Микробиота кишечника: еще многое предстоит узнать

Микробиоте кишечника посвящено множество исследований.

С вашей точки зрения, каков самый большой прорыв произошел за последние годы

Деанна Гибсон: Лишь немногим более десяти лет назад ученые поняли, насколько широко и значительно микробиота влияет на здоровье человека. Несмотря на большой энтузиазм, связанный с открытием значимого влияния микробиома на возникновение и течение многих заболеваний, к этому следует относиться со здоровым скептицизмом, особенно, чтобы объяснить, как микробиом влияет на развитие таких заболеваний, как:

• ожирение,
• сахарный диабет,
• воспалительные заболевания кишечника,
• и т. д.

Важнейшие открытия, произошедшие около десяти лет назад, случились благодаря использованию мышей, чей организм не содержит микробов. Им пересаживали фекалии от людей с различными заболеваниями, что помогло понять центральную роль, которую микробиом играет во многих физиологических процессах у млекопитающих. Ранние данные показали, что кишечник человека является идеальной средой для многих микробов, способствуя развитию полезных отношений между нами и нашими микроорганизмами. Микроорганизмы жизненно важны для формирования сбалансированного и эффективного иммунитета, поскольку их компоненты действуют подобно «ключам» в нашем кишечнике, запуская различные ответы, которые защищают нас и поддерживают здоровье.

Исследования ожирения с использованием фекальных трансплантатов, переносимых от человека в организм микробиологически стерильных мышей, ² раскрыли взаимосвязь между кишечным микробиомом и энергетическим метаболизмом, изменив наше понимание роли кишечных микроорганизмов в развитии и течении этого заболевания. Больше всего нас удивило то, что в нескольких оригинально исполненных экспериментах была показана связь между западной диетой и исчезновением некоторых микробов, которое сохранялось в течение нескольких поколений. ³

Микробиота кишечника людей, придерживающихся западной диеты, страдает от недостатка клетчатки, из-за чего в ней начинают преобладать виды, разрушающие защитный слизистый барьер, что ведет к развитию эрозий и заболеваний. ⁴ Полученные неопровержимые данные заставили по-новому взглянуть на микробиом как на ключевой фактор в развитии многих хронических заболеваний.

Исследования ожирения с использованием фекальных трансплантатов, переносимых от человека в организм микробиологически стерильных мышей, раскрыли взаимосвязь между кишечным микробиомом и энергетическим метаболизмом:

Многие ученые утверждают, что связи между кишечником и головным мозгом способствуют развитию последнего, нейрогенезу и сложному поведению. Получены убедительные доказательства, что молекулы или метаболиты, на которые влияют микроорганизмы, возможно, даже вырабатываемые микробами, могут передавать сигналы в центральной нервной системе, влияя на характер поведения, включая психотические и тревожные расстройства, а также личность и нейровоспалительные состояния. ⁵

Все же, ученым требуется доказать причинную роль микробиоты в мозговых процессах. В недавнем исследовании удалось показать влияние микробиоты кишечника на социальное поведение через нейронные цепи, опосредующие стрессовые реакции в головном мозге. Кажется, что определенные бактерии в нашей кишечной флоре могут ограничивать активацию определенных нейронных цепей в головном мозге. ⁶ Этот прорыв в понимании связей между кишечной микробиотой и неврологическими процессами дает надежду на то, что, изменяя микроорганизмы, живущие в нашем организме, мы сможем лучше контролировать наше настроение, выбор и когнитивные функции.

Микробиота кишечника человека считается нашим вторым мозгом.

Что мы уже точно знаем о влиянии кишечной микробиоты на здоровье человека или его болезни?

Д.Г.: Многие ученые считают кишечную микробиоту нашим вторым мозгом. Данные подтверждают, что микробиота участвует в физиологических процессах, влияющих на здоровье и болезни человека. Хотя при оценке данных о микробиоме также необходим здоровый скептицизм, ряд ключевых данных будет трудно опровергнуть, включая участие микробиоты кишечника в энергетическом метаболизме и ее влияние на метаболическое здоровье. Кроме того, совершенно ясно, что микробиота кишечника также влияет на сердечно-сосудистое здоровье, поскольку у мышей, в организме которых вообще нет микробов, хуже развиты сосуды.

Другие важнейшие физиологические эффекты микробиоты кишечника включают влияние на развитие иммунных клеток, иммунную толерантность, развитие головного мозга, функции печени и даже восприимчивость к инфекционным заболеваниям. Наконец, существуют доказательства того, что микробиота кишечника способствует успеху противоопухолевой терапии. Данные показывают, что типы микроорганизмов, присутствующих в кишечнике, могут предсказать успех противоопухолевой терапии, то есть сами микроорганизмы активно участвуют в метаболизме лекарственных препаратов.

Инновационные методы лечения, направленные на изменение микробиома, например, при воспалительных заболеваниях кишечника, ожирении, сахарном диабете и аутизме, а также трансплантация кала для лечения инфекций, вызванных Clostridioides difficile, могут оказаться успешнее традиционных подходов, включая антибиотики. Уже не представляет сомнений, что в фекалиях здоровых людей содержится что-то: микроорганизм, совокупность микроорганизмов или микробные метаболиты, позволяющее вылечить инфекцию, вызванную C. difficile. Изучение отдельных микроорганизмов и/или их комбинаций в качестве препаратов для лечения заболеваний будет иметь жизненно важное значение для подтверждения места микробиоты в современной медицине.

Что еще предстоит узнать?

Возможно ли, что через 10 лет микробиота кишечника будет использоваться для диагностики или лечения заболеваний?

Д.Г.: Хотя за последнее десятилетие мы поняли, что должны подробнее изучить огромное количество микробов, живущих внутри (и снаружи) нашего тела, мы еще только начинаем понимать необъятную вселенную человеческого микробиома. В следующем десятилетии мы надеемся установить точные роли отдельных типов микроорганизмов в микробиоме, что в дальнейшем поможет создать новые и эффективные пробиотики.

Теперь, когда мы знаем, как несбалансированная микробиота (дисбиоз) связана с определенными заболеваниями, нужно найти способы восстановить нарушенный баланс в надежде уменьшить воспаление и улучшить метаболические процессы, зависящие от микробиома.

Учитывая, что последние данные подтверждают, что микробиота влияет на метаболизм лекарственных препаратов, будущая медицина должна быть персонализированной. Каждый человек имеет собственный набор микробов, составляющих его микробиом, а это означает неизбежный переход к более персонализированному решению медицинских проблем.

Это, безусловно, будет включать терапию на основе микробиома, а также персонализированные рекомендации по питанию в дополнение к медикаментозной терапии, поскольку диета — это один из наиболее важных факторов, определяющий характеристики кишечного микробиома.

Роль микробиоты кишечника в поддержании здоровья человека:

По материалам Leah D. D’Aloisio

Некоторые факторы, такие как образ жизни, возраст, режим питания, применение антибиотиков, генетика и физические упражнения, могут влиять на микробиоту кишечника. В последнее десятилетие была открыта двунаправленная связь, или так называемая ось, между кишечником и головным мозгом, которая может влиять на функции последнего, а также развитие таких психических заболеваний, как тревога, депрессия и шизофрения. Наряду с важным значением для развития иммунной системы, микробиота кишечника влияет на развитие некоторых заболеваний, включая воспалительные заболевания кишечника, сосудистые заболевания, ожирение, сахарный диабет, заболевания печени и аллергию._.