S industrializací ztrácíme klíčové střevní mikroby, které jsme zřejmě získali od krav

Je známým faktem, že člověk disponuje enzymy schopnými rozkládat cukry a polysacharidy obsažené v rostlinách, samy o sobě si ale neporadí s celulózou coby významnou složkou buněčné stěny rostlin. S jejím trávením jí pomáhají střevní bakterie, které se celulózou živí. Získali jsme je nejspíše od krav či jiných přežvýkavců před tisíci lety, v rané fázi jejich domestikace, a postupně se tyto bakterie vyvíjely dál, do druhů specifických pro člověka. Urbanizace a stále větší zastoupení průmyslově zpracovaných potravin v lidské stravě však zřejmě rozmanitost střevní mikrobioty snižují. Při vědomí, jak prospěšná je vláknina pro lidské zdraví, to není dobrá zpráva.

Objev trojice ruminokoků

Studii provedl mezinárodní tým pod vedením prof. Itzhaka Mizrahiho z Ben Gurionovy univerzity (BGU) v izraelské Beer Ševě. Vědci na základě porovnávání mikrobiomů odhalili nové členy lidské střevní mikrobioty −⁠ 3 zástupce bakterií rodu Ruminococcus (dostaly prozatímní označení Candidatus ruminococcus primaciens, Ruminococcus honiciens a Ruminococcus ruminiciens), které rozkládají krystalickou celulózu. Činí tak díky schopnosti vytvářet tzv. celulosomy, což jsou velké a vysoce specializované mimobuněčné komplexy enzymů. Enzymy z celulosomů štěpí celulózu na kratší řetězce, které jsou rozpustné a stravitelné pro řadu kmenů střevních bakterií.

Lidské střevo jako nové obydlí

Jak k ruminokokům člověk přišel? Nejspíše se do jeho těla nastěhovaly od zvířat. Ruminokoky převládají mezi velkými lidoopy a dalšími „nelidskými“ primáty, ale i u starověkých lidských společností, komunit lovců a venkovských populací, zatímco v průmyslových společnostech jsou nápadně vzácné. Mají odlišné preference hostitele –⁠ R. honiciens se vyskytuje především u lidí a velkých lidoopů, R. primaciens převážně u „nelidských“ primátů a starověkých lidských populací.

Provedená evoluční analýza silně naznačila, že R. honiciens se pravděpodobně přenesl na lidi z přežvýkavce. Profesor Mizrahi se domnívá, že tyto bakterie získali první farmáři asi před 10 tisíci let při manipulaci s hnojem krav v rané fázi jejich domestikace. Analýza potvrdila, že objevené ruminokoky se přizpůsobují ekosystémům svých hostitelů, neboť dokážou získávat geny jiných střevních mikrobů, s nimiž sdílejí střevo. Ruminokok přežvýkavce se tak docela dobře přizpůsobil a zabydlel v těle člověka.

„Západní“ strava se ruminokokům zajídá

Aby výzkumnici přišli věci lépe na kloub, hledali vědci bakterie rozkládající celulózu v lidském trusu starém 1000−2000 let z Mexika a jihozápadu USA, ve výkalech moderních lovců a sběračů a obyvatel venkovských oblastí. Skladbu jejich mikrobioty pak porovnali s rozmanitostí střevní mikroflóry lidí z průmyslových zemí.

Zjistili, že množství konkrétních kmenů bakterií, které rozkládají celulózu, se během staletí snížilo, a dokonce to, že u mnoha lidí v industrializovaných společnostech tyto kmeny téměř vymizely. V průběhu evoluce člověka se zkrátka změnily stravovací návyky –⁠ jednoduše řečeno, pravěký sběrač a lovec se stravoval úplně jinak než moderní člověk žijící v průmyslově vyspělé zemi. „Západní“ strava je chudá na celulózu, již tyto mikroorganismy potřebují k životu.

Krávy jako rezervoár bakterií prospěšných člověku

Cesta k jejich obnově ovšem existuje a je prostá −⁠ jíst více vlákniny. Vědci totiž zároveň zjistili v lidském střevě přítomnost „přechodných“ kmenů ruminokoků (mezi primáty a přežvýkavci). To naznačuje, že přežvýkavci a „nehumánní“ primáti by i dnes mohli být rezervoárem a zdrojem ruminokokových kmenů produkujících celulosom, které mohou kolonizovat lidské střevo a přizpůsobit se mu. Je tedy možné přistoupit k úmyslné opětovné kolonizaci lidského střeva těmito bakteriemi, například cílenou dietou nebo speciálními probiotiky. 

(esr)

Zdroje:
1. Ben-Gurion University of the Negev. Industrial societies losing healthy gut microbes. Science Daily, 18. 3. 2024. Dostupné na: www.sciencedaily.com/releases/2024/03/240318142440.htm
2. Moraïs S., Winkler S., Zorea A. et al. Cryptic diversity of cellulose-degrading gut bacteria in industrialized humans. Science 2024; 383 (6688), adj9223, doi: 10.1126/science.adj9223.