„Podporuje růst, má neobvykle velký genom a je to nomádka – dokáže žít na mnoha různých místech a za různých podmínek,“ popisuje Martin Schwarzer hlavní hrdinku svých výzkumů – probiotickou bakterii Lactiplantibacillus plantarum WJL, kterou lze nalézt v lidských slinách i ve střevě, v trávicím traktu mouchy octomilky, na listech salátu, fermentovaných olivách a mnoha dalších místech.

Nyní vědci z Mikrobiologického ústavu Akademie věd v Novém Hrádku spolu s dalšími českými, francouzskými a německými kolegy na zvířecích modelech zjistili, že tento specifický kmen bakterie dokáže při pravidelném podávání zlepšit následky podvýživy, jako je například přetrvávající růstový deficit. „Překvapivě to ani nemusí být celá živá bakterie, pro podporu růstu stačí jen její obal – buněčná stěna,“ líčí mikrobiolog. Nejnovější výsledky základního výzkumu publikované v prestižním odborném časopise Science přinášejí naději pro miliony lidí, kteří trpí podvýživou z důvodů chudoby nebo jiných zdravotních komplikací.

Na začátku byla moucha

Ale není bakterie jako bakterie a na detailech záleží. V tomto případě je klíčové „WJL“ – označení specifického kmene probiotické bakterie Lactiplantibacillus plantarum. „Kmenů bakterií může být nekonečno. I pro naše výzkumy bylo důležité zjištění, že ne všechny kmeny Lactiplantibacillus plantarum stimulují růst,“ vysvětluje vědec a prozrazuje význam zkratky. „WJL je zkratka jména korejského profesora Won-jae Leeho, který tento kmen poprvé izoloval a popsal v octomilce.“

Jak se bakterie určují a čím se jednotlivé kmeny liší? „Že se taxonomicky jedná o Lactiplantibacillus plantarum, se pozná podle jednoho konkrétního místa v genomu. Ten ‚zbytek‘ pak určuje jednotlivé kmeny,“ vysvětluje Schwarzer a uvádí příklad. „Jako bychom měli dva muže, kteří se oba jmenují Jan Novák. Jeden je ale zedník a druhý elektrikář. Pokud budete chtít postavit zeď, povoláte zedníka a naopak na nové rozvody elektrikáře. A podobně to mají i bakterie.“

„Sterilní“ myši

Laboratoř gnotobiologie je detašované pracoviště pražského Mikrobiologického ústavu Akademie věd v Novém Hrádku. Byla založena již před více než sedmdesáti lety, a jedná se tak o jedno z nejstarších nepřetržitě fungujících gnotobiotických pracovišť v celé Evropě. Za speciálních podmínek se zde chovají bezmikrobní (gnotobiologická) zvířata pro výzkum mikrobiomu.

Že růst stimuluje právě tato bakterie, vědci poprvé objevili na mouše octomilce, která je skvělým modelovým systémem – velmi rychle se množí a její střevní mikrobiom obsahuje jen několik bakteriálních druhů. Pro vědce tak bylo snadné určit, že právě Lactiplantibacillus plantarum, respektive její určité kmeny, stimuluje růst u podvyživených octomilek. Prorůstový efekt nyní potvrdili i u myší a chystají se na prasata – blíže člověku. „Klinické studie na lidech jsou finančně, časově i organizačně velmi náročné, ale třeba se nám to povede. Ve Francii se již nedávno tato bakterie stala součástí probiotického potravinového doplňku pro podporu zdravého růstu,“ shrnuje Schwarzer.

Haló, jsem tu

Jak to vlastně funguje? Účinek probiotik lze přirovnat k davu demonstrantů valících se ulicí – po spolknutí probiotická kapsle prochází trávicím traktem a po rozpuštění se najednou ve střevě uvolní mnoho miliard bakterií, které postupují dále a signalizují „jsme tady“, což spouští kaskádu reakcí, jež vedou k aktivaci růstového faktoru a inzulinu a ve výsledku k podpoře růstu.

„Když mluvíme o podvýživě, nejsou to jen problémy třetího světa. I u nás žije mnoho lidí, kteří z důvodů alergií a jiných nemocí či obyčejného stáří a špatného vstřebávání živin trpí podvýživou. I těm by probiotika mohla teoreticky pomáhat,“ uvádí Martin Schwarzer.

Zdravý mikrobiom

Že „nemoc začíná ve střevech“, pronesl již před 2500 lety Hippokrates a dnes na nás denně útočí reklamy na sekvenování mikrobiomu a probiotika na míru nebo alespoň rady pro zdravý mikrobiom. „Opravdu se potvrzuje, že střevní mikrobiom je klíčový pro celkové zdraví organismu a že při nemoci bývá narušen. Zde se ale dostáváme k zásadní otázce: Byla dříve slepice, nebo vejce – nemoc, nebo narušený mikrobiom?“ vysvětluje Schwarzer, který zdraví přirovnává k houpačce. „Zdraví není jeden pevný bod, pohybujeme se v rozmezí nějakého ideálního stavu. Pokud se ale zhoupneme moc a vybočíme z limitu, je to, jako když vypadneme z houpačky – máme problém.“

Jana Plavec / Akademie věd ČR

Pro zdravý mikrobiom platí obecné pravidlo pestrosti. „Podobně jako v přírodě, druhově rozmanité prostředí je odolnější vůči výkyvům. Zároveň je těžké dávat nějaká obecná doporučení, tato bakterie je ‚dobrá‘ či ‚špatná‘, tedy kromě známých patogenů. Každý jsme unikátní a důležitá je celková skladba – co náš mikrobiom ve výsledku umí,“ doporučuje Martin Schwarzer.

Nestačí ani jedna krabička probiotik z lékárny, pozitivní účinek často zmizí, pokud je přestaneme užívat. Zaručeným návodem na trvalou změnu mikrobiomu je změna jídelníčku a životního stylu. „Možná jednou budeme mít svého osobního mikrobiologa, nutričního specialistu a psychologa, kteří nám na základě analýzy mikrobiomu sestaví personalizovaný jídelníček pro zdravý mikrobiom, a tak i celkové fyzické a duševní zdraví,“ nabízí futuristický výhled Martin Schwarzer. 

Jana Plavec / Akademie věd ČR

Mikrobiom

• Soubor genů mikroorganismů (bakterií, hub, kvasinek a virů) na povrchu i uvnitř lidského těla.

• Hmotnost střevní mikrobioty člověka se odhaduje na 250 gramů.

• Větší diverzita druhů se považuje za znak zdravého mikrobiomu.

• Složení střevních mikroorganismů má vliv na zdraví i psychiku. Ve střevech máme po mozku druhou největší koncentraci nervových zakončení – takzvaný gut brain, a střevní bakterie produkují signální molekuly, které ovlivňují činnost mozku.

• Když mluvíme o mikrobiomu, většinou myslíme mikroorganismy tlustého střeva. Stejně tak ale lze hovořit o mikrobiomech dalších částí těla, které se od sebe výrazně liší. Například v tenkém střevě bakterie příliš nechceme, probíhá tam totiž absorpce živin a bakterie „nám ujídají“. Je to taková naše zoo, která podléhá našim denním rytmům – po jídle dochází k jejich výraznému nárůstu, do několika hodin jejich množství opět klesá. Naopak v tlustém střevě bakterie chceme a chceme jich mít co nejvíce – jejich počet i složení jsou v rámci dne víceméně stálé.

• Ukazuje se, že pro pozitivní účinek probiotik na lidské zdraví často nemusí být bakterie živé – stačí například jen jejich buněčný obal.

Autorka je stálou spolupracovnicí redakce, působí na Univerzitě Karlově