Pseudomonadota: „złe” bakterie, które mają zdrowe jelita

Całe pokolenie podręczników nazywało je Proteobacteria. Potem nazwa się zmieniła i te same bakterie noszą dziś miano Pseudomonadota. W samych organizmach nic się nie ruszyło — ale zmiana szyldu to dobry pretekst, żeby przyjrzeć się jednej z najbardziej użytecznych, moim zdaniem, myśli w nauce o jelitach. Tej grupy nie da się posortować na dobrą i złą. Tę grupę czyta się jako poziom. To, ile jej nosisz, mówi znacznie więcej niż sam fakt, że w ogóle ją nosisz.

Czym jest, w jednym zdaniu

Pseudomonadota to bardzo duży typ bakterii Gram-ujemnych — jedna z najszerszych gałęzi bakteryjnego drzewa rodowego — do którego należą Escherichia coli, Salmonella, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Neisseria, Haemophilus oraz wiążące azot ryzobia żyjące w korzeniach fasoli i grochu.

Zapamiętaj, jak zgrubna jest to ranga. Typ to nie rodzina i już na pewno nie gatunek. Dwie bakterie przypisane do tego samego typu mogą zarabiać na życie zupełnie inaczej i w zupełnie innych miejscach. Ten jeden fakt rozbraja większość tego, co czytasz o tej grupie w internecie.

Dlaczego zmieniła się nazwa

Przez dziesięciolecia nazwy „Proteobacteria” używano wszędzie, a nigdy nie została ona ważnie opublikowana zgodnie z Międzynarodowym Kodeksem Nomenklatury Prokariotów — kodeks po prostu nie obejmował rangi typu. Kiedy Międzynarodowy Komitet Systematyki Prokariotów przegłosował włączenie tej rangi, nazwy trzeba było zbudować na rodzaju typowym. Oren i Garrity opublikowali formalne opisy 42 typów, żeby nadać ich nazwom ważny status, a ten, zbudowany na rodzaju Pseudomonas, stał się Pseudomonadota ¹.

Zastrzeżenie, powiedziane na głos: to księgowość, a nie biologia. Nie zmieniła się ani jedna właściwość tych bakterii. Obie nazwy odnoszą się do tych samych organizmów i przez lata będziesz spotykać w piśmiennictwie obie.

Gdzie żyje w ciele

Wszędzie tam, gdzie masz wilgotną powierzchnię, siedzi na niej pewnie kawałek tego typu. Przegląd zdrowych dorosłych w ramach Human Microbiome Project pokazał rzecz ogólną: nawet zdrowi ludzie zaskakująco różnią się między sobą tym, jakie drobnoustroje zajmują ich jelita, skórę i inne siedliska — nie ma jednej normalnej społeczności, do której można by się porównać ⁹.

W jelicie grubym zdrowego dorosłego typ ten jest obecny, ale poboczny. Od tej obserwacji zaczyna się przegląd Shin, Whona i Bae z 2015 roku w Trends in Biotechnology: naturalna mikrobiota jelitowa człowieka zawiera go zwykle tylko w niewielkiej proporcji ². Dla skali: kohorta kolonoskopowa opublikowana w Hepatology w 2023 roku zmierzyła go wprost na śluzówce jelita i znalazła do 8 % u zdrowych osób z grupy kontrolnej, do 11 % u osób z pierwotnym stwardniającym zapaleniem dróg żółciowych i do 19 % u osób po przeszczepieniu wątroby ⁴. Traktuj to jako odczyty z biopsji jednej kohorty, a nie jako zakres referencyjny — względne liczebności przesuwają się wraz z miejscem pobrania i metodą sekwencjonowania.

Na języku siedzą Neisseria i Haemophilus ⁵. A w pierwszych dniach po urodzeniu, zanim okrężnica stanie się tym pozbawionym powietrza miejscem, którym pozostanie do końca życia, rządzą zwykle beztlenowce względne, takie jak Enterobacteriaceae ¹⁰.

Co robi dla nas

Wiąże azot. Ryzobia — członkowie Alphaproteobacteria i Betaproteobacteria — żyją w glebie jako wolne bakterie, potem zakażają korzenie roślin strączkowych i przekształcają się w wiążące azot bakteroidy, wyciągając azot z powietrza do postaci, której roślina może użyć ⁶. Na tej chemii opiera się cały łańcuch pokarmowy, a należy ona do tego typu.

Pomaga ustawić twoje ciśnienie krwi. Azotany z warzyw są połykane, wydzielane z powrotem do śliny i redukowane do azotynów przez bakterie redukujące azotany na tylnej części języka. Przegląd w IJMS wymienia Veillonella, Actinomyces, Haemophilus i Neisseria jako najliczniejsze z tych reduktorów — tylko dwa ostatnie należą do tego typu. Azotyn zasila potem szlak azotan–azotyn–tlenek azotu, a ten sam przegląd zauważa, że płukanka z chlorheksydyną i czyszczenie języka mogą osłabić ten obniżający ciśnienie efekt ⁵. Zastrzeżenie ma tu znaczenie: to przegląd zależności, a nie badanie, które każe ci odstawić płukankę zaleconą przez stomatologa.

Może przekazywać dalej jelito noworodka. Standardowe wyjaśnienie, dlaczego niemowlęta przechodzą od beztlenowców względnych do Bifidobacterium, brzmi tak: pierwsi osadnicy zużywają tlen pozostały w okrężnicy i czynią ją zdatną do życia dla bezwzględnych beztlenowców. Praca z mSystems z 2022 roku zbudowała model metaboliczny i wykazała, że same różnice w stężeniu tlenu wewnątrz okrężnicy potrafią odtworzyć zmienność obserwowaną między niemowlętami ¹⁰. Bądźmy precyzyjni: to model obliczeniowy sprawdzający, czy hipoteza się trzyma, a nie badanie kliniczne.

Co robi przeciwko nam

Ten sam typ dostarcza zdumiewającej części organizmów, które kładą ludzi do szpitala — choć najsłynniejsze nazwisko ze starej listy po cichu z niej zeszło. Helicobacter pylori przez dziesięciolecia uczono jako proteobakterię, ale gałąź epsilon, na której siedzi, została podniesiona do rangi osobnego typu: taksonomia NCBI umieszcza Helicobacter w Campylobacterota, a nie w Pseudomonadota. Metaanaliza, która w 2015 roku przypisała go szacunkowo 4,4 miliarda ludzi na świecie, z łączną częstością od 70,1 % w Afryce do 24,4 % w Oceanii, jest więc pomiarem sąsiedniego typu ⁷. Warto powiedzieć to głośno, bo większość stron o tej grupie wciąż go do niej wlicza.

A w globalnym oszacowaniu obciążenia z 2019 roku, opublikowanym w The Lancet, naliczono szacunkowo 4,95 miliona zgonów powiązanych z bakteryjną opornością na antybiotyki i 1,27 miliona zgonów jej przypisanych. Spośród sześciu patogenów odpowiadających za najwięcej zgonów związanych z opornością cztery — Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii i Pseudomonas aeruginosa — to Pseudomonadota ⁸. To oszacowania modelowe z szerokimi przedziałami niepewności, co autorzy mówią wprost.

Mechanizm: chodzi o tlen

Oto część warta zapamiętania. Shin i współpracownicy zaproponowali, że zwiększona częstość tego typu jest potencjalną sygnaturą diagnostyczną dysbiozy i ryzyka choroby ². Litvak i współpracownicy wyłożyli potem mechanizm: śluzówka zdrowej okrężnicy jest niedotleniona, co utrzymuje beztlenowe warunki w świetle jelita i sprzyja bezwzględnym beztlenowcom. Zapalenie albo kuracja antybiotykiem podnosi natlenienie przy tej śluzówce, a beztlenowce względne z tego typu — które potrafią oddychać tlenem wtedy, gdy ich sąsiedzi nie potrafią — rozkwitają na tej różnicy ³.

To twierdzenie da się sprawdzić i zostało sprawdzone. W badaniu z mBio z 2021 roku wywołane chemicznie (siarczanem dekstranu sodu) zapalenie jelita grubego u myszy spowodowało utratę niedotlenienia nabłonka i zależną od oddychania ekspansję E. coli; kwas 5-aminosalicylowy przywrócił niedotlenienie i wyhamował ekspansję — ale nie u myszy, których śluzówce jelita brakowało receptora PPAR-γ, przez który ten lek działa ¹¹. Myszy i istniejący lek na wrzodziejące zapalenie jelita grubego. To pokazuje, że w tym modelu mechanizm jest prawdziwy. To nie jest powód, żeby ktokolwiek brał mesalazynę dla przemodelowania mikrobioty.

Czego to nie znaczy

Jeśli konsumencki test jelitowy poda ci podwyższony odsetek Pseudomonadota, to nie jest rozpoznanie. Żaden zwalidowany próg nie oddziela zdrowia od choroby, liczba przesuwa się wraz z metodą pobrania, a — jeśli mechanizm tlenowy jest słuszny — rozkwit siedzi poniżej uszkodzonej śluzówki jelita, a nie powyżej niej ³. Odczyt jest czujnikiem dymu, a nie pożarem.

Uczciwe podsumowanie jest tym najmniej dramatycznym. Ten typ karmi uprawy, wytwarza azotyn w twoich ustach, przygotowuje okrężnicę noworodka i dostarcza też części najgroźniejszych patogenów, z jakimi mierzy się medycyna. Obecność jest normalna. To linia trendu niesie informację — a użytecznym pytaniem zawsze jest to, co stało się ze śluzówką jelita, że pozwoliła poziomowi wzrosnąć.