Мікробіота виявляє неймовірно широке розмаїття не тільки самостійно, але й у дослідженні, яке займається нею, з багатьма піднятими і навіть більше питаннями без відповіді.

pharmaonline

Винахідник мікроскопа, голландський зоолог Антон ван Левенгук, був першим, хто спостерігав бактерії в роті в 1863 році, що робить його першим дескриптором бактерій в кишковому тракті людини. З точки зору номенклатури варто пояснити, що сукупність мікробів у людини (і людей) називається людською «мікробіотою» або «мікрофлорою», тоді як весь генетичний запас цієї системи в сукупності називають «мікробіомом "(Іноді його називають мікробіомом). Також застосовується до мікробіоти).

Це вражає, але кількість мікробів у кишковому тракті на порядок (10 ×) перевищує кількість клітин в організмі людини і містить приблизно на 150 × більше генів, ніж весь геном людини. В даний час відомо близько 50 штамів та понад 1000 різних видів (домінує бактероїди та штамми [1]). Третина видів - це постійна флора людини, але дві третини - це цілком індивідуальні комбінації. Поширення мікроорганізмів у дорослому шлунково-кишковому тракті не є однорідним. Зазвичай кількість і різноманітність мікрофлори збільшується від шлунка до товстої кишки. Структура мікрофлори також знаходиться в рівновазі (еубіоз). Показано, що порушення цього делікатного балансу (дисбіоз) є важливим фактором етології порушень, таких як напр. запальні захворювання кишечника (ВЗК), синдром подразненого кишечника (СРК), ожиріння, діабет 2 типу або атопічний дерматит.

Розвиток мікробіоти починається з народження: кишковий тракт плоду людини можна вважати стерильним у внутрішньоутробному стані. Показано, що прохід через батьківський канал є місцем першого більш масивного первинного щеплення, який надалі формується через фізичний контакт з матір’ю, грудне вигодовування та взаємодію з навколишнім середовищем. Оскільки деякі олігосахариди в грудному молоці не можуть засвоюватися дитиною, вони практично використовуються для харчування мікробіоти. Склад 3-річної мікробіоти різноманітний і визначає склад бактеріальної популяції кишечника дорослого населення. У літньому віці різноманітність значно зменшується.

Множинна роль бактеріальної флори кишечника

  1. захист від колонізації патогенних штамів (через поглинання/споживання поживних речовин та підбір протимікробних засобів),
  2. бродіння неперетравлених вуглеводів
  3. утворення коротколанцюгових жирних кислот, синтез вітамінів групи В і К.
  4. жовчна кислота, метаболізм ліків
  5. зміцнює кишковий епітелій і збільшує секрецію IgA,
  6. сприяє дозріванню та оптимальному функціонуванню імунної системи [2].

Роль мікробіоти

Роль мікробіоти в шлунково-кишковому тракті людини у здоров'ї та захворюваннях в даний час є предметом інтенсивних досліджень. Окрім ролі мікрофлори в обміні речовин, вона також може впливати на функціонування імунної системи та нервової системи.

Кілька факторів впливають на взаємозв'язок між кишковою флорою та центральною нервовою системою. Виявляється важливим дитячий ентеральний вплив антигену (GALT/MALT). На додаток до перекинутої кишкової флори, є більше шансів на розвиток «деформованої» дисбіотичної мікрофлори, що може збільшити частоту імунологічних захворювань.

Мікробіота та центральна нервова система

Виявлено взаємозв’язок між мікрофлорою та функціонуванням центральної нервової системи. Цікаво, що дослідження, засноване на експериментальних результатах на тваринах, підтвердили наявність не лише аферентного, але й еферентного зв'язку у випадку взаємозв'язку між мікробіотою та центральною нервовою системою. На практиці виникає вісь «мікробіота-мозок кишечника». Нервова система може модифікувати мікробіотичне середовище (швидкість секреції стінок кишечника, швидкість перистальтики тощо) вздовж вегетативної нервової системи або гіпоталамо-надниркової системи, а також нейрогормональних ефектів. Таким чином, взаємозв'язок між цими двома системами опосередковується метаболічним, гормональним, нервовим та імунним шляхом. Найнижчим щаблем нервового зв’язку є кишкова нервова система. Нейрони кишечника мають Toll-подібні рецептори (TLR-3, TLR-2, TLR-4), чутливі до прямої вірусної РНК, пептидогліканів та ліпополісахаридів [3]. Ентроендокринні клітини, розкидані по шлунково-кишковому тракту, переважно ентерохромафінові клітини, виділяють нейромедіатори та сигнальні пептиди в шлунково-кишковий тракт.

Мікробіота здатна продукувати ряд неврологічно активних молекул (наприклад, серотонін, мелатонін, ГАМК, катехоламіни, гістамін). Зміни метаболізму триптофану (модифікація співвідношення серотоніну та кінуреніну) впливають на клінічні ознаки таких захворювань, як Хвороба Хантінгтона або хвороба Альцгеймера [4].

При хворобі Паркінсона (БП), n. ядро блукаючого мозку - це вихідна точка мозку для аномального утворення синуклеїну. Пацієнтів із ПД було менше, ніж тих, хто пройшов ваготомію. Більш віддалена точка кишкової системи, розширення глиста, також представляє інтерес для хвороби Паркінсона, оскільки аномальний синуклеїн вже може бути виявлений з апендикса за відсутності хвороби Паркінсона. Згідно з епідеміологічним опитуванням, частота захворюваності на ПД була на 20% нижчою у тих, хто пройшов апендектомію в районі 1,7 мільйона в Швеції. Боргаммер каже, що апендектомія на 20 років раніше затримує початок захворювання на 3,6 року.

Роль мікробіоти вивчали як при запальних захворюваннях центральної нервової системи (розсіяний склероз, НМО, синдром Гійєна-Барре), так і при нервово-психічних захворюваннях (депресія, аутизм, тривога) [5].

Для розсіяного склерозу переважна більшість наших знань аналізує ефект мікрофлори, який спостерігається в експериментальній моделі алергічного енцефаломієліту (ЕАЕ). (В даний час недостатньо епідеміологічних доказів зв’язку між РС та мікрофлорою!). У тварин без мікробів лише ОАЕ зустрічаються з мінімальною інтенсивністю. У цих тварин можна виявити зменшення продукції IL-17 та посилену реакцію Treg [6]. На інтенсивність ЕАЕ можна впливати, змінюючи склад мікробіоти, ефект якої можна модифікувати за допомогою антибіотиків.

На склад мікрофлори принципово впливає дієта. Нездорова дієта з високим вмістом солі та насичених жирних кислот погіршується, тоді як дієта з високим вмістом клітковини зменшує інтенсивність ОАЕ. Не існує єдиної думки щодо того, чи існує чітко бажана дієта при розсіяному склерозі. На підставі досліджень дієти та спостережень, заснованих на моделі ОАЕ, “дієта західного типу” (високий вміст солі, тваринні жири, червоне м’ясо, солодкі напої, смажена їжа) та відсутність фізичних вправ можуть мати негативні наслідки. На відміну від фізичних вправ, низькокалорійна дієта (овочі, фрукти, бобові, риба, пребіотики та пробіотики) призводить до еубіотичного стану у складі мікрофлори [7]. Пацієнти з РС частіше реагують на антигени кишкової флори сильним продукуванням антитіл, ніж загальна популяція, але без сумніву, ще існує широкий аналіз популяції щодо взаємозв’язку між РС та мікрофлорою.

Роль пробіотиків

Важливим питанням є використання пробіотиків. Через дибіоз, спричинений антибіотиками, бізнес з пробіотиками завоював величезний ринок збуту. На підставі об’єднаного аналізу приблизно 12 000 пацієнтів із 82 рандомізованих клінічних випробувань [8], "немає чітких доказів того, що пробіотики знижують ризик діареї, спричиненої антибіотиками, або прискорюють одужання". Інші дослідження не показали сприятливого впливу пробіотиків на діарею. Ймовірно, неважливо, чи діє пробіотик на непошкоджену або пошкоджену кишкову стінку. Якщо кишкова стінка пошкоджена, ніякого сприятливого ефекту не продемонстровано, якщо вона ціла, то немає причин використовувати пробіотик.

Отже, в цілому мікробіота демонструє неймовірно широке різноманіття не тільки самостійно, але й у дослідженні, яке займається нею, із низкою порушених питань і навіть без відповіді.

ЛІТЕРАТУРА

1. Belkaid Y, Naik S. Поділений та системний контроль імунітету тканин за допомогою комменсалів. Nat Immunol. 2013;14(7): 646–653.

2. Раунд JL, мазманійський СК. Мікробіота кишечника формує імунну реакцію кишечника під час здоров’я та захворювань. Nat Rev Immunol. 2009;9(5): 313–323.

3. Brun P та ін. Толлоподібний рецептор 2 регулює запалення кишечника, контролюючи цілісність кишкової нервової системи. Гастроентерологія. 2013;145(6): 1323–1333.

4. Руддік Дж. П. та ін. Метаболізм триптофану в центральній нервовій системі: медичні наслідки. Експерт Rev Mol Med 2006;8(20): 1–27.

5. Джосцелін Дж., Каспер Л.Х. Перетравлення ролі мікробіому кишечника в демієлінізації центральної нервової системи. Mult Scler. 2014;20(12): 1553–1559.

6. Lee YK та ін. Прозапальні Т-клітинні реакції на мікробіоти кишечника сприяють експериментальному аутоімунному енцефаломієліту. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011;108 Додаток 1: 4615−4622.

7. Річчо П, Россано Р. Факти харчування при розсіяному склерозі. ASN Neuro, 2015. 7(1).

15. Hempel S, Newberry SJ, Maher AR, Wang Z, Miles JN, Shanman R, Johnsen B, Shekelle PG. Пробіотики для профілактики та лікування діареї, пов’язаної з антибіотиками: систематичний огляд та мета-аналіз. ДЖАМА. 2012 9 травня; 307 (18): 1959−1969. doi: 10.1001/jama.2012.3507. Огляд.

Доктор Габор Ловас, к.м.н., головний лікар, Лікарня Яна Ференца, відділення неврології
статті автора