Bakterie jelitowe a masa ciała: co jest prawdą, a co tylko medialnym szumem

Dwie osoby stosują tę samą dietę. Jedna systematycznie chudnie, a druga ledwo zmienia wagę. Przez dziesięciolecia domyślnym wyjaśnieniem była siła woli, dopóki badania nad mikrobiomem nie wskazały bardziej intrygującego podejrzanego: bilionów bakterii, które wspólnie zarządzają tym, jak pozyskujesz, magazynujesz i spalasz energię.

Od tego czasu „bakterie jelitowe decydują o Twojej wadze” stały się marketingowym złotem i, jak to często bywa, marketing wyprzedził naukę. Oto rzetelne zestawienie dwóch dekad badań: co naprawdę pokazały słynne eksperymenty, która popularna teza cicho upadła i co faktycznie znajduje potwierdzenie u ludzi.

Eksperymenty na myszach, od których wszystko się zaczęło

Założycielski wynik w tej dziedzinie pochodzi z laboratorium Jeffreya Gordona w St. Louis z 2006 roku. Myszy bezpatogenne (hodowane bez żadnych bakterii jelitowych) zaszczepiono mikrobiotą pochodzącą od myszy otyłych lub szczupłych. Wynik: zwierzęta otrzymujące mikrobiotę „otyłych” zyskały znacznie więcej tkanki tłuszczowej, a analizy metagenomiczne wykazały, że ich mikrobiom miał większą zdolność do pozyskiwania energii z tego samego pokarmu [1]. Prowokujący wniosek: część fenotypu otyłości była przenoszalna za pośrednictwem bakterii.

Siedem lat później to samo laboratorium podniosło poprzeczkę, przeprowadzając elegancki eksperyment na myszach z wykorzystaniem próbek od ludzi. Zrekrutowano pary bliźniaków, w których jeden bliźniak cierpiał na otyłość, a drugi nie, i zaszczepiono mikrobiotę jelitową każdego z nich myszom bezpatogennym. Myszy otrzymujące bakterie otyłego bliźniaka zyskały więcej masy ciała i tkanki tłuszczowej niż te otrzymujące bakterie szczupłego bliźniaka: ta sama genetyka myszy, ten sam pokarm, inne drobnoustroje [2]. Najbardziej fascynujący szczegół: gdy myszy z „mikrobiotą otyłych” i „mikrobiotą szczupłych” trzymano razem (myszy zjadają odchody innych, co jest nieświadomą codzienną wymianą mikrobioty), konkretne bakterie ze społeczności szczupłych zakażały społeczność otyłych i zapobiegały przyrostowi wagi, a ta pomoc była zależna od diety i działała w połączeniu z tym, co zwierzęta jadły [2].

Te eksperymenty są prawdziwe, wykazują związek przyczynowo-skutkowy i słusznie zyskały sławę. Ale przeprowadzono je na myszach, a to właśnie tutaj historia staje się skomplikowana.

Słynny stosunek, który nie przeszedł próby rzeczywistości

Wczesne badania sugerowały prosty wniosek dla ludzi: osoby z otyłością rzekomo mają więcej bakterii z grupy Firmicutes i mniej z grupy Bacteroidetes. Tak narodził się „stosunek F/B” i tysiąc nagłówków o „bakteriach produkujących tłuszcz”.

Potem przyszły badania replikacyjne. W 2016 roku badacze z Uniwersytetu Michigan połączyli i ponownie przeanalizowali dziesięć badań nad otyłością i mikrobiomem. Wynik był otrzeźwiający: skojarzenia między stosunkiem F/B (lub wskaźnikami różnorodności) a otyłością były słabe, niespójne i w dużej mierze nierozpoznawalne w różnych zestawach danych. Modele uczenia maszynowego wytrenowane do wykrywania otyłości na podstawie mikrobiomu w jednym badaniu radziły sobie zaledwie nieznacznie lepiej niż rzut monetą, gdy zastosowano je do pozostałych [3].

Ma to znaczenie dla konsumentów, ponieważ niektóre testy mikrobiomu wciąż podają stosunek Firmicutes do Bacteroidetes tak, jakby mówił coś o Twojej wadze. Obecne dowody mówią: nie mówi, przynajmniej nie na tak prymitywnym poziomie. Jeśli dzieje się coś istotnego, to na poziomie poszczególnych gatunków i ich funkcji, a nie stosunków na poziomie phylum, co jest jednym z powodów, dla których sekwencjonujemy na poziomie gatunku, zamiast podawać ogólne wskaźniki.

Co znajduje potwierdzenie u ludzi

Najsilniejsze ludzkie wyniki wskazują w innym kierunku: nie „które bakterie powodują otyłość”, ale „dlaczego ten sam pokarm działa na ludzi tak różnie?”

W przełomowym badaniu w Instytucie Weizmanna 800 osób nosiło przez tydzień ciągłe monitory glukozy, podczas gdy badacze odnotowywali niemal 47 000 posiłków. Wynik: identyczne, ustandaryzowane posiłki powodowały drastycznie różne reakcje poziomu cukru we krwi u różnych osób: to, co powodowało skok glukozy u jednej osoby, pozostawało płaską linią u innej [4]. Algorytm uczenia maszynowego uwzględniający mikrobiom jelitowy każdej osoby (obok danych klinicznych i dotyczących stylu życia) przewidywał te indywidualne reakcje znacznie lepiej niż standardowe liczenie węglowodanów, a w randomizowanym badaniu interwencyjnym diety spersonalizowane przez algorytm obniżały reakcje glukozy po posiłku [4].

To zmienia spojrzenie na cały temat. Mikrobiom prawdopodobnie nie przypisuje prostego „typu wagi”, ale jest jednym z powodów, dla których uniwersalne porady dietetyczne świetnie działają u niektórych osób i słabo u innych. Regulacja glukozy po posiłku jest jednym z metabolicznych budulców związanych z głodem, energią i długoterminową regulacją wagi, i jest mierzalnie indywidualna [4].

Czy zatem można schudnąć, zmieniając florę jelitową?

Szczera odpowiedź: nie ma udowodnionej bakterii odchudzającej ani kapsułki, która niezawodnie zmienia masę ciała za pośrednictwem mikrobiomu. Każdy, kto to sprzedaje, wyprzedza dowody. Istnieje jednak dobrze udokumentowane pokrycie: sposób odżywiania, który buduje silny, różnorodny mikrobiom, jest tym samym schematem kojarzonym ze zdrowszą regulacją wagi: duża różnorodność roślin (w American Gut Project 30+ różnych roślin tygodniowo szło w parze z najbardziej różnorodnymi mikrobiomami [5]), błonnik, który karmi producentów krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, żywność fermentowana (która w randomizowanym badaniu Stanforda zwiększała różnorodność i obniżała markery zapalne [6]), odpowiednia ilość snu (połączenie snu i mikrobiomu jelitowego omówiliśmy osobno) i konsekwencja zamiast restrykcyjnych diet. Dokładnie to, jak krok po kroku zbudować taki ekosystem, opisuje nasz przewodnik po odbudowie flory jelitowej.

Waga to coś więcej niż jelita

Jedną rzeczą, w którą tych badań nigdy nie należy przekręcać, jest nowy powód do obwiniania się. Masa ciała jest kształtowana przez genetykę, leki, sen, stres, hormony, środowisko i czynniki ekonomiczne. Mikrobiom jest jednym głosem w dużym chórze, a nie wyrokiem. A znacząca, niewyjaśniona zmiana wagi w dowolnym kierunku to przede wszystkim kwestia medyczna: ta rozmowa należy odbyć się z lekarzem, a profesjonalne wsparcie w zarządzaniu wagą jest uzasadnioną, opartą na dowodach ścieżką, a nie porażką.

Co może, a czego nie może zrobić badanie

Mówiąc wprost: analiza mikrobiomu nie jest produktem do odchudzania. Nie przypisze Ci „typu metabolicznego” na podstawie stosunku Firmicutes (nauka porzuciła ten pomysł [3]) i nie może obiecać Ci konkretnej liczby na wadze. Może natomiast pokazać ekosystem, na który wskazują powyższe badania, na poziomie gatunków: jak różnorodny jest Twój mikrobiom, czy grupy fermentujące błonnik i produkujące krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, które rozwijają się na diecie bogatej w rośliny, są dobrze reprezentowane i jaki funkcjonalny potencjał metaboliczny niesie Twoja społeczność. Nasza analiza mikrobiomu 360° mapuje dokładnie to za pomocą metagenomiki shotgunowej: stan wyjściowy przed zmianą sposobu odżywiania i badanie kontrolne kilka miesięcy później, które w danych pokaże, czy Twój ekosystem poszedł z Tobą.

Podsumowując

Eksperymenty na myszach są prawdziwe: drobnoustroje jelitowe mogą przenosić i modulować fenotypy wagi w kontrolowanych warunkach. Skrót myślowy z popularnej nauki, prosty stosunek bakterii wyjaśniający Twoją wagę, nie przetrwał próby replikacji. Dla ludzi pozostaje coś subtelniejszego i bardziej użytecznego: Twój mikrobiom jest jednym z powodów, dla których Twoje ciało reaguje na jedzenie inaczej niż ciało innej osoby, a schemat bogaty w rośliny, fermenty i błonnik, który karmi różnorodny mikrobiom, jest tym samym schematem, który wspiera zdrową regulację wagi. Personalizacja wygrywa z dogmatem, zarówno w odżywianiu, jak i w badaniach.

Artykuł ma wyłącznie charakter informacyjny i nie stanowi porady medycznej. Znaczące lub niewyjaśnione zmiany wagi powinny zostać ocenione przez lekarza. Analiza mikrobiomu nie diagnozuje żadnego stanu i nie jest leczeniem odchudzającym.

Źródła naukowe

1. Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA, Magrini V, Mardis ER, Gordon JI. An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature. 2006;444(7122):1027-1031. DOI: 10.1038/nature05414
2. Ridaura VK, Faith JJ, Rey FE, et al. Gut microbiota from twins discordant for obesity modulate metabolism in mice. Science. 2013;341(6150):1241214. DOI: 10.1126/science.1241214
3. Sze MA, Schloss PD. Looking for a Signal in the Noise: Revisiting Obesity and the Microbiome. mBio. 2016;7(4):e01018-16. DOI: 10.1128/mBio.01018-16
4. Zeevi D, Korem T, Zmora N, et al. Personalized Nutrition by Prediction of Glycemic Responses. Cell. 2015;163(5):1079-1094. DOI: 10.1016/j.cell.2015.11.001
5. McDonald D, Hyde E, Debelius JW, et al. American Gut: an Open Platform for Citizen Science Microbiome Research. mSystems. 2018;3(3):e00031-18. DOI: 10.1128/mSystems.00031-18
6. Wastyk HC, Fragiadakis GK, Perelman D, et al. Gut-microbiota-targeted diets modulate human immune status. Cell. 2021;184(16):4137-4153.e14. DOI: 10.1016/j.cell.2021.06.019