego, ochronie przed bakteriami chorobotwórczymi, immunomodulacji oraz metabolizowaniu leków i farmaceutyków.

Co z tymi antybiotykami?

Antybiotyki, jako leki ratujące życie, od ponad wieku są na pierwszej linii walki z infekcjami, zapobiegania różnym stanom chorobowym. Jednak antybiotyki mają również swoje wady, w tym możliwy niekorzystny wpływ na mikrobiotę jelitową. Już w 1950 roku udowodniono, że antybiotyk – terramycyna zmienia mikroflorę jelitową u pacjentów poddanych operacji jelit. Co więcej, w kilku badaniach sugerowano przejściową dysbiozę, podczas gdy inne badania wykazały, że antybiotyki mogą powodować trwałe zaburzenia flory bakteryjnej jelit. Ważny i kluczowy do podkreślenia jest fakt, że odpowiedź mikrobiomu jelitowego na leczenie antybiotykami jest procesem wieloczynnikowym i zależy od rodzaju i spektrum działania, drogi podania, czasu trwania, liczby dawek, wieku pacjenta, podatności genetycznej, stylu życia, działania farmakologicznego oraz bakterii docelowych.

Dysbioza jelitowa (zaburzeniem funkcjonowania jelit spowodowana zmianami flory bakteryjne) jest wywołana narażeniem środowiskowym, takim jak dieta i antybiotyki i odgrywa ważną rolę w zaburzaniu metabolizmu molekularnego i wpływa na wyniki otyłości. Większość badań na zwierzętach i metaanaliz badań na ludziach dotyczących związku między antybiotykami a późniejszym rozwojem otyłości sugeruje istotny związek między ekspozycją na antybiotyki (szczególnie wczesną ekspozycją), a rozwojem późniejszej otyłości w wyniku zmian w różnorodności mikroflory jelitowej.

Wczesna ekspozycja na antybiotyki w modelach zwierzęcych wykazała, że ​​zmniejszenie liczebności populacji określonej mikroflory, takiej jak Lactobacillus, Allobaculum, Rikenellaceae i Candidatus Arthromitus, które są związane z otyłością, wydaje się prawdopodobne, że utrata różnorodności mikrobiomu jelitowego, szczególnie we wczesnym okresie życia, może mieć potencjalny długotrwały szkodliwy wpływ na mikrobiom jelitowy dorosłego gospodarza i zdrowie metaboliczne.

Podsumowanie:       

Otyłość to bardzo złożony problem, który może być przyczyną nawet 10-13% wszystkich zgonów w Europie. W ostatnim czasie coraz więcej przeprowadzonych badań umożliwia lepsze zrozumienie funkcji mikrobioty jelitowej oraz jej wpływu na metabolizm i magazynowanie energii w ludzkim organizmie. Nie ulega wątpliwości, że antybiotyki są ważnymi i ratującymi życie lekami, które mają ogromny wpływ na zachorowalność i śmiertelność człowieka. Niemniej jednak, pomimo ich niewątpliwej użyteczności, istnieje obecnie coraz więcej dowodów na to, że środki te mogą przyczyniać się do rozwoju otyłości poprzez zmiany w mikrobiocie jelitowej. Potrzebne są dalsze badania, aby lepiej zrozumieć zakres stosowania antybiotyków i ich metaboliczne następstwa, które mogą być znaczące oraz długotrwałe.

Bibliografia:

_{1) Vallianou, N., Dalamaga, M., Stratigou, T., Karampela, I., & Tsigalou, C. (2021). Do Antibiotics Cause Obesity Through Long-term Alterations in the Gut Microbiome? A Review of Current Evidence. Current obesity reports, 1–19. Advance online publication. https://doi.org/10.1007/s13679-021-00438-w}

_{2) Panuganti KK, Nguyen M, Kshirsagar RK. Obesity. [Updated 2020 Dec 8]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2021 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK459357/}

_{3) Hruby, A., & Hu, F. B. (2015). The Epidemiology of Obesity: A Big Picture. PharmacoEconomics, 33(7), 673–689. https://doi.org/10.1007/s40273-014-0243-x}

_{4) Hill, J. O., Wyatt, H. R., & Peters, J. C. (2012). Energy balance and obesity. Circulation, 126(1), 126–132. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.111.087213}

_{5) Brończyk-Puzoń A., Koszowska A., Nowak J., Dittfeld A., Bieniek J., Epidemiologia otyłości na świecie i w Polsce. Forum Zaburzeń Metabolicznych, 2014, tom 5, nr 1, s. 1-5}

_{6) Szymocha M., Bryła M., Maniecka-Bryła I., Epidemia otyłości w XXI wieku, „Zdrowie Publiczne” 2009, nr 119(2).}

_{7) Ostrowska L., Mikrobiota jelitowa a zaburzenia metaboliczne i otyłość – punkt widzenia internisty i dietetyka, „Gastroenterologia Kliniczna” 8(2), 2016, 1-12.}

_{8) DI CAPRIO JM, RANTZ LA. Effects of terramycin on the bacterial flora of the bowel in man. AMA Arch Intern Med. 1950 Nov;86(5):649-57. doi: 10.1001/archinte.1950.00230170002001. PMID: 14770585.}

_{9) Carding, S., Verbeke, K., Vipond, D. T., Corfe, B. M., & Owen, L. J. (2015). Dysbiosis of the gut microbiota in disease. Microbial ecology in health and disease, 26, 26191. https://doi.org/10.3402/mehd.v26.26191}

_{10) Ribeiro C, Silveira G, Candido E, Cardoso M, Carvalho C, Franco O. Effects of antibiotic treatment on gut microbiota and how to overcome its negative impacts on human health. ACS Infect Dis. 2020;6(10):2544–2559. doi: 10.1021/acsinfecdis.0c00036.}

_{11) Fruh S. M. (2017). Obesity: Risk factors, complications, and strategies for sustainable long-term weight management. Journal of the American Association of Nurse Practitioners, 29(S1), S3–S14. https://doi.org/10.1002/2327-6924.12510}

_{12) Purnell JQ. Definitions, Classification, and Epidemiology of Obesity. [Updated 2018 Apr 12]. In: Feingold KR, Anawalt B, Boyce A, et al., editors. Endotext [Internet]. South Dartmouth (MA): MDText.com, Inc.; 2000-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279167/}