Bakterie jelitowe mogą być kluczem do kontrolowania głodu

Regulacja apetytu to złożony, wielowymiarowy proces odgrywający główną rolę w utrzymaniu homeostazy energii. Kluczowym elementem tej regulacji, obok głodu i nasycenia, jest sytość.

• Głód jest objawem fizjologicznej potrzeby pożywienia, wywołanej zazwyczaj sygnałami z mózgu w odpowiedzi na wyczerpanie energii.
• Z kolei nasycenie to uczucie pełności odczuwane w trakcie posiłku i będące sygnałem do zakończenia jedzenia.
• Natomiast sytość to termin oznaczający długotrwałe uczucie pełności, które hamuje podjadanie między posiłkami, a tym samym wpływa na porę kolejnego spożycia pokarmu.

Poznanie mechanizmów leżących u podstaw uczucia sytości jest niezwykle istotne zarówno dla personelu medycznego, jak i osób walczących z otyłością, cukrzycą i innymi zaburzeniami metabolizmu. Coraz częściej badania wskazują na mikrobiotę jelitową jako główny regulator sygnału sytości łączący mikrobiologiczne środowisko jelit z czynnością mózgu poprzez to, co powszechnie nazywa się osią jelitowo-mózgową. Rosnąca baza dowodów sugeruje, że bakterie jelitowe i ich metabolity, zwłaszcza krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA (sidenote: Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe są źródłem energii (paliwa) dla komórek organizmu. Współdziałają one z układem odpornościowym i są zaangażowane w komunikację między jelitami a mózgiem. Źródła:
Silva YP, Bernardi A, Frozza RL. The Role of Short-Chain Fatty Acids From Gut Microbiota in Gut-Brain Communication. Front Endocrinol (Lausanne). 2020;11:25. ) ), odgrywają kluczową rolę w regulacji uczucia sytości, wpływając na uwalnianie hormonów sytości i modulując apetyt. ^1,2,3

W tym artykule zapraszamy do zapoznania się z coraz większą liczbą dowodów potwierdzających rolę mikrobioty jelitowej w regulacji uczucia sytości, ze szczególnym uwzględnieniem metabolitów drobnoustrojów, ich interakcji z osią jelitowo-mózgową oraz znaczenia dla praktyki klinicznej. Przeanalizujemy, w jaki sposób interwencje dietetyczne służące modyfikacji składu mikrobioty jelitowej, np. stosowanie probiotyków, prebiotyków i diet bogatych w błonnik, mogą wpływać na uczucie sytości i oferować nowe podejścia do leczenia otyłości i powiązanych z nią zaburzeń metabolizmu.

Rozmowy jelit z mózgiem: jak mikrobiota kształtuje sygnały sytości?

Oś jelitowo-mózgowa to skomplikowana sieć przekazująca sygnały sytości między jelitami i mózgiem. Na tę interakcję duży wpływ wywiera mikrobiota jelitowa, która reguluje apetyt za pomocą hormonów, takich jak glukagonopodobny peptyd-1 (GLP-1), peptyd YY (PYY) i cholecystokinina (CCK). Hormony te są produkowane przez wyspecjalizowane komórki jelitowe, tzw. komórki enteroendokrynne (EEC), w odpowiedzi na przyjęcie pokarmu.

Razem hormony te oddziałują na mózg, zmniejszając ilość przyjmowanego pokarmu i przedłużając uczucie sytości, co pomaga zachować zdrową równowagę jedzenia.

Jednym z kluczowych czynników związanych z mikrobiotą jest produkcja SCFA – octanu, propionianu i maślanu – podczas fermentacji błonnika. SCFA stymulują uwalnianie GLP-1 i PYY, zwiększając uczucie sytości i pomagając kontrolować apetyt. ¹ SCFA oddziałują również na nerw błędny, który bezpośrednio łączy jelita z ośrodkami głodu w mózgu, wzmacniając sygnały sytości. ²

Rola mikrobioty nie ogranicza się wyłącznie do sygnalizacji; SCFA ograniczają również stan zapalny w podwzgórzu, zachowując integralność regulacji sytości i pomagając zapobiegać zaburzeniom metabolizmu związanym z otyłością. ² Ale w jaki sposób probiotyki i specyficzne interwencje dietetyczne, np. prebiotyki, wpływają na mikrobiotę jelitową, zwiększając uczucie sytości? 

Rola probiotyków we wzmacnianiu sygnałów sytości:

Najnowsze badania wykazały, że niektóre bakterie mogą wytwarzać białka wysyłające sygnały do mózgu, informując organizm, że jesteśmy najedzeni. Przykładem jest białko o nazwie ClpB, produkowane przez niektóre bakterie, np. Hafnia alvei. Białko to zachowuje się podobnie do alfa-MSH, hormonu regulującego apetyt. Stymuluje ono wydzielanie hormonu PYY, który zapewnia uczucie sytości i hamuje apetyt. ³

W badaniach przedklinicznych wykazano, że Hafnia alvei może pomóc w zmniejszeniu ilości spożywanego pokarmu i przyrostu masy ciała u zwierząt doświadczalnych poprzez wzmocnienie sygnałów sytości. ³ Stosowana jako probiotyczny suplement bakteria Hafnia alvei może zwiększać uczucie sytości u ludzi, wspierając zdrowe nawyki żywieniowe i przyczyniając się do długoterminowej kontroli masy ciała. ⁴ Mimo że konieczne są dalsze badania, wstępne wyniki wskazują, iż probiotyki mogą stanowić uzupełnienie interwencji dietetycznych, których celem jest kontrolowanie apetytu i redukcja masy ciała. ³

Stymulacja uczucia sytości: w jaki sposób prebiotyki i błonnik pokarmowy wpływają na mikrobiotę?

Interwencje dietetyczne, zwłaszcza obejmujące prebiotyki i błonnik pokarmowy, stanowią bezpośredni sposób oddziaływania na mikrobiotę jelitową i zwiększania uczucia sytości. Prebiotyki to niestrawne składniki żywności, które wybiórczo stymulują wzrost i aktywność pożytecznych bakterii jelitowych. Najlepszym przykładem jest tutaj inulina, błonnik promujący produkcję SCFA, zwłaszcza propionianu i maślanu, które odgrywają kluczową rolę w sygnalizowaniu sytości. ²

W badaniach na ludziach wykazano, że suplementacja estrem propionianowym inuliny (IPE) daje obiecujące wyniki. Na przykład u osób, które spożywały IPE, zaobserwowano zmniejszenie ad libitum spożycia energii, co oznacza, że naturalnie zmniejszyły one spożycie pokarmów bez podejmowania świadomego wysiłku. ² SCFA produkowane w procesie fermentacji błonnika, zwłaszcza propionian, bezpośrednio stymulują uwalnianie GLP-1 i PYY, zwiększając uczucie sytości. ¹

Ponadto skrobia oporna, inny rodzaj błonnika, który ulega fermentacji, wykazała zdolność do obniżania poposiłkowego poziomu glukozy i wpływania na hormony sytości. Jedno z badań wykazało, że suplementacja skrobią oporną przez sześć tygodni obniżyła poziom leptyny, hormonu uczestniczącego w długoterminowej równowadze energetycznej, co świadczy o poprawie regulacji apetytu. ¹

Powyższe przykłady pokazują, w jaki sposób dieta bogata w błonnik może wpływać na aktywność mikroflory jelitowej, co z kolei ma korzystny wpływ na uczucie sytości. A co z innymi metabolitami drobnoustrojów innymi niż SCFA?W jaki sposób wpływają na centralną i obwodową regulację głodu?

Poza błonnikiem: rola neuroaktywnych metabolitów w kontroli apetytu

Oprócz SCFA, bakterie jelitowe produkują kilka neuroaktywnych metabolitów, które odgrywają kluczową rolę w regulacji apetytu i sytości zarówno poprzez drogi centralne, jak i obwodowe. Wśród nich serotonina, kwas gamma-aminomasłowy (GABA) i dopamina to kluczowe neuroprzekaźniki uczestniczące w modulacji spożycia pokarmu i bilansu energetycznego. ²

GABA może być produkowany przez niektóre szczepy Lactobacillus i Bifidobacterium. GABA wpływa na podwzgórze, które odgrywa kluczową rolę w regulacji głodu, poprzez modulację obwodów nerwowych kontrolujących zachowania żywieniowe. Badania wykazały, że u myszy pozbawionych drobnoustrojów dochodzi do zmian w sygnalizacji GABA, co skutkuje zwiększonym apetytem. Obserwacja ta podkreśla kluczową rolę GABA pochodzącego z jelit w kontrolowaniu głodu. ³

Ponadto mikrobiota jelitowa wpływa również na dopaminę, która bierze udział w mechanizmach nagrody związanych z jedzeniem. Zaburzenia równowagi na szlakach dopaminowych mogą prowadzić do przejadania się, a nawet objadania się, co podkreśla potencjalną rolę mikrobioty w radzeniu sobie nie tylko z głodem, lecz także z uzależnieniem od jedzenia.¹

Dysbioza: kiedy zaburzenia równowagi jelitowej sabotują sytość

Dysbioza, czyli zaburzenie równowagi lub niewłaściwe przystosowanie mikrobioty jelitowej, okazała się czynnikiem zakłócającym poprawne sygnały sytości. U osób z otyłością i zaburzeniami metabolizmu często obserwuje się dysbiozę, która charakteryzuje się zmniejszeniem bioróżnorodnosci i nadmiernym wzrostem niektórych bakterii patogennych. ³ To zaburzenie równowagi może zaburzyć produkcję kluczowych metabolitów drobnoustrojowych, zwłaszcza SCFA, które są niezbędne do regulacji hormonów odpowiedzialnych za uczucie sytości, takich jak GLP-1 i PYY. ¹

Badania pokazują, że osoby z dysbiotycznym mikrobiomem mają często podwyższony poziom greliny, hormonu pobudzającego apetyt, co prowadzi do ciągłego uczucia głodu i trudności w utrzymaniu zdrowej równowagi energetycznej. ³ Zaburzenia te podkreślają, jak istotne jest utrzymanie zdrowej, zróżnicowanej mikrobioty nie tylko dla zdrowia przewodu pokarmowego, lecz także dla poprawnej regulacji apetytu i długoterminowej kontroli metabolizmu.

Rewolucja w sytości: wykorzystanie probiotyków, prebiotyków i diet wysokobłonnikowych w celu uzyskania korzyści terapeutycznych

Potencjał terapeutyczny probiotyków, prebiotyków i diet wysokobłonnikowych w zakresie modulacji mikrobioty jelitowej stanowi skuteczne narzędzie zwiększające uczucie sytości i kontrolowania​​​​​​​ zaburzeń metabolizmu. ⁸ Badania konsekwentnie wykazują, że błonnik pokarmowy, taki jak inulina, fruktooligosacharydy (FOS) i skrobia oporna, są krytycznymi czynnikami stymulującymi wytwarzanie SCFA – zwłaszcza maślanu, propionianu i octanu – które bezpośrednio wpływają na regulację uczucia sytości poprzez oś jelitowo-mózgową. ⁹

Dowody kreślą wizję przyszłości, w której precyzyjne odżywianie – personalizowane interwencje dietetyczne oparte na indywidualnym profilu mikrobiomu – może stać się kluczową strategią terapeutyczną. ¹⁰  Oddziałując na mikrobiotę za pomocą specyficznych probiotyków, prebiotyków i błonnika, lekarze mogą przywrócić równowagę jelitową, zwiększyć uczucie sytości i pomóc pacjentom skuteczniej kontrolować apetyt i zdrowie metaboliczne. W miarę zdobywania dalszej wiedzy na temat roli mikrobioty w odczuwaniu sytości otwierają się nowe horyzonty spersonalizowanych terapii wykraczających poza tradycyjne podejścia do leczenia​​​​​​​ otyłości i chorób metabolicznych. ¹¹