Pētījums atklāj simtgadnieku noslēpumu. Kas ir tā viena lieta, kas viņiem ļauj tik ilgi dzīvot?
Vai zinājāt, ka mēs ēdam ne tikai savā labā, bet arī lai pabarotu savu mikrobiomu – triljoniem baktēriju, vīrusu un sēnīšu, kas dzīvo zarnu traktā un katram cilvēkam veido unikālu “miksli”? Un ka no tiem ir atkarīga mūsu dzīve, ja ne dzīvība?
Zinātnē gan brīnīšanās fāze jau ir garām, tai sekojusi gūzma atklājumu par mikrobioma un veselības mijiedarbību, un patlaban aktuālais jautājums ir par to, kā zarnu mikroorganismi ir saistīti ar veiksmīgas novecošanas un ilgdzīvošanas noslēpumu.
Interese par cilvēka zarnu mikrobiomu palielinājās, kad atklājās, ka cilvēkiem ar dažādiem veselības traucējumiem, salīdzinot ar veseliem indivīdiem, mikrobioms atšķiras. Nesen arī ilgdzīvotājiem tika konstatētas būtiskas atšķirības. Līdz šim gan identificēti tikai daži mehānismi, kas varētu izskaidrot šīs atšķirības, turklāt pētniecību sarežģī grūtības definēt, kas tad ir vesels vai normāls mikrobioms.
Reizēm pētniekiem pašiem nav skaidrs, kāda ir atšķirība pat starp mikrobiotu un mikrobiomu, ko tautas valodā vienkārši dēvē par zarnu mikrofloru (kas gan ir novecojis jēdziens). Lielākā daļa zinātnieku par mikrobiotu uzskata visu mikroorganismu sugu kopumu (baktērijas, sēnes, vīrusi), kas dzīvo noteiktā vidē, piemēram, zarnu traktā, uz ādas vai dzimumceļos. Savukārt mikrobiomu attiecina plašāk – arī uz mikroorganismu ģenētisko materiālu –, un var atrast literatūras avotus, kur ar to apzīmē gēnus, genomu un pat apkārtējās vides faktorus, kuros šie mikroorganismi dzīvo.
Un tomēr – lai arī mikrobu kopuma definīcija vēl nav noteikta, jaunākie atklājumi par mikrobioma nozīmi cilvēka novecošanā ir gluži vai satriecoši!
Dod, Dievs, simtgadnieka iekšas!
Simtgadnieku skaits ar katru desmitgadi pieaug – lēš, ka pasaulē uz katriem 100 000 iedzīvotāju vidēji ir seši simtgadnieki.
Simtgadnieki ir mazāk uzņēmīgi pret slimībām, kas saistītas ar novecošanu, hroniskiem iekaisumiem un infekcijām.
Pagājušajā gadā publicētā japāņu zinātnieku pētījumā atklāts, ka cilvēkiem, kas dzīvo līdz 100 gadiem vai ilgāk, ir unikāls mikrobioms, kas var viņus pasargāt no noteiktām bakteriālām infekcijām, tostarp no tām, ko izraisa multirezistentās baktērijas.
Zinātnieki pētīja mikrobus 160 Japānas ilgdzīvotājiem (analizēja fekāliju paraugus), kas bija vidēji 107 gadus veci. Pētnieki atklāja, ka šiem simtgadniekiem, salīdzinot ar cilvēkiem, kas bija 85–89 gadus veci, un tiem, kas bija vecuma grupā no 21 līdz 55 gadiem, ir atšķirīgs zarnu mikrobioms. Pētnieki secināja, ka tas ir “bagātināts ar mikroorganismiem, kas spēj radīt unikālas sekundārās žultsskābes, tostarp dažādas litoholskābes izoformas”.
Sekundārās žultsskābes ražo mikrobi resnajā zarnā, un uzskata, ka tās palīdz aizsargāt zarnas no patogēniem un regulēt ķermeņa imūnās atbildes. Simtgadniekiem bija vairāk baktēriju sugu, kas ražo sekundāro žultsskābju molekulas, un arī pašu baktēriju bija vairāk.
Piemēram, viens no šādiem baktēriju celmiem bija Odoribacteraceae baktērijas, kas efektīvi ražoja jaunatklātu sekundāro žultsskābi izoallolitoholskābi. Pētnieki atklāja, ka šī skābe būtiski kavēja Clostridioides difficile augšanu – tās ir pret antibiotikām izturīgas baktērijas, kas izraisa smagu caureju un zarnu iekaisumu, kā arī resnās zarnas vēzi.
Zinātnieki konstatēja, ka izoallolitoholskābe iznīcināja vai spēcīgi nomāca arī daudzu citu patogēnu augšanu, piemēram, baktēriju Enterococcus faecium, kas arī ir rezistenta pret vairākām antibiotikām un var izraisīt asinsrites, urīnceļu un citas infekcijas. Tādējādi viens no veiksmīgas novecošanas noslēpumiem varētu būt saistīts tieši ar mikrobiotas sastāvu, kas ražo specifiskas žultsskābes, kuras sargā no bīstamu baktēriju augšanas un palīdz organismam visus mikrobus uzturēt smalkā līdzsvarā.
Pēc mikrobioma var pareģot mūža garumu
Citi pētījumi liecina, ka veciem cilvēkiem zarnu baktērijas kļūst arvien unikālākas, un, jo cilvēks vairāk noveco, jo viņa mikrobioms ražo vairāk vielu, kas ļauj dzīvot ilgāk. ASV pētnieki analizēja zarnu mikrobiomu vairāk nekā 9000 cilvēkiem, kas bija 18 līdz 101 gadu veci, īpašu uzmanību pievēršot datiem par aptuveni 900 cilvēku, kas pārstāvēja vecuma grupu no 78 līdz 98 gadiem.
“Sākot no vidus līdz vēlam pieauguša cilvēka vecumam, zarnu mikrobioms līdz ar vecumu kļūst arvien unikālāks,”
secināja zinātnieki. “Kompozīcijas unikalitāte ir cieši saistīta ar mikrobu radītiem aminoskābju atvasinājumiem, kas cirkulē asinsritē. Lielākā vecumā (pēc 80 gadiem) veseliem indivīdiem turpinās nepārtraukta mikrobu novirze uz unikāla sastāva stāvokli, savukārt mazāk veseliem indivīdiem šīs novirzes nav.”
Pētnieki ziņoja, ka veselīgas novecošanas mikrobioma modelim ir raksturīgs, ka vairākas baktēriju ģintis izsīkst, galvenokārt – Bacteroides baktērijas. Un, ja šo Bacteroides baktēriju novecojot ir daudz vai, kā zinātnieki raksta, “ ir zems zarnu mikrobioma unikalitātes rādītājs”, tad var paredzēt samazinātu dzīvildzi.
Interesanti, ka šis unikalitātes modelis, šķiet, sākas pusmūžā, 40–50 gadu vecumā, un ir saistīts ar “asins metabolisko parakstu”, ko var noteikt asins paraugā (to veido 67 metabolīti, sīkas ķīmiskās vielas, kas rodas vielmaiņā un cirkulē asinīs).
Zinātnieki jau sākuši šķirot mikrobioma organismu ģintis un citus elementus, kuru pieaugums vai samazinājums ar vecumu varētu vēstīt par veselīgu vai neveselīgu novecošanu. Vispārīgi sakot, veseliem cilvēkiem mikrobu veidi, kas dominē zarnās agrīnā pieaugušā vecumā, turpmākajās desmitgadēs veido arvien mazāku mikrobioma daļu, savukārt citu, mazāk izplatītu sugu procentuālais daudzums palielinās.
Taču cilvēkiem, kuri ir ne tik veseli, notiek pretējais: viņu mikrobioma sastāvs salīdzinoši nemainās, un viņiem ir tendence agrāk nomirt.
Cilvēkiem, kuru mikrobioms novecojot mainās uz unikālu profilu, asinīs ir arī vairāk veselību veicinošu savienojumu, tostarp zarnu mikrobu ražoto savienojumu, kas cīnās ar hroniskām slimībām.
Mikrobiota un iekaisuma novecošanās
2000. gadā itāļu imunoloģijas profesors Klaudio Frančeski (Claudio Franceschi) apgalvoja, ka cilvēka novecošanās pamatā ir iekaisums, un ieviesa jēdzienu “iekaisuma novecošana”. Uz to norāda ar vecumu saistītu proiekaisuma marķieru līmeņa paaugstināšanās asinīs un audos. Faktiski tas ir hronisks, progresējošs zemas pakāpes iekaisums, kas attīstās ar vecumu, ja nav atklātas infekcijas, un var veicināt citu ar vecumu saistītu slimību klīniskās izpausmes.
Mūsdienās par vienu no iekaisuma novecošanas galvenajiem cēloņiem atzīst zarnu disbakteriozi – nelabvēlīgu zarnu mikrobiotas sastāvu. Disbakterioze samazina zarnu sieniņu aizsardzību, mazinot gļotu veidošanos zarnu sieniņās un tādējādi ļaujot caur zarnu traktu iekļūt asinsritē dažādiem toksīniem. Šādi nelabvēlīgi faktori veicina imūnsistēmas aktivāciju, un tādējādi asinsritē nonākušie toksīni un mikrobiotas producētie iekaisuma mediatori saskarē ar imūnsistēmas šūnām visā organismā uztur nepārtrauktu iekaisumu.
Zarnu mikrobiota ir ārkārtīgi nozīmīga organisma imūnajā aizsardzībā. Tā veido zarnu gļotādas aizsargbarjeru, nodrošina gļotu slāņa veidošanu, lokālo zarnu sieniņu imunitāti. Turklāt mikrobiota ar bioloģiski aktīvu vielu starpniecību sazinās ar imūnsistēmas elementiem zarnu sieniņās un ar īpašu signālstruktūru palīdzību trenē zarnās lokalizēto imūnsistēmu. Zarnu gļotādā ir daudz imūno šūnu: T un B limfocīti, plazmas šūnas, makrofāgi un segmentkodolainie limfocīti. Nav vairs noslēpums, ka lielākā daļa imūnsistēmas atrodas zarnu traktā.
Kad zarnu mikrobiota iedarbojas uz imūnsistēmu, asinsritē izdalās dažādas bioloģiski aktīvas vielas – iekaisuma un pretiekaisuma mediatori. Ja mikrobiotas sastāvā vairāk ir labo jeb pretiekaisuma baktēriju, imūnsistēma izdala pretiekaisuma vielas, ja tās sastāvā vairāk ir slikto jeb iekaisuma baktēriju, imūnsistēma izdala vairāk iekaisuma vielu, kas labvēlīgi vai nelabvēlīgi iedarbojas uz attālākiem ķermeņa orgāniem.
Zinātnieki atklājuši, ka simtgadniekiem – šiem cilvēkiem ar unikālo mikrobiomu – asinīs ir arī vairāk metabolītu, ko ražo zarnu mikrobi, tostarp indoli.
Pierādīts, ka šie organiskie savienojumi samazina iekaisumu un saglabā veselu aizsargbarjeru, kas izklāj zarnas.
Vēl viens no identificētajiem metabolītiem ir fenilacetilglutamīns. Nav skaidrs, ko tieši šis savienojums dara, taču, iespējams, arī veicina ilgmūžību, jo simtgadniekiem Itālijas ziemeļos atklāts ļoti augsts tā līmenis zarnās.
