Hogyan indult az egész: egyszerű magyarázatok keresése

A korai mikrobiom-kutatások azt feltételezték, hogy az elhízás egy viszonylag egyszerű módon leírható baktérium-összetétellel jár: bizonyos baktériumcsoportok aránya megnő, míg másoké csökken. Ez az elképzelés főként állatkísérletekben tűnt működőképesnek, ahol genetikailag nagyon hasonló, azonos körülmények között tartott egerekben valóban együtt járt az elhízás és a bélflóra összetételének eltolódása. Ezekben a modellekben azonban szinte minden más tényező kontrollált volt: az állatok ugyanazt ették, azonos környezetben éltek, nem szedtek gyógyszereket, nem volt jelen stressz, hormonális eltérés vagy életmódbeli különbség. Ebben a leegyszerűsített rendszerben a mikrobiom és az anyagcsere közötti kapcsolat látványosan kirajzolódott.

Amikor azonban ugyanezt a gondolkodást emberre próbálták átültetni, hamar kiderült, hogy nem működik megbízhatóan. Ugyanaz a baktérium-összetétel egészséges testsúlyú és elhízott embereknél is előfordulhat, miközben az anyagcsere-állapotuk jelentősen eltér. Az emberi szervezet egyszerűen túl összetett ahhoz, hogy néhány baktérium arányából következtessünk a testsúlyra.

A valódi fordulópont: nem az számít, ki van ott, hanem hogy mit csinál

Az egyik legfontosabb felismerés akkor született meg, amikor a kutatók nem egy-egy „jó” vagy „rossz” baktériumot kerestek, hanem azt vizsgálták, mennyire sokszínű és rugalmas a bélflóra egésze. Több száz túlsúlyos és elhízott felnőtt székletmintáját elemezve azt találták, hogy egyeseknél a mikrobiom „szegényesebb” volt: kevesebb különböző baktérium élt a bélrendszerben, és ezek kevesebb feladatot tudtak ellátni.
Ez a kevésbé változatos bélflóra együtt járt rosszabb anyagcsere-állapottal:

gyakoribb volt az inzulinrezisztencia,
kedvezőtlenebb a vérzsírprofil,
és magasabb az alacsony fokú, krónikus gyulladás szintje.

Fontos azonban, hogy nem minden elhízott embernél találták ezt a mintázatot. Ez volt az első igazán erős bizonyíték arra, hogy az elhízás nem egységes állapot, hanem több, eltérő anyagcsere-típus létezik. Egyszerűbben fogalmazva: nem az a döntő, hogy pontosan milyen baktériumok vannak jelen, hanem az, hogy mennyire képes a bélflóra alkalmazkodni az étrendhez és az anyagcsere igényeihez.

Okozhat-e a mikrobiom elhízást? Az állatkísérletek tanulsága

A következő nagy kérdés az volt: vajon a mikrobiom csak együtt változik az anyagcserével, vagy aktívan hozzá is járulhat a hízáshoz? Ezt a kérdést elegánsan vizsgálták csíramentes egereken. Ilyen állatokba emberi mikrobiomot ültettek át, például egypetéjű ikerpárokból, ahol az egyik iker elhízott, a másik normál testsúlyú volt. Az egerek ugyanazt az étrendet kapták, mégis: az „elhízott mikrobiommal” élő állatok több zsírt raktároztak és kedvezőtlenebb anyagcsere-profilt mutattak. Ez a kísérlet preventíven is tanulságos volt: rostban gazdagabb étrenddel a kedvezőtlen hatás részben mérsékelhetőnek bizonyult.

A mikrobiom tehát képes befolyásolni az anyagcserét, de nem önmagában, hanem az étrendi környezettel együtt.

Emberben hol látszik leginkább a mikrobiom szerepe?

A legmeggyőzőbb humán adatok nem a testsúlyról, hanem a szénhidrát-anyagcseréről szólnak. Randomizált humán vizsgálatokban metabolikus szindrómás résztvevők kaptak székletmikrobiom-transzplantációt normál testsúlyú donoroktól. A beavatkozás nem látványos fogyást eredményezett, viszont javult az inzulinérzékenység – legalábbis azoknál, akiknél a kiindulási mikrobiom kevésbé volt stabil. Ez a „responder–non-responder” jelenség nagyon fontos üzenetet hordoz: nem mindenkinek ugyanolyan mértékben szól bele a mikrobiom az anyagcseréjébe. Ezt erősítik meg azok a vizsgálatok is, amelyek azt mutatják, hogy ugyanarra az ételre különböző emberek egészen eltérő vércukorválaszt adhatnak. Ebben a különbségben a mikrobiom is szerepet játszik – nem kizárólagosan, de mérhető módon.

Mi tehát a tanulság?

A jelenlegi, jó minőségű kutatások alapján kijelenthető, hogy:

elhízásban a mikrobiom gyakran megváltozik,
ez a változás nem egységes és nem egyszerűen „jó” vagy „rossz” baktériumokról szól,
a mikrobiom nem elsődleges oka az elhízásnak,
viszont képes befolyásolni a szénhidrát-anyagcserét, az inzulinérzékenységet és a gyulladásos állapotot.

Talán a legfontosabb üzenet ez: nem „rossz a bélflórád”, hanem a tested egy adott anyagcsere-állapotban van, amelynek a mikrobiom is része. Ez már nem ígéret és nem marketing – hanem biológia.

Irodalomjegyzék

Le Chatelier E, Nielsen T, Qin J, et al. Richness of human gut microbiome correlates with metabolic markers. Nature. 2013;500(7464):541–546. Miről szól? Nagy humán vizsgálat, amely kimutatta, hogy egyes túlsúlyos/el¬hízott embereknél a bélflóra kevésbé változatos, és ez rosszabb anyagcsere-állapottal (inzulinrezisztencia, gyulladás, vérzsírok) jár együtt. Ez volt az egyik első erős bizonyíték arra, hogy az elhízás nem egységes mikrobiom-állapot.

Ridaura VK, Faith JJ, Rey FE, et al. Gut microbiota from twins discordant for obesity modulate metabolism in mice. Science. 2013;341(6150):1241214. Miről szól? Egypetéjű ikrek mikrobiomját (elhízott vs. normál testsúlyú) ültették át csíramentes egerekbe. Az „elhízott mikrobiom” több zsírraktározást és kedvezőtlenebb anyagcserét okozott. Klasszikus oksági állatkísérlet.

Vrieze A, Van Nood E, Holleman F, et al. Transfer of intestinal microbiota from lean donors increases insulin sensitivity in individuals with metabolic syndrome. Gastroenterology. 2012;143(4):913–916.e7. Miről szól? Humán randomizált vizsgálat: normál testsúlyú donoroktól származó mikrobiom átültetése metabolikus szindrómás betegekbe. Nem fogyást, hanem inzulinérzékenység-javulást mutattak ki.

Kootte RS, Levin E, Salojärvi J, et al. Improvement of insulin sensitivity after lean donor feces in metabolic syndrome is driven by baseline intestinal microbiota composition. Cell Metabolism. 2017;26(4):611–619.e6. Miről szól? Ugyanezen jelenség részletes elemzése: kimutatták, hogy nem mindenki reagál azonosan a mikrobiom-beavatkozásra. A kiindulási bélflóra állapota meghatározza, ki „responder”.

Zeevi D, Korem T, Zmora N, et al. Personalized nutrition by prediction of glycemic responses. Cell. 2015;163(5):1079–1094. Miről szól? Nagy humán adatbázison kimutatták, hogy ugyanaz az étel nagyon különböző vércukorválaszt válthat ki különböző embereknél. A mikrobiom is része a különbségek magyarázatának. Alapmű a személyre szabott táplálkozás területén.

Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA, et al. An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature. 2006;444(7122):1027–1031. Miről szól? Korai állatkísérletes alapmunka: kimutatta, hogy az elhízással társuló mikrobiom hatékonyabban nyer ki energiát a táplálékból. Történetileg fontos, a mikrobiom-kutatás egyik indulópontja.

Cani PD, Amar J, Iglesias MA, et al. Metabolic endotoxemia initiates obesity and insulin resistance. Diabetes. 2007;56(7):1761–1772. Miről szól? Állatkísérlet, amely bemutatta a bélflóra, a bélfal áteresztőképessége és az alacsony fokú gyulladás kapcsolatát az inzulinrezisztenciával és elhízással. Mechanisztikus alapmunka.