Zápcha patrí medzi problémy, ktoré na prvý pohľad pôsobia jednoducho. Črevo sa vyprázdňuje menej často, stolica je tvrdá a jej odchod je namáhavý. Preto sa aj vysvetlenie zápchy často zredukuje na niekoľko známych rád:
- viac piť
- jesť viac vlákniny
- viac sa hýbať
Všetky toto môže byť dôležité, ale fungovanie hrubého čreva je podstatne zložitejšie.
V posledných rokoch sa v súvislosti so zápchou venuje čoraz väčšia pozornosť črevnému mikrobiómu. V našom tráviacom trakte žije rozsiahle spoločenstvo baktérií, húb, vírusov a ďalších mikroorganizmov. Baktérie vytvárajú množstvo látok, cez ktoré komunikujú s bunkami črevnej steny, imunitným systémom, nervovými bunkami aj črevnou svalovinou. Pri zápche nemusí byť dôležité iba to, aké mikroorganizmy v čreve máme, ale aj to, čo vyrábajú.
Medzi najdôležitejšie látky, ktoré baktérie vytvárajú patria:
- mastné kyseliny s krátkym reťazcom
- metabolity žlčových kyselín
- látky ovplyvňujúce nervový systém
- rôzne plyny
Všetky môžu rôznymi cestami ovplyvňovať pohyb čreva a teda aj zápchu.
Zápcha nie je iba „málo častá stolica“
Najskôr je dobré vysvetliť, čo sa pod zápchou vlastne rozumie. Nemusí ísť iba o situáciu, keď človek chodí na toaletu zriedka. Medzi jej charakteristiky patrí aj ťažké vyprázdňovanie, suchá či tvrdá stolica Na vzniku zápchy sa môžu podieľať životný štýl, vek a množstvo fyziologických faktorov. Existuje tiež sekundárna zápcha, ktorá môže sprevádzať iné ochorenia alebo súvisieť s užívaním niektorých liekov.
Pre pochopenie úlohy črevného mikrobiómu a zápchy je však mimoriadne zaujímavá funkčná zápcha. Funkčná zápcha je stav, kedy máte problémy s vyprázdňovaním, hoci sú vaše črevá úplne zdravé a bez fyzického poškodenia. Zjednodušene povedané, lekár pri vyšetrení nenájde žiadny zápal, nádor ani anatomickú chybu – črevá sú v poriadku, ale nefungujú správne.
Pohyb čreva
Obsah čreva neputuje tráviacim traktom sám od seba. Pohyb zabezpečuje črevná svalovina. Tá sa sťahuje a posúva obsah čreva dopredu. Zároveň sa v hrubom čreve vstrebáva voda. Ak obsah zostáva v hrubom čreve príliš dlho, môže sa z neho vstrebať viac vody, a stolica tak býva suchšia a tvrdšia.
Čo všetko rozhoduje o rýchlosti pohybu čreva?
Črevo je ekosystém aj chemická továreň zároveň. Keď sa povie črevný mikrobióm, často si predstavíme „dobré“ a „zlé“ baktérie. V skutočnosti je to však oveľa zložitejší systém. Dôležité nie je len to, aké mikroorganizmy v čreve máme, ale aj ako spolu fungujú a aké látky vytvárajú. Črevné baktérie spracúvajú zvyšky potravy, ktoré sa dostanú až do hrubého čreva. Z nich potom vyrábajú množstvo rôznych látok, takzvaných metabolitov.
Mikrobióm si preto môžeme predstaviť ako malú chemickú továreň v našom čreve. Potrava je surovina, baktérie sú pracovníci a metabolity sú výsledné produkty. Niektoré z týchto látok pôsobia priamo v čreve, iné ovplyvňujú črevnú stenu a ďalšie sa môžu dostať aj do krvného obehu. Práve týmto spôsobom môže mikrobióm ovplyvňovať trávenie aj celkové fungovanie organizmu.
Pri zápche by sme sa nemali pozerať iba na otázku: „Ktoré baktérie sa zmenili?“ ale na to „Aké metabolity tieto mikroorganizmy vyrábajú a čo tieto metabolity robia s črevom?“
Práve tým sa zaoberá metabolomika – výskum malých molekúl a metabolitov vznikajúcich pri biologických procesoch.
Čo sa pri zápche deje s mikrobiómom?
Výskumy ukazujú, že črevný mikrobióm ľudí so zápchou sa môže líšiť od mikrobiómu zdravých ľudí. Pozorovalo sa nižšie zastúpenie bifidobaktérií a laktobacilov. Pri funkčnej zápche sa opisujú aj zmeny mikrobiálnej rozmanitosti a zastúpenia ďalších skupín mikroorganizmov. Narušenie normálneho zloženia a fungovania mikrobiálneho spoločenstva sa označuje ako dysbióza. Dysbióza však neznamená iba „priveľa zlých a primálo dobrých baktérií“. Podstatnejšie je, že zmenené mikrobiálne spoločenstvo môže inak spracovávať potravu a vyrábať iné množstvá biologicky aktívnych látok. A tým sa začína celý reťazec možných následkov.
Dysbióza môže ovplyvňovať motilitu (pohyblivosť) čreva, nervový systém čreva, imunitu, črevnú bariéru a aj metabolity. Zároveň sa tieto procesy navzájom ovplyvňujú, takže nejde o jednu jednoduchú príčinu zápchy.
Prvý mechanizmus: baktérie menia (metabolizujú) vlákninu na dôležité molekuly
Jedným z najlepšie opísaných spojení medzi stravou, mikrobiómom a črevom sú mastné kyseliny s krátkym reťazcom, označované skratkou SCFA. Medzi najdôležitejšie SCFA patria:
- acetát
- propionát
- butyrát.
Vznikajú najmä pri fermentácii vlákniny baktériami v čreve. Toto je dôležitý, pretože ukazuje, prečo nemožno účinok stravy úplne oddeliť od mikrobiómu. Keď zjeme nejakú vlákninu, časť z nej sa dostane do hrubého čreva. Tam sa stáva potravou pre mikroorganizmy. Tie ju fermentujú a výsledkom tohto procesu sú SCFA.
SCFA pritom nemajú jedinú úlohu:
- môžu podporovať črevnú motilitu (pohyblivosť)
- ovplyvňovať defekačné (vyprázdňovacie) reflexy
- môžu pôsobiť protizápalovo
- dokážu podporovať črevnú bariéru.
Butyrát má navyše význam aj ako zdroj energie pre bunky hrubého čreva. Vyživuje ich.
Ako môžu SCFA rozhýbať črevo?
Črevná stena nie je len pasívna „trubica“, cez ktorú prechádza potrava. Obsahuje nervové bunky, svalovinu aj bunky, ktoré prijímajú a odovzdávajú rôzne signály. Látky, ktoré vytvárajú črevné baktérie – napríklad butyrát a propionát zo skupiny SCFA – môžu fungovať ako takéto signály. Naviažu sa na receptory na črevných bunkách a nervoch a tým môžu ovplyvniť, ako intenzívne sa črevo sťahuje a posúva svoj obsah ďalej.
Jednoducho povedané, baktérie samy stolicu neposúvajú. Vyrábajú však látky, ktoré môžu dať črevným nervom a svalom signál, aby pracovali aktívnejšie. Aj týmto spôsobom môže črevný mikrobióm ovplyvňovať pravidelnosť vyprázdňovania.
Čo sa deje pri zápche?
U ľudí so zápchou môžu byť znížené zastúpenie baktérií produkujúcich SCFA a následne aj schopnosť mikrobiómu tieto látky vytvárať. Je to jeden z možných mechanizmov nedostatočnej črevnej motility. Pri funkčnej zápche boli u ľudí nájdené nižšie koncentrácie butyrátu, propionátu a acetátu. Nižšie hodnoty butyrátu úzko súviseli s frekvenciou stolice a nižší acetát bol spojený s tvrdšou stolicou.
Druhý mechanizmus: mikroorganizmy komunikujú s nervami čreva
Možno ešte zaujímavejšie je spojenie mikrobiómu s enterickým nervovým systémom – ENS. Ide o rozsiahlu sieť nervových a podporných buniek uložených priamo v tráviacom trakte. ENS dokáže do veľkej miery fungovať autonómne. Preto sa niekedy populárne označuje ako „druhý mozog“. Jeho úloha je pre vyprázdňovanie zásadná. Jedna nervová sieť riadi sťahovanie a uvoľňovanie svalov čreva. Ďalšia ovplyvňuje vylučovanie a vstrebávanie tekutín, prekrvenie črevnej steny a reakcie na podnety prichádzajúce z obsahu čreva. Črevné baktérie žijú doslova v tesnej blízkosti veľmi komplikovaného nervového systému. A medzi oboma systémami prebieha komunikácia. Baktérie môžu ovplyvňovať nervový systém prostredníctvom molekúl a patria tam už spomínané SCFA.
Ďalšou cestou ako pôsobia mikroorganizmy na ENS je tvorba látok spojených s nervovou signalizáciou ako napr. serotonín a pod. Tie sa v čreve tvoria tiež. Serotonín má v tráviacom trakte významnú úlohu pri regulácii črevnej pohyblivosti. V čreve sa tvoria aj iné látky ovplyvňujúce nervový systém ako GABA – kyselinu gama-aminomaslová. Niektoré črevné baktérie sú schopné podieľať sa na jej produkcii. U ľudí so zápchou sú pozorované znížené zastúpenie baktérií spojených so tvorbou GABA, čo by mohlo ovplyvňovať normálnu črevnú motilitu.
Zápchu preto nemožno vnímať iba ako problém „obsahu čreva“. V niektorých prípadoch môže byť súčasťou problému aj spôsob, akým črevný mikrobióm komunikuje s nervovým systémom riadiacim črevnú svalovinu a jej pohyb.
Tretí mechanizmus: mikrobióm mení žlčové kyseliny
Ďalší mechanizmus bude pre mnohých prekvapujúci. Žlčové kyseliny si spájame najmä s trávením tukov. V skutočnosti však fungujú aj ako signálne molekuly. Črevné mikroorganizmy ich dokážu chemicky meniť. Mikrobióm sa podieľa na premenách žlčových kyselín, čím ovplyvňuje, aké formy týchto látok sa v čreve nachádzajú. Tie potom môžu ovplyvňovať motilitu (pohyblivosť) čreva.
Pri dysbióze sa môže metabolizmus žlčových kyselín zmeniť. Zmeny v žlčových kyselinách môžu prispievať k poruchám motility vrátane funkčnej zápchy. Pri funkčnej zápche sa zistilo približne o 40 % nižšia hodnota deoxycholovej kyseliny (DCA) - žlčová kyselina, ktorá ovplyvňuje pohyblivosť čreva.
Štvrtý mechanizmus: metán môže pôsobiť ako brzda
Pri fermentácii potravy vznikajú v čreve aj rôzne plyny. Plynatosť preto nie je iba dôsledkom prehltnutého vzduchu. Časť plynov vzniká činnosťou mikroorganizmov. Medzi plyny súvisiace s mikrobiálnou fermentáciou patria napríklad vodík, metán a oxid uhličitý. Samotný plyn pritom nemusí byť škodlivý. Plyny tvoriace sa v čreve môžu za normálnych okolností zvýšiť tlak v čreve a podporovať jeho pohyb. Pri nadmernej tvorbe plynov alebo ich problematickom odvádzaní však môže dochádzať k nafukovaniu a ďalším ťažkostiam.
Pri zápche hrá dôležitú úlohu metán. Vyššie zastúpenie mikroorganizmov tvoriacich metán sa spája so sklonom k zápche. Metán môže spomaľovať črevnú motilitu. Pri funkčnej zápche sa zistilo približne dvojnásobne zvýšená hodnota metánu vo vydychovanom vzduchu. Metán môže pôsobiť ako brzda.
Piaty mechanizmus: ochranná bariéra čreva a zápal
Črevná stena musí riešiť veľmi zvláštnu úlohu. Na jednej strane potrebuje vstrebávať živiny a komunikovať s obsahom čreva. Na druhej strane musí zabrániť tomu, aby do vnútorného prostredia organizmu nekontrolovane prenikali mikroorganizmy a ich súčasti. Preto existuje črevná bariéra pozostávajúca okrem iného z buniek črevnej výstelky a ochrannej vrstvy hlienu. Mikrobióm sa podieľa aj na jej fungovaní.
Dysbióza môže viesť k narušeniu bariéry a zvýšenej črevnej priepustnosti. To môže aktivovať imunitný systém a podporovať tvorbu zápalových faktorov. Zápalové procesy následne môžu ovplyvňovať črevný nervový systém a motilitu.
Nevhodná strava, užívanie antibiotík, chronické ochorenia a psychické faktory môžu narúšať mikrobiotu. Dysfunkčná mikrobiota sa následne spája s úbytkom ochrannej vrstvy hlienu a zvýšenou črevnou priepustnosťou. Nasleduje aktivácia imunity a senzorických nervov a výsledkom môžu byť bolesť brucha, nafukovanie a zmenená črevná motilita, ktorá prispieva k zápche.
Vzniknúť pritom môže začarovaný kruh.
Dysbióza → narušená bariéra → zápal → zmenené fungovanie čreva → ďalšie narušenie mikrobiálneho prostredia.
Čo bolo prvé: zápcha alebo zmenený mikrobióm?
Pri zápche zatiaľ nevieme s istotou povedať, čo je príčina a čo následok. Vieme, že ľudia so zápchou môžu mať iné zloženie črevného mikrobiómu ako zdraví ľudia. Samotný tento rozdiel však ešte neznamená, že práve zmenený mikrobióm zápchu spôsobil. Vzťah totiž môže fungovať oboma smermi.
Na jednej strane môže zmenený mikrobióm vytvárať menej látok, ktoré podporujú prirodzený pohyb čreva. Črevo potom môže pracovať pomalšie a jeho obsah sa posúva dlhšie, čo môže prispievať k zápche.
Na druhej strane môže samotná zápcha meniť mikrobióm. Ak stolica zostáva v hrubom čreve dlhšie, baktérie majú viac času na jej spracovanie. Mení sa množstvo živín, ktoré majú k dispozícii, aj podmienky prostredia, v ktorom žijú. To môže postupne meniť zloženie a aktivitu črevných mikroorganizmov.
Dá sa mikrobióm využiť pri liečbe zápchy?
Keď vieme, že črevné baktérie môžu ovplyvňovať pohyb čreva, prirodzene vzniká otázka, či by sme zmenou mikrobiómu mohli zmierniť aj zápchu. Výskum sa dnes zameriava na vlákninu, prebiotiká, probiotiká a ďalšie spôsoby ovplyvňovania črevných mikroorganizmov.
Dobrým príkladom je vláknina. Jej význam nespočíva iba v tom, že pomáha zväčšiť objem stolice. Niektoré druhy vlákniny slúžia zároveň ako potrava pre črevné baktérie. Tie ju spracujú a vytvárajú z nej napríklad mastné kyseliny s krátkym reťazcom (SCFA), medzi ktoré patrí butyrát. Tieto látky môžu podporovať prostredie v čreve a podieľať sa na regulácii jeho pohybu.
Zaujímavé výsledky priniesla jedna štúdia. 120 dospelých s funkčnou zápchou užívalo osem týždňov prebiotikum UG1601. Priemerný počet vyprázdnení sa zvýšil približne z 3,1 na 5,2 za týždeň. Zároveň sa zvýšilo zastúpenie bifidobaktérií a množstvo butyrátu v stolici vzrástlo o 40 %.
Výsledok naznačuje zaujímavú súvislosť: ovplyvnenie stravy môže zmeniť činnosť črevných mikroorganizmov, tie začnú produkovať iné množstvo metabolitov a súčasne sa môže zlepšiť vyprázdňovanie. Neznamená to však, že každému človeku so zápchou pomôže rovnaké prebiotikum alebo probiotikum.
Prečo nemusí rovnaké probiotikum pomôcť každému?
Črevný mikrobióm je u každého človeka trochu iný. Rozdielna je aj strava, životný štýl a predovšetkým príčina zápchy. U jedného človeka môže byť výraznejším problémom pomalý pohyb čreva, u ďalšieho môže zohrávať väčšiu úlohu tvorba metánu a u iného môžu byť príčiny zápchy odlišné. Preto rovnaká snaha o úpravu mikrobiómu nemusí u všetkých priniesť rovnaký výsledok.
Transplantácia črevného mikrobiómu?
Oveľa výraznejším zásahom do mikrobiómu je transplantácia fekálnej mikrobioty (FMT). Zjednodušene povedané, ide o prenos spracovanej črevnej mikrobioty od zdravého darcu do tráviaceho traktu príjemcu s cieľom zmeniť jeho črevné mikrobiálne spoločenstvo. Aj túto metódu skúmala veda pri ťažšie liečiteľnej funkčnej zápche. 30 pacientom bola uskutočnená FMT. U u časti pacientov zvýšila frekvencia stolice a ich mikrobióm sa začal viac podobať mikrobiómu darcov. Zároveň sa zvýšilo množstvo SCFA vrátane butyrátu.
Mikrobióm je jednou časťou veľkej skladačky
Črevo funguje vďaka spolupráci mnohých systémov. Črevná svalovina sa sťahuje a posúva obsah dopredu. Nervový systém čreva tieto pohyby koordinuje. Hormóny a ďalšie signálne látky dávajú bunkám pokyny. Črevná bariéra a imunitný systém chránia vnútorné prostredie organizmu. Uprostred toho všetkého žije obrovské množstvo mikroorganizmov, ktoré spracúvajú zložky potravy a vytvárajú látky schopné ovplyvňovať ostatné časti systému.
Pre laika si celý proces môžeme zjednodušene predstaviť takto:
To, čo zjeme → ovplyvní črevné baktérie → baktérie vytvoria rôzne látky → tieto látky komunikujú s črevnou stenou, nervami a svalmi → ovplyvnia pohyb čreva → ten rozhoduje aj o tom, ako rýchlo sa obsah čreva posúva a ako pravidelne sa vyprázdňujeme.
A funguje to aj opačne. Keď sa črevo pohybuje pomaly a jeho obsah v ňom zostáva dlhšie, menia sa podmienky, v ktorých baktérie žijú. To môže spätne meniť samotný mikrobióm.
Preto mikrobióm nie je jediným „vinníkom“ zápchy. Je skôr jednou súčasťou zložitého systému, v ktorom spolu komunikujú potrava, mikroorganizmy, črevná stena, nervy, imunita a svalovina. Práve toto vzájomné prepojenie môže vysvetľovať, prečo je zápcha u každého človeka trochu iná – a prečo v budúcnosti možno nebude existovať jedna univerzálna liečba vhodná pre všetkých.
Zdravie nie je všetko, ale je to najdôležitejšie, čo máme
Andrej Medveď a jeho team