Rezygnacja z glutenu może zaszkodzić jelitom, niszcząc ważne bakterie

Naukowcy odkryli, że długotrwałe ograniczenie spożycia glutenu – często postrzegane jako środek prozdrowotny – może zaburzyć równowagę mikrobiomu jelitowego, obniżyć poziom kluczowych drobnoustrojów oraz powodować gromadzenie się etanolu, który wiąże się ze stanem zapalnym i ryzykiem metabolicznym.

Badanie opublikowane w czasopiśmie Nutrients miało na celu ocenę tego, czy i w jaki sposób długotrwała dieta bezglutenowa wpływa na skład i funkcjonowanie mikrobiomu jelitowego u zdrowych osób dorosłych.

Gluten i mikroflora jelitowa

Gluten jest głównym składnikiem pokarmowym pszenicy, zawierającym duże peptydy, takie jak gliadyny i gluteniny. Ze względu na swój rozmiar, enzymy trawienne człowieka mają trudności z ich rozkładem, przez co przechodzą przez jelita niestrawione i powodują zmiany w mikrobiomie. Gluten jest związany z wieloma chorobami, w tym z nieceliakalną nadwrażliwością na gluten, celiakią i ataksją glutenową.

Osoby, które przechodzą na dietę bezglutenową, często zgłaszają poprawę trawienia, kontrolę masy ciała i ogólne samopoczucie. Jednak dowody na te efekty u osób zdrowych są nadal ograniczone, a unikanie glutenu bez diety wskazanej przez lekarza może wiązać się z ryzykiem żywieniowym i metabolicznym.

Jedno z badań wykazało, że po roku stosowania diety bezglutenowej lub niskoglutenowej (LGD) u pacjentów z celiakią występowało zwiększone ryzyko rozwoju zespołu metabolicznego, prawdopodobnie z powodu wysokiego indeksu glikemicznego wielu produktów bezglutenowych. Ryzyko to wymaga długoterminowego monitorowania, ponieważ zmiany mikrobioty wywołane dietą mogą przyczyniać się do zaburzeń metabolicznych.

O badaniu

Było to randomizowane badanie kontrolowane oceniające wpływ długotrwałego przestrzegania diety LGD na skład i aktywność metaboliczną mikrobiomu jelitowego u 40 zdrowych dorosłych we Francji. Uczestnicy zazwyczaj spożywali około 160 g chleba i makaronu dziennie, co odpowiada 14–15 g glutenu.

Ochotnicy przeszli z konwencjonalnej diety wysokoglutenowej (HGD) na LGD w dwóch 8-tygodniowych cyklach. Próbki kału pobrano na początku badania (M0), po 8 tygodniach (M2) oraz u 20 osób po 16 tygodniach LGD (M4). Mikrobiotę analizowano za pomocą sekwencjonowania genu 16S rRNA i PCR. Metabolizm oceniano za pomocą spektroskopii 1H NMR produktów fermentacji kałowej.

Wyniki badań

Łącznie przetworzono 1 742 283 odczyty 16S rRNA z próbek kału po HGD i LGD. Zaobserwowano istotny spadek różnorodności mikrobiomu alfa podczas LGD, przy czym spadek ten był jeszcze większy po 16 tygodniach, co sugeruje, że efekt ten narasta z czasem. Różnorodność beta wykazała wyraźną zmianę w zbiorowiskach mikroorganizmów podczas LGD w porównaniu z wartością wyjściową.

Na poziomie typu, liczebność Verrucomicbiota i Actinomycetota znacząco spadła, podczas gdy Bacteroidota i Bacillota wzrosła. Jednakże stosunek Bacillota/Bacteroidota nie uległ zmianie, co autorzy uważają za istotny szczegół. Na poziomie rodziny, liczebność Veillonellaceae wzrosła, podczas gdy Akkermansiaceae zmalała.

Liczba bifidobakterii uległa istotnej redukcji w wyniku qPCR (p = 0,0021), chociaż nie zawsze osiągało to istotność statystyczną w sekwencjonowaniu. Poziomy Escherichia coli, Faecalibacterium prausnitzii i grupy Lactobacillus–Pediococcus pozostały niezmienione.

Klasy Bacteroidia, Verrucomicrobiae i Clostridia uległy zmianie na poziomie gatunku. Liczba Akkermansia muciniphila znacząco spadła w M4. Zmniejszyła się również liczba produkujących mleczan bakterii Lachnobacterium bovis. Jednocześnie wzrosła liczba niektórych produkujących maślan, takich jak Roseburia i Faecalibacterium, co zdaniem autorów pomogło utrzymać stabilny poziom maślanu.

Gatunki fermentujące celulozę R. callidus i Ruminococcus champanellensis również zmniejszyły swoją liczebność w M4. Spadek odnotowały również przedstawiciele rodziny Lachnospiraceae, w tym Eubacterium sp. i Blautia caecimuris – mimo że Lachnospiraceae obejmują wielu producentów maślanu.

Po LGD liczba Enterobacteriaceae wzrosła 10-krotnie, podczas gdy całkowita liczba beztlenowców pozostała bez zmian. Poziom drobnoustrojów zdolnych do rozkładu glutenu spadł 10-krotnie w wyniku M2. Enterobacteriaceae, w tym potencjalni producenci etanolu, tacy jak E. coli, mogą przyczyniać się do stanu zapalnego w przypadku nadmiernego wzrostu.

Zmiany metaboliczne

Nie stwierdzono istotnych różnic w stężeniach produktów fermentacji kałowej między M2 i M4. W M2 zaobserwowano niewielki spadek udziału octanu i wzrost propionianu. Udział etanolu wzrósł ponad trzykrotnie w M2 i M4. Kumulacja etanolu jest ważnym sygnałem alarmowym dla zaburzeń metabolicznych, ponieważ wiąże się ze stanem zapalnym i zespołem metabolicznym.

W M4 odnotowano również znaczny spadek stężenia izobutyranu. Pomimo zmian w mikrobiomie, poziomy octanu, propionianu i maślanu pozostały generalnie stabilne, co autorzy przypisują nadmiernej zdolności różnych bakterii do produkcji maślanu.

Większość szczepów degradujących gluten należała do klasy Clostridia. Odkryto również jeden izolat z Actinomycetota, dwa z Gammaproteobacteria i trzy z Erysipelotrichia. Pięć szczepów należało do rodziny Lachnospiraceae w obrębie Clostridia. Jeden izolat z rodziny Oscillospiraceae zidentyfikowano jako Flavonifractor plautii, a u trzech osobników stwierdzono szczepy Erysipelotrichaceae.

Wnioski

16-tygodniowa dieta LGD zmieniła skład i aktywność metaboliczną mikrobiomu jelitowego u zdrowych Francuzów, wywołując objawy dysbiozy. Zmiany te mogły wynikać nie tylko z wykluczenia glutenu, ale również z zastąpienia pszenicy ryżem i kukurydzą, co zmieniło skład błonnika i polifenoli w diecie.

Dalsze długoterminowe badania mogą wyjaśnić wpływ na odporność, fizjologię i metabolizm. Jednak dane wskazują już, że długotrwała LGD u zdrowych osób może zaburzyć równowagę mikrobiologiczną i zwiększyć poziom etanolu, co potencjalnie stwarza ryzyko metaboliczne.