Rola Akkermansia muciniphila i Bacteroides thetaiotaomicron w patogenezie zaparcia

Naukowcy z Nagoya University w Japonii zidentyfikowali dwa gatunki bakterii jelitowych współdziałające w mechanizmie prowadzącym do przewlekłego zaparcia. Akkermansia muciniphila oraz Bacteroides thetaiotaomicron degradują ochronną warstwę śluzu jelitowego, kluczową dla utrzymania odpowiedniego nawilżenia okrężnicy i uwodnienia mas kałowych. Nadmierny rozkład tej warstwy skutkuje powstawaniem suchego, twardego i zalegającego stolca. Odkrycie, opublikowane w czasopiśmie Gut Microbes, rzuca nowe światło na przyczyny nieskuteczności standardowych terapii u milionów pacjentów z przewlekłymi zaparciami.

Szczególnie interesujące jest spostrzeżenie, że u pacjentów z chorobą Parkinsona – którzy często cierpią na zaparcia nawet kilkadziesiąt lat przed wystąpieniem objawów ruchowych – stwierdza się podwyższony poziom bakterii degradujących mucynę. Dotychczas zaparcia w przebiegu choroby Parkinsona tłumaczono głównie postępującą degeneracją układu nerwowego. Najnowsze dane sugerują jednak, że istotną rolę w patogenezie odgrywają również mechanizmy mikrobiologiczne.

Znaczenie mucyny w fizjologii trawienia

Zaparcie należy do najczęstszych zaburzeń czynnościowych przewodu pokarmowego. Tradycyjnie uznawano, że jego główną przyczyną jest spowolnienie pasażu jelitowego wynikające z zaburzeń motoryki. Wyjaśnienie to nie obejmuje jednak wszystkich przypadków klinicznych.

U części chorych rozpoznaje się przewlekłe zaparcie idiopatyczne (chronic idiopathic constipation, CIC), w którym nie udaje się ustalić jednoznacznej przyczyny. Pacjenci z chorobą Parkinsona również często doświadczają ciężkich, opornych na leczenie zaparć, choć klinicznie klasyfikuje się je odrębnie od CIC. U wielu z nich objaw ten wyprzedza rozwój drżenia i zaburzeń ruchowych o 20–30 lat.

Zamiast koncentrować się na unerwieniu i perystaltyce jelita, badacze skierowali uwagę na mucynę okrężnicy – żelową, ochronną warstwę pokrywającą nabłonek jelita grubego oraz obecną w masach kałowych. Mucyna odpowiada za utrzymanie odpowiedniego uwodnienia stolca, ułatwia jego pasaż oraz stanowi barierę ochronną przed bezpośrednim kontaktem bakterii z nabłonkiem jelitowym.

Wykazano, że Bacteroides thetaiotaomicron inicjuje proces degradacji poprzez enzymatyczne usuwanie ochronnych grup siarczanowych z cząsteczek mucyny przy udziale sulfataz. Następnie Akkermansia muciniphila rozkłada odsłoniętą mucynę i wykorzystuje ją jako źródło substratów odżywczych.

Grupy siarczanowe pełnią fizjologicznie funkcję ochronną, utrudniając bakteriom degradację mucyny. Ich nadmierne usuwanie prowadzi do destrukcji warstwy śluzowej. W konsekwencji stolec traci wodę, staje się twardy i suchy, a jego przesuwanie w świetle jelita ulega znacznemu utrudnieniu. Ponieważ mechanizm ten dotyczy utraty mucyny, a nie wyłącznie spowolnionej motoryki, klasyczne środki przeczyszczające i leki prokinetyczne często okazują się nieskuteczne.

Nowy kierunek terapii chorób jelit

W ramach badań eksperymentalnych naukowcy zmodyfikowali genetycznie Bacteroides thetaiotaomicron w taki sposób, aby bakteria utraciła zdolność aktywacji enzymu sulfatazy odpowiedzialnego za usuwanie grup siarczanowych z mucyny. Zmodyfikowane bakterie wprowadzono do przewodu pokarmowego myszy germ-free razem z Akkermansia muciniphila.

Co istotne, u zwierząt tych nie rozwinęło się zaparcie – warstwa mucyny pozostała nienaruszona i zachowała właściwości ochronne. Eksperyment potwierdził, że blokowanie aktywności sulfatazy uniemożliwia degradację mucyny przez bakterie jelitowe.

Wyniki te otwierają perspektywę opracowania leków hamujących aktywność bakteryjnych sulfataz jako potencjalnej terapii tzw. bakteryjnego zaparcia. Dla pacjentów z przewlekłym zaparciem opornym na leczenie – w tym chorych na chorobę Parkinsona – może to oznaczać możliwość terapii ukierunkowanej na przyczynę mikrobiologiczną, a nie wyłącznie na objaw w postaci zaburzonej motoryki.

Badanie stanowi przykład zmiany paradygmatu w rozumieniu patofizjologii zaparcia – z zaburzenia wyłącznie czynnościowego na chorobę o podłożu mikrobiologicznym, zależną od równowagi między gospodarzem a mikrobiotą jelitową.

Źródło: Gut Microbes, Mucin-degrading intestinal commensal bacteria cause constipation
DOI: http://dx.doi.org/10.1080/19490976.2025.2596809