Antibiotikumok a testi sejtek ellen
Az antibiotikumok mellékhatásai jóval szélesebb körűek és komplexebbek, mint eddig gondoltuk, többek között elhízást, depressziót, allergiát vagy asztmát is okozhatnak.
Amerikai kutatók (Oregon State University) felfedezték, hogy az antibiotikumok sokkal szélesebb körű és komplexebb hatással bírnak a kezeltek bélrendszerében élő mikroorganizmusokra és magára a kezelt szervezetre is, mint korábban gondoltuk. A Gut című szaklapban megjelent vizsgálat (Uncovering effects of antibiotics on the host and microbiota using transkingdom gene networks) eredményei segítenek megmagyarázni az antibiotikumok által okozott ártalom mechanizmusát, és a kutatók egy új eszközt is a kezünkbe adnak, amivel a jövőben csökkenthetjük a nem kívánatos mellékhatásokat.
Az régóta ismeretes, hogy az antibiotikus kezelés mellékhatásaként a gyomor-bélrendszerben élő hasznos baktériumok is jelentős mennyiségben kihalnak. Az új vizsgálat magyarázattal szolgál arra, hogyan is történik a mikrobiom pusztulása, és arra is rámutat, hogy az antibiotikum-használat következményei igen messzire nyúlnak: a nem kívánt mellékhatások valószínűleg a szervezet egészét érintik, az immunrendszer működésétől kezdve a tápanyag-felszívódáson, a glükóz-metabolizmuson és az elhízáson át a stresszérzékenység és a viselkedés módosításáig.
A téma fontosságát alátámasztandó, a tanulmány első szerzője, Andrey Morgun kifejti: minden évben a felnőttek 40%-a, illetve a gyermekek 70%-a részesül legalább egyszer antibiotikus kezelésben, nem is szólva a milliárdnyi tenyésztett állatról, amelyeket aztán elfogyasztunk. A megfelelően alkalmazott antibiotikumok segítenek az életveszélyes bakteriális fertőzések leküzdésében, azonban a kezeltek több mint 10%-a esetében nem kívánatos mellékhatások jelentkeznek. „Az elmúlt tíz évben egy egész univerzumnyi új tudás keletkezett az antibiotikum-használat messzire nyúló hatásaival kapcsolatosan, és a mikrobiom kutatása is óriási léptekkel halad”, teszi hozzá Morgun.
A kutatók négy gyakran használt antibiotikum keverékét adták a kísérleti egereknek, majd a koktél hatását az intesztinális transzkriptóma és a bél mikrobiomjának metagenomikus analízise révén elemezték. Az egyes baktériumok, továbbá az antibiotikumokkal kezelt állatok fenotípusára befolyást gyakorló mikrobiális gének azonosításához a kutatók egy új eszközt fejlesztettek ki, az ún. transkingdom network analízist.
Antibiotikumok a mitokondriumok ellen
Eddig úgy véltük, hogy nem kívánatos mellékhatásként az antibiotikumok zömmel csak a mikrobiom baktériumait pusztítják, és a bél immunfunkcióit károsítják, azonban kiderült, hogy mindez a képnek pusztán egyharmada, mondja Morgun. Az antibiotikumok a bélfal nyálkahártyáját is elpusztítják. Az intesztinális epitelium pusztulása azért is óriási kárt jelent, mert ez a tápanyag-felszívódás helye, továbbá egyéb biológiai funkciói mellett az immunrendszernek is részét képezi. A kutatás során az is kiderült, hogy az antibiotikumok és az antibiotikum-rezisztens mikrobák szignifikáns mértékben megváltoztatják az epithelsejtek mitokondriumainak működését, aminek következtében még több epithelsejt pusztul el (a mitokondriumok az energiatermelésen kívül alapvető szerepet játszanak a jelátvitelben és a sejt növekedési mechanizmusaiban).
A mitokondriumok és az antibiotikumok kapcsolata igen régre nyúlik vissza: a mitokondriumok az evolúció során bekebelezett baktériumokból alakultak ki, és az antibiotikumok ma is képesek arra, hogy szelektíven megtámadják a baktériumokra még most is eléggé hasonlító mitokondriumokat.
Mint Natalia Shulzhenko vezető szerző elmondja, az antibiotikumok hatására zavart szenved a szervezet és a mikrobiomot alkotó baktériumok közötti kommunikáció, ami számos, látszólag nem összefüggő változást eredményez. Az első a listán az emésztési rendellenesség: a hasmenés és a colitis ulcerosa, de az újabb kutatások szerint következményként elhízás, depresszió, immunrendszeri zavar, szepszis, allergia és asztma is megjelenthet.
A kutatók által kifejlesztett bioinformatikai eszköz, a transkingdom network analízis a szervezet és a mikrobiomot alkotó baktériumok közötti kommunikáció antibiotikum hatására bekövetkező zavarának tanulmányozására alkalmas, és a remények szerint hozzásegíthet az antibiotikumok hatását ellensúlyozó, új probiotikumok kifejlesztéséhez, és végső soron elvezethet egy olyan módszerhez, aminek révén részletesen leírható egy-egy személy mikrobiomja, és azonosíthatók annak hiányosságai, amelyek aztán személyre szólóan kijavíthatók. Az egészséges mikrobiom révén pedig felvehetjük a harcot az antibiotikum-rezisztencia növekvő problémájával: ahelyett, hogy megpróbáljuk kiirtani a betegséget okozó, rossz baktériumokat, segítjük az egészséges, jól funkcionáló mikrobiom fennmaradását, így a jó baktériumok kiszoríthatják a kórokozókat.
Tehát, mint Shulzhenko összefoglalja: az antibiotikumok által a bélben kiváltott rendellenességek három tényezővel magyarázhatók: 1. a mikrobiom pusztulása, 2. az antibiotikumok direkt szöveti hatása, 3. az életben maradt, antibiotikum-rezisztens mikrobák hatása. Az első tényező az immunrendszer működésének gátlását eredményezi, a további két tényező pedig a mitokondriális gének expressziójának gátlását, az aktív mitokondriumok számának csökkenését eredményezi, ami pedig elősegíti a nyálkahártyasejtek pusztulását.
Nemcsak az antibiotikum-rezisztens baktériumok kialakulásának megakadályozása és a felesleges költségek elkerülése végett érdemes tehát tartózkodni a felesleges antibiotikum-használattól, hanem az antibiotikumok testi sejtekre gyakorolt kártékony hatása miatt is.
