Jelita winne otyłości?

Rola jelit nie ogranicza się wyłącznie do pasażu treści pokarmowej i absorpcji składników odżywczych. Obejmuje ona rozliczne funkcje i może mieć ogromne znaczenie jako źródło zaburzeń metabolicznych. Czy lecząc otyłość, powinno się uwzględniać również jelita, poszukując zaburzeń w ich pracy?

Zespół metaboliczny i składające się na niego komponenty, takie jak otyłość brzuszna, hiperglikemia, dyslipidemia oraz nadciśnienie tętnicze, stanowią poważny czynnik ryzyka rozwoju cukrzycy, chorób sercowo-naczyniowych, a w konsekwencji przedwczesnego zgonu. Przewód pokarmowy oraz jego czynność hormonalna rzadko uwzględniane są jako istotny element rozwoju chorób metabolicznych. Jak pokazują wyniki badań – zupełnie niesłusznie. Otyłość powinno się rozpatrywać jako konsekwencję m.in. utrudnionego uwalniania hormonów sygnalizujących uczucie sytości, za co odpowiedzialne są między innymi właśnie jelita. Poza tym za gromadzenie nadmiernych ilości tkanki tłuszczowej obarcza się winą zmniejszone poposiłkowe wydatkowanie energii. Udowodniono bezpośredni wpływ jelit na wzrost ryzyka rozwoju cukrzycy. Z jednej strony, w przypadku zmian w śluzówce dróg pokarmowych i jej niepełnej szczelności, przedostające się bezpośrednio do krwi antygeny mają zdolność wywoływania uogólnionej reakcji zapalnej, co zwiększa ryzyko rosnącej oporności na insulinę. Z drugiej strony ograniczona odpowiedź komórek na inkretynę (hormon sytości) prowadzi do hiperglikemii. Skład mikroflory jelitowej bez wątpienia w wysokim stopniu powiązany jest z regulacją metabolizmu oraz zagrożeniem otyłości i chorobami metabolicznymi w przypadku zaburzeń w jego składzie. Podkreśla się też znaczenie współpracy przewodu pokarmowego oraz nerek w regulacji stężenia bogatych w trójglicerydy chylomikronów we krwi i patofizjologii nadciśnienia oraz miażdżycy. Wyniki niektórych badań wciąż pozostają niewyjaśnione, jednak nie ulega wątpliwości rola jelit, a w tym ich czynności hormonalnej, składu flory bakteryjnej i budowy w rozwoju chorób metabolicznych. Na podstawie rezultatów licznych eksperymentów wysnuwa się wnioski dotyczące chirurgii bariatrycznej i zasadności uznania jej jako standardowego postępowania w leczeniu cukrzycy typu drugiego (insulinoniezależnej). Dotyczyć by to miało pacjentów otyłych, których indeks masy ciała (BMI) wskazuje wartości powyżej 35k g/m2. Udowodniono, że regulacja przemiany materii, w tym redukcja hiperglikemii i stabilizacja ciśnienia tętniczego krwi, obserwowane są niemal natychmiast po przeprowadzeniu leczenia operacyjnego, co tylko w niewielkim zakresie odpowiada zmianom wynikającym z redukcji masy ciała. Sugeruje się nawet, aby zabiegi z zakresu chirurgii bariatrycznej określać mianem „chirurgii metabolicznej” dla podkreślenia podstawowej korzyści, jaką jest nie tyle samo leczenie otyłości, ale przede wszystkim poprawa przemiany materii, w tym w szczególności redukcja insulinooporności.


Komunikacja jelita–mózg

Po spożyciu posiłku układ pokarmowy m.in. poprzez mechanoreceptory odbierające sygnały zmiany objętości zawartości żołądka rejestruje napływ składników odżywczych. Przyjmowanie pokarmu, trawienie i wchłanianie regulowane jest przez neurohormonalne sprzężenie zwrotne. Jako pierwszy element układanki odkryta została sekretyna – hormon wydzielany przez błonę śluzową dwunastnicy. Następnie opisywano pozostałe drogi przekazywania bodźców z układu pokarmowego. Część z nich przesyła sygnały do ośrodkowego układu nerwowego za pośrednictwem krwi, a także poprzez aktywacje nerwu błędnego i nerwów czuciowych jelit. Hormony wydzielane przez tkanki żołądka oraz jelit mogą działać oddzielnie lub we współpracy z mechanizmami nerwowymi sterować pracą tak lokalnych, jak i odległych tkanek. W rezultacie kontrola przyjmowania pokarmów rozpoczyna się przez mechaniczną aktywację zakończeń nerwowych, a także odbiór sygnałów dotyczących wzrostu stężeń składników odżywczych w przewodzie pokarmowym, skąd dalej przekazywana jest do mózgu. Innym przykładem może być hormon cholecystokinina, wydzielany przez ścianę jelit w odpowiedzi na spożycie wysokoenergetycznego, bogatego w kwasy tłuszczowe pożywienia. Cholecystokinina odpowiada za obkurczenie pęcherzyka żółciowego i wyrzut treści ułatwiającej emulgowanie tłuszczów. Poza tym stanowi sygnał sytości dla podwzgórza i uznawana jest za hormon anoreksygenny, a jego dożylne podanie przed rozpoczęciem posiłku ogranicza ilość przyjętego pokarmu. Funkcjonowanie wyżej wymienionych szlaków sygnałowych może być zaburzone u pacjentów leczonych z powodu otyłości. Dowodem na rolę jelit jako organu endokrynologicznie czynnego potwierdzają pozytywne rezultaty osiągane dzięki terapii metodą chirurgii bariatrycznej.


Jelita a wydatek energetyczny

Podstawową funkcją przewodu pokarmowego jest dostarczanie organizmowi energii do pokrycia bieżących potrzeb lub magazynowania w postaci tkanki tłuszczowej. W czasie spoczynku do trzewi dopływa około trzydziestu procent krwi wyrzucanej przez mięsień sercowy, z czego większość przepływa przez jelita. Ta imponująca objętość przepływu krwi zwiększa się jeszcze bardziej po posiłku. Skupiając się na podstawowych zadaniach układu pokarmowego, zapomina się, że poza pożytkowaniem energii na trawienie i wchłanianie substancji odżywczych, zużywa on sporą ilość kalorii potrzebnych do podtrzymania swoich funkcji. Szacuje się, że jelita pochłaniają nawet jedną piątą energii pozyskanej z posiłku. Tylko część pozyskiwana jest bezpośrednio z wchłoniętych składników odżywczych. Termogenezę poposiłkową – jak przyjęto określać zjawisko przyspieszenia tempa metabolizmu i zwiększenia wydatku energetycznego organizmu po spożyciu posiłku – obserwowano od dawna. W przeszłości tłumaczono mechanizm wzmożoną pracą mięśniówki gładkiej podczas trawienia i wchłaniania. Obecnie sugeruje się rolę, jaką w poposiłkowej termogenezie odgrywa wydzielanie insuliny przez komórki beta trzustki oraz zwiększenie napięcia we współczulnym układzie nerwowym przewodzącym impulsy do odległych okolic ciała.

W przeprowadzanym na szczurach eksperymencie udowodniono, iż aplikacja cząsteczek kwasów tłuszczowych bezpośrednio do dwunastnicy aktywuje nerw błędny. Ten z kolei, doprowadzając impulsy do ośrodkowego układu nerwowego, podnosi metabolizm cieplny na drodze odruchu jelita–mózg–brunatna tkanka tłuszczowa. Istnieje duże prawdopodobieństwo istnienia analogicznego mechanizmu u ludzi – zwłaszcza jeśli zważać na doniesienia potwierdzające obecność tkanki tłuszczowej brunatnej nie tylko u dzieci. Rola jelit w sterowaniu termogenezą i wydatkiem energetycznym całego ciała może mieć większe znaczenie, niż się dotychczas wydawało. Przeprowadzając badania na pacjentach poddanych operacji bariatrycznej metodą wyłączenia żołądkowego z wytworzeniem pętli Roux (zabieg uznawany za podstawę w chirurgicznym leczeniu otyłości olbrzymiej), zaobserwowano efekt w postaci znacznego nasilenia termogenezy poposiłkowej. Segment jelita odpowiadający za pasaż treści żołądkowej wchodzi w stan hiperproliferacji. W wyniku pokrycia zapotrzebowania energetycznego wydatkowanego podczas replikacji komórek nabłonka dochodzi do wzrostu wykorzystania glukozy pochodzącej bezpośrednio ze światła jelita, jak również z puli dostarczanej naczyniami krwionośnymi. Tempo wykorzystania glukozy w pętli Roux jest do tego stopnia intensywne, że pozwala osiągnąć poprawę w zakresie kontroli glikemii. Rozważa się wprawdzie kwestie, na ile jelita są w stanie absorbować materiał energetyczny z sieci naczyń krwionośnych i czy obserwowany efekt w postaci normalizacji stężenia cukru w surowicy nie wynika wyłącznie z wykorzystania substratów obecnych w trawionym pokarmie. Nie ulega jednak wątpliwości, że zjawisko występuje i że śluzówka jelit może odgrywać istotną rolę w regulowaniu masy ciała oraz glikemii.


Mikroflora bakteryjna jelit

Omawiając zapotrzebowanie energetyczne jelit i jego znaczenie w redukcji otyłości, trudno jest nie uwzględnić znaczenia mikroorganizmów kolonizujących ten odcinek układu pokarmowego. Zwłaszcza zważywszy na ich niebagatelną ilość, szacowaną w niektórych opracowaniach nawet na 1 do 1,5 kg masy samych bakterii. Również one przyczyniają się do ograniczenia kaloryczności przyjmowanych posiłków, wykorzystując składniki odżywcze transportowane w kierunku odbytnicy. Naukowcy sugerują, że liczne funkcje realizowane przez florę fizjologiczną jelit wciąż oczekują odkrycia. Bardzo prawdopodobne, że niektóre z wytwarzanych przez bakterie substancji wykorzystywane są przez organizm jako substraty lub czynniki biorące udział w regulowaniu przemian metabolicznych organizmu gospodarza. Jednocześnie operacje bariatryczne mogą mieć znaczenie w pozytywnym modulowaniu składu mikroflory jelitowej. Przypuszczenia te znalazły potwierdzenie w testach przeprowadzanych na myszach laboratoryjnych.

Eksperyment wykonano po uprzednim podzieleniu gryzoni na trzy grupy. U osobników reprezentujących pierwszą z nich wykonano chirurgiczną modyfikację kierunku pasażu jelitowego odpowiadającą operacji bariatrycznej z wytworzeniem pętli Roux u ludzi. Myszy reprezentujące drugą grupę eksponowano na działanie niskich temperatur, natomiast u pozostałych podjęto działania zmierzające do absolutnego wyjałowienia układu pokarmowego. Dwie pierwsze grupy stanowiły dawców bakterii jelitowych dla pozbawionych własnej mikroflory biorców. W wyniku transplantacji pobranego od myszy poddanych operacji bariatrycznej stolca, u biorców obserwowano zmniejszenie tendencji do odkładania tkanki tłuszczowej. Efektem kolonizacji jałowych wcześniej jelit przez bakterie pozyskane od gryzoni hodowanych w warunkach niskiej temperatury otoczenia był wzrost insulinowrażliwości. Zauważono także przekształcanie części białej tkanki tłuszczowej w brunatną, co wiązało się ze wzrostem wydatku energetycznego wobec nasilonej termogenezy.
Analizując wyniki eksperymentu, trudno nie zgodzić się z tezą, że mikroflora jelitowa oraz same jelita pełnią niebagatelną rolę w regulacji tempa i przebiegu przemian metabolicznych całego organizmu, a w przypadku zaburzeń mogą stanowić wciąż niedoceniane źródło otyłości.