Aktuální poznatky ke střevnímu mikrobiomu a jeho roli v udržování zdraví zvířete

Střevní mikrobiom

Střevní mikrobiom je komplexní metabolický a imunitní orgán, který má zásadní vliv na zdraví zvířete. Jedná se o komunitu mikroorganismů osidlujících gastrointestinální trakt, která chrání zvíře před patogeny, udržuje funkční střevní bariéru, poskytuje zvířeti některé živiny a je producentem metabolitů důležitých pro udržování fyziologických funkcí organismu.

Metabolické procesy v prostředí střeva

Mezi nejdůležitější metabolické procesy probíhající v prostředí střeva patří konverze žlučových kyselin bakterií Clostridium hiranonis na sekundární žlučové kyseliny, jež mají protizánětlivé účinky. Další důležité metabolické procesy zahrnují fermentaci karbohydrátů přijatých krmivem na mastné kyseliny s krátkým řetězcem, jako je butyrát, acetát a propionát. Tyto fermenty mají protizánětlivé účinky, regulují motilitu střev a snižují střevní pH. Sloučeniny indolu metabolizované z aminokyseliny tryptofanu zlepšují permeabilitu střeva a zvyšují tvorbu mucinu.

Nerovnováha a dysfunkce mikrobiomu

Mikrobiom vyznačující se diverzitou je odolný a metabolicky flexibilní vůči změnám; naopak situace, kdy mikrobiom v rovnováze není, může vést k onemocnění.

Nerovnováha a dysfunkce mikrobiomu, tzv. dysbióza, může přispívat ke vzniku řady gastrointestinálních potíží. Dysbióza je charakteristická snížením rozmanitosti bakteriálních druhů, redukcí celkového počtu bakterií a změnami v produkci některých metabolitů střevními mikroorganismy. Pro posouzení míry dysbiózy se používá tzv. index dysbiózy (DI), hodnota vypočítaná na základě individuálního vyšetření trusu metodou kvantitativní polymerázové řetězové reakce (qPCR) 7 bakteriálních taxonů (Faecalibacterium spp., Turicibacter spp., Streptococcus spp., Escherichia coli, Blautia spp., Fusobacterium spp., Clostridioides hiranonis). Hodnota DI < 0 znamená, že v mikrobiomu nedošlo k žádným změnám, hodnota DI mezi 0 a 2 představuje střední posun a hodnota DI ≥ 2 odpovídá zásadnímu posunu ve složení mikrobiomu.

Převážná většina koček a psů s gastrointestinálním onemocněním trpí současně střevní dysbiózou, doposud ale nebylo objasněno, zda je dysbióza příčinou, nebo se objevuje sekundárně jako následek primárního onemocnění. Dysbióza hraje roli nejenom v gastrointestinálních, ale také v celkových onemocněních, proto je úprava složení a funkce střevního mikrobiomu jedním z terapeutických cílů.

Související problémy a možnosti jejich řešení

Nejčastějším gastrointestinálním problémem, se kterým přicházejí majitelé domácích mazlíčků do veterinárních ordinací, je průjem. Vzhledem k množství faktorů přispívajících k jeho vzniku, nemusí být nalezení vhodné léčby snadné. Použití antibiotik by mělo být pečlivě zváženo u každého případu průjmu a nemělo by být automatickou volbou. Studie s použitím metronidazolu u akutního průjmu ukázala, že po léčbě došlo k signifikantnímu zvýšení počtu E. coli, snížení počtu C. hiranonis a k zvýšení indexu dysbiózy bez vlivu na klinický výsledek. Širokospektrá antibiotika jako tylosin a metronidazol redukují počet C. hiranonis a jejich podávání vede k dlouhodobé nerovnováze mikrobiomu.

Modulace mikrobiomu, například prostřednictvím metody fekální mikrobiální transplantace (FMT) nebo podáváním probiotik a synbiotik, tj. kombinace probiotika a prebiotika, je slibnou strategií pro efektivní zmírnění gastrointestinálních příznaků bez nežádoucích účinků. Probíhající výzkum ukazuje, že probiotika, prebiotika a další látky ovlivňující mikrobiom mohou být účinnými modalitami podporujícími mentální zdraví ovlivněním osy střevo – mozek prostřednictvím produkce neurotransmiterů některými druhy střevních bakterií.

Některé metabolity produkované střevními mikroorganismy hrají roli v regulaci funkce srdce, což naznačuje, že dietními opatřeními by bylo možné ovlivnit jejich tvorbu a tímto způsobem dále ovlivňovat vývoj kardiovaskulárních onemocnění.

Imunitní systém významně přispívá ke zdraví všech orgánů v těle, včetně střev. Psi a také lidé trpící zánětlivým onemocněním střeva (IBD) mají mikrobiom výrazně alterovaný, což recipročně ovlivňuje imunitní odpověď. Pacienti s IBD mají zvýšenou hladinu imunoglobulinů jako reakci nejen na patogenní bakterie, ale také na komenzální a prospěšné střevní mikroorganismy. Dosud není úplně objasněno, zda IBD předchází zánět vyvolaný střevními patogeny, nebo je to naopak. Nicméně to naznačuje, že modulace a obnovení balancovaného střevního mikrobiomu by u pacientů s IBD mohlo mít léčebný účinek.

Volba terapeutického přístupu se odvíjí od podrobné anamnézy a posouzení primární příčiny střevního onemocnění.

Dietní opatření formou vysoce stravitelných složek vede k menšímu objemu nestrávené části potravy, na níž by se mohly množit bakterie. Změna diety by měla být u stabilních pacientů prvním krokem v léčebném plánu, protože studie ukázaly, že 50−70 % psů trpících chronickou enteropatií reaguje na změnu potravy. Eliminační dieta s obsahem nových nebo hydrolyzovaných složek je neantigenní a vhodná u imunitně zprostředkovaného onemocnění.

Prebiotika a vláknina podporují množení prospěšných bakterií, jsou konvertovány na mastné kyseliny s krátkým řetězcem a mohou na sebe vázat škodlivé bakteriální metabolity. Probiotika v závislosti na použitém kmenu mohou zlepšit funkci střevní bariéry, působit imunomodulačně a antibakteriálně.

Antibiotika snižují celkovou bakteriální nálož a patogenní bakterie adherující či invadující střevní sliznici, vedou k nižší antigenní stimulaci a nižší konverzi toxických metabolitů. Fekální mikrobiální transplantací lze ovlivnit složení střevního mikrobiomu, a tím produkci některých bakteriálních metabolitů.

Závěr

Střevní mikrobiom hraje důležitou roli v udržování zdraví gastrointestinálního traktu a celkového zdraví zvířete. Rozdíly ve složení mikrobiomu mezi jedinci téhož druhu ukazují, že pro maximální úspěch léčby bude potřebná personalizace terapeutického přístupu, ať se jedná o dietní opatření nebo jiná opatření cílená na úpravu mikrobiomu. Narušení rovnováhy mikrobiomu může mít různé příčiny s odlišnou patofyziologií a z tohoto důvodu by měl být přístup k úpravě dysbiózy multimodální. Výzkumy ukazují, že modulace střevního mikrobiomu je slibnou možností v léčbě komplexních onemocnění společenských zvířat.

(zaru)

Zdroje:
1. Suchdolski J. S. Canine microbiome dysbiosis. Vetfocus, 2022. Dostupné na: https://vetfocus.royalcanin.com/en/scientific/canine-microbiome-dysbiosis
2. Rindels J. E., Loman B. R. Gut microbiome − the key to our pets' health and happiness? Anim Front 2024 Jun 20; 14 (3): 46−53, doi: 10.1093/af/vfae015.
3. Ziese A. L., Suchodolski J. S. Impact of changes in gastrointestinal microbiota in canine and feline digestive diseases. Vet Clin North Am Small Anim Pract 2021; 51 (1): 155−169, doi: 10.1016/j.cvsm.2020.09.004.
4. Stübing H., Suchodolski J. S., Reisinger A. et al. The effect of metronidazole versus a synbiotic on clinical course and core intestinal microbiota in dogs with acute diarrhea. Vet Sci 2024 Apr 29; 11 (5): 197, doi: 10.3390/vetsci11050197.