Мікробіота легень

Чому мікробіота легень така важлива для здоров’я?

Дослідники довгий час вважали, що легені здорових людей стерильні.¹ Проте це не так! Минуло лише 10 років відтоді, як медицина відкрила розмаїття легеневої мікробіоти.² Розкриття її секретів виявилося серйозним викликом.

Про цю статтю

Створений 03 November 2022

Оновлений 07 February 2025

Зміст

Що таке легенева мікробіота?

На відміну від свого старшого брата, мікробіота кишківника, мікробіота легень була досліджена лише нещодавно. Цю затримку можна частково пояснити складністю збору зразків і доступу до самих легенів, які часто вимагають використання інвазивного методу.³ До того ж справжньою проблемою є ризик бактеріальної інфекції верхніх дихальних шляхів.⁴ Мікрофлору легень вперше було виявлено в 2010 році.⁵Відтоді було проведено дуже мало досліджень, присвячених з’ясуванню ролі груп мікроорганізмів, які її населяють.³ 

Утім, наші уявлення про склад легеневої мікробіоти можна підсумувати в трьох пунктах:

Низька концентрація бактерій.⁵
Високий рівень біорізноманіття. У легенях здорових осіб переважають бактерії з родів Prevotella, Veillonella, Streptococcus, Neisseria, Fusobacterium and Haemophilus.⁵ Підтримання балансу цих бактерій залежить від ритму вдиху та видиху.⁶
Величезна кількість «анаеробних» бактерій, які розвиваються за відсутності кисню. Це види бактерій, що належать до родів Fusobacterium, Porphyromonas, Prevotella and Veillonella.⁷

Бактерії не є єдиними мікроорганізмами (sidenote: мікроорганізми Живі організми занадто малі, щоб їх можна було побачити неозброєним оком. До них відносяться бактерії, віруси, гриби, археї, найпростіші і т.д., відомі під загальною назвою "мікроби". Джерело: What is microbiology? Microbiology Society. ) , які розвиваються в мікробіоті легень здорових людей! Виявлено, що в ній також живуть грибки (види, що належать до родів Eremothecium, Systenostrema, Malassezia та до сімейства Davidiellaceae) і віруси (види родини Anelloviridae, а також велика кількість of бактеріофагів (sidenote: Бактеріофаг Вірус, який цілеспрямовано націлений на бактерії та інфікує їх Scitable by Nature education_2014. Bacteriophage definition ) ).² Нещодавні відкриття також виявили наявність архейу (sidenote: Архея Тип мікроорганізмів (відмінний від бактерій), що зустрічається у всіх середовищах, включаючи екстремальні умови. Archaea. Microbiology Society ) легенях.⁸ Зрештою, хоча ці мікроорганізми є невід’ємною частиною легеневої мікробіоти, але доступність даних про них наразі обмежено. 

Чому мікробіота легень відіграє важливу роль для нашого здоров’я?

Легенева мікробіота відіграє ключову роль у підтриманні збалансованої роботи легень. Вона діє за чотирма основними напрямками:

Як бар’єр для патогенних мікроорганізмів і допоміжний засіб для стійкості до респіраторних інфекцій,⁹ точно так само, як мікробіота кишечника.
Відіграє захисну роль, активно допомагаючи стимулювати вроджений та адаптивний імунітету (sidenote: вроджений та адаптивний імунітет Людський організм захищає себе за допомогою двох видів захисних механізмів: вродженого імунітету та адаптивного імунітету. Вроджений імунітет є першою лінією захисту від збудників хвороб і є негайною реакцією, в той час як адаптивний імунітет є відстроченим, але забезпечує тривалий захист Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. New York: Garland Science; 2001. Principles of innate and adaptive immunity. ) разі інфекцій.^10, 11
Бере участь у дозріванні легеневої імунної системи, забезпечуючи, зокрема, толерантність до алергенів.¹²
Впливає на морфологію легень, зокрема на кількість легеневих альвеол, згідно з дослідженнями на мишах.¹³

Захворювання, які пов’язані з дисбалансом легеневої мікробіоти

Коли виникає дисбаланс у складі легеневої мікробіоти, з’являється дисбіоз (sidenote: Дисбіоз Зазвичай визначається як зміна складу та функції мікробіоти, спричинена поєднанням факторів навколишнього середовища та індивідуальних особливостей людини. Levy M, Kolodziejczyk AA, Thaiss CA, et al. Dysbiosis and the immune system. Nat Rev Immunol. 2017;17(4):219-232. ) ,¹⁴який може бути пов’язаний із розвитком різних захворювань. Наукові дослідження на сьогодні не завжди дозволяють визначити участь дисбактеріозу у причинах чи наслідках цих захворювань.

Давайте детальніше розглянемо порушення, пов’язані з легеневим дисбактеріозом:

зимові респіраторні інфекції як-от застуда та грип (найчастіше вірусні) при яких спостерігається дисбаланс легеневого імунітету, а також дисбіоз¹⁵ в легенях і кишківнику;
астма:¹⁶ хронічне захворювання дихальної системи, на яке страждають понад 260 мільйонів людей у всьому світі.¹⁷ Це захворювання пов’язане з дисбалансом у мікробіоті легень,¹⁶ також у мікробіоті кишківника¹⁸ та носової порожнини;¹⁹
муковісцидоз: рідкісне генетичне захворювання, яке вражає переважно дихальні шляхи та травну систему;²⁰
хронічне обструктивне захворювання легень (ХОЗЛ), яке характеризується прогресивним звуженням і стійкою обструкцією дихальних шляхів та легень, що спричинює утруднення дихання¹⁶

02.03.2023 Що ви чули про "дисбіоз"? Детальніше

Вісь «кишківник-легені»

Ці захворювання підкреслюють двонаправлений зв’язок між кишківником і легенями, відомий як вісь «кишківник-легені».¹⁵ Мікробіота кишківника відіграє певну роль в імунній відповіді легень, а захворювання легеней зі свого боку можуть впливати на склад мікробіоти кишківника.¹⁵ Власне, багато респіраторних захворювань супроводжуються розладами шлунково-кишкового тракту²¹ і навпаки, дисбактеріоз кишківника часто пов’язаний із легеневими захворюваннями.¹⁶ Залученість цієї осі в захворюваннях легеней — досить перспективний напрямок для досліджень.²²

Догляд за легеневою мікробіотою

Тепер ви знаєте про важливу роль, яку відіграє легенева мікробіота та вісь «кишківник-легені» для вашого здоров’я. Дослідники цілковито усвідомили це і наразі вивчають стратегії запобігання або лікування легеневих інфекцій.^23,24

Щодо профілактики зимових респіраторних інфекцій, то були отримані багаточисельні результати унаслідок поєднання терапії пробіотиками з пребіотиками.²⁵У немовлят деякі пробіотики цілком можуть запобігати зимовим інфекціям вже на перших місяцях життя.²⁶ Насамкінець, деякі дослідження за участі студентів продемонстрували цінність застосування пробіотичного лікування для досягнення значного скорочення тривалості симптомів.^27,28

Вся інформація в даній статті виведена з прийнятих наукових джерел. Слід пам'ятати, що дана інформація не є вичерпною. Список досліджень із яких була витягнута ця інформація, можна знайти тут.

Перелік джерел

^{1 Hufnagl K, Pali-Schöll I, Roth-Walter F, et al. Dysbiosis of the gut and lung microbiome has a role in asthma. Semin Immunopathol. 2020;42(1):75-93.}

^{2 Barcik W, Boutin RCT, Sokolowska M, et al. The Role of Lung and Gut Microbiota in the Pathology of Asthma. Immunity. 2020;52(2):241-255.}

^{3 Huffnagle GB, Dickson RP, Lukacs NW. The respiratory tract microbiome and lung inflammation: a two-way street. Mucosal Immunol. 2017 Mar;10(2):299-306.}

^{4 Dickson RP, Erb-Downward JR, Freeman CM, et al. Bacterial Topography of the Healthy Human Lower Respiratory Tract. mBio. 2017 Feb 14;8(1):e02287-16.}

^{5 Hilty M, Burke C, Pedro H, et al. Disordered microbial communities in asthmatic airways. PLoS One. 2010 Jan 5;5(1):e8578.}

^{6 Mathieu E, Escribano-Vazquez U, Descamps D, et al. Paradigms of Lung Microbiota Functions in Health and Disease, Particularly, in Asthma. Front Physiol. 2018 Aug 21;9:1168.v}

^{7 Lamoureux C, Guilloux CA, Beauruelle C, et al. Anaerobes in cystic fibrosis patients' airways. Crit Rev Microbiol. 2019 Feb;45(1):103-117.}

^{8 Koskinen K, Pausan MR, Perras AK, et al. First Insights into the Diverse Human Archaeome: Specific Detection of Archaea in the Gastrointestinal Tract, Lung, and Nose and on Skin. mBio. 2017 Nov 14;8(6):e00824-17.}

^{9 Brown RL, Sequeira RP, Clarke TB. The microbiota protects against respiratory infection via GM-CSF signaling. Nat Commun. 2017 Nov 15;8(1):1512.}

^{10 Karmarkar D, Rock KL. Microbiota signalling through MyD88 is necessary for a systemic neutrophilic inflammatory response. Immunology. 2013 Dec;140(4):483-92.}

^{11 Pichon M, Lina B, Josset L. Impact of the Respiratory Microbiome on Host Responses to Respiratory Viral Infection. Vaccines (Basel). 2017 Nov 3;5(4):40.}