Zaburzenie Mikrobioty Jelitowej :Czy Terapia Światłem (PBMT) może pomóc?

Coraz częściej uznaje się krytyczną rolę mikrobiomu jelitowego w zdrowiu człowieka, a nierównowaga (dysbioza) jest powiązana z różnymi chorobami. Ten raport z badań klinicznych bada terapię fotobiomodulacyjną (PBMT) , nieinwazyjne podejście wykorzystujące światło czerwone i bliskiej podczerwieni, jako potencjalny modulator mikrobioty jelitowej. Nowe dowody sugerują, że PBMT może korzystnie wpływać na skład  mikrobiomu jelitowego , promując korzystne bakterie, zmniejszając stan zapalny i wpływając na poziom witaminy D. Wspierające badania na zwierzętach i ramy teoretyczne wskazują na obietnicę PBMT w leczeniu zaburzeń związanych z jelitami, w tym schorzeń neurologicznych, takich jak choroba Alzheimera i Parkinsona. Podkreślając potencjał PBMT jako terapii wspomagającej, raport ten podkreśla potrzebę dalszych badań w celu optymalizacji jego zastosowania.

Artykuł bada kluczową rolę mikrobiomu jelitowego w zdrowiu, podkreślając równowagę między bakteriami pożytecznymi i szkodliwymi. Definiuje dysbiozę jako brak równowagi związany z różnymi chorobami i wprowadza terapię fotobiomodulacyjną (PBMT) , wykorzystującą światło czerwone (630–700 nm) i bliskiej podczerwieni (700–1200 nm), jako potencjalny modulator mikrobiomu jelitowego, szczególnie w przypadku zaburzeń związanych z dysbiozą.

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10835098/#sec2

doi:  10.22037/ghfbb.v16i4.2687

Mikrobioty jelitowej, zawierający około 10^14 komórek bakteryjnych (10 razy więcej niż komórki ludzkie), znacząco wpływa na zdrowie. Dysbioza jest związana z takimi schorzeniami jak IBD i cukrzyca typu 2. Światło, wpływając na rytmy dobowe, może wpływać na mikrobiotę jelitową. PBMT wykazało obiecujące wyniki w stymulowaniu gojenia i zmniejszaniu stanu zapalnego. Na przykład Bicknell i in . odkryli, że PBMT (światło NIR 808 nm, trzy razy w tygodniu przez 12 tygodni) zwiększyło Allobaculum o 10 000 razy u zdrowych myszy. Chen i in. wykazali, że PBMT o długości fali 630 nm i 730 nm zmniejszyło Helicobacter pylori i niehodowane Bacteroidales, a jednocześnie zwiększyło Rikenella w mysim modelu choroby Alzheimera. Ciągła ekspozycja na światło zwiększyła Bacteroidales S24-7, podczas gdy ciągła ekspozycja na ciemność zwiększyła Bacteroidales i Rikenellaceae. Badanie wykazało dziesięciokrotnie większą liczebność bakterii komensalnych nabłonka w fazie ciemnej.

Mikrobiom jelitowy, będący przedmiotem zainteresowania projektów takich jak HMP i MetaHIT, składa się z mikroorganizmów komensalnych i patogennych. Dysbioza , czyli brak równowagi w mikrobiomie jelitowym, prowadzi do zmniejszenia liczby korzystnych bakterii i zwiększenia liczby szkodliwych. Dominującymi typami bakterii są Firmicutes (około 64%) i Bacteroidetes (około 23%), stanowiące około 90% mikrobioty jelitowej. W stanie zdrowym mikrobiom jelitowy wytwarza korzystne metabolity (SCFA) o właściwościach przeciwzapalnych. SCFA (octan, propionian i maślan) regulują funkcję komórek nabłonka jelitowego i zmniejszają stan zapalny. Z kolei lipopolisacharydy bakterii Gram-ujemnych (LPS) indukują cytokiny prozapalne (IL-6, MIP-3α, TNF-α), zakłócając barierę jelitową i prowadząc do stanu zapalnego. Mikrobiom jelitowy moduluje makrofagi, wpływając na reakcje zapalne i utrzymując homeostazę jelitową, co jest niezbędne do zapobiegania chorobom zapalnym.

Dysbioza odgrywa udowodnioną rolę w zapaleniu jelit, powiązanym zarówno z chorobą Leśniowskiego-Crohna (CD), jak i wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego (UC), które są typami IBD. Badania wskazują, że pacjenci z IBD wykazują zmiany w różnorodności i składzie mikrobioty jelitowej. Dysbioza i zmiany w metabolitach mikroflory jelitowej u pacjentów z IBD mogą prowadzić do aktywacji makrofagów jelitowych, zwiększonego stosunku Th2/Th1 i stymulowanej produkcji IL-22, co ostatecznie prowadzi do zapalenia jelit.

IBS to zaburzenie żołądkowo-jelitowe o złożonych przyczynach. Dowody sugerują, że dysbioza wyzwala aktywację wrodzonych odpowiedzi immunologicznych jelit, zwiększoną ekspresję receptorów typu Toll (np. TLR4) przez makrofagi i zwiększoną produkcję cytokin prozapalnych (IL-1β, IL-6, IL-8, TNF-α). Ponadto u pacjentów z IBS adaptacyjna odpowiedź immunologiczna wykazuje nierównowagę w regulacji Th1/Th2 i wzrost cytokin prozapalnych. Zmiany w składzie mikrobiomu jelitowego obserwowane u pacjentów z IBS obejmują wzrost Lactobacillus, Veillonella i Enterobacteriaceae, a także spadek Bifidobacterium i Clostridium w porównaniu ze zdrowymi osobami.

Celiakia (CeD) jest autoimmunologiczną enteropatią wywoływaną przez reakcje immunologiczne na niestrawione peptydy gliadyny. Dysbioza przyczynia się do CeD poprzez zaburzenie bariery jelitowej, umożliwiając peptydom gliadyny przedostanie się do blaszki właściwej i wywołanie odpowiedzi immunologicznej. Bakterie Gram-ujemne ( Bacteroidetes, Proteobacteria, Verrucomicrobia i Fusobacteria ) wytwarzają LPS, aktywując stan zapalny związany z TLR4 i uszkadzając barierę jelitową. Z kolei bakterie Gram-dodatnie, takie jak Lactobacilli i Bifidobacterium , uważane za probiotyki, zwiększają ekspresję białka wiążącego komórki w celu kontrolowania stanu zapalnego. Badania wskazują, że gatunki Lactobacilli i Bifidobacterium są zmniejszone u pacjentów z CeD w porównaniu z grupami kontrolnymi.

Kilka hipotez łączy mikrobiom jelitowy z funkcją mózgu. Metabolomy mikrobioty jelitowej (SCFA, kwas gamma-aminomasłowy, noradrenalina, acetylocholina, dopamina i serotonina) mają właściwości neuroaktywne. Mikrobiom jelitowy oddziałuje z ośrodkowym układem nerwowym (OUN) poprzez oś mózg-jelita-mikrobiom. Mikrobiom produkuje LPS, potencjalny czynnik wyzwalający neurozapalenie, który może przyczyniać się do zaburzeń neurologicznych. Badania wskazują, że pacjenci z ciężkim autyzmem, stwardnieniem zanikowym bocznym i chorobą Alzheimera wykazują wyższe poziomy tej endotoksyny w surowicy w porównaniu ze zdrowymi osobami. Dysbioza może nadmiernie stymulować wrodzone odpowiedzi immunologiczne poprzez receptor typu Toll 4 i aktywować stres oksydacyjny, potencjalnie wyzwalając chorobę Parkinsona.

Terapia fotobiomodulacyjna została odkryta przez Endre Mestera w 1967 roku ( 41 ). Wykazano, że PBMT, czyli wykorzystanie światła czerwonego (630-700 nm) i bliskiej podczerwieni (700 i 1200 nm), ma potencjał do wykorzystania jako wspomagająca opcja leczenia w celu zmniejszenia stanu zapalnego i przyspieszenia bólu oraz gojenia się ran ( 42 ). W PBMT fotony przenikają do tkanki i są absorbowane przez cytochrom c oksydazę w mitochondriach i kanałach jonowych wapnia, co prowadzi do wzrostu aktywności enzymu, zużycia tlenu i produkcji ATP ( 43 ). Ponadto fotony mają zdolność oddzielania tlenku azotu (NO) do formy aktywnej z centrów hemu i Cu cytochrom c oksydazy ( 44 ). Rozszerzenie naczyń krwionośnych i zwiększony przepływ krwi to dwa z najważniejszych procesów fizjologicznych, w których bierze udział NO ( 45 ). Ponadto w normalnych warunkach fotony PBMT zwiększają produkcję reaktywnych form tlenu (ROS), co prowadzi do aktywacji kilku czynników transkrypcyjnych, zwiększonej ekspresji genów, wzmocnionej syntezy białek itp. ( 7 ,  44 ). Jednak w warunkach stresu oksydacyjnego i stanów patologicznych PBMT zmniejsza produkcję ROS, NO i NF-kB oraz wywołuje działanie przeciwzapalne ( 12 ). PMBT może zmniejszać produkcję prostaglandyny E2 (PGE2) i cytokin prozapalnych, takich jak IL-1ß, IL-6, IL-8, IL-12 i TNFα ( 32 ). Sousa i in. w 2017 r. wykazali, że 660 nm PMB może znacząco zmniejszyć ekspresję mRNA TNFα, CCL,3 i CXCL2 poprzez aktywację makrofagów M1 4 godziny po napromieniowaniu ( 46 ). W innym niedawnym badaniu wykazano, że PBM może modulować stosunek fenotypów makrofagów M1 i M2, tłumić szereg prozapalnych cytokin i chemokin związanych z makrofagami oraz zwiększać stężenie cytokin przeciwzapalnych w sposób zależny od czasu i długości fali ( 47 ).

Badanie dało następujące wyniki:

• Światło bliskiej podczerwieni (808 nm): Zwiększa liczebność allobaculum 10 000-krotnie po zastosowaniu na brzuch.
• Ekspozycja na światło/ciemność: Ciągła ekspozycja na ciemność zwiększała liczbę bakterii Bacteroidales i Rikenellaceae; ciągła ekspozycja na światło zwiększała liczbę bakterii Bacteroidales S24-7.
• Stres świetlny: Spowodował dziesięciokrotne zwiększenie liczebności bakterii komensalnych nabłonka w fazie ciemnej.
• Światło słoneczne/UVB: Sezonowe wahania zmieniły skład mikrobiomu. Zmniejszona ekspozycja na UVB i niedobór witaminy D sprzyjały dysbiozie jelit.
• PBMT (630 nm i 730 nm): Zmniejszenie Helicobacter pylori i niehodowanych Bacteroidales, przy jednoczesnym zwiększeniu Rikenella. Poprawa objawów choroby Alzheimera w modelu myszy po zastosowaniu na głowę i brzuch.
• PBMT (głowa, nos, szyja, brzuch): doprowadziło do pozytywnych zmian w stosunku Firmicutes do Bacteroidetes i poprawy objawów klinicznych w chorobie Parkinsona.

PBMT jest przedstawiana jako obiecująca, nieinwazyjna terapia wspomagająca w przypadku schorzeń związanych z mikrobiotą jelitową. Potrzebne są dalsze badania w celu ustalenia optymalnych dawek i schematów leczenia dla konkretnych schorzeń, ale terapia wykazuje wysoką tolerancję i niewiele skutków ubocznych. PBMT może zmniejszyć szereg objawów klinicznych choroby Parkinsona i wpłynąć na skład mikrobiomu jelitowego, wykazując pozytywne zmiany w stosunku Firmicutes do Bacteroidetes (F: B) u tych pacjentów.

Informacje zawarte na tym blogu mają charakter wyłącznie informacyjny i nie stanowią porady medycznej. Przed rozpoczęciem jakiejkolwiek terapii lub leczenia zawsze skonsultuj się z lekarzem lub specjalistą.