Baktériumtársulások a krónikus székrekedés hátterében?

Háttér 

A krónikus székrekedés kialakulásának mechanizmusa nem teljesen tisztázott, azonban egyre több adat utal a a bélmikrobiom lehetséges szerepére. A székrekedés különösen gyakori Parkinson-kórban, és akár 10-20 évvel megelőzheti a neurológiai tünetek jelentkezését. A jelenséget hagyományosan az enteralis idegsejtekben zajló neurodegeneratív folyamatokkal magyarázták, ennek azonban egyre több adat mond ellent.
A vastagbél nyákrétege kulcsfontosságú a bél védelmében, a kenésben és a széklet hidratáltságában. A mucinréteg lebontása vagy csökkenése befolyásolhatja a bélműködést és hozzájárulhat a székrekedéshez. 
Számos bélbaktérium képes mucint bontani, és ezek kölcsönhatásai fontosak lehetnek a bél ökológiájában. Az Akkermansia muciniphila és a Bacteroides thetaiotaomicron olyan gyakori bélkommenzálisok, amelyek részt vesznek a mucinbontásban. 
Parkinson-kórban és krónikus idiopátiás székrekedésben egyaránt megfigyelték a mucinbontó baktériumok, különösen az A. muciniphila és a B. thetaiotaomicron relatív felszaporodását. Jelenlétük és együttes előfordulásuk összefüggést mutat a mucinréteg csökkenésével és a székrekedés súlyosságával. Egy most megjelent tanulmány szerzői azt vizsgálták, hogy ezek a baktériumok hozzájárulhatnak-e a székrekedés kialakulásához, beleértve a Parkinson-kórhoz társuló székrekedést is. 

Módszerek és eredmények 

A tanulmány humán megfigyeléseket, gnotobiotikus (csíramentes) egérkísérleteket és bakteriális genetikai manipulációt kombinált.
A vizsgálat humán részében a kutatók Parkinson-kóros, székrekedéses betegek, valamint krónikus idiopátiás székrekedésben szenvedők székletmintáit elemezték, és ezeket egészséges kontrollok mintáival hasonlították össze. A mikrobiom összetételét metagenomikai és transzkriptomikai módszerekkel vizsgálták. 
Azt találták, hogy a székrekedéses csoportokban magasabb volt az A. muciniphila és a B. thetaiotaomicron relatív abundanciája. Az A. muciniphila önmagában azonban nem mutatott szoros korrelációt a székrekedéssel, ami arra utalt, hogy más mucinbontó baktériumok jelenléte is szükséges lehet a hatás kialakulásához. 
A következő lépés állatkísérletében gnotobiotikus egereket kolonizáltak A. muciniphilá-val annak vizsgálatára. Értékelték a széklet mennyiségét, víztartalmát és a tranzitidőt. Az eredmények azt mutatták, hogy az A. muciniphila-val kolonizált egerekben nem alakult ki székrekedés, és a bélműködés hasonló maradt a kontroll állatokéhoz. Ez is arra utalt, hogy az A. muciniphila önmagában nem elegendő a székrekedés kiváltásához. 
A kísérletsorozatban azt is kimutatták, hogy a motilitáscsökkentésen alapuló székrekedésmodellben a béltranzit lassulása nem eredményezte az A. muciniphila felszaporodását, vagyis a székrekedés valószínűleg nem oka a baktériumegyensúly megváltozásának, hanem inkább következménye. 
A következő kísérleti szakaszban csíramentes egereket kolonizáltak külön-külön, illetve együtt az A. muciniphila-val és a B. thetaiotaomicron-nal. Önmagában egyik baktérium sem váltott ki kifejezett székrekedést, azonban a kettő együttes jelenléte szignifikánsan csökkentette a béltartalom víztartalmát, jelentősen csökkentette a mucinréteget, lassította a tranzitot és székrekedéses fenotípust hozott létre. 
A metagenomikai analízis során azt találták, hogy a székrekedéses állapotokban feldúsulnak a mucinbontáshoz szükséges génkészletek, különösen a szulfatázok és azok aktiválásáért felelős enzimek génjei. Ezek a gének főként mucinhasznosító baktériumokhoz, köztük az A. muciniphila-hoz és a B. thetaiotaomicron-hoz köthetők. Így a bélflóra eltolódása nem pusztán taxonómiai eltérést, hanem a mucindegradációs kapacitás növekedését is jelzi. 
A metabolomikai vizsgálatok azt mutatták, hogy a nyákréteg bontásával megváltozik a luminalis metabolitprofil, különösen a mucineredetű komponensek és rövid szénláncú metabolitok szintje. Ezek a változások csökkentik a béltartalom hidratációját és megváltoztatják a bél lumenében az ozmotikus viszonyokat, ami hozzájárul a széklet kiszáradásához.

Megbeszélés és következtetések 

A tanulmány eredményei arra utalnak, hogy a székrekedés patogenezise nem magyarázható kizárólag motilitási vagy idegi eltérésekkel, hanem mikrobiota-mediált mechanizmusok is kulcsszerepet játszanak. Különösen a mucinbontó baktériumok – elsősorban az A. muciniphila és a B. thetaiotaomicron – szinergikus együttműködése vezet a nyálkaréteg kóros csökkenéséhez. 
A mucinréteg nem csupán barrier, hanem a bél hidratációjának és a széklet konzisztenciájának meghatározó eleme. Lebomlása közvetlenül hozzájárul a székrekedés kialakulásához. 
Az egyes baktériumok önmagukban nem feltétlenül patogének, azonban bizonyos mikrobiális interakciók (cross-feeding) patológiás állapotot eredményezhetnek. Az A. muciniphila önmagában kevesebb mucint képes csak bontani, nem alakul ki székrekedés. Egyes baktériumok – mint a B. thetaiotaomicron – a mucint védő szulfátcsoportokat hasító enzimjeikkel előkészítik, „feltárják” a nyákot az Akkermansia számára. A mucinbontás felgyorsul, ami már székrekedéses tünetekkel jár. 
Az eredmények így közvetlen kísérletes bizonyítékot adnak arra, hogy a két faj szinergikus módon hozzájárul a székrekedés kialakulásához.