Jak se na zdraví a chorobách podílí imunita a naše střevní mikrorganismy, je otázka, která zajímá Helenu Tlaskalovou-Hogenovou z Mikrobiologického ústavu Akademie věd České republiky, předsedkyni České mikrobiomové společnosti České lékařské společnosti Jana Eevangelisty Purkyně. Ptát se a hledat cesty k novým poznatkům, to je něco, co ji neopouští po celý profesní život.
Byla vaše cesta k imunologii složitá?
Po studiu na pražské lékařské fakultě jsem nastoupila na umístěnku do nemocnice v Ústí nad Labem, prožila jsem tam skoro dva roky, ale chtěla jsem do Prahy, protože tam pracoval můj budoucí manžel. Uspěla jsem tehdy na konkursu na Imunologické oddělení v Mikrobiologickém ústavu a od té doby tam pracuji už přes půl století. Měla jsem životní štěstí, našla jsem práci v zajímavém oboru, který patří mezi nejrychleji se vyvíjející a má široký medicinský dosah. Jsem ráda, že mí mladí spolupracovníci i studenti (přednáším na 1. lékařské fakultě UK) také vidí v imunologii jeden z nejzajímavějších oborů. Mým učitelem se stal pan profesor MUDr. Jaroslav Šterzl (1929-2012), vedoucí Imunologického oddělení, který patří spolu s panem profesorem Haškem mezi zakladatele světově známé „ pražské imunologické školy“. Profesor Šterzl nasměroval mou pozornost na symbiotické, komensální bakterie, které má každý z nás ve střevě a na dalších sliznicích našeho těla ale i na kůži. Ve střevě jich je nejvíce (více než buněk našeho těla) ale nejde jen o bakterie, náš střevní mikrobiom obsahuje také viry, plísně, parasity. Tématem mé kandidátské dizertační práce byl tehdy Vliv střevní mikroflóry na vývoj imunity (pojem mikroflóra byl v posledních letech nahrazen pojmy mikrobiom a mikrobiota – poznámka redakce). Pan profesor Šterzl už v začátku šedesátých let inicioval vznik Gnotobiologické laboratoře v Orlických horách. Vědečtí a techničtí pracovníci této unikátní laboratoře (v té době jedné ze tří ve světě!) zavedli náročnou technologii pro odchov takzvaně bezmikrobních zvířat (selata, potkani a myši), která se rodí a žijí ve zcela sterilním prostředí. Se spolupracovníky gnotobiologické laboratoře jsme využili tyto experimentální modely tak, abychom byli schopní zjišťovat rozdíly ve vývoji imunity u bezmikrobních zvířat ve srovnání se zvířaty, která byla střevními mikroby osídlena. Zjistili a popsali jsme, že zvířata odchovaná ve sterilním prostředí mají méně vyvinutou imunitu, méně vyvinuté lymfatické tkáně zvláště ve střevě a že schopnosti bránit se nebezpečným infekcím jsou u bezmikrobních zvířat sníženy. Tím jsme potvrdili to, že mikroorganismy, které nás osidlují, jsou významným faktorem pro vývoj dobře fungující imunity. Bezmikrobní experimentální modely jsme využili i pro sledování úlohy komensálních mikroorganismů a imunologických mechanismů při vzniku a vývoji chronických, zánětlivých, autoimunitních a nádorových chorob. V této fázi výzkumu jsme již spolupracovali s řadou klinických pracovišť. Tehdy jsme netušili, že téma mikrobiomu (mikrobioty) v lidském zdraví se později stane tak přitažlivé a populární.
Kolik ochranných látek máme v těle při narození a kolik toho získáme během růstu?
To byla jedna ze základních otázek, kterou jsme se zabývali. Ptali jsme se, s jakým stupněm imunity se rodíme, jak se imunita během života mění a jak se na vyzrávání imunity podílí mikroorganismy, které se stávají součástí našeho organismu. Během života v děloze přechází protilátky placentou z matčiny krve a novorozenec je tak chráněn po několik měsíců po narození přenesenými mateřskými protilátkami. Na kožních a slizničních površích se novorozenec po porodu z relativně sterilní matčiny dělohy setkává s řadou antigenních podnětů a osidluje se mikroby přítomnými v prostředí. Dítě získává určitý díl mikrobioty přímo od matky hned při narození, během porodu. Ví se, že pro dítě je právě kvůli časnému kontaktu s matčinými mikroby mnohem výhodnější, když se rodí přirozeně, ne císařským řezem. Pro vývoj imunity je důležitý i způsob výživy. Nedávno bylo uveřejněno překvapivé sdělení, že mateřské mléko obsahuje kromě důležitých živin i prospěšné mikroby. Dlouhou dobu je známo, že mateřské mléko obsahuje různé imunologické faktory přirozené imunity (např. antimikrobní proteiny a peptidy, cytokiny), ale i další obranné faktory, specifické protilátky, které jsou namířeny proti bakteriím, které má matka ve střevě. Kojením tedy získává kojenec od matky velkou zásobu specifických a nespecifických ochranných látek, které působí v začátku života hlavně ve střevě.
A co tedy získáváme potom? Odkud k nám jdou další obranné látky?
Během života se rostoucí dítě setkává s antigeny zevního prostředí a v závislosti na podmínkách a způsobu stravování se vyvíjí jeho mikrobiota. Ta výrazným způsobem ovlivňuje vyzrávání imunitního systému. Na povrchu střevní sliznice velikosti tenisového hřiště se imunitní buňky střeva dostávají do kontaktu s potravou a mikroorganismy (mikrobiom) a jsou těmito antigeny stimulovány. V naší laboratoři jsme prokázali, že časná stimulace imunitního systému mikroby osidlujícími střevo je výhodnější než stimulace až v pozdější fázi života.
Přílišná čistota je proto náš nepřítel?
Ano. Když se bude dítě válet na dvorku se psem a se slepicemi, je to lepší, trocha špíny neuškodí. To je principem takzvané hygienické hypotézy, která naznačuje, že přílišná čistota v časných fázích života imunitě neprospívá. Existují epidemiologické studie ukazující, že děti vyrůstající na farmách, kde jsou zvířata a v rodinách, kde je víc sourozenců, netrpí děti tak často alergiemi a jinými civilizačními chorobami. Tento přístup jsem aplikovala i u našich dětí. Určité zatížení a trénování naší imunity během vývoje je tedy prospěšné. Ovšem toto se netýká dětí, které vyrůstají v prostředí, kde hrozí a probíhají nebezpečné infekce (například v chudinských čtvrtích-slumech velkých měst). Také během současně probíhající pandemie musíme dodržovat čistotu, přísná hygienická opatření, abychom se bránili nákaze. Vývoj imunitního systému a mnoho regulačních mechanismů naší imunity je ovlivněno naší mikrobiotou, která má nezastupitelnou roli v mnoha fyziologických mechanismech. Pomáhá nám trávit některé potraviny, brání nás před nebezpečnými infekcemi, udržuje bariérovou funkci střevní sliznice, reguluje imunitu, ale ovlivňuje i naše chování (osa mikrobiom-střevo-mozek). Pro naše zdraví bychom se tedy měli snažit dosáhnout optimálního složení naší mikrobioty (eubiosa). Závěry několika studií ukazují, že nejdostupnější cestou pro pozitivní ovlivnění mikrobioty a získání dobře fungující střevní mikrobioty, je strava.
Ta není u všech lidí ideální.
Přesně tak. To mi připomíná dobu, kdy jsme ke konci devadesátých let zkoumali vliv mikrobů na rozvoj Crohnovy choroby. Díky účasti v evropských projektech jsme se dostali při našich prvních zahraničních cestách do kontaktu s vědci, kteří zavedli moderní molekulárně-biologické metody (sekvenační), umožňující analysu lidského mikrobiomu (mikrobioty). Tyto nové metodické přístupy umožnily rychlý a ohromný rozvoj tohoto oboru. Seznámila jsem se s jedním holandským panem profesorem, kterého jsme požádala o spolupráci právě v těchto metodách, s nimiž jsme zde ještě neměli zkušenosti. Souhlasil, ale požádal o sběr vzorků stolic českých obyvatel. Zabýval se v té době složením střevní mikrobioty lidí z různých zemí celého světa.
Jak velký vzorek jste shromáždila?
Jen asi padesát, nedá se říci, že by to bylo statisticky reprezentativní množství. K dárcům stolice s popisem jejich stravy patřili zdraví členové širší rodiny, kolegové, studenti a známí. Pan profesor provedl analýzu a zjistil, že ve vzorcích námi poskytnutých stolic je „naše česká“ střevní mikrobiota na tom dost špatně. Prospěšných „hodných“ bakterií jsme ve srovnání s jiným národy, například Řeky, Japonci, měli výrazně méně.
Důvod?
Zřejmě již zmiňované faktory našeho životního stylu, málo fyzické aktivity, stresy a především složení naší stravy.
Znamená to, že čím rodiče své děti krmí od narození, taková bude jejich imunita v dospělosti? Chipsy, hranolky, párky v rohlíku jsou z těch, které byste dnes malému capartovi nedala?
Ví se, že nejdůležitějším regulačním faktorem ve vývoji imunity je naše mikrobiota, která se vyvíjí a stabilizuje během prvních dvou až tří let věku. Jak jsme již řekli, strava patří k hlavním faktorům ovlivňujícím složení a funkce naší mikrobioty. Určitě bych na základě nejnovějších poznatků doporučila, a to nejen dětem ale i dospělým, vyhýbat se co nejvíce uzeninám, snížit množství červeného masa, cukru a omezit příjem průmyslově zpracovaných potravin.
Myslíte, že jsme si ve stravě od devadesátých let polepšili?
Myslím, že ano, v současnosti existuje větší nabídka ovoce a zeleniny než před 40 lety a lidé se snaží jíst zdravěji. Přesto ale stále v rozvinutých zemích a i u nás stoupá incidence chronických nemocí.
Jak bychom to měli chápat? Že sice konzumujeme víc ovoce, zeleniny, ale současně si žaludek a střeva znečišťujeme jiným jídlem?
Ano, mám na mysli hlavně průmyslové zpracování potravin, kterým se „zlepšují“ jejich vlastnosti, například jejich trvanlivost. Při těchto moderních technologických procesech se do potravin přidávají přísady, z nichž některé, ačkoliv nejsou pro lidský organismus toxické, poškozují složení naší střevní mikrobioty. Měli bychom myslet na naše střevní bakterie a snažit se tyto škodlivé vlivy omezit.
Takže udělám dobře, když si místo běžného mléka začnu kupovat zkysané mléko?
Ano, jistě, kefír, jogurty, acidofilní mléko, prostě kysané a kvašené produkty mléčné i zeleninové nám dodávají prospěšné bakterie (probiotika) a vylepšují tak složení naší mikrobioty. Velmi důležitou složkou naší stravy by měla být vláknina, která je součástí ovoce, zeleniny, luštěnin a celozrnných potravin. Vláknina obsahuje prebiotika, to jest látky, kterými se živí prospěšné bakterie, a které produkují pro lidské zdraví velmi důležité metabolity. Podpořme je. Uvádí se, že bychom měli každý den sníst 400 až 600gramů ovoce a zeleniny.
Výživoví odborníci radí, že není zdravé jíst uzeniny. A to nejen kvůli obsahu soli. Kdybychom se od nich ale všichni od uzenin odklonili, slovy filmu Pelíšky by čeští uzenáři neměli co žrát…
To asi máte pravdu, ale příjem uzenin a červeného masa (hovězí, zvěřina, vepřové) bychom měli výrazně snížit. Poslední studie Světové zdravotnické organizace zaměřená na nemoci srdce, na které umírá ve vyspělých zemích nejvíc lidí, uvádí, že víc než pět dekagramů uzenin denně způsobí až dvanáctiprocentní nárůst kardiovaskulárních chorob (infarkty, ateroskleróza). Uměřenost a rozmanitost ve stravě, to je doporučovaná cesta. Víc vlákniny (zelenina, ovoce, luštěniny) a kysaných mléčných produktů v jídelníčku nám prospěje (opatrně u jedinců se zažívacími problémy, kde luštěniny a zelenina může zhoršit potíže). Současně bych ale varovala před tím, aby se naše péče o zdravou výživu přeháněla. Jsou popisovány psychické poruchy vedoucí k závažným poruchám příjmu potravy (anorexie) jako důsledku přílišného až patologického soustředění na zdravou výživu (ortorexie). Nezapomínejme na naše psychické zdraví, na to, že jídlo patří mezi naše životní radosti!
Zřejmě jste stále nucená sledovat nejnovější trendy, objevy. To asi není jednoduché.
Jsem stále hodně zvědavá na to, co se v našem oboru děje, jaký dopad mají nové znalosti na rozvoj mediciny a jaké jsou nové trendy. Otázek s časem neubývá, naopak, čím více se ví, tím víc nových otázek se vynoří.
Napadá mě, zda hledají lidé ve vašem oboru nějaký imunologický svatý grál? Tohle a tohle v těle změníme a člověk provždy odolá všemu?
Už od počátků lékařského studia jsem místo toho, abych sledovala nové možnosti léčby, inklinovala spíš ke studiím pokoušejícím se hledat příčiny vzniku chorob a k analyse imunopatogenetických mechanismů nejčastějších nemocí. I teď, po tolika letech, mám pocit, že se přes úžasný pokrok, který medicína během mého života udělala (především v diagnostice a léčbě), se ve znalostech o příčinách častých chorob příliš nepokročilo. Zatím se většinou, i když úspěšně, léčí (upravují) pouze symptomy, projevy nemocí. Kdyby se zjistilo, co nemoci způsobuje, mohli bychom preventivně nebo léčebně zacílit přímo na příčinu choroby. To se bohužel zatím většinou nedaří. Nikdy jsem si nemyslela, že by se nějaký univerzální všelék mohl najít. V posledních letech se prokázalo, že víc než dědičnost ovlivňuje naše zdraví a vznik nejčastějších chronických chorob prostředí a způsob našeho života. Ukazuje se, že stav našeho organismu (fyzické i psychické zdraví) je výrazně ovlivněn našimi mikrobními souputníky. Jsme „ superorganismy“, soužití našeho makroorganismu s masou mikrorganismů, které nás osidlují, má svá pravidla, kterým stále málo rozumíme….
Zmiňovala jste se o tom, že děti z farem jsou imunitně odolnější, než děti chované v bavlnce. Máte představu o tom, v jakém stavu je například imunitní systém kosmonautů? Někteří tráví v kosmu víc než rok, plánují se mnohaleté cesty k Marsu. V raketě či na orbitální stanici přece vládne hodně sterilní prostředí.
To jste narazil na důležité otázky, kterými jste mě přímo potěšil, protože jsem náhodně také měla možnost se k nim vyjadřovat. Byla jsem totiž přizvána do Štrasburgu, kde se konalo takto zaměřené zasedání vědecké agentury evropské komise, která přiděluje finanční podpory vědeckým projektům. Při tomto, pro mne velmi zajímavém, zasedání šlo o hodnocení projektů zabývajících se zdravím kosmonautů, vlivem změn mikrobiomu a možnostmi zdravotního sledování během kosmických letů a pobytů (zejména v případech často se objevujících gastrointestinálních problémů). Z tamní diskuse i ze současných literárních údajů vyplývá, že delší pobyt v kosmu imunitu snižuje, dochází k aktivaci latentních infekcí (například herpetické viry, EBV), dále byly popsány i změny v metabolických dějích (například atrofie svalů, kostí), poruchy spánku, psychické změny. Předpokládá se, že jsou to důsledky změn v životních podmínkách, např. změny cirkadiánního rytmu, gravitace, záření, strava. Bakterie, které v nás a s námi žijí, se během cesty a pobytu v kosmu neztratí, ale v několika studiích se prokázalo, že došlo ke změnám ve složení mikrobioty (snížení rozmanitosti). Proto se v posledních doporučeních navrhuje do dosud nepříliš optimální stravy kosmonautů zařadit především vlákninu (prebiotika) a podávání probiotik.
Chápu to správně, že momentální, někdy až úzkostné dodržování hygieny kvůli covidu naši imunitu neoslabuje?
Musím řící, že nevím. Myslím si, že nařízená a doporučovaná opatření (roušky, mytí rukou) nejsou tak drastická, aby významně snížila množství každodenních stimulů, kterým jsme tak jako tak vystaveni (chirurgové by museli trpět imunodeficity!). Je zajímavé, že vztah naší mikrobioty ke covidové infekci je nyní intensivně studován. Ukázalo se, že u covidem nakažených lidí, kteří mají gastrointestinální projevy (zvracení, nauzea, průjem), ale i u lidí s projevy pouze v dýchacích cestách, byla ve střevě prokázána přítomnost tohoto viru (v neživé, neinfekční podobě). Bylo prokazáno, že existuje vztah mezi tíží průběhu covidové infekce a složením naší mikrobioty ve střevech. V těchto, nedávno publikovaných studiích bylo zjištěno, že lidé, kteří trpěli klinicky těžším průběhem infekce, měli poruchu ve složení mikrobioty tj. měli málo prospěšných bakterií a malou rozmanitost bakterií. Porušením skladby mikrobioty („dysbiosa“), ke které běžně dochází ve stáří nebo u lidí s dalšími chorobami, se také vysvětluje častější výskyt těžkého průběhu této infekce u starých a nemocných lidí. I tento jev potvrzuje, že naše mikrobiota výrazně ovlivňuje naši imunitu. Množí se publikace doporučující preventivní „proti-covidové“ postupy zaměřené na naši mikrobiotu, to je doporučující upravit životosprávu a s ohledem na naší mikrobiotu doplňovat naši stravu nejen vitaminy a nutrienty, ale i probiotiky a prebiotiky.
Dá se například, jako je rozbor krve, udělat složení mikrobioty? Že bych se dozvěděl, co mám v žaludku a ve střevech a podle toho upravil stravu?
Ano, analyzovat složení mikrobioty ze stolice ale i z jiných tělních tekutin je dnes komerčně možné. Existují dokonce firmy, které nabízejí kromě této analýzy i to, že vám dodají a nahradí v těle bakterie, které Vám chybí. Toto tvrzení je ale zatím vědecky neopodstatněné. Problém je v tom, že každý máme jiné složení své mikrobioty a dosud neexistuje definice lidské „zdravé mikrobioty“. Jsem přesvědčená o tom, že tento směr se ale v medicině uplatní: individuální úprava mikrobioty, specifické ovlivnění u různých chorob, to jsou cílené, personalizované přístupy, ve kterých vidím budoucnost mediciny. Poznatky o mikrobiomu a způsobech jeho ovlivnění (např. probiotika příští generace, přenosy střevní mikrobioty) se rychle vyvíjí a rozšiřují, současně narůstá zájem o tuto problematiku. Porozumění tomu, jakými mechanismy mikrobiota ovlivňuje fungování jednotlivých součástí našeho složitého organismu, jistě umožní vývoj nových přístupů v preventivní a léčebné péči.