Sambandet mellan tarmens och oralt mikrobiom samt dess påverkan på allmänhälsan

Det är allmänt känt att tarmens mikrobiom har en viktig roll i matsmältning, metabolism och funktioner relaterade till immunsystem. Dess koppling till det orala mikrobiomet är minst lika betydelsefull men fortfarande relativt lite utforskad. De två mikrobiella ekosystemen är separerade – men samtidigt nära sammankopplade och avgörande för att upprätthålla god allmänhälsa.

En djupare förståelse för de underliggande mekanismerna i mikrobiomet är grundläggande för att kunna få ett helhetsperspektiv på människans hälsa.

Mikrobiomet

Termen mikrobiom omfattar mikroberna, deras genetiska information och den miljö där de interagerar. Det har föreslagits att Nobelpristagaren Joshua Lederberg myntade termen mikrobiom (Hooper & Gordon, 2001), som representerar det totala genomet hos symbiotiska samhällen som är värd-associerade.

Mikrobiomet anses vara "den biotiska och abiotiska livsmiljön som omfattar samhället av mikroorganismer som är förknippade med en viss miljö eller värd. Ibland synonymt med "mikrobiota", även om det har hävdats att det senare bör reserveras för markör-genbaserade beskrivningar av den biotiska komponenten i mikrobiomet" (Marchesi & Ravel, 2015). 

Nyligen genomförda studier har identifierat mellan 90 000 och 150 000 distinkta mikrobiella stammar inom det mänskliga tarmmikrobiomet i två stora metaanalyser (Almeida et al., 2019; Pasolli et al., 2019). Det uppskattas att varje individ har mellan 150 och 400 bakteriearter i tarmkanalen (Mall et al., 2017). Dessa data erhölls genom både kulturberoende och kulturoberoende tekniker (Lloyd-Price et al., 2016).

Detta ömsesidiga samspel mellan de mikrobiella och mänskliga generna hos så många mikrobiella arter påverkar i hög grad hälsa och fysiologi:

Begreppet "balanserad tarmmikrobiom", eller eubios, är viktigt för tarmhälsan. Detta utgörs av en betydande kolonisering av bakteriefylan Firmicutes och Bacteroides, medan potentiellt skadliga arter, såsom Proteobacteria-fylumet (inklusive Enterobacteriaceae), är sällsynta.

När de senare blir mer relevanta uppstår dysbios. Dysbios har korrelerats till ett brett spektrum av tillstånd, inklusive inflammatoriska tarmsjukdomar, metaboliska störningar och fetma. Att förstå det dynamiska samspelet mellan eubios och dysbios är av yttersta vikt för terapeutiska interventioner för att korrigera mikrobiell obalans.

Det har visat sig att de vanligaste och mest dominanta fylerna, som utgör nästan 90 % av den totala mikrobiotapopulationen, är: Bacteroidetes, Firmicutes, Proteobacteria, Fusobacteria, Tenericutes, Actinobacteria och Verrucomicrobia (Jethwani & Grover, 2019).

Se gärna avsnittet av det orala mikrobiomet och dess avgörande roll för att förebygga parodontala sjukdomar och förbättra munhälsan. Här delar professor Zaura med sig av ovärderliga insikter om mikrobiella samhällen och deras djupgående inverkan på den allmänna hälsan.

Kan dessa strategier hjälpa dig att förbättra det orala mikrobiomet hos dina patienter? 

Kolla in videon!

Utveckling av tarmmikrobiomet

Den initiala bakteriella kolonisationen av mikrobiomet börjar under födseln (Salazar et al., 2014). Förlossningsmetoden påverkar i hög grad tarmflorans sammansättning hos spädbarnet. Vid en vaginal förlossning får det nyfödda barnet moderns vaginala mikrobiota, medan barnets hud vid kejsarsnitt till största delen befolkas av moderns hudmikrobiota, vilket innebär att en divergerande mikrobiell sammansättning uppstår (Clemente et al., 2012). Därefter påverkas tarmkolonisationen i hög grad av miljö- och kostfaktorer.

Det första mönstret av tarmkolonisering tros vara kaotiskt, och det finns en ökande mängd bevis som tyder på att tidiga miljöexponeringar, särskilt genom kosten, är mycket viktiga för att orsaka dessa variationer (Koening et al., 2011). I de tidiga stadierna börjar aeroba bakterier, såsom enterokocker, stafylokocker och streptokocker att kolonisera tarmkanalen, vilket skapar en miljö där ett mer anaerobt mikrobiellt samhälle kan fästa (Pop, 2012).

Således kommer utvecklingen av spädbarnets tarmmikrobiom och immunsystem att påverkas starkt av avvänjning, amning och den gradvisa introduktionen av olika livsmedel (Schwartz et al., 2012).

Utfodring

Bröstmjölk är inte steril, men rymmer upp till 600 arter av bakterier, även nyttiga arter som Bifidobacterium breve, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium longum och Bifidobacterium bifidum. Dessa mikroorganismer är ansvariga för bildandet av en frisk tarmmikrobiota hos spädbarnet och uppkomsten av ett adekvat immunsystem (Martín et al., 2009). Det är viktigt att notera att barn som ammas uppvisar ett högre antal bifidobakterier än barn som matas med modersmjölksersättning. Faktum är att en av fördelarna med amning jämfört med modersmjölksersättning är närvaron av oligosackarider. Dessa oligosackarider är prebiotika som bidrar till ett positivt bakteriesamhälle och utlöser skyddande vita blodkroppar i tarmen (Balmer & Wharton, 1989).

Bifidobakterier hämmar koloniseringen av patogena bakterier och bidrar till tarmens allmänna hälsa (Fukuda et al., 2011).

Bifidobakterier är ansvariga för att stärka tarmslemhinnan, främst genom att hindra de patogena mikroorganismerna från att kolonisera, främja immunsvar och konkurrera näringsmässigt med patologiska bakteriearter. Dessutom ökar närvaron av bifidobakterier signifikant nivån av immunglobulin A, vilket förhindrar att patogener fastnar i tarmväggen, vilket leder till en förstärkning av tarmens immunsystem (Ouwehand et al., 2002).

Förändringar i tarmmikrobiomet med åldern

Sammansättningen av tarmmikrobiotan genomgår betydande förändringar under de tidiga utvecklingsstadierna, vilket framgår av metagenomiska analyser. Olika faktorer påverkar dessa förändringar, här spelar kosten en viktig och betydande roll (Koenig et al., 2011). Även hos nyfödda kan kostens effekt på tarmmikrobiomet observeras. Under de tidiga stadierna visar mikrobiomet minimal mångfald, och kosten ger näringsämnen som i allt högre grad stöder mikrobiomdiversitet, vilket hjälper till att utveckla specifika mikrobiella populationer som behövs för laktatmetabolism (Salazar et al., 2014).

Under de första tre levnadsåren utvecklas tarmfloran fullt ut. Efter en initial dominans av bifidobakterier etableras en mer divers mikrobiota med Bacteroides och Firmicutes, vilket i regel består genom livet om inte långa kostfluktuationer eller antibiotika används (Ottman et al., 2012). 

Hos äldre ses ofta en ökad variation i mikrobiotan, som påverkas av faktorer såsom tandförlust, minskad salivsekretion, långsammare matsmältning och förändrad tarmtransit (Claesson et al., 2011; Lovat, 1996). Ett ökat fiberintag rekommenderas därför vid högre ålder.

Diet - medelhavskost främjar hälsosamt mikrobiom

Kosten är en av de primära faktorerna som reglerar tarmmikrobiotan, och kostförändringar orsakar drastiska förändringar i den allmänna hälsan. En västerländsk kost, rik på fett, bearbetat socker och laktosfritt protein som härrör från kött, och begränsad i fibrer, misstänks vara en av de viktigaste faktorerna som minskar bakteriell mångfald och minskar andra nyttiga arter än Bifidobacterium och Eubacterium (Drasar et al., 1973; Reddy et al., 1975; Wu et al., 2011). Därför har medelhavsdieten, vegansk och vegetarisk kost föreslagits som mer lämpliga för att utveckla en hälsosam sammansättning av tarmmikrobiomet. Medelhavskosten ökar förekomsten av Lactobacillus, Bifidobacterium och Prevotella. Dessutom minskar det risken för patogena bakterier som Clostridium (Bialonska et al., 2010; Clemente et al., 2012; Fava et al., 2013; Furet et al., 2010; Koloverou et al., 2016; Queipo-Ortuño et al., 2012). En vegetarisk kost kännetecknas av ett högre intag av kostfiber, vilket är avgörande för att upprätthålla integriteten hos tarmslemhinnans barriärfunktion. Denna diet är förknippad med förbättrad hälsa och förändringar i sammansättningen av tarmmikrobiotan, vilket leder till en dominans av Prevotella och Bacteroidetes samtidigt som den minskar förekomsten av patogener (Matijašić et al., 2014).

Mikrobiomet och metabol hälsa: Kopplingar till fetma, hjärt- och kärlsjukdomar och diabetes

De komplexa interaktionerna mellan tarmmikrobiotan och värden har visat sig bidra till metabola störningar som obesitas och diabetes. Studier har visat ett samband mellan obesitas och lägre nivåer av Bacteroidetes (Ley et al., 2005; Turnbaugh et al., 2006). Nivån av Bacteroidetes ökar igen efter viktminskning genom en diet med låg fetthalt och kolhydrater (Ley et al., 2006). Försökspersoner med diabetes har ett minskat antal butyratproducerande bakterier (Karlsson et al., 2013; Larsen et al., 2010; Yassour et al., 2016; Zhang et al., 2013). Butyrat är ansvarigt för att upprätthålla tarmbarriären, minska det systemiska inflammatoriska svaret och reglera insulinkänsligheten. Förutom metabola störningar som obesitas spelar mikrobiomets effekter också en roll för kardiovaskulär hälsa, främst via produktion av mikrobiella metaboliter som TMAO (trimetylamin N-oxid). TMAO är en metabolit som härrör från tarmmikrobiotan. När dess koncentration överstiger normala nivåer blir det en betydande faktor för kardiometabolisk risk (Qi et al., 2018), vilket visar en 12 % ökad risk att utveckla högt blodtryck (Ge at al., 2020) och en 62 % större risk att uppleva en kardiovaskulär händelse (Heianza et al., 2017).

Probiotika

FN:s livsmedels- och jordbruksorganisation (FAO) och Världshälsoorganisationen (WHO) definierar probiotika som "levande mikroorganismer som, när de administreras i tillräckliga mängder, ger en hälsofördel för värden." Probiotika används ofta för att förbättra homeostasen i tarmmikrobiotan, med målet att upprätthålla mänsklig tarmhälsa (Sanders et al., 2011). Eftersom tarmmikrobiella samhällen inte är permanenta och kan förändras av olika faktorer som livsstil, kost och antibiotika, kan probiotika användas för att behandla och förebygga en mängd olika tarmsjukdomar. De positiva effekterna av probiotika och deras samband med tarmsjukdomar har visats i en mängd olika studier (Blaabjerg et al., 2017; Hilty et al., 2010; Yang & Yu, 2018).

Oral-tarmaxeln: Interaktioner mellan tarm och oral mikrobiota

Det orala mikrobiomet består av ett mycket varierat samhälle av bakterier, svampar, arkéer och virus, som spelar en avgörande och betydande roll för att upprätthålla både oral och systemisk hälsa. Under förhållanden med exponering för riskfaktorer som dålig munhygien, rökning och diabetes kan dysbios av detta mikrobiom leda till parodontala sjukdomar och karies. Litteraturen tyder på att oral mikrobiomdysbios påverkar sammansättningen av tarmmikrobiomet, vilket ökar sannolikheten för systemisk inflammation och tarminflammation samt metabola störningar. Denna interaktion belyser vikten av att upprätthålla balansen i det orala mikrobiomet för att minska hälsoriskerna i större skala.

Det orala mikrobiomet innehåller mer än 770 bakteriearter, främst tillhörande Actinomycetota, Bacteroidota (Bacteroidetes), Bacillota (Firmicutes), Fusobacteriota (Fusobacteria), Pseudomonadota (Proteobacteria), Saccharibacteria (TM7) och Spirochaetota (Spirochaetes), som utgör ett av de rikaste och mest mångsidiga mikrobiella samhällena i människokroppen (Escapa et al., 2018). Dessutom innehåller det orala mikrobiomet inte bara bakterier; Förekomsten av mikroeukaryoter (svampar, amöbor och flagellater), arkéer och virus är också betydande eftersom det finns över 100 släkten av svampar i det orala mikrobiomet (Diaz et al., 2017; Diaz & Dongari-Bagtzoglou, 2021; Ghannoum et al., 2010), främst representerad av arter av Candida och Malassezia (Dupuy et al., 2014; Gabaldón et al., 2013; Hong et al., 2020).

Intressant nog innehåller munhålan många mikromiljöer som är värd för olika mikrobiella samhällen. Dessa mikrobiella samhällen har utvecklats för att uppta dessa specifika nischer. Till exempel inkluderar släkten som Fusobacterium, Veillonella och Prevotellaceae olika arter som kan kolonisera distinkta mikromiljöer i munhålan, såsom tungan, tandköttet eller tandplack (Eren et al., 2014; Mark Welch på al., 2019).

Betydelsen av den orala mikrobiotan kan inte nog betonas, eftersom två av de vanligaste sjukdomarna globalt, karies och parodontit, beror på dess dysbios. I utvecklingen av karies spelar S. mutans, en art som kan bilda biofilm och producera syra, en viktig roll. Men laktobaciller,  veillonella och C. albicans spelar också viktiga roller i patogenesen av karies (Simón-Soro & Mira, 2015). Vid utveckling av parodontit är den nödvändiga förutsättningen för uppkomsten av patologin ackumulering av bakteriell plack i form av en biofilm vid tandköttskanten (Mombelli, 2003). Nya studier har visat att, förutom de bakteriella taxa som traditionellt förknippas med parodontal sjukdom (Porphyromonas-, Treponema- och Tannerella-arter ), är Filifactor alocis, Peptoanaerobacter stomatis och Saccharibacteria potentiella parodontala patogener (Miralda & Uriarte, 2021). Vid dysbios i munhålan på grund av riskfaktorer som rökning, diabetes, dålig och felaktig munhygien eller en ohälsosam kost, ökar nivån av parodontopatogena bakterier avsevärt, vilket leder till en reaktiv inflammatorisk process i de parodontala vävnaderna (Scannapieco & Dongari-Bagtzoglou, 2021). Dessutom har det visat sig att parodontal sjukdom också ökar sannolikheten för att utveckla många och betydande systemiska tillstånd som aterosklerotiska sjukdomar, autoimmuna sjukdomar, tumörer och diabetes (Hajishengallis, 2022).

Den orala mikrobiotan och tarmmikrobiotan är inte separata enheter. Munhålan och tarmkanalen har likheter i många avseenden, t.ex. när det gäller mikrobiell sammansättning, anatomisk slemhinnestruktur och immunologiska försvar. Dessa gemensamma egenskaper tyder på att tarmsjukdomar och orala patologier kan vara sammankopplade. Faktum är att flera studier har visat att orala bakterier kan kolonisera tarmkanalen och därmed bli en integrerad del av tarmmikrobiotan (Lwauchi et al., 2019; Kageyama et al., 2017; Schmidt et al., 2019). Denna tarm-tuggummi-axel verkar vara förbunden genom saliv, hematogena och enterala vägar.

Följaktligen transporterar saliven enzymer, cytokiner, inflammatoriska celler och bakterier. Närvaron av spottslem skyddar dessa komponenter från magsyra, vilket gör att de kan nå tarmkanalen . Dessutom kan bakterier nå tarmväggarna genom hematogen spridning. Det är välkänt att orala mekaniska skador från rutinaktiviteter som intensiv tuggning eller borstning, såväl som tandingrepp som tandrengöring, kan öka risken för att orala bakterier kommer in i den systemiska cirkulationen, särskilt hos personer som drabbats av parodontal sjukdom (Lockhart et al., 2008; Parahitiyawa et al., 2009).

Spridningen av orala mikrober till tarmen kan förvärra olika gastrointestinala sjukdomar som irritabel tarm, inflammatorisk tarmsjukdom och kolorektal cancer. En studie om inflammatorisk tarmsjukdom observerade att kolonbiopsier visade närvaron av Fusobacterium, Peptostreptococcus, Staphylococcus och Streptococcus, vanliga invånare i den orala mikrobiotan (Dinakaran et al., 2019). Faktum är att patienter med svår parodontit uppvisar dysbios i sin tarmmikrobiota (Amado et al., 2020; Kawamoto et al., 2021).

Dessutom visade patienter med Crohns sjukdom och ulcerös kolit fler likheter mellan mun- och tarmmikrobiomet jämfört med friska individer. Detta tyder vidare på ett samband mellan parodontal sjukdom och inflammatorisk tarmsjukdom. Tarmkoloniseringen av den patogena orala bakterien Haemophilus parainfluenzae vid parodontit är kopplad till tarminflammation hos patienter med Crohns sjukdom. Därför kan individer med tidigt debuterande former av parodontit uppleva allvarligare symtom på Crohns sjukdom (Imai et al., 2021); Sohn et al., 2023).

Det har också antagits att dysbios i tarmmikrobiotan påverkar utvecklingen av parodontal sjukdom, med tanke på att inflammatorisk tarmsjukdom är en riskfaktor för parodontal sjukdom (Chandan & Thomas, 2017). Detta kan bero på det faktum att dysbios i tarmfloran förändrar tarmbarriärens funktion, stör immunförsvaret och leder till ökade nivåer av systemisk inflammation och därför påverkar glukos- och lipidmetabolismen. Det kan öka sannolikheten för att utveckla olika systemiska sjukdomar (Jepsen et al., 2018).

Slutligen är det värt att nämna att efter parodontal behandling liknade sammansättningen av både oral- och tarmmikrobiota hos parodontala patienter mycket den hos parodontalt friska patienter (Baima et al., 2024).