מה עושה המיקרוביום בגופנו?
למיקרוביום יש תפקיד מועיל במספר תחומים:
1. שמירה על תנועתיות המעי
המיקרובים במעי תומכים בתנועתיות המעי ע״י רגולציה של נוירוטרנסמיטורים במערכת העצבים של המעי(1).קיימים יחסים דו כיווניים בין המיקרוביום ותנועתיות המעי: פגיעה במיקרוביום יכולה לפגוע בתנועתיות המעי, ופגיעה בתנועתיות המעי יכולה לפגוע במיקרוביום.
2. שמירה על שלמות ציפוי המעי
המיקרובים במעי שומרים על שלמות ציפוי המעי ע״י כך שגורמים לשגשוג תאי ציפוי המעי וכן משפיעים על חלבונים שאחראים על הקשרים בין תאי ציפוי המעי(2).
הם גם משפיעים על הרקמה הלימפטית במעי שאחראית על תפקוד המערכת החיסונית במעי.
3. הגנה מפתוגנים
ככל שהמיקרוביום הוא בריא יותר, קיים סיכון נמוך יותר לשגשוג של פתוגנים במעי(3).
4. יצור חומצות שומן קצרות שרשרת
חיידקי המעי מייצרים חומצות שומן קצרות שרשרת.
חומצות שומן קצרות שרשרת אלה הן בעלות חשיבות ביצור האנרגיה בתאי הציפוי של המעי, יש להן גם חשיבות נוגדת דלקת (4,5).
5. סינתזה של ויטמינים
חיידקי המעי מייצרים חומרי מזון חשובים כולל ויטמינים K2 ,B12, פולט, ותיאמין (6).
איך משפיע המיקרוביום על בריאותינו?
פגיעה במיקרוביום יכולה להוביל למגוון מחלות:
1. אלרגיות
באופן נורמלי חיידקי המעי מלמדים את המערכת החיסונית איך לא להגיב לאלרגנים מהסביבה.
כאשר יש פגיעה במיקרוביום, תהליך הלימוד הזה נפגע, כתוצאה מכך הגוף מתחיל להגיב לאלרגנים ומתפתחות אלרגיות למזון ולחומרים מהסביבה(7,8).
לעומת זאת שמירה על מיקרוביום בריא בנשים הרות ותינוקות יכול למנוע התפתחות מחלות אלרגיות.
2. מחלות אוטואימוניות
בנוסף למחלות אוטואימוניות במעי כמו מחלות מעי דלקתיות, מחקרים מראים שהמיקרוביום משפיע גם על מחלות אוטואימוניות באיברים אחרים, כולל לופוס, טרשת נפוצה, וסוכרת נעורים (9).
3. בריאות העצם
ירידה בצפיפות העצם יכולה לנבוע ממצב דלקתי ומחסר בויטמינים ומינרלים.
מיקרוביום בריא מגביר את הספיגה של ויטמינים ומינרלים חשובים לבריאות העצם כמו ויטמינים K2 ,D, סידן, ומגנזיום (10).
4. בריאות המוח
המעי משפיע על המוח דרך הקשר מעי-מוח שמתווך ע״י מערכת של עצבים ומולקולות שמקשרים את המערכת העצבית במעי למערכת העצבים המרכזית.
פגיעה במיקרוביום נמצאה במצבים כמו: אוטיזם, הפרעת קשב וריכוז, מחלות נוירודגנריטיביות, חרדה, ודיכאון (11,12,13,14).
לעומת זאת שיקום המעי עם פרוביוטיקה הפחית סימפוטמים נוירו-התנהגותיים ומחלות נוירודגנרטיביות (15,16,17,18).
5. סרטן
למיקרוביום במעי יתכן ויש תפקיד משמעותי בהתפתחות סוגי סרטן שונים, בייחוד שד ומעי גס (19,20).
מחקרים מראים שבנשים עם סרטן השד יש שוני בחיידקי המעי לעומת נשים ללא סרטן שד.
קיימים במעי חיידקים עם יכולת של מטבוליזם אסטרוגן ושינויים ברמות שלהם יכולים להשפיע על גידולי שד רגישים להורמונים.
מספר סוגים של חיידקים במעי נמצאו קשורים בסיכון מוגבר לסרטן המעי הגס, כנראה בשל ההשפעה מעודדת הדלקת שלהם על רקמת המעי הגס (21).
6. מחלות לב
חיידקי המעי יכולים להשפיע על מחלות לב במספר מנגנונים:
בעקבות פגיעה במיקרוביום, חיידקים מהמעי יכולים להיכנס לזרם הדם ולהתחיל תהליך דלקתי שבעקבותיו תיווצר טרשת עורקים (22,23).
מיקרוביום לא בריא נמצא קשור ליתר לחץ דם.
ישנם חיידקי מעי שיכולים לייצר מטבוליטים שיכולים לפגוע בתפקוד הקרדיווסקולרי למשל ע״י פגיעה בתפקוד תאי האנדותל או הסתיידות של שריר חלק.
7. סוכרת מסוג 1 ומסוג 2
בילדים עם סוכרת מסוג 1 נמצאו רמות נמוכות יותר של לקטובצילי ושל ביפידובקטריום וירידה במגוון החיידקים במעי יחסית לילדים בריאים (24).
בסוכרת מסוג 2 מספר מחקרים הראו שיש עליה בחיידקים אופורטוניסטים ולעומת זאת ירידה בחיידקים יוצרי בוטירט (שהוא חומר חיוני למעי עם השפעה נוגדת דלקת) (25).
8. מחלות מעי
לחיידקי המעי ישנו חפקיד חשוב בהתפתחות והתקדמות מחלות מעי.
בתסמונת המעי הרגיש נמצאו רמות מוגברות של חיידקים מעודדי דלקת כמו אנטרובקטריות וירידה בחיידקים מועילים כמו לקטובצילוס וביפידובקטריום(26).
השכיחות של תסמונת המעי הרגיש גבוהה יותר באנשים שסבלו מזיהום במעי ע״י טפיל או חיידק (27).
בחולים עם SIBO יכולות להיות רמות מוגברות של חיידקים יוצרי מתאן, או שיש להם חוסר איזון בחיידקים הממוקמים במעי הדק שיוצרים רמות מוגברות של מימן או מימן גופריתי (28).
במחלות מעי דלקתיות נמצאו רמות מוגברות של וירוסים מסויימים, ורמות מוגברות של פטריות מסוימות (29,30).
9. בריאות מערכת החיסוןֿ
החומרים המיוצרים על ידי חיידקי המעי המועילים כמו חומצות שומן קצרות שרשרת מובילים להתפתחות מערכת חיסון בריאה וטובה (31).
פגיעה באיזון החיידקיים במעי (דיסביוזיס) יכולה לפגוע במערכת החיסונית ולהוביל לזיהומים במערכת העיכול והנשימה.
10. השמנה
יחס מוגבר של חיידקים מסוג firmicutes במעי לחיידקים מסוג bacteroides נמצא קשור לסיכון מוגבר לעודף משקל ולהשמנה(32).
הדיסביוזיס יכול להוביל להשמנה ע״י כך שמגביר את כמות הקלוריות המופקת מהמזון, וע״י פגיעה במנגנוני השובע, כך שהאדם רעב יותר ואוכל יותר (33).
11. בריאות העור
חיידקי המעי משפיעים על בריאות העור דרך הקשר מעי-עור שהינו קשר דו כיווני (34).
ישנן עדויות שחוסר איזון של חיידקי המעי (דיסביוזיס) קשור עם מחלות עור שונות.
לחולים הסובלים מרוזציאה יש שכיחות מוגברת של SIBO וטיפול ב-SIBO משפר את התופעות בעור (35).
בחולים עם פסוריאזיס נמצא חוסר איזון בחיידקי המעי ורמות מוגברות של ציטוקינים מעודדי דלקת בדם שיכולים לנבוע מחדירה של חיידקי מעי לזרם הדם (36).
12. בלוטת התריס
חיידקי המעי יכולים להשפיע על תפקודי בלוטת התריס.
נמצא קשר בין שינויים בחיידקי המעי לבין פעילות יתר של בלוטת התריס (37).
חוסר איזון של חיידקי המעי (דיסביוזיס). יכול לגרום לשחרור של חומר הנקרא ליפופוליסכריד (LPS) לזרם הדם. חומר זה יכול לגרום לפגיעה בתפקודי בלוטת התריס בשתי דרכים: פגיעה בהפיכת ההורמון T4 להורמון הפעיל T3, והפחתה ברצפטורים להורמוני בלוטת התריס (38).
מקורות
1. 1Quigley EM. Microflora modulation of motility. J Neurogastroenterol Motil. 2011;17(2):140-147. doi:10.5056/jnm.2011.17.2.140
2. Rakoff-Nahoum S, Paglino J, Eslami-Varzaneh F, Edberg S, Medzhitov R. Recognition of commensal microflora by toll-like receptors is required for intestinal homeostasis. Cell. 2004 Jul 23;118(2):229-41. doi: 10.1016/j.cell.2004.07.002. PMID: 15260992.
3. Bacterial Chat: Intestinal Metabolites and Signals in Host-Microbiota-Pathogen Interactions.
American Society for Microbiology
Infection and ImmunityVolume 85, Issue 12, December 2017
https://doi.org/10.1128/IAI.00476-17
4. Morrison DJ, Preston T. Formation of short chain fatty acids by the gut microbiota and their impact on human metabolism. Gut Microbes. 2016 May 3;7(3):189-200. Doi: 10.1080/19490976.2015.1134082. Epub 2016 Mar 10. PMID: 26963409; PMCID: PMC4939913.
5. Gonzalez A, Krieg R, Massey HD, Carl D, Ghosh S, Gehr TWB, Ghosh SS. Sodium butyrate ameliorates insulin resistance and renal failure in CKD rats by modulating intestinal permeability and mucin expression. Nephrol Dial Transplant. 2019 May 1;34(5):783-794. doi:
5. Magnúsdóttir S, Ravcheev D, de Crécy-Lagard V, Thiele I. Systematic genome assessment of B-vitamin biosynthesis suggests co-operation among gut microbes. Front Genet. 2015;6:148. Published 2015 Apr 20. doi:10.3389/fgene.2015.00148
6. Plunkett CH, Nagler CR. The Influence of the Microbiome on Allergic Sensitization to Food. J Immunol. 2017;198(2):581-589. doi:10.4049/jimmunol.1601266
7. Pascal M, Perez-Gordo M, Caballero T, et al. Microbiome and Allergic Diseases. Front Immunol. 2018;9:1584. Published 2018 Jul 17. doi:10.3389/fimmu.2018.0158
8. Opazo MC, Ortega-Rocha EM, Coronado-Arrázola I, et al. Intestinal Microbiota Influences Non-intestinal Related Autoimmune Diseases. Front Microbiol. 2018;9:432. Published 2018 Mar 12. doi:10.3389/fmicb.2018.0043
9. Yan J, Charles JF. Gut Microbiome and Bone: to Build, Destroy, or Both?. Curr Osteoporos Rep. 2017;15(4):376-384. doi:10.1007/s11914-017-0382-z
10. Liu, F., Li, J., Wu, F. et al. Altered composition and function of intestinal microbiota in autism spectrum disorders: a systematic review. Transl Psychiatry 9, 43 (2019). https://doi.org/10.1038/s41398-019-0389-6
11. Aarts E, Ederveen THA, Naaijen J, et al. Gut microbiome in ADHD and its relation to neural reward anticipation. PLoS One. 2017;12(9):e0183509. Published 2017 Sep 1. doi:10.1371/journal.pone.0183509
12. Giau VV, Wu SY, Jamerlan A, An SSA, Kim SY, Hulme J. Gut Microbiota and Their Neuroinflammatory Implications in Alzheimer's Disease. Nutrients. 2018;10(11):1765. Published 2018 Nov 14. doi:10.3390/nu10111765
13. Nair AT, Ramachandran V, Joghee NM, Antony S, Ramalingam G. Gut Microbiota Dysfunction as Reliable Non-invasive Early Diagnostic Biomarkers in the Pathophysiology of Parkinson's Disease: A Critical Review. J Neurogastroenterol Motil. 2018;24(1):30-42. doi:10.5056/jnm17105
14. Grimaldi R, Gibson GR, Vulevic J, et al. A prebiotic intervention study in children with autism spectrum disorders (ASDs). Microbiome. 2018;6(1):133. Published 2018 Aug 2. doi:10.1186/s40168-018-0523-3
15. Bonfili, L., Cecarini, V., Berardi, S. et al. Microbiota modulation counteracts Alzheimer’s disease progression influencing neuronal proteolysis and gut hormones plasma levels. Sci Rep 7, 2426 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-02587-2
16. Reis DJ, Ilardi SS, Punt SEW. The anxiolytic effect of probiotics: A systematic review and meta-analysis of the clinical and preclinical literature. PLoS One. 2018;13(6):e0199041. Published 2018 Jun 20. doi:10.1371/journal.pone.0199041
17. Wallace CJK, Milev R. The effects of probiotics on depressive symptoms in humans: a systematic review [published correction appears in Ann Gen Psychiatry. 2017 Mar 7;16:18]. Ann Gen Psychiatry. 2017;16:14. Published 2017 Feb 20. doi:10.1186/s12991-017-0138-2
18. Fernández MF, Reina-Pérez I, Astorga JM, Rodríguez-Carrillo A, Plaza-Díaz J, Fontana L. Breast Cancer and Its Relationship with the Microbiota. Int J Environ Res Public Health. 2018;15(8):1747. Published 2018 Aug 14. doi:10.3390/ijerph15081747
19. Dahmus JD, Kotler DL, Kastenberg DM, Kistler CA. The gut microbiome and colorectal cancer: a review of bacterial pathogenesis. J Gastrointest Oncol. 2018;9(4):769-777. doi:10.21037/jgo.2018.04.07
20. Dahmus JD, Kotler DL, Kastenberg DM, Kistler CA. The gut microbiome and colorectal cancer: a review of bacterial pathogenesis. J Gastrointest Oncol. 2018;9(4):769-777. doi:10.21037/jgo.2018.04.07
21. Ott SJ, El Mokhtari NE, Musfeldt M, Hellmig S, Freitag S, Rehman A, Kühbacher T, Nikolaus S, Namsolleck P, Blaut M, Hampe J, Sahly H, Reinecke A, Haake N, Günther R, Krüger D, Lins M, Herrmann G, Fölsch UR, Simon R, Schreiber S. Detection of diverse bacterial signatures in atherosclerotic lesions of patients with coronary heart disease. Circulation. 2006 Feb 21;113(7):929-37. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.105.579979. PMID: 16490835.
22. Tang WH, Kitai T, Hazen SL. Gut Microbiota in Cardiovascular Health and Disease. Circ Res. 2017;120(7):1183-1196. doi:10.1161/CIRCRESAHA.117.309715
23. Murri M, Leiva I, Gomez-Zumaquero JM, Tinahones FJ, Cardona F, Soriguer F, Queipo-Ortuño MI. Gut microbiota in children with type 1 diabetes differs from that in healthy children: a case-control study. BMC Med. 2013 Feb 21;11:46. doi: 10.1186/1741-7015-11-46. PMID: 23433344; PMCID: PMC3621820.
24. Qin J, Li Y, Cai Z, Li S, Zhu J, Zhang F, Liang S, Zhang W, Guan Y, Shen D, Peng Y, Zhang D, Jie Z, Wu W, Qin Y, Xue W, Li J, Han L, Lu D, Wu P, Dai Y, Sun X, Li Z, Tang A, Zhong S, Li X, Chen W, Xu R, Wang M, Feng Q, Gong M, Yu J, Zhang Y, Zhang M, Hansen T, Sanchez G, Raes J, Falony G, Okuda S, Almeida M, LeChatelier E, Renault P, Pons N, Batto JM, Zhang Z, Chen H, Yang R, Zheng W, Li S, Yang H, Wang J, Ehrlich SD, Nielsen R, Pedersen O, Kristiansen K, Wang J. A metagenome-wide association study of gut microbiota in type 2 diabetes. Nature. 2012 Oct 4;490(7418):55-60. doi: 10.1038/nature11450. Epub 2012 Sep 26. PMID: 23023125.
25. Rodiño-Janeiro BK, Vicario M, Alonso-Cotoner C, Pascua-García R, Santos J. A Review of Microbiota and Irritable Bowel Syndrome: Future in Therapies. Adv Ther. 2018;35(3):289-310. doi:10.1007/s12325-018-0673-5
26. Card T, Enck P, Barbara G, et al. Post-infectious IBS: Defining its clinical features and prognosis using an internet-based survey. United European Gastroenterol J. 2018;6(8):1245-1253. doi:10.1177/2050640618779923
27. Daza, W., et al. Gut Microbiota and Small Intestine Bacterial Overgrowth. (2017) J Gastro Disor liv func 3(1):114- 119.
28. Zuo T, Ng SC. The Gut Microbiota in the Pathogenesis and Therapeutics of Inflammatory Bowel Disease. Front Microbiol. 2018;9:2247. Published 2018 Sep 25. doi:10.3389/fmicb.2018.0224
29. Sokol H, Leducq V, Aschard H, et al
Fungal microbiota dysbiosis in IBD
Gut 2017;66:1039-1048.
30. Ratajczak W, Rył A, Mizerski A, Walczakiewicz K, Sipak O, Laszczyńska M. Immunomodulatory potential of gut microbiome-derived short-chain fatty acids (SCFAs). Acta Biochim Pol. 2019 Mar 4;66(1):1-12. doi: 10.18388/abp.2018_2648. PMID: 30831575.
31. Ratajczak W, Rył A, Mizerski A, Walczakiewicz K, Sipak O, Laszczyńska M. Immunomodulatory potential of gut microbiome-derived short-chain fatty acids (SCFAs). Acta Biochim Pol. 2019 Mar 4;66(1):1-12. doi: 10.18388/abp.2018_2648. PMID: 30831575.
32. Sun L, Ma L, Ma Y, Zhang F, Zhao C, Nie Y. Insights into the role of gut microbiota in obesity: pathogenesis, mechanisms, and therapeutic perspectives. Protein Cell. 2018;9(5):397-403. doi:10.1007/s13238-018-0546-3
33. Salem I, Ramser A, Isham N, Ghannoum MA. The Gut Microbiome as a Major Regulator of the Gut-Skin Axis. Front Microbiol. 2018;9:1459. Published 2018 Jul 10. doi:10.3389/fmicb.2018.0145
34. Parodi A, Paolino S, Greco A, Drago F, Mansi C, Rebora A, Parodi A, Savarino V. Small intestinal bacterial overgrowth in rosacea: clinical effectiveness of its eradication. Clin Gastroenterol Hepatol. 2008 Jul;6(7):759-64. doi: 10.1016/j.cgh.2008.02.054. Epub 2008 May 5. PMID: 18456568.
35. Visser MJE, Kell DB, Pretorius E. Bacterial Dysbiosis and Translocation in Psoriasis Vulgaris. Front Cell Infect Microbiol. 2019;9:7. Published 2019 Feb 4. doi:10.3389/fcimb.2019.0000
36. Zhou, L., Li, X., Ahmed, A. et al. Gut Microbe Analysis Between Hyperthyroid and Healthy Individuals. Curr Microbiol 69, 675–680 (2014). https://doi.org/10.1007/s00284-014-0640-6
ֿ37. Beigneux AP, Moser AH, Shigenaga JK, Grunfeld C, Feingold KR. Sick euthyroid syndrome is associated with decreased TR expression and DNA binding in mouse liver. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2003 Jan;284(1):E228-36. doi: 10.1152/ajpendo.00155.2002. Epub 2002 Sep 3. PMID: 12388159.
