Funkcje jelit są ściśle związane z wielkością tego narządu, w szczególności z ich błoną śluzową, która ma powierzchnię wynoszącą ok. 600 m2. Stanowią one swoistą „niszę mikrobiologiczną” ludzkiego organizmu. Prawidłowy skład mikroflory jelit warunkuje sprawne funkcjonowanie układu immunologicznego, co jest możliwe dzięki egzystujących w jelitach drobnoustrojach, które są istotnym czynnikiem utrzymania homeostazy układu immunologicznego przewodu pokarmowego(Rudzki et al., 2012).
Colostrum wpływa na rozwój właściwej flory bakteryjnej oraz chroni jelita poprzez niszczenie patogenów.
Termin mikrobiota jelitowa odnosi się do społeczności mikroorganizmów zamieszkujących światło jelita. U osób dorosłych zawiera ona około 1000 komórek bakteryjnych z aż 250 różnych gatunków bakterii, a także grzybów, wirusów i archeonów. Ludzkie bakterie jelitowe należą przede wszystkim do Firmicutes (60–80%) iBacteroidetes (20–40%), a także Proteobacteria i Actinobacteria, jednak ich względna liczebność zmienia się w zależności od ich anatomicznej lokalizacji, wykazując również zmienność osobniczą. Warto zwrócić uwagę, że skład mikroflory jelitowej szybko ulega zmianie pod wpływem czynników środowiskowych, taki jak leki czy dieta, jednak jest on stosunkowo stabilny. Gospodarz i mikroflora jelitowa współistnieją w ścisłej równowadze, co ma zasadniczy wpływ na stan zdrowia człowieka (Panasiuk and Kowalińska, n.d.). W tej współzależności można dopatrzyć się symbiozy, polegającej na wspieraniu różnych fizjologicznych ogólnoustrojowych funkcji jelit gospodarza, takich jak: metabolizmu składników odżywczych, neutralizacji mutagenów i karcenogenów, rozwoju i funkcjonowania systemu immunologicznego, ochrony organizmu gospodarza przed patogenami, rozwoju enterocytów i nabłonka jelitowego oraz produkcji krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA). Z badań wynika, że SCFA inicjują proces różnicowania enterocytów oraz zmiany na powierzchni mikrokosmków, a także sekrecję mucyn, co może mieć duży wpływ na szczelność bariery jelitowej (Hills et al., 2019). Różnorodność i bogactwo to jedne z głównych parametrów opisujących mikroflorę jelitową człowieka. Podstawowym krokiem w badaniach mikrobiomu jest właśnie identyfikacja rozbieżności w różnorodności mikrobiologicznej w odmiennych populacjach, na przykład palaczy i osób niepalących oraz chorych i zdrowych.Zmniejszona różnorodność drobnoustrojów jest związana z różnymi fenotypami gospodarza, takimi jak otyłość, stłuszczenie wątroby, cukrzyca typu II, choroba zapalna jelit i inne(Dziewiecka et al., 2022).
Do podstawowych funkcji śluzówkowego układu odpornościowego jelita (MIS) należy:
- ochrona przed różnymi patogenami,
- zapobieganie przenikaniuwszelkich obcych antygenów,
- indukowanie tolerancji doustnej na różne antygeny oraz utrzymywanie homeostazy śluzówki (Du et al., 2020).
Bariera jelitowa jest postrzegana jako dynamiczna jednostka zdolna do interakcji i reagowania na różne bodźce. Pod względem struktury i funkcji wykazuje znaczną zmienność wzdłuż jelita, przy czym okolica okrężnicy jest mniej przepuszczalna niż jelito cienkie (Camilleri, 2019, Quigley, 2016). Pierwszą linię obrony bariery jelitowej stanowi warstwa śluzu, zapobiegająca przyleganiu i wnikaniu mikroorganizmów w głąb ściany jelita. Można w niej wyróżnić dwie odmienne części. Zewnętrzna warstwa śluzowa jest bogata w peptydy przeciwbakteryjne produkowane przez komórki Panetha oraz immunoglobuliny A, syntetyzowane przez komórki plazmatyczne. Ponadto jest również̇ siedliskiem mikroorganizmów, któresą najbardziej dynamicznym elementem bariery jelitowej. Natomiast wewnętrzna cześć warstwy śluzu jest grubsza i przylega bezpośrednio do komórek nabłonkowych. Odpowiada za ich nawodnienie, chroni przed działaniem enzymów trawiennych iprocesy regeneracji.W jej skład wchodzi głównie glikokaliks wytwarzany przez komórki kubkowe, dzięki czemu część ta również ogranicza przenikanie antygenów do blaszki właściwej błony śluzowej (Dagmara Węgrzyn et al., 2017). Kolejnym elementem bariery są komórki, ściśle ze sobą połączone stanowiące cytoszkieletenterocytu. Połączenia te współdziałają ze śródbłonkiem, komórkami układu odpornościowego, a także środowiskiem jelita (Takiishi et al., 2017).
Pod wpływem stresu może dojść do uszkodzenia: wyspecjalizowanych komórek wydzielające białka przeciwdrobnoustrojowe (komórki Panetha), komórek wytwarzających śluz (takie jak komórki kubkowe) oraz białek o ścisłych połączeniach (klaudyna i okludyna, TJ),zapobiegających przenikaniu organizmów chorobotwórczych do krążenia ogólnoustrojowego. W konsekwencji endotoksyny, takie jak lipopolisacharyd (LPS) i cytokiny prozapalne, mogą przechodzić przez komórki nabłonka, dzięki ich przepuszczalności. Jest to efekt znany jako „leakygut” (przeciekające jelito)(Camilleri, 2019; Ribeiro et al., 2021). W szczególności przyłączenie LPS (lipopolisacharydu) do białka wiążącego LPS aktywuje różne modulatory stanu zapalnego. Sekwencja ta uważana jest za mechanizm ochronny, minimalizujący przenikanie bakterii przez przewód pokarmowy.
W warunkach fizjologicznych endotoksyny z bakterii Gram-ujemnych występują lokalnie, a jedynie stosunkowo niewielkie ilości dostają się do krążenia ogólnoustrojowego.Pod wpływem stresu, choroby, diety, leków sytuacja ta ulega zmianie, co może prowadzić do intoksykacji i stanu zapalnego całego organizmu (Takiishi et al., 2017).
Dysbiozę jelitową dostrzeżono w wielu jednostkach chorobowych (Camilleri, 2019; Kinashi and Hase, 2021; Mu et al., 2017), także u osób starszych i otyłych(Williamson et al., 2020). Wydaje się więc, że „uszczelnienie” bariery jelitowej i modyfikacja mikrobiomu mogą odgrywać kluczową rolę w leczeniu bądź prewencji wielu chorób.Jednym z suplementów, który korzystnie oddziałuje na ten odcinek przewodu pokarmowego jest siara mleka bydlęcego.
Zastosowanie siary jako suplementu dietyprzyczyniło się do zmniejszenia przesiąkliwości jelit w różnych grupach ludności (Eslamian et al., 2019; Hałasa et al., 2020, 2017; March et al., 2017; Marchbank et al., 2011). Wykazano także, że związki aktywne zawarte w colostrumspowodowały ograniczenie intoksykacji bakteryjnej(Bölke et al., 2002; Kim et al., 2005; March et al., 2019). Badania przeprowadzone na modelach zwierzęcych potwierdziły, że mikrobom jelitowy w grupachsuplementowynych siarą cechował się wyższą liczebnością bakterii produkujących kwas mlekowy(Filipescu et al., 2018; Grigas et al., 2021; Menchetti et al., 2020)orazbakteriirodzajuAkkermansia(Duranti et al., 2019).
Należy podkreślić, że Akkermansiamuciniphilajest bakterią jelitową, któraze względu na właściwości immunomodulujące, została zaproponowana jako nowy prozdrowotny gatunek bakterii (Derrien et al., 2017; Everard et al., 2013). Z kolei bakterie z rodzajów produkujących kwas mlekowy, są od lat uznanymi probiotykami, z potwierdzonymkorzystnym wpływem na organizm ludzki (Sharma et al., 2016). Powyższe dane wskazują, że zastosowanie siary bydlęcej jako suplementu diety może wpływać nie tylko na szczelność bariery jelitowej, ale także modulować mikrobiom w kierunku prozdrowotnym.
Hanna Dziewiecka
Bölke, E., Jehle, P.M., Hausmann, F., Däubler, A., Wiedeck, H., Steinbach, G., Storck, M., Orth, K., 2002. Preoperative oral application of immunoglobulin-enriched colostrum milk and mediator response during abdominal surgery. Shock 17, 9–12. https://doi.org/10.1097/00024382-200201000-00002
Camilleri, M., 2019. Leaky gut: mechanisms, measurement and clinical implications in humans. Gut 68, 1516–1526. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2019-318427
Dagmara Węgrzyn, Adamek, K., Łoniewska, B., 2017. Budowa bareiry jelitowej. Pomeranian J Life Sci 63, 6–9.
Derrien, M., Belzer, C., de Vos, W.M., 2017. Akkermansiamuciniphila and its role in regulating host functions. MicrobPathog 106, 171–181. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2016.02.005
Du, Y., Gao, X.-R., Peng, L., Ge, J.-F., 2020. Crosstalk between the microbiota-gut-brain axis and depression. Heliyon 6, e04097. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e04097
Duranti, S., Mancabelli, L., Mancino, W., Anzalone, R., Longhi, G., Statello, R., Carnevali, L., Sgoifo, A., Bernasconi, S., Turroni, F., Ventura, M., 2019. Exploring the effects of COLOSTRONONI on the mammalian gut microbiota composition. PLoS One 14, e0217609. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0217609
Dziewiecka, H., Buttar, H.S., Kasperska, A., Ostapiuk-Karolczuk, J., Domagalska, M., Cichoń, J., Skarpańska-Stejnborn, A., 2022. A Systematic Review of the Influence of Bovine Colostrum Supplementation on Leaky Gut Syndrome in Athletes: Diagnostic Biomarkers and Future Directions. Nutrients 14. https://doi.org/10.3390/nu14122512
Eslamian, G., Ardehali, S.H., Baghestani, A.-R., Vahdat Shariatpanahi, Z., 2019. Effects of early enteral bovine colostrum supplementation on intestinal permeability in critically ill patients: A randomized, double-blind, placebo-controlled study. Nutrition 60, 106–111. https://doi.org/10.1016/j.nut.2018.10.013
Everard, A., Belzer, C., Geurts, L., Ouwerkerk, J.P., Druart, C., Bindels, L.B., Guiot, Y., Derrien, M., Muccioli, G.G., Delzenne, N.M., de Vos, W.M., Cani, P.D., 2013. Cross-talk between Akkermansiamuciniphila and intestinal epithelium controls diet-induced obesity. Proc NatlAcadSci U S A 110, 9066–9071. https://doi.org/10.1073/pnas.1219451110
Filipescu, I.E., Leonardi, L., Menchetti, L., Guelfi, G., Traina, G., Casagrande-Proietti, P., Piro, F., Quattrone, A., Barbato, O., Brecchia, G., 2018. Preventive effects of bovine colostrum supplementation in TNBS-induced colitis in mice. PLoS One 13, e0202929. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0202929
Grigas, J., Ruzauskas, M., Pautienius, A., Bartkiene, E., Lele, V., Starkute, V., Zavistanaviciute, P., Zokaityte, E., Bernatoniene, J., Ivanauskas, L., Jakstas, V., Stankevicius, A., 2021. Investigation of Immunomodulatory and Gut Microbiota-Altering Properties of Multicomponent Nutraceutical Prepared from Lactic Acid Bacteria, Bovine Colostrum, Apple Production By-Products and Essential Oils. Foods 10. https://doi.org/10.3390/foods10061313
Hałasa, M., Maciejewska, D., Baśkiewicz-Hałasa, M., Machaliński, B., Safranow, K., Stachowska, E., 2017. Oral Supplementation with Bovine Colostrum Decreases Intestinal Permeability and Stool Concentrations of Zonulin in Athletes. Nutrients 9. https://doi.org/10.3390/nu9040370
Hałasa, M., Maciejewska-Markiewicz, D., Baśkiewicz-Hałasa, M., Safranow, K., Stachowska, E., 2020. Post-Delivery Milking Delay Influence on the Effect of Oral Supplementation with Bovine Colostrum as Measured with Intestinal Permeability Test. Medicina (Kaunas) 56. https://doi.org/10.3390/medicina56100495
Hills, R.D.J., Pontefract, B.A., Mishcon, H.R., Black, C.A., Sutton, S.C., Theberge, C.R., 2019. Gut Microbiome: Profound Implications for Diet and Disease. Nutrients 11. https://doi.org/10.3390/nu11071613
Kim, J.W., Jeon, W.K., Kim, E.J., 2005. Combined effects of bovine colostrum and glutamine in diclofenac-induced bacterial translocation in rat. Clin Nutr 24, 785–793. https://doi.org/10.1016/j.clnu.2005.04.004
Kinashi, Y., Hase, K., 2021. Partners in Leaky Gut Syndrome: Intestinal Dysbiosis and Autoimmunity. Front Immunol 12, 673708. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.673708
March, D.S., Jones, A.W., Thatcher, R., Davison, G., 2019. The effect of bovine colostrum supplementation on intestinal injury and circulating intestinal bacterial DNA following exercise in the heat. Eur J Nutr 58, 1441–1451. https://doi.org/10.1007/s00394-018-1670-9
March, D.S., Marchbank, T., Playford, R.J., Jones, A.W., Thatcher, R., Davison, G., 2017. Intestinal fatty acid-binding protein and gut permeability responses to exercise. Eur J Appl Physiol 117, 931–941. https://doi.org/10.1007/s00421-017-3582-4
Marchbank, T., Davison, G., Oakes, J.R., Ghatei, M.A., Patterson, M., Moyer, M.P., Playford, R.J., 2011. The nutriceutical bovine colostrum truncates the increase in gut permeability caused by heavy exercise in athletes. Am J PhysiolGastrointest Liver Physiol 300, G477-484. https://doi.org/10.1152/ajpgi.00281.2010
Menchetti, L., Curone, G., Filipescu, I.E., Barbato, O., Leonardi, L., Guelfi, G., Traina, G., Casagrande-Proietti, P., Riva, F., Casano, A.B., Piro, F., Vigo, D., Quattrone, A., Brecchia, G., 2020. The Prophylactic Use of Bovine Colostrum in a Murine Model of TNBS-Induced Colitis. Animals (Basel) 10. https://doi.org/10.3390/ani10030492
Mu, Q., Kirby, J., Reilly, C.M., Luo, X.M., 2017. Leaky Gut As a Danger Signal for Autoimmune Diseases. Front Immunol 8, 598. https://doi.org/10.3389/fimmu.2017.00598
Panasiuk, A., Kowalińska, J., n.d. Mikrobiota przewodu pokarmowego, 1st, 2020th ed. PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Warszawa.
Quigley, E.M.M., 2016. Leakygut – conceptorclinicalentity? CurrOpin Gastroenterol 32, 74–79. https://doi.org/10.1097/MOG.0000000000000243
Ribeiro, F.M., Petriz, B., Marques, G., Kamilla, L.H., Franco, O.L., 2021. Is There an Exercise-Intensity Threshold Capable of Avoiding the Leaky Gut? Front Nutr 8, 627289. https://doi.org/10.3389/fnut.2021.627289
Rudzki, L., Frank, M., Szulc, A., Gałęcka, M., Szachta, P., Barwinek, D., 2012. Artykuł poglądowyOd jelit do depresji – rola zaburzeń ciągłości bariery jelitowej i następcza aktywacja układu immunologicznego w zapalnej hipotezie depresji. Neuropsychiatria i Neuropsychologia/Neuropsychiatry and Neuropsychology 7, 76–84.
Sharma, P., Bhardwaj, P., Singh, R., 2016. Administration of Lactobacillus casei and Bifidobacterium bifidum Ameliorated Hyperglycemia, Dyslipidemia, and Oxidative Stress in Diabetic Rats. Int J Prev Med 7, 102. https://doi.org/10.4103/2008-7802.188870
Takiishi, T., Fenero, C.I.M., Câmara, N.O.S., 2017. Intestinal barrier and gut microbiota: Shaping our immune responses throughout life. Tissue Barriers 5, e1373208. https://doi.org/10.1080/21688370.2017.1373208
Williamson, E.J., Walker, A.J., Bhaskaran, K., Bacon, S., Bates, C., Morton, C.E., Curtis, H.J., Mehrkar, A., Evans, D., Inglesby, P., Cockburn, J., McDonald, H.I., MacKenna, B., Tomlinson, L., Douglas, I.J., Rentsch, C.T., Mathur, R., Wong, A.Y.S., Grieve, R., Harrison, D., Forbes, H., Schultze, A., Croker, R., Parry, J., Hester, F., Harper, S., Perera, R., Evans, S.J.W., Smeeth, L., Goldacre, B., 2020. Factors associated with COVID-19-related death using OpenSAFELY. Nature 584, 430–436. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2521-4
