Devět týdnů zdravého jídla nestačilo
Mláďata laboratorních myší kmene C57BL/6 (Mus musculus) přibývala na váze téměř dvojnásobně oproti kontrolám, a to i přes devět týdnů, kdy po odstavu jedla stejnou plnohodnotnou stravu jako ta, jejichž matky žádné dietní kompromisy nedělaly. Jedinou proměnnou bylo toto: jejich matky kojily tři týdny na dietě chudé na vlákninu.
Výzkumný tým vedený mikrobiologem Andrewem T. Gewirtzem z Georgia State University v Atlantě výsledky opakoval mnohokrát, než je přijal jako reálná data. Gewirtz sám přiznal, že ho rychlost přibývání na váze šokovala a zpočátku nevěřil vlastním číslům. Studie autorů Jun Zoua, Vu L. Nga, Yanling Wangové, Yadonga Wanga a Gewirtze vyšla 8. prosince 2022 v časopise Cell Host & Microbe.
Tři týdny kojení. Devět týdnů nápravy. Váha šla stále nahoru.
Proteobakterie čekají na volné místo
Střevní bakterie závislé na fermentaci vlákniny bez ní prostě vymírají. Když matka v době kojení dostávala dietu chudou na vlákninu, tato skupina bakterií v jejím střevě vymizela, ne proto, že by ji někdo vytlačil, ale proto, že přišla o zdroj energie. Uvolněné místo obsadily Proteobakterie: skupina bakterií, která ke svému přežití vlákninu nepotřebuje a jejíž přítomnost je v datech Gewirtzova týmu měřitelně zvýšená jak u matek na chudé dietě, tak u jejich mláďat.
Proteobakterie nejsou agresivní kolonizátor, který by ostatní přemohl silou. Jsou to prostě přeživší, zbylí v prázdném prostoru po těch, kteří odešli jako první.
Problém je v tom, co s sebou nesou. Na povrchu svých buněk mají Proteobakterie lipopolysacharidy, sloučeniny tuku a cukru, které vrozená imunita rozpoznává jako signál ohrožení. Vrozená imunita je přitom první linie obrany organismu, přítomná ještě dávno předtím, než si tělo vytvoří protilátky. Tato složka imunitního systému reaguje uvolněním prozánětlivých látek. Zároveň Proteobakterie mění střevní prostředí způsobem, který zvyšuje vstřebávání tuků z potravy: mládě vytěží z téhož jídla více energie než myš se zdravým mikrobiomem.
Výsledek je nepříjemně prostý. Stejné jídlo, jiné střevo, jiná váha.
První bakterie jsou jiné než všechny ostatní
Střevní mikrobiom není statická struktura. V prvních týdnech života je to spíš otevřené staveniště. Při porodu, v průběhu kojení a při prvním kontaktu s pevnou potravou dostává mládě své zakladatelské bakterie: malý, nestabilizovaný ekosystém bez ustálené konkurence, ve kterém se rané příchozí bakterie mohou uchytit způsobem, který by jim byl v dospělém střevě zcela odepřen.
Matka je v tomto okně primárním zdrojem mikrobů. Přenáší svůj střevní mikrobiom na mládě v době, kdy je střevo mláděte nejplasticičtější a kolonizující bakterie nemají o koho se přít. Co se v tomto okně usadí, vytváří základní nastavení mikrobiomu na dlouhé roky.
Právě proto devět týdnů zdravé stravy po odstavu nestačilo. Proteobakterie se neusadily narychlo, usadily se v okamžiku, kdy střevo nemělo konkurenci, která by je omezila. Do chvíle, kdy mláďata začala sama jíst plnohodnotnou krmnou směs, byl mikrobiom již nastaven a nová strava přišla pozdě.
Gewirtzův tým mláďata po devíti týdnech na standardní stravě přesunul na dietu chudou na vlákninu a bohatou na tuky. Potomci matek z chudé diety přibývali na váze rychleji, měli větší tukovou hmotu a vykazovali ukazatele vyšší hladiny cholesterolu v krvi a inzulinové rezistence ve srovnání s potomky matek na standardní stravě.
Tloustneš, protože špatně jíš, ale kdo rozhodl první?
Rozšířená představa o obezitě pracuje s přímou linií: jíš špatně, tloustneš; jíš dobře, hubneš. Kauzální šipka míří od talíře k tělu jedince, jedince, který sám volí.
Gewirtzův tým tuto rovnici neboří, ale přidává do ní proměnnou, která do ní vstupuje ještě před tím, než dotyčný jedinec vůbec poprvé sahá po jídle. Mláďata ve studii jedla po odstavu devět týdnů přesně totéž co kontroly s jinak nastaveným mikrobiomem. Přesto přibývala téměř dvojnásobně.
Autoři upozorňují, že potraviny s vysokou energetickou hustotou existují v jídelníčcích po desetiletí, přesto míra obezity v populaci stále roste. Navrhují, že přehlíženým faktorem může být mikrobiom přenesený z matky na potomka v době, kdy potomek ještě žádnou vlastní volbu ohledně stravy vůbec nemá.
Mýtus nepadá celý. Co jíte, stále záleží. Ale zjednodušené „tloustnutí je věc tvého rozhodnutí“ dostává v datech Gewirtzova týmu podstatnou trhlinu: mládě, které nikdy špatně nejedlo, neslo metabolické důsledky rozhodnutí, které udělala jeho matka.
Pět otázek, na které tato studie odpověď nemá
Studie pracovala výhradně s inbredním kmenem C57BL/6 (Mus musculus) v kontrolovaném laboratorním prostředí. Zda stejný mechanismus platí pro lidská novorozeňata, studie neadresuje a přenos mezi druhy je otevřená otázka, nikoli logický závěr.
Přesný mechanismus přenosu mikrobiomu z matky na mládě nebyl touto prací plně rozlišen. Jde o složky mléka? O přímý mikrobiální kontakt při kojení? O sdílené prostředí hnízda? Odpověď chybí.
Studie testovala dietu definovaně chudou na vlákninu oproti standardní granulované krmné směsi. Jaká je nejnižší hranice příjmu vlákniny, která ještě nezpůsobí trvalou změnu mikrobiomu mláďat, z dostupných dat nevyplývá.
Gewirtzův tým také vyzkoušel dietu obohacenou inulinem, což je jeden typ vlákniny. Mikrobiom mláďat z matek na inulinové dietě se od mikrobiomu kontrolní skupiny lišil stále výrazně, inulin přinesl jen částečnou obnovu, ne úplnou. Proč tato úprava situaci nevyřešila celou a které konkrétní složky standardní stravy jsou pro mikrobiom rozhodující, zůstává nejasné.
A klíčová otázka, kterou studie otevírá a nechává bez odpovědi: je stav skutečně nevratný, nebo by cílená intervence, například přímá suplementace chybějícími bakteriemi v raném věku, dokázala mikrobiom mláďat přenastavit zpět? Gewirtz tuto možnost označil za směr budoucího výzkumu. Prozatím nevíme.