Как называются инновационные синтезированные препараты на основе метаболитов кишечной микрофлоры

Эффекты воздействия пробиотиков на организм человека

Пробиотики (синоним эубиотики) — непатогенные для человека (или животного) бактерии или другие микроорганизмы, обладающие антагонистической активностью в отношении патогенных и условно патогенных микроорганизмов и обеспечивающие восстановление нормальной микрофлоры человека или выполняющие другие полезные для человека (или животного) функции. Пробиотики — это живые микроорганизмы, которые могут быть включены в состав различных пищевых продуктов, лекарственных препаратов и пищевых добавок.

Микроорганизмы, обеспечивающие пробиотические свойства

Чаще всего в качестве пробиотиков используются определенные штаммы лактобактерий (лат. Lactobacillus) и бифидобактерий (лат. Bifidobacterium). Из других микроорганизмов в качестве пробиотиков используются некоторые штаммы кишечной палочки (лат. Escherichia coli), энтерококков (лат. Enterococcus), бацилл (вид Bacillus coagulans), пропионибактерий (подвид Propionibacterium freudenreichii spp. shermanii).

Также в качестве пробиотиков используются дрожжевые грибки из рода сахаромицетов — сахаромицеты Буларди (лат. Saccharomyces boulardii).

Применение пробиотиков при вспомогательной терапии различных заболеваний

Существуют противоречивые сведения о возможности применения пробиотиков в отношении профилактики и лечения различных заболеваний.

Широко применяемые в России лекарства-пробиотики Линекс и Бифиформ

Пробиотики влияют на кишечную микрофлору за счет увеличения числа полезных анаэробных бактерий и уменьшением популяции потенциально патогенных микроорганизмов. Пробиотики оказывают воздействие на желудочно-кишечную экосистему стимулируя иммунные механизмы слизистой оболочки и неиммунные механизмы через антагонизм/соперничество с потенциальными патогенами. Предполагается, что этот феномен вызывает положительные эффекты, включающие уменьшение частоты и тяжести диареи, и является одним из наиболее признанных действий пробиотиков. Пробиотики уменьшают риск развития рака толстой кишки на животных моделях, вероятно, за счет их роли в подавлении активности определенных бактериальных ферментов, которые могут повышать уровень прокарциногенов, но у человека этот факт не доказан.

Шоколадные батончики - пробиотики

Хорошо известно о положительном эффекте от приема пробиотиков при диареях различной природы.

Некоторые штаммы пробиотиков эффективны для повышения иммунного ответа. Некоторые штаммы пробиотиков могут уменьшать метеоризм и боль при синдроме раздраженного кишечника. Пробиотический штамм Escherichia coli Nessle может быть полезен при поддержании ремиссии язвенного колита.

В настоящее время FDA США не одобряет любые утверждения о возможности пробиотиков снижать риск заболевания.

Рекомендуем ознакомиться с позицией Американской гастроэнтерологической ассоциации в отношении применения пробиотиков при лечении различных заболеваний, изложенным в переведенной нами брошюре для пациентов Пробиотики. Что это такое и что они могут дать?, а также с брошюрой Всемирной гастроэнтерологической организации Пробиотики и пребиотики.

Применение пробиотиков при лечении диареи и запоров

Различные пробиотические штаммы, включающие Lactobacillus reuteri ATCC 55730, Lactobacillus rhamnosus GG, Lactobacillus сasei DN-114 001 и Saccharomyces cerevisidae (boulardii) доказали свою эффективность в снижении тяжести и длительности острой инфекционной диареи у детей. Оральное применение пробиотиков уменьшает длительность диарейной болезни у детей приблизительно на одни сутки.

Для профилактики диареи у детей и взрослых имеются доказательства об эффективности Lactobacillus rhamnosus GG, Lactobacillus сasei DN-114 001 и Saccharomyces boulardii.

Пробиотки эффективны при лечении антибиотико-ассоциированных диарей, в том числе вызванных Clostridium difficile.

Одним из направлений профилактики и лечения функциональных запоров является включение в рацион представителей нормальной микрофлоры кишечника. Первыми бактериями, использованными в качестве пробиотика, были лактобактерии. Позднее стали использовать бифидобактерии, в частности, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum и Bifidobacterium animalis (А.И. Парфёнов и др.).

Применение пробиотиков при эрадикации Helicobacter pylori

Пробиотик BioGaia, содержащий Lactobacillus reuteri

Резистентность к антибиотикам является ведущим фактором неудачной эрадикации Helicobacter pylori. Побочные эффекты, возникающие при применении антибиотиков, уменьшают комплаенс пациентов. Это обусловливает поиск альтернативных вариантов эрадикации HP. В таких случаях одним из препаратов выбора могут явиться пробиотики. Они участвуют в стабилизации барьерной функции желудка и уменьшении воспаления его слизистой. В исследованиях in vitro показано, что штамм Lactobacillus acidophilus Lai вырабатывает соединение с антимикробной активностью, снижающее жизнеспособность HP. Пробиотики Lactobacilli и Bifdobacteria, выделяют бактериоцины, которые могут ингибировать рост HP и уменьшать ее адгезию к эпителиоцитам желудка. Однако результаты немногочисленных исследований использования пробиотиков в монорежиме свидетельствуют об успешности эрадикации HP лишь у 43—48% инфицированных. Сочетанное применение пробиотиков с ингибиторами протонной помпы повышает эффективность эрадикации HP в сравнении с их применением в монорежиме, улучшает кишечный микробиоценоз, не вызывает побочных эффектов, которые часто встречаются при стандартной эрадикационной схеме, оказывает определенное гепатопротективное действие, а также повышает комплаенс пациентов, является экономичным и безопасным методом (Л.Б. Лазебник, М.Н. Рустамов).

Ряд штаммов лактобактерий, бифидобактерий и Bacillus clausi вероятно уменьшают побочные эффекты антибиотикотерапии и способствуют согласию пациента на проведение лечения. Некоторые штаммы эффективны в снижении побочных действий препаратов, но не влияют на уровень эрадикации. Определенные пробиотики могут быть полезны в качестве вспомогательной терапии при эрадикации H. pylori с помощью антибиотиков (WGO. Пребиотики и пробиотики. Практические рекомендации)

На сегодняшний день результаты сразу нескольких последних метаанализов демонстрируют, что добавление определенных штаммов пробиотиков в стандартные схемы ЭТ способствует увеличению эффективности эрадикации, а также снижению частоты побочных явлений со стороны ЖКТ, связанных с проводимым лечением. Эти данные позволяют предположить, что в схемах ЭТ целесообразнее использовать мультикомпонентные пробиотики, которые характеризуются более высокой антибактериальной активностью по сравнению с отдельными штаммами, за счет потенцирования действия друг друга (Андреев Д.Н. и др.).

Лекарства-пробиотики

линекс

К лекарствам-пробиотикам (имеющих описание в данном справочнике) относятся: Ацилакт, Аципол, Бифиформ, Бифидумбактерин, Лактобактерин, Линекс, Энтерол и другие.

    (Lactobacillus acidophilus sp. L. gasseri) (Bifidobacterium infantis var. liberorum) (Enterococcus faecium).
Пробиотики — биологические активные добавки

В настоящем справочнике имеются описания некоторых биологических активных добавок (БАДов) — пробиотиков: Бифиформ Бэби, Бифиформ Малыш и Бифиформ Комплекс, Витафлор, Бак-Сет и другие.

  • бифидобактерии (штамм Bifidobacterium animalis lactis BB-12) — не менее 1 000 000 000 бактериальных клеток
  • лактобактерии (штамм Lactobacillus rhamnosus ATCC 53103 LGG) — не менее 1 000 000 000 бактериальных клеток
  • лактобактерии (штамм Lactobacillus acidophilus LA-5) — не менее 1 000 000 000 бактериальных клеток — не менее 720 мг.
Пробиотики и ферментация пищи

Молочнокислые бактерии, включая штаммы лактобактерий, которые использовались в течение тысячелетий для ферментации пищи, обладают двойным действием как ферментативные агенты и, дополнительно, потенциальным оздоравливающим эффектом. Тем не менее, строго говоря, термин «пробиотики» должен употребляться в отношении живых микроорганизмов, показавших в контролируемых исследования пользу для здоровья человека. Ферментация пищевых продуктов дает им характерный вкус и увеличивает их кислотность, что предотвращает заражение потенциальными патогенами. Ферментация в основном применяется в сохранении широкого спектра сельскохозяйственных продуктов (зерновые культуры, корнеплоды, клубни, фрукты и овощи, молоко, мясо, рыба и т.д.).

Публикации для профессионалов здравоохранения, затрагивающие вопросы применения пробиотиков в гастроэнтерологии

На сайте GastroScan.ru в разделе «Литература» имеется подраздел «Пробиотики, пребиотики, синбиотики, симбиотики», содержащий статьи, затрагивающие вопросы применения пробиотиков, пребиотиков и синбиотиков при терапии органов ЖКТ.

Пробиотики и пребиотики для кишечника

Каждый человек рождается со стерильным кишечником, но в течение года эта часть организма заселяется вредными и полезными микроорганизмами. На протяжении жизни соотношение бактерий меняется под воздействием разных факторов: питания, болезней, эмоционального состояния и т. д. Даже если баланс смещается в сторону вредных микрокультур и бактерий, со временем все приходит в норму. Иногда этот процесс затягивается, поэтому врач назначает пробиотики и пребиотики для кишечника – препараты, восстанавливающие микрофлору.

Что такое микрофлора кишечника

Всем известно, что большинство острых и хронических заболеваний развиваются по вине бактериальных возбудителей. Но не стоит забывать о триллионах полезных микроорганизмов, сопровождающих человека на протяжении всей жизни (это взаимовыгодное сотрудничество, получившее название «симбиоз»). Бактерии живут внутри тела и на поверхности, выполняют массу функций: от нормализации пищеварительных процессов до укрепления иммунитета. Наибольшего внимания заслуживает микрофлора кишечника, лидирующая по видовому и количественному разнообразию культур.

До родов плод находится в стерильной обстановке, а в его теле нет ни одной бактерии. С появлением ребенка на свет запускается и процесс формирования микрофлоры. Проходя через родовые пути, малыш «знакомится» с микроорганизмами матери, в т. ч. лактобактериями, защищающими неокрепший организм от инфекций. По мере взросления и грудного вскармливания кишечник продолжает заселяться новыми видами, в том числе бифидобактериями. Уже к первому месяцу жизни соотношение микроорганизмов становится более-менее стабильным.

Сегодня ученые считают, что организм человека и микрофлора тесно переплетаются и не могут существовать друг без друга. Например, была обнаружена связь между состоянием кишечника и работой головного мозга. Нарушение состава или количества микрокультур и бактерий в ЖКТ влияет на психику и эмоциональное состояние, вызывает тревожность, подавленность, другие неприятные симптомы.

Читайте также:  Применение системной тромболитической терапии при остром ишемическом инсульте в практике

Пробиотики и пребиотики для кишечника

Из-за чего происходит нарушение микрофлоры

Существует множество причин, которые могут вызывать нарушения и требовать использования и приема пробиотиков. К основным относятся:

  • Неправильное питание. Приемы пищи в разное время суток, переедание, частая смена рациона, злоупотребление продуктами, содержащими химикаты – все это осложняет работу бактерий, ухудшает всасывание питательных веществ.
  • Вредные привычки. Курение, злоупотреблением сахаром и алкоголем нарушают баланс вредных и полезных микрокультур.
  • Прием некоторых препаратов. Лечение антибиотиками, гормонами, антидепрессантами, сульфаниламидами и слабительными средствами может оказаться губительным для микрофлоры. Поэтому вместе с перечисленными медикаментами врачи часто назначают прием пробиотиков.
  • Нездоровый образ жизни: постоянные стрессы, хронический недосып.
  • Паразитарные инвазии (заражение организма гельминтами).
  • Имеющиеся в кишечнике очаги воспаления.
  • Бесконтрольное применение клизм.
  • Использование радио- и химиотерапии при лечении онкологических болезней.

Симптомы нарушения микрофлоры кишечника

По каким признакам можно заподозрить нарушение микрофлоры:

  • Проблемы с желудком и кишечным трактом: чувство тяжести в животе, тошнота, отрыжка, вздутие, чрезмерное газообразование, неприятный запах изо рта, изжога.
  • Расстройства стула: запор, диарея.
  • Слабость, подавленность, бессонница, депрессия, быстрая утомляемость.
  • Повышение чувствительности к разным веществам и препаратам, развитие аллергических реакций.
  • Нездоровый цвет лица, ухудшение состояния ногтевых пластин, кожи, волос.
  • Набор лишнего веса.

Перечисленные симптомы неоднозначны, т. к. могут быть признаками дисбактериоза и других патологических состояний. Заметив ухудшение общего самочувствия, снижение тонуса и работоспособности, необычную реакцию организма на прием каких-либо новых медпрепаратов, обратитесь к врачу. Если диагностика подтвердит нарушение микрофлоры, помогите желудочно-кишечному тракту восстановить бактериальный баланс с помощью специальных препаратов. Прежде всего, к ним относятся пробиотики и пребиотики. Попробуем разобраться с тем, как они работают и чем отличаются друг от друга.

Как восстановить микрофлору кишечника

Перечисленные препараты можно отнести к категории медикаментов, предназначенных для восстановления микрофлоры, улучшения перистальтики. Они используются в профилактических и лечебных целях, назначаются детям и взрослым (эти препараты можно принимать в т. ч. беременным пациенткам, пожилым людям). Разница заключается в следующем:

    являются живыми микроорганизмами – функциональными и безвредными. Они заселяют пищеварительный тракт, меняя соотношение полезных и вредных культур и бактерий в правильную сторону. – это питательная среда, стимулятор роста и биологической активности полезных бактерий. Иными словами, пребиотики советуют принимать, чтобы повысить эффективность пробиотиков.

Для выбора препарата воспользуйтесь нашей статьей, помощью врача или сотрудника аптеки.

Пробиотики и пребиотики для кишечника

Нормы и вариации пробиотиков

Пробиотики для кишечника невероятно полезны. Они населяют организм ценными бактериями, противодействуют патогенам, улучшают пищеварительные процессы, повышают иммунную защиту. Основная часть культур (пробиотиков), населяющих ЖКТ, представлена бифидо- и лактобактериями. Они включают в себя множество подвидов, каждый из которых выполняет определенную функцию.

Какие виды пробиотиков можно найти в аптеках:

  • Монокомпонентные (поколение 1). Эти препараты содержат культуры только одного вида (например, лакто- либо бифидобактерии).
  • Антагонисты (поколение 2). Данные препараты второго поколения состоят из хороших бактерий, противодействующих патогенной флоре.
  • Поликомпонентные симбиотики (поколение 3). Пробиотики, содержащие разные виды бактерий или несколько штаммов одной микрокультуры. Компоненты препаратов подобраны так, чтобы усиливать действие друг друга.
  • Сорбированные бифидосодержащие (поколение 4). Содержат вещества, оказывающие при их приеме сильное иммуномодулирующее действие.
  • Синбиотики (поколение 5). Включают живые микроорганизмы нескольких видов и пребиотики, служащие питательной средой.

Препараты продаются в жидком, сухом виде. Некоторые из них содержат дополнительные вещества – пробиотические энтерококки. Они используются для коррекции дисбактериозов, их рекомендуют принимать в комплексном лечении функциональных нарушений и хронических патологий ЖКТ.

Могут ли навредить пробиотики

Пробиотики содержат микроорганизмы, населяющие кишечник каждого человека, поэтому ограничений к их применению очень мало. Препараты назначаются всем взрослым, за исключением лиц с иммунодефицитами, онкологическими болезнями кровеносной и лимфатической систем. Во время беременности и лактации пробиотики использовать можно, но принимать их следует с осторожностью. Прежде чем давать лекарство ребенку, изучите инструкцию к препарату и убедитесь в отсутствии возрастных противопоказаний.

ЗАЧЕМ НУЖНЫ «БИОТИКИ»?

По вопросам внутреннего здоровья, и, в частности, для восстановления нормальной микрофлоры с помощью биотиков, обращайтесь к врачам терапевтам Клиники Роса.

История

В «Этюдах оптимизма» лауреат Нобелевской премии в области физиологии и медицины Илья Ильич Мечников, рассуждая о продолжительности жизни живых существ, высказал мысль о том, что «долговечность» связана с кишечной флорой. «Если теория, по которой преждевременная и болезненная старость зависит от отравления наших тканей ядами, идущими главным образом из наших кишок и вырабатываемыми преимущественно кишечными микробами, справедлива, то очевидно, что все, что мешает кишечному гниению, в то же время должно улучшить и отдалить старость», — писал он, подтверждая эти слова «примерами долговечности народов, питающихся главным образом кислым молоком». Его рецепт приготовления чистых культур «болгарского бацилла» с сахаром можно считать первым «официальным» пробиотиком.

Микробная флора

Медицинская наука и практика подтвердила справедливость мнения Мечникова. Более того, в настоящее время человек рассматривается как суперорганизм, в котором в содружестве с хозяином существует разнообразная микробная флора — микробиом. При этом человек отнюдь не исключение из правила – суперорганизмами являются большинство, если не все животные и растения. Количество наших «меньших братьев» огромно — число микробов превышает число клеток организма, а их масса составляет примерно 5% от массы тела (к примеру, микробы весят больше, чем мозг!). Каждый человек имеет свой собственный уникальный микробиом, который стабилен и стремится к восстановлению после нарушений.

Взаимодействие между организмом хозяина и микрофлорой является взаимовыгодным —человек предоставляет микробиому среду обитания, а бактерии, в свою очередь, выполняют множество крайне необходимых хозяину функций. Полезная микрофлора участвует в процессах пищеварения. Постоянно конкурируя с микробами, поступающими с пищей из внешней среды, она обеспечивает иммунную защиту хозяина, разрушает токсины, синтезирует антимикробные вещества, активирует синтез иммуноглобулинов. Микробиота также синтезирует организму-хозяину полезные вещества (аминокислоты, витамины), а при помощи своих метаболитов регулирует разнообразные процессы. Доказано, что продукты микробного метаболизма действуют как сигнальные молекулы, оказывая прямое влияние на функции кишечника, печени, головного мозга, на процессы в жировой и мышечной ткани.Таким образом, микробиоту можно рассматривать как отдельный орган, по метаболической активности сопоставимый с печенью! А наш кишечник (прежде всего толстую кишку) можно рассматривать как своеобразный биореактор с огромными возможностями.

Различные неблагоприятные факторы — неправильный режим питания, прием лекарств, экологическая обстановка — могут привести к нарушениям микробиоты, расстройствам пищеварения, повышению риска инфекционных и других заболеваний, (в том числеонкологических), снижению качества и продолжительности жизни. Даже психическое здоровье (тревожные расстройства, депрессия, адекватное поведение) зависит от здоровья кишечного микробиома.

Зачем нужны «биотики»?

Психосоматические расстройства

Одна из распространенных форм психосоматических расстройств это нарушения в работе желудочно-кишечного тракта. Синдром раздраженного кишечника, запоры и диарея, неприятные ощущения в животе и др. — часто встречающиеся жалобы при тревожных, депрессивных, астенических состояниях. При обследовании никаких грубых структурных нарушений не выявляется, а вот микрофлора, практически всегда, изменена. Поэтому, наряду с психотерапией и другими методами лечения часто используется диетотерапия и прием биотиков.

Пробиотики

Скорректировать нарушения микрофлоры можно частично питанием, частично приемом специальных препаратов. Очевидное решение — заселить кишечник извне полезными бактериями, как предлагал Мечников. Такие препараты, содержащие живые микроорганизмы, в основном различные штаммы лакто- и бифидобактерий, называют пробиотиками (в переводе «для жизни»). Пробиотики остаются средством первого ряда в коррекции микробиоты кишечника при лечении ротавирусной кишечной инфекции, диареи путешественников, рецидивов бактериального вагиноза, в профилактике атопического дерматита и других нарушений.

Пребиотики

Следующим этапом стала разработка пребиотиков, веществ, необходимых для питания полезных бифидо- и лактобактерий и стимулирующих их рост. К пребиотикам относятся фруктоолигосахариды— инулин и олигофруктоза. Пребиотики добавляют в детские смеси как раз для стимулирования роста полезных микроорганизмов,однако их эффекты выходят за рамки влияния на кишечную микробиоту. Результаты клинических исследований доказывают благоприятное влияние пребиотиков на иммунитет, риск развития аллергии, на психическое состояние. Поскольку в пребиотиках нет живых бактерий, то антибиотики на них не действуют, и прием пребиотиков вместе с антибиотиками обеспечивает эффективную защиту кишечной микрофлоры.

Читайте также:  Кальций железо йод и другие элементы

Синбиотики

Препараты, содержащие одновременно пробиотики и пребиотикиполучили название синбиотиков. Синбиотики обладают более выраженным фармакологическим эффектом за счет взаимного усиления действия компонентов.

Метабиотики

Самые современные представления о коррекции микрофлоры основаны на применении метабиотиков. Оказалось, что при приеме живых штаммов лишь небольшая часть доходит до «места назначения», и положительный их эффект обусловлен в основном продуктами метаболизма. Поэтому были предложены препараты на основе бактериальных метаболитов— метабиотики. Поскольку бактерии кишечника продуктами своего метаболизма регулируют многие биохимические процессы, применение метабиотиков позволяет напрямую сбалансировать микробиоценоз кишечника и стимулировать рост нужных бактерий.

Итак, связь между здоровьем микробиоты и нашим здоровьем не вызывает сомнений. Коррекция состояния микробиома необходима в целях профилактики и лечения многих заболеваний, и разнообразные «биотики» предоставляют нам эту возможность.

По вопросам внутреннего здоровья, и, в частности, для восстановления нормальной микрофлоры с помощью биотиков, обращайтесь к врачам терапевтам Клиники Роса.

Новые функции кишечной микрофлоры

Обзор

«Мы есть то, что мы едим» (Гиппократ).

Автор
Редакторы

Статья на конкурс «био/мол/текст»: «Мы есть то, что мы едим». Так говорил Гиппократ. Но мог ли он себе представить, насколько он был прав? Судя по последним научным данным, потребляемая пища очень сильно влияет на нашу кишечную микрофлору, которая в конечном счете влияет на наш организм. Причем влияет вполне осязаемо — например, меняя наш вес! Получается замкнутый круг: человек — микрофлора — человек.

«Био/мол/текст»-2016

Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «био/мол/текст»-2016.

Генеральным спонсором конкурса, согласно нашему краудфандингу, стал предприниматель Константин Синюшин, за что ему огромный человеческий респект!

Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма «Атлас».

Спонсор публикации этой статьи — Алексей Петрович Семеняка.

Давно известна роль кишечной микрофлоры в регуляции многих процессов организма. К примеру, она формирует защитный барьер слизистой оболочки кишечника, стимулирует иммунную систему [1], нейтрализует токсины, продуцирует витамины, переваривает клетчатку и многое-многое другое. Но наука, как известно, не стоит на месте, и появляются новые данные. Так, например, теперь рассматривается взаимосвязь между состоянием кишечной микрофлоры и ожирением, а также развитием сахарного диабета (СД) 2-го типа!

Что такое нормофлора и каковы ее функции

Напомним, что представляет собой нормальная микрофлора человека. Нормофлора (микрофлора в нормальном состоянии, или эубиоз) — это совокупность микробных популяций отдельных органов и систем, характеризующаяся определенным качественным и количественным составом и поддерживающая биохимическое и иммунологическое равновесие, необходимое для сохранения здоровья человека.

Кишечный микробиом, упоминаемый некоторыми авторами как отдельный орган, несет ответственность за метаболические процессы в организме (рис. 1). Бактерии инактивируют ферменты, гормоны, токсины, разлагают желчные кислоты, нейтрализуют аллергены, образуют молочную кислоту, что помогает пищеварению, способствуют всасыванию витаминов D и B12, кальция и железа в кишечнике, а также синтезируют витамины B1, B2, B6, B12, H, К, C, никотиновую, пантотеновую и фолиевую кислоты [2]. Микрофлора определяет в значительной степени не только физическую составляющую человеческой жизни, но и психическую. Обнаружено, что отходы жизнедеятельности бактерий могут непосредственно влиять на мозг. Например, как минимум два типа кишечных бактерий производят γ-аминомасляную кислоту (ГАМК) [3] — нейромедиатор, ответственный за своевременное гашение процессов возбуждения в центральной нервной системе, а возможно, и помогающий поддерживать нормальный сон и усваивать глюкозу [4]. А последние научные разработки касаются связи состава кишечной микробиоты с проявлением аутизма и депрессии.

Функции нормальной микрофлоры

Рисунок 1. Основные функции нормальной микрофлоры.

Метаболическая активность кишечной микробиоты, помимо удовлетворения собственных нужд бактерий, способствует извлечению калорий из потребляемой хозяином пищи, помогает запасать эту энергию в его жировых депо, то есть формировать жировую ткань. В экспериментах с гнотобиотическими (безмикробными) и заселенными определенными бактериями мышами было показано, что кишечная микрофлора обеспечивает разложение неперевариваемых хозяином полисахаридов пищи до усваиваемых форм — но это сложно назвать новостью. Находкой же стало то, что этот процесс сопровождался усилением всасывания моносахаридов из кишечника и их поступления в воротную вену — возможно, благодаря повышению плотности капиллярной сети в слизистой оболочке тонкой кишки под влиянием микробиоты. Это вело к усилению печеночного липогенеза, то есть синтеза жирных кислот из углеводов. Дело в том, что клетки печени реагируют на повышение уровня глюкозы и инсулина в крови экспрессией генов транскрипционных факторов ChREBP и SREBP-1, которые активируют гены биосинтеза триглицеридов, то есть жиров. Усиление выработки этих транскрипционных факторов и наблюдали после заселения мышиных кишечников микробиотой. Кроме того, кишечные бактерии помогали размещать новопроизведенные триглицериды в жировых клетках (адипоцитах), вмешиваясь в работу хозяйских генов: микрофлора увеличивала активность необходимой для этого липопротеинлипазы, подавляя в эпителии тонкого кишечника синтез ее ингибитора.

Однако здесь стоит напомнить, что речь шла о мышах, о конкретном энтеротипе их микрофлоры (биоценозе, в котором преобладают определенные группы бактерий) и вообще о базовых функциях микробиоты. Поэтому не нужно на основании этой работы делать вывод о вредном влиянии любых кишечных бактерий на хозяина, просто именно так появилась гипотеза о множественных и взаимосвязанных механизмах влияния кишечной микробиоты на энергетический обмен хозяина, а с ней и надежда на то, что коррекция этого влияния поможет справиться с эпидемией ожирения [5]. Авторы работы предположили, что микробный «биореактор» у одного индивида может быть более энергоэффективным, чем у другого. И факторы, влияющие на это, мы еще затронем.

Микрофлора у людей с нормальным весом и с ожирением различается

Недавние эксперименты показали, что изменения микрофлоры относятся к причинам ожирения, а не к его следствиям. Если кишечник гнотобиотических мышей заселить микробиотой мышей с ожирением, животные будут набирать вес быстрее, чем в случае пересадки бактерий от худых мышей. Более того, по составу микробиоты можно с 90-процентной вероятностью предсказать, есть ли у человека ожирение [6]. Только представьте! А теперь вообразите, что, изменяя состав кишечной микрофлоры человека, можно будет регулировать его вес (рис. 2).

Состав микрофлоры кишечника тучного человека

Рисунок 2. Чем примечателен состав микрофлоры кишечника тучного человека?

Многократно выявляли, что при ожирении увеличивается количество представителей типа Firmicutes (например, Clostridium coccoides, C. leptum) и семейства Enterobacteriaceae (Esherichia coli). В то же время снижается количество представителей типа Bacteroidetes (Bacteroides, Prevotella), сокращаются популяции бактерий родов Bifidobacterium и Lactobacillus [7]. Ранее было показано, что высокожировая диета способствует воспалению слизистой оболочки кишечника, опосредованному снижением численности лактобактерий. Это воспаление предрасполагает к развитию ожирения и инсулинорезистентности, то есть СД 2-го типа. В 2016 году в экспериментах с мышами удалось установить связь между этими состояниями и дефицитом конкретных штаммов Lactobacillus reuteri в пейеровых бляшках. Дело в том, что богатая жирами пища обеспечивает отбор бактериальных штаммов, устойчивых к окислительному стрессу. А такими оказались как раз лактобациллы, выделяющие провоспалительные цитокины. И наоборот, вытеснялись из популяции «хорошие» штаммы L. reuteri — продуценты противовоспалительных веществ [8].

Как уже упоминалось, анализ кишечного микробиома выявил резкое уменьшение доли Bacteroidetes и увеличение доли Firmicutes у мышей с наследственным ожирением по сравнению с обычными мышами [9]. Такие же изменения нередко наблюдали и у людей: в одном исследовании 12 пациентов с ожирением отличались от контрольной группы худых сниженным содержанием бактерий Bacteroidetes и повышенным — Firmicutes. Затем пациентов перевели на низкокалорийную диету (питание с ограничением жиров и углеводов) и в течение года следили за изменением состава их кишечной микрофлоры. Оказалось, что диета значительно сокращала численность Firmicutes и повышала долю Bacteroidetes, но самое главное — эти изменения коррелировали со степенью снижения массы тела [9]. Тем не менее взаимосвязь индекса массы тела с пропорцией Bacteroidetes/ Firmicutes пока нельзя назвать доказанной [10].

Изменения обмена веществ

В рамках проекта MetaHIT, посвященного изучению кишечного метагенома, то есть совокупности геномов всех обитателей кишечника, было обследовано 124 европейца [11]. Суммарное количество генов кишечного микробиома в 150 раз (!) превышало количество генов человека. Но стоит отметить, что избыток жирной пищи вел к сокращению бактериального разнообразия: у тучных людей было в среднем на шесть видов бактерий меньше, чем у лиц с нормальной массой тела. Результаты метагеномного анализа разделили участников эксперимента на две группы: носителей «малого генома» (low gene count) и носителей «большого генома» (high gene count). Малый геном — это метагеном, в котором относительно мало генов различных видов бактерий: разница между «малым» и «большим» геномами по количеству генов достигала в среднем 40%. У большинства лиц с бедным кишечным метагеномом преобладали Bacteroides, а с богатым — Methanobrevibacter. При этом две описанные категории людей сильно различались представленностью в их микробиоте групп, формирующих провоспалительный (Bacteroides, Ruminococcus gnavus) или противовоспалительный (Faecalibacterium prausnitzii, Roseburia inulinivorans) фон. Первых гораздо чаще находили у лиц с бедным метагеномом.

Читайте также:  Прием урографина перед КТ брюшной полости

Результаты проекта MetaHIT однозначно говорят о том, что обилие кишечной микрофлоры человека коррелирует с его метаболическими маркерами, при этом гены бактерий играют чуть ли не бóльшую роль в патогенезе ожирения, чем наши собственные.

Среди обладателей «малого генома» (23% от всех участников) было больше людей с избыточным весом. Для этой группы в целом были характерны нарушения в ответе тканей на действие инсулина, что вело к повышению его концентрации в крови. У таких людей выявлялось и статистически достоверное снижение содержания так называемого «хорошего холестерина» — липопротеинов высокой плотности, переносящих холестерин от различных тканей к печени для дальнейшей трансформации и утилизации. Также отмечалась тенденция к повышению в крови уровня триглицеридов, свободных жирных кислот и гормона лептина, высокие концентрации которого рассматриваются как независимый фактор риска развития сердечно-сосудистых патологий и тромбозов. (К основным факторам риска относят также специфические варианты липидного профиля, высокое артериальное давление, хронический воспалительный фон и курение.)

В ряде исследований показано, что у людей, в рационе которых преобладают растительные компоненты, в микробиоме доминируют бактерии, расщепляющие полисахариды, — а это как раз представители типа Bacteroidetes, часть которых защищает хозяина от развития локального и системного воспаления. В то же время у любителей растительной пищи снижается количество фирмикутов, а также энтеробактерий, которых нередко называют «патобионтами»: они способны создавать воспалительную среду благодаря липополисахариду своей внешней мембраны и повышению проницаемости кишечного эпителия, что ведет к масштабному проникновению молекул липополисахарида в кровоток и провокации метаболической эндотоксемии, а возможно, и тяги к регулярному перееданию. Кстати, именно так развиваются события на фоне высокожировой диеты. Вегетарианский же рацион, напротив, большинство исследований связывает со сниженным риском развития метаболического синдрома и связанных с ним «болезней цивилизации» [7].

Активное разложение растительной клетчатки соответствующими бактериями толстого кишечника ведет к образованию моносахаридов и короткоцепочечных жирных кислот (КЖК). Последние — особенно масляная кислота — необходимы не только кишечной микрофлоре, но и макроорганизму. Например, они снижают рН кишечного содержимого, вытесняя тем самым из сообщества ряд патобионтов, а главное — обеспечивают энергией энтероциты, защищают их от онкотрансформации и подавляют воспалительные сигнальные пути. Но и здесь не всё так однозначно: с одной стороны, избыток КЖК может усиливать липогенез и потому способствовать развитию ожирения, с другой — в некоторых работах показано благоприятное влияние КЖК на липидный профиль и уровень глюкозы крови. Это позитивное влияние может быть опосредовано связыванием КЖК с клеточными рецепторами, сопряженными с G-белком, — GPR41 и GPR43, — что влечет за собой гормональные изменения, приводящие к ощущению сытости и повышению чувствительности тканей к инсулину. В целом, на последствия продукции микрофлорой больших количеств КЖК влияет масса факторов — от типа и количества пищевого «сырья» до вариаций в бактериальном составе, заложенных еще на ранних этапах развития организма . С другой стороны, пищевые волокна предупреждают метаболические нарушения и независимо от состава микрофлоры. Более того, профилактический эффект преимущественно растительной диеты относительно развития атеросклероза показали исследования, связанные с биотрансформацией L-карнитина: именно некоторые кишечные бактерии, причем вполне полезные с других точек зрения, превращают содержащийся в красном мясе L-карнитин в атерогенные вещества [7], [12].

Захватывающую историю о заселении бактериями человеческого организма и ведущей роли колонизаторов в становлении «правильных» иммунных реакций хозяина рассказывает другая конкурсная статья: «Микробиом кишечника: мир внутри нас» [13]. — Ред.

Кишечные бактерии способны снижать уровень триглицеридов в крови, улучшать глюкозный и липидный метаболизм также за счет непосредственного участия в циркуляции желчных кислот, а уменьшать жировые запасы — путем активации уже упоминавшегося ингибитора липопротеинлипазы [10]. Но пока сложно делать какие-то выводы: слишком уж противоречивы иногда результаты экспериментов. Составить представление о противоречиях и их причинах, а главное — о возможных механизмах, связывающих деятельность микробиоты с метаболизмом хозяина, поможет новый обзор [10].

Роль микрофлоры в развитии СД 1-го и 2-го типов

Лечение и профилактика СД 2-го типа тесно связаны с нормализацией веса. А она требует изменения характера питания (соотношения макро- и микронутриентов) в сочетании с увеличением физической активности: то есть важно создать условия некоторого энергетического дефицита, когда калорий тратится больше, чем поступает [14]. И хотя роль микробиоценоза кишечника в регуляции энергетического обмена ясна не до конца, уже сейчас понятно, что воздействие на микрофлору определенно может способствовать устранению ожирения и компенсации СД 2-го типа.

И, как ни странно, подобное воздействие способно переломить и тревожную ситуацию с заболеванием, в корне отличающимся патогенетически, — СД 1-го типа. Это аутоиммунное заболевание, связанное с агрессией Т-лимфоцитов против β-клеток поджелудочной железы, которые вырабатывают инсулин. Если в случае СД 2-го типа повышение уровня глюкозы в крови происходит вследствие нечувствительности тканей к инсулину (которая мешает клеткам усваивать глюкозу), то при СД 1-го типа просто не хватает самогό инсулина. Для развития этого заболевания требуется стечение ряда обстоятельств — генетических и средовых, а в числе последних, как оказалось, огромную роль играют перестройки кишечного микробиома. Нормофлора кишечника сразу после заселения тренирует иммунную систему хозяина, чтобы та различала своих и чужих, бурно реагировала на чужих, но вовремя останавливалась [13]. Видимо, при СД 1-го типа что-то в этой цепочке ломается.

В одном из экспериментов с крысами, предрасположенными к СД 1-го типа, выявили различия в составе кишечной микрофлоры у животных с уже развившимся диабетом и без него [15]. У последних обнаружили более низкое содержание, как ни странно, представителей типа Bacteroidetes — того, что в ряде исследований от метаболических расстройств, скорее, защищал. Но, как мы знаем, эффекты бактерий радикально разнятся не то что от типа к типу, а даже от штамма к штамму. Применение антибиотиков у этих крыс предотвращало развитие диабета. Исследователи предположили, что изменения кишечной микрофлоры, вызванные приемом антибиотиков, приводят к снижению общей антигенной нагрузки и последующего воспаления, которое может способствовать разрушению β-клеток поджелудочной железы. Однако, как водится, в ряде других экспериментов с животными и людьми эффект антибиотиков (которые, конечно, различались) был обратным [16].

У человеческих детей с СД 1-го типа и здоровых контролей выявили существенную разницу в составе кишечной микробиоты, причем у диабетиков было повышено соотношение Bacteroidetes/Firmicutes и преобладали бактерии, утилизирующие молочную кислоту. У здоровых детей было больше продуцентов масляной кислоты. В целом полагают, что определенные отклонения в составе микрофлоры, происходящие преимущественно в критические периоды онтогенеза (во время эмбриогенеза, рождения, грудного вскармливания и пубертата) способствуют усилению провоспалительной сигнализации со всеми вытекающими иммунными последствиями [16]. Возможно, что из-за сопутствующего нарушения барьерной функции кишечного эпителия выходящие в кровоток и проникающие в панкреатические лимфоузлы бактериальные антигены взаимодействуют с рецепторами NOD2 и провоцируют Т-клетки на атаку панкреатических β-клеток [17].

Таким образом, полученные к настоящему моменту данные создают основу для дальнейшего изучения роли кишечной микрофлоры в механизмах развития ожирения и сахарного диабета 1-го и 2-го типов, а также указывают на возможность профилактики и лечения этих патологий новыми способами — с помощью коррекции нашего микробиома.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.