Инфографика, которой вы можете поделиться со своими пациентами 

Эксклюзивное содержимое журнала Microbiota 

Последние новости об оси микробиота кишечника — головной мозг  

Диалог между кишечником и головным мозгом 

Психические расстройства 

Алкоголь 

Сон

Подробные тематические подборки по теме ось кишечник — головной мозг 

Pекомендовано нашим сообществом

Какие открытия стали возможны благодаря присвоению национального гранта в вашей области изучения микробиоты? 

"Полученный грант позволил нам лучше понять патогенез цирроза печени и возможность влияния пробиотиков на некоторые его звенья." ^1,2

Каковы перспективы для применения результатов в клинике?  

"Результаты нашего исследования могут показать пользу пробиотиков при лечении пациентов с циррозом печени, что может улучшить качество жизни и прогноз пациентов с данным заболеванием».

BMI 22.14

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._. 

Диареей может страдать до 80% детей, получающих антибиотики.

С момента открытия пенициллина в 1928 г. антибиотики стали основным оружием в борьбе с бактериальными инфекциями и, параллельно с вакцинацией, увеличили продолжительность жизни почти на 20 лет. ²

Однако, хотя антибиотики убивают патогенные бактерии, вызывающие инфекции, они могут уничтожать и некоторые полезные бактерии в нашей микробиоте, вызывая дисбаланс в этой сложной экосистеме — дисбактериоз. ³

Такой дисбиоз может негативно влиять на наше здоровье, например, вызывая изменения кишечного транзита, которые могут привести к развитию антибиотик-ассоциированной диареи (ААД). ⁴ Кроме того, это наиболее частый побочный эффект антибиотиков в краткосрочной перспективе.

ААД обычно протекает легко и прекращается сама по себе через 1-5 дней. Ею может страдать до 35% пациентов ^4-6, получающих антибиотики, но среди детей эта цифра может достигать 80%. ⁵

Антибиотики могут привести к долгосрочным последствиям

Антибиотик-ассоциированная диарея — не единственный побочный эффект. Дисбиоз, особенно развившийся в очень раннем периоде жизни, вероятно, отвечает за долгосрочные последствия. Предполагается, что в перинатальном периоде, когда происходят наиболее важные процессы развития и созревания микробиоты и иммунной системы ⁷, нарушение микробиоты кишечника, связанное с применением антибиотиков, повышает риск возникновения ряда хронических заболеваний (ожирение, сахарный диабет, бронхиальная астма, хронические воспалительные заболевания кишечника) ⁸.

Кроме того, неправильное применение антибиотиков (чрезмерное использование или назначение не по показаниям) ведет к антибиотикорезистентности, ⁹ когда антибактериальные препараты становятся неэффективными против бактериальной инфекции. Это явление приводит к более длительному пребыванию пациентов в больнице, иногда даже к смерти, и росту затрат на медицинское обслуживание

Может ли микробиота кишечника замедлить снижение когнитивных функций?

Потеря памяти, трудности с пространственной ориентацией, тревожные расстройства... Старению часто сопутствует снижение психических и когнитивных функций.

Это неизбежно? Нет, благодаря кишечной микробиоте, которая может замедлить эти негативные процессы. Результаты одного доклинического исследования² показали важную роль, которую ось кишечник — головной мозг играет в процессах старения.

Авторы считают, что эти результаты могут лечь в основу терапевтических подходов, направленных на модулирование микробиоты кишечника, позволяющих улучшить когнитивные функции у пожилых людей и, следовательно, повысить качество их жизни. Это направление очень серьезно исследуется учеными, которые хотят найти средство, предотвращающее развитие возрастных нарушений памяти.

Средиземноморская диета: рецепт долгой жизни?

Старение сопровождается общим воспалением и ухудшением многих функций организма, что способствует развитию синдрома астении у пожилых людей. Играет ли роль диета? Очень вероятно.

Средиземноморская диета больше не позиционируется* как эталонная диета, которая способствует здоровью и благополучию. Следует сказать, что она подразумевает употребление определенных продуктов и различные кулинарные практики, которые особенно полезны для нашего организма, в том числе для здорового старения.

Согласно данным исследования с участием пожилых людей ³ , средиземноморская диета позволяет сохранить разнообразие микробиоты (признак хорошего здоровья) и увеличивает количество «хороших» бактерий. Эти бактерии связаны с улучшением работоспособности мозга (особенно памяти) и уменьшением воспаления и астении.

Другие полезные эффекты этой диеты включают увеличение скорости ходьбы и силы рук. Подложить вам салатика?

Мужской мочеиспускательный канал (уретра), т.е. канал в наружном половом органе мужчины, через который проходит моча и семенная жидкость, как и другие части тела, являются домом для целого микроскопического мира. Об этой микробиоте говорят только тогда, когда в нее вторгаются патогенные бактерии, вызывающее болезненное воспаление, например, «хлопок», вызванный гонококковой инфекцией. Плохо изученная, неясная (понято, что немногие мужчины сдают мазок добровольно…), микробиота мужского мочеиспускательного канала только раскрыла свои секреты, благодаря смелости 110 здоровых американцев, которые согласились сдать мазок на исследование. 

Возбудители женских инфекций, обнаруженные у некоторых мужчин 

Анализ образцов показал, что у большинства мужчин-участников исследования имеется относительно простое сообщество микроорганизмов, включая аэробные бактерии, которые практически колонизируют выходную часть уретры и головку полового члена. Их постоянное присутствие говорит о том, что они представляют собой своего рода ядро сообщества, обеспечивающее здоровье мочеиспускательного канала полового члена. При этом у некоторых мужчин имеется более сложный комплекс микроорганизмов, включая бактерии, которые нарушают бактериальную экосистему влагалища женщин и вызывают всевозможные нарушения (вагиноз и т.д.). 

Эти бактерии колонизируют уретру мужчин более глубоко, дальше от источника кислорода. Что более важно, только мужчины, которые сообщили о том, что практикуют вагинальный секс, являются носителями этих патогенных бактерий. Отсюда всего лишь короткий шаг до того, чтобы представить, что они вернули их после «близкого знакомства» с влагалищем… 

Является ли мужской мочеиспускательный канал резервуаром вредных бактерий для женщин? 

Основываясь на выводах исследователей, которые изучили сообщения о сексуальных контактах 110 участников, сексуальном поведении (вагинальные, оральные, анальные разновидности контакта и их комбинации) за последние 2 месяца, объяснили около 10% изменений в составе микробиоты уретры, из них 4.26% могут быть обусловлены только вагинальными контактами. Обладающие хорошим здоровьем мужчины могут в течение длительного времени подвергаться колонизации бактериями, которые они способны передавать последующим партнершам, причем эти женщины имеют высокий риск развития бактериального вагиноза. Это проблема общественного здравоохранения, которую команда ученых продолжает изучать, планируя обследовать супружеские пары, чтобы больше узнать о потенциальной передаче инфекции.  

В связи с ростом ожирения и ассоциированных с ним метаболических нарушений во всем мире, многим пациентам недостаточно изменений в рационе питания. Понимание воздействия других факторов окружающей среды имеет решающее значение для разработки альтернативных стратегий лечения. Многочисленные исследования указывают на наличие взаимосвязи между дисбиозом кишечника и ожирением, что могло бы, хотя бы частично, объяснить различия в восприимчивости к метаболическим заболеваниям у разных людей. Однако, молекулярные механизмы и причинно-следственная связь между бактериями кишечной микробиоты, особенно их метаболитами, и развитием ожирения до конца не изучены.  

Питание с высоким содержанием жиров и Fusimonas intestini: взаимодействие по типу синергии приводит к увеличению массы тела 

Общепризнано, что диета с высоким содержанием жиров, особенно насыщенных, повышает риск ожирения и сопутствующих метаболических заболеваний. Но мы не знаем, в какой степени определенные метаболиты (такие как длинноцепочечные жирные кислоты), продуцируемые бактериями кишечной микробиоты, влияют на патогенез указанных состояний. 

В предыдущих исследованиях японская команда ученых изучала семейство бактерий Lachnospiraceae в микробиоте кишечника у людей с сахарным диабетом 2 типа и ожирением. Команда установила, что один из видов комменсальных бактерий семейства  

Fusimonas intestini широко представлен в микрофлоре кишечника при диабете 2 типа и ожирении как у мышей, так и у человека.  

Чтобы определить потенциальную взаимосвязь между бактерией и ожирением, исследователи провели сравнительное исследование у мышей, кишечник которых был колонизирован Escherichia coli и F. Intestine или только E. coli, кормление которых было обычным или содержало большое количество жиров.  

Выявлено, что значительное увеличение веса и ожирение у тех мышей, кишечник которых был колонизирован F. Intestine, даже в небольшом количестве, и которые получали богатую жирами пищу.  Кроме этого, у мышей этой группы отмечали высокий холестерин в плазме крови и экспрессию провоспалительного NF-α, липополисахарид-связывающие белки и гены, кодирующие лептин.  Исследователи отмечали накопление жировой ткани при колонизации гнобиотических мышей F. Intestine и 9 видами бактерий кишечника человека. Полученные результаты позволяют предположить, что поступление жира с пищей и присутствие F. Intestine действуют синергично и меняют метаболизм в организме хозяина.  

Измененный липидный метаболизм и непроницаемость кишечника  

Исследователи установили, что F. Intestine продуцирует большое количество различных длинноцепочечных жирных кислот. При диете с высоким содержанием жиров кишечная микробиота, колонизированная этими бактериями, содержала в 2 раза больше элайдата, трансжирной кислоты, которая, как известно, повышает риск сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения и резистентности к инсулину.  

В ней также было больше насыщенных жирных кислот, таких как пальмитат, стеарат и маргарат. По мнению исследователей, диета с высоким содержанием жиров приводит к избыточной экспрессии микробных генов, участвующих в производстве липидов, в частности  

FadR (регулятор метаболизма жирных кислот), который регулирует метаболизм жирных кислот. Результаты их анализов крови и тканей показывают, что метаболиты F. Intestine разрушают кишечный барьер, приводя к эндотоксемии, которая способствует развитию ожирения.    

Несмотря на десятилетия исследований эндометриоза, возможности его лечения все еще ограничены для тех женщин, чье заболевание рецидивирует, несмотря на гормональную терапию или хирургическое лечение. Факторы, способствующие развитию заболевания, изучены плохо. Считается, что у 90% женщин происходит ретроградная менструация (в сторону брюшной полости), при этом у 10% из них ткань эндометрия не уничтожается иммунными клетками. Затем клетки эндометрия размножаются под влиянием воспалительных цитокинов и факторов роста, что приводит к образованию эктопических поражений. Кроме того, все больше исследований с участием пациентов указывают на роль кишечной микробиоты с точки зрения связи между дисбиозом кишечника и кишечными метаболитами и патофизиологией, а также прогрессированием эндометриоза. 

Микробиота кишечника: фактор, влияющий на прогрессирование эндометриоза  

Чтобы изучить роль микробиоты кишечника в прогрессировании эндометриоза, ученые разработали новую мышиную модель эндометриоза, в которой микробиоту кишечника истощали с помощью антибиотиков (sidenote: у этих мышей было меньше бактерий в микробиоте кишечника по сравнению с контрольными мышами. ) .Первый вывод: истощение микробиоты кишечника не оказывает вредного влияния на общую морфологию матки. Однако, рост очагов эндометриоза у мышей с истощенной микробиотой происходил медленнее, чем у мышей с эндометриозом и нормальной микробиотой кишечника. Трансплантация фекальной микробиоты (ТФМ) от последних мышам с истощенной микробиотой приводила к возобновлению роста очагов эндометриоза, тогда как в другом эксперименте ТФМ от здоровых мышей (без эндометриоза и с нормальной микробиотой кишечника) не вызывала ускорение роста. Это подтверждает гипотезу, что микробиота кишечника необходима для роста очагов эндометриоза.  

Бактериальный метаболит способствует выживанию клеток эндометрия 

Другое открытие — микробиота матки не влияет на рост очагов. Исследователи также предполагают, что микробиота кишечника влияет на рост очагов эндометриоза посредством модуляции перитонеальных иммунных клеток. Наконец, удалось идентифицировать метаболическую сигнатуру кишечника, специфичную для эндометриоза. Один из метаболитов, хиновая кислота, способствует выживанию эпителиальных клеток эндометрия in vitro и росту очагов in vivo.  

Мы знаем, что кишечник и мозг находятся в постоянном диалоге. Исследования показывают, что «ось микробиота — кишечник — головной мозг» играет важную роль в возникновении тревоги, стресса, большого депрессивного расстройства и аутизма.  

Как обстоят дела с микробиотой у людей с социальной фобией? Можно ли сказать, что она играет роль в развитии заболевания, посредством общения с головным мозгом?  

До сих пор ответить на этот вопрос было затруднительно из-за недостатка данных. Однако, результаты исследования, проведенного группой ирландских ученых из Университетского колледжа Корка (UCC), предполагают, что это может быть правдой.  

В исследовании участвовал 31 человек с диагнозом социальной фобии, а также 18 контрольных участников, не страдающих этим заболеванием. Авторы изучали образцы стула участников на предмет различий в составе микробиоты. Что показали анализы?  

Источники (sidenote: Fehm L, Pelissolo A, et al. Size and burden of social phobia in Europe. Eur Neuropsychopharmacol. 2005;15:453–62.
Kessler RC, Petukhova M, et al. Twelvemonth and lifetime prevalence and lifetime morbid risk of anxiety and mood disorders in the United States. Int J Methods Psychiatr Res. 2012;21:169–84. )

Значительные различия в составе бактерий 

По сравнению с контрольной группой, в микробиоте людей с социальной фобией содержалось больше Anaeromassilibacillus. Несколько исследований показали, что этот бактериальный род связан с аутизмом и депрессией — расстройствами, патофизиология которых отчасти схожа с таковой при социальной фобии.  

Их микробиота также содержала больше представителей рода Gordonibacter, которые могут разрушать полифенолы, высвобождая метаболит уролитин, который, как показывают исследования, влияет на психическое здоровье. 

Группа социальной фобии также отличалась более низким содержанием Parasutterella excrementihominis. Как показали несколько исследований, эта бактерия менее распространена у людей с расстройствами аутистического спектра, высоким индексом массы тела (sidenote: Indice de masse corporelle Rapport du poids en kg sur le carré de la taille en m2 ) или потреблением сахара, что часто встречается у людей, страдающих фобиями, в том числе среди участников исследования.  

Другим заметным отличием было относительное преобладание метаболического пути деградации аспартата посредством определенного белка. Согласно данным авторов, этот белок похож на другой, участвующий в метаболизме триптофана, одной из сигнальных молекул, задействованных в функционировании оси кишечник — головной мозг. 

На пути к новым методам лечения и биомаркерам 

По мнению исследователей, результаты этого небольшого исследования очень важны и могут заложить основу для более масштабных исследований, чтобы подтвердить участие оси кишечник — головной мозг и конкретных бактерий в развитии социального тревожного расстройства. Конечная цель — выявить биомаркеры и разработать новые методы лечения социальной фобии, распространенного и нередко инвалидизирующего заболевания, лечение которого все еще не очень эффективно.  

АТОПИЧЕСКИЙ ДЕРМАТИТ: ВСЕ ВНИМАНИЕ НА МИКОБИОТУ КОЖИ

^{Schmid B, Künstner A, Fähnrich A et al. Dysbiosis of skin microbiota with increased fungal diversity is associated with severity of disease in atopic dermatitis. J Eur Acad Dermatol Venereol. 2022 Jun 21.}

Атопический дерматит (АД) представляет собой сложное и многофакторное воспалительное заболевание кожи, в котором играют роль генетика, иммунная система и микроорганизмы. Например, в коже пациентов с АД часто повышается содержание Staphylococcus aureus. Что можно сказать о грибковых сообществах? Недавнее исследование проливает свет на эту малоизученную область. Были изучены мазки с 4 участков кожи (локтевая складка, задняя поверхность шеи, надпереносье и макушка головы) от 16 пациентов с АД и 16 здоровых добровольцев. Для оценки динамики заболевания у пациентов с АД образцы забирали в трех временных точках (0, 2 и 4 недели). Контрольные образцы забирали в двух временных точках (0 и 4 недели). Анализ 320 мазков показал, что грибок Malassezia преобладал у абсолютно всех участников (с заболеванием и без). Однако у пациентов с тяжелой формой АД это доминирование снижалось в пользу таких грибов, как Candida или Debaryomyces, что приводило к большему грибковому разнообразию. С точки зрения бактерий, АД характеризовался более низким содержанием Cutibacterium и большим относительным преобладанием Staphylococcus, в частности S. aureus и S. epidermidis. Более высокое содержание S . aureus может способствовать размножению Candida, указывая на синергетическую связь между двумя микроорганизмами. Результаты исследования также показали связь между дисбиозом кожи и тяжестью АД: бактериальные и грибковые сообщества пациентов с тяжелой формой АД значительно отличались от таковых у контрольных групп и пациентов с легкими или умеренными формами заболевания. Микробные сообщества последних двух групп (АД легкой или умеренной степени тяжести и контрольная группа) в целом были схожими, за исключением некоторых различий в бактериальных сообществах (больше стафилококков и меньше Cutibacteria при легком или умеренном АД по сравнению с отсутствием АД). Таким образом, выраженный дисбиоз микробиоты характерен только для более тяжелых форм АД.