Medicína
Lidský organismus a jeho mikrobiota
Přehledový text studijní skupiny akademických pracovišť v Amsterdamu shrnuje dosavadní poznatky o mikrobiomu pacientů v kritickém stavu – v intenzivní péči. Tématu se věnuje pozornost teprve v posledních letech, a přitom mají mikrobiom a jeho poruchy velký význam pro terapii i pro konečné výsledky.
Mikrobiom v lidském organismu představuje podle současných poznatků velmi významný činitel v patofyziologii řady chorob, kritických příhod, traumat a sepse. K jeho výzkumu přispívají současné možnosti genetiky, metabolomiky i imunologie a mikrobiologie.
Mikrobiota je zastřešující pojem pro všechny populace mikrobů – bakterií i mnoha dalších kmenů. Přisuzuje se jim dokonce charakter a význam samostatného orgánu – vytvářejí individuální mikrobiom. Podílejí sesamostatně na projevech chorob. Souběžná terapie účinnými antibiotiky v intenzivní medicíně a péči ovlivňují nejčastěji velmi nepříznivě jejich spektrum, jeho vyváženost a jejich funkce.
Kromě antibiotik je ovlivňují totiž ordinovaná antacida, systém nutrice, sedativa a opioidy. Podávání laktobacilů k prevenci dysmikrobie u septických pacientů se projevilo jako přínosné v kombinaci s oligosacharidy apod. Poznatků stále přibývá a je třeba je v intenzivní péči podstatně šíře zohledňovat a využívat. Většina studií se dosud soustředila na střevní mikrobiom a mikrobiota, ale svou úlohu má i plicní mikrobiom např. v rozvoji ARDS. Analýza střevního mikrobiomu využila genetické markery . Metabolomika určuje a kvantifikuje i metabolity, vytvářené mikrobiální komunitou.
Jedinec má ve střevním traktu až 150 různých mikrobiálních skupin. Až stonásobně zřejmě převyšují počet genů vlastního lidského genomu. Poměr mezi mikroby a buňkami lidského organismu se poměrně spolehlivě odhaduje na 1 : 1. Bakterie mají nejširší diverzitu – vytvářejí komplexní ekosystém. Střevní mikrobiota ovlivňují imunitu, střevní funkce, metabolismus, bariérovou funkci střevní sliznice, nervový systém střev i jejich motilitu. U zdravého jedince hraje hlavní roli hostitel a jeho stravování – dieta. Totéž se vztahuje na pacienty v závažném stavu a v intenzivní péči.
Střevní dysbióza je především důsledkem podávání antibiotik při snížené enterální výživě. U pacientů jsou patogeny schopny vytěsnit normální střevní mikrobiota, tím se složení střevního mikrobiomu velmi výrazně, a to zásadně nepříznivě změní.
Mezi příčiny nepříznivých změn se řadí omezený čas průchodu podávané nutricea jejích složek, nedostatek přirozené stravy, dostupnost nebo nedostupnost dostatečného obsahu kyslíku, vliv podávaných antibiotik. Většina oportunních patogenů s výjimkou Clostridium difficile jsou Gram-negativní aerobní proteobakterie.
Klinický význam střevního mikrobiomu u pacientů v kritickém stavu je velký. Vznik dysbiózy – nerovnováhy předchozí homeostázy střevního mikrobiomu se vztahuje na diabetes mellitus, na obezitu, zánětlivé střevní choroby (IBD – inflammatory bowel disease), reumatoidní artritidu. Snižuje se diverzita střevního osídlení, klesá počet komenzálů, přerůstají zejména kmeny Escherichia coli, Shigella, Salmonella, Enterococcus, Clostridum difficile.
Vlivem antibiotik ochrana významně oslabí. Ve střevní floře se doplní rezistentní nemocniční kmeny. U sepse je prokázáno, že se podílejí „polymikrobiální“ fenotypy. Disponují hostitele k infekcím a ke zvyšování jejich závažnosti. Ztráta původní diverzity je prognostickým markerem dlouhodobého a komplikovaného průběhu i v následné intenzivní péči.
Plíce byly dlouho považovány za sterilní orgán. Teprve v současné době lze i ve zdravých plicích, nejen v dýchacích cestách, zjistit mikrobiální zastoupení. Přesto jsou plíce pro mikroby méně vhodným prostředím než střevo. Neobsahují vhodné nutrienty, pohybují se, dokonce obousměrně; představují aerobní prostředí, surfaktant působí bakteriostaticky. Reprodukce mikrobů je v plicích nízká, eliminace vysoká. Při vyšetření často získáme falešně pozitivní výsledky – vzorky se při odběru snadno kontaminují florou, obsaženou v dýchacích cestách. Kašlací reflex je oslaben, klesá eliminace mikrobů. Jejich zastoupení a počet se zvyšují vlivem umělé plicní ventilace, narůstajícím plicním městnáním a alveolárním edémem – ty jsou dosažitelnými nutrienty, a to zejména při nedostatečném provzdušnění plic a při nedostatečné dostupnosti kyslíku.
U zdravých jedinců je nejčastějším zdrojem plicních mikrobiot mikrobiom ústní dutiny a orofaryngu. V období kritického stavu zde přerůstají patogenní proteobakterie – Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae - a migrují sem i mikroby původem z tenkého střeva. ARDS a pneumonie jsou zdrojem alveolárního poškození a vznik dyshomeostázy předchozího mikrobiomu je zákonitým následkem – inaktivuje se surfaktant, alveoly se plní exsudátem, bohatým na nutriční proteiny.
Pokusy na myších i klinické zkoušky prokázaly, že střevní mikrobiom je důležitý pro udržování mikrobiální rovnováhy v dýchacích cestách. K dyshomeostáze vedou např. chřipka, tuberkulóza, infekce Burgholderia pseudomallei i další.
Infekce, vzniklé u hospitalizovaných pacientů v intenzivní péči – HAI (hospital associated infections) jsou stále narůtající a závažný i nákladný problém. V něm mají svou významnou roli i antibiotika s nežádoucími účinky na důležitá mikrobiota. Po ukončení antibiotické kúry je třeba regeneraci mikrobiomu aktivně podpořit zejména probiotiky, prebiotiky a synbiotiky. V části případů je indikována i transplantace stolice od členů rodiny, sdílejících společné prostředí. Je vhodná zejména po opakovaných exacerbacích infekce anaerobem Clostridium difficile, kdy přispěje k podpoře léčby např. fidaxomicinem. Prozatím však není dostatek údajů o dynamice mikrobiot.
Význam střevního a plicního mikrobiomu se dosud nedoceňuje. Nyní jsou k dispozici diagnostické možnosti. Svědčí o dysbióze, zejména u septických pacientů – charakterizovanou snížením diverzity zastoupených kmenů, snížením počtu komenzálů a přerůstáním dominantních patogenů.
Teprve v poslední době se výzkum zaměřuje i na plicní mikrobiom a na dvousměrnou osu střevo-plíce.
Jednotné metodické doporučení nelze ještě očekávat, situaci a vývoj u každého pacienta v intenzivní péči je však třeba individuálně diagnosticky posuzovat a volit postup v interdisciplinární spolupráci se zkušenými odborníky.
WOLFF, NS, HUGENHOLTZ, F, WIERSINGA, WJ: The emerging role of the microbiota in the ICU. Annual Update in Intensive Care and Emergency Medicine, Vincent, J-L, ed. Heidelberg, Springer, 2018: 635 – 647 49 citací
Z referátového výběru doc. MUDr. Jarmily Drábkové, CSc.
