Результаты исследования, недавно опубликованного в Science, показывают, что модуляция микробиоты кишечника помогает пациентам с распространенной меланомой вернуть ранее утраченный ответ на иммунотерапию анти-PD-1. Как? Благодаря трансплантации фекальной микробиоты (ТФМ).

Разработка анти-PD-1-терапии стала одним из основных медицинских достижений последнего десятилетия. Она позволяет получить долгосрочную клиническую пользу пациентам с распространенной меланомой. В доклинических моделях и у онкологических пациентов эффективность этой терапии коррелирует с составом микробиоты кишечника. В этом клиническом исследовании II фазы изучали, можно ли преодолеть устойчивость к анти-PD-1 путем модуляции микробиоты кишечника.

Фекальная микробиота и анти-PD-1: выигрышная комбинация?

Целью данного клинического исследования была оценка безопасности и эффективности ТФМ в сочетании с анти-PD-1-терапией (пембролизумабом) у пациентов с метастатической меланомой, у которых ранее была отмечена рефрактерность к этой терапии. 15 пациентов получали анти-PD-1-терапию (один раз в 3 недели до наступления какого-либо изменения) в сочетании с однократной ТФМ от 7 доноров, у которых ранее был отмечен полный (4 пациента) или частичный (3 пациента) ответ на иммунотерапию. Каждые 12 недель пациентам выполнялось рентгенографическое обследование.

Микробиоту кишечника реципиентов и доноров анализировали с помощью секвенирования методом дробовика. У каждого реципиента выполняли секвенирование одного образца микробиоты, взятого за 7–21 день до ТФМ, и всех образцов, взятых после ТФМ (образцы собирали еженедельно в течение 12 недель, затем каждые 3 недели). Период наблюдения за пациентами в среднем составил 12 месяцев.

ТФМ вызывает изменение кишечной микробиоты

Эта комбинация очень хорошо переносилась и принесла значимую клиническую пользу 6 пациентам, у которых отмечалась регрессия или стабилизация опухолевого процесса в период более года. Медиана выживаемости этих пациентов составила 14 месяцев.

У 15 пациентов после ТФМ состав микробиоты кишечника изменился независимо от характера ответа на иммунотерапию. Состав микробиоты кишечника у 6 пациентов, ответивших на лечение, стал более похож на таковой у доноров, чем пациентов, не ответивших на лечение. В их кишечной микробиоте стало больше видов Firmicutes (Lachnospiraceae и Ruminococcaceae) и Actinobacteria (Bifidobacteriaceae и Coriobacteriaceae) и меньше — Bacteroidetes.

ТФМ и иммунотерапия изменяют иммунный ответ

У 6 пациентов, ответивших на лечение, иммунологические изменения в крови и опухолевых очагах указывают на повышенную активацию иммунных клеток (повышение активации CD8+ Т-клеток, уменьшение уровня ИЛ-8). Кроме того, у ответивших на лечение пациентов были выявлены различные протеомные и метаболические характеристики, которые явно изменялись под действием микробиоты кишечника. С другой стороны, исследователи считают, что не ответившие на лечение пациенты могут быть невосприимчивы к иммунотерапии по ряду причин, связанных с составом их кишечной микробиоты.

Хотя эти результаты требуют дальнейшего изучения в более масштабных клинических исследованиях, с определенной долей уверенности можно утверждать, что только ТФМ в сочетании с применением ингибитора PD-1 достаточно для успешного изменения микробиоты кишечника пациентов и перепрограммирования микроокружения опухоли для преодоления резистентности к иммунотерапии. ТФМ позволяет изменить состав микробиоты, повышая эффективность анти-PD-1-терапии и вызывая клинический ответ у пациентов с меланомой, устойчивой к иммунотерапии.

Возможность предсказать отторжение трансплантата — мечта каждого хирурга и надежда каждого пациента. Согласно результатам исследования, опубликованного в журнале The Lancet Respiratory Medicine, увеличение количества легочных бактерий может предсказать развитие хронического отторжения легочного трансплантата или хронической дисфункции аллотрансплантата легкого (ХДАЛ) у взрослых реципиентов без других сопутствующих заболеваний.

Трансплантация легких — единственный доступный метод лечения терминальных стадий заболеваний легких, однако она связана с очень низкой выживаемостью по сравнению с трансплантацией других органов. Микробиота дыхательных путей пациентов, перенесших трансплантацию легких, отличается от таковой у здоровых людей. Эти различия включают более высокую бактериальную нагрузку и характерный состав бактериального сообщества. Клиническая значимость этих различий в плане влияния на исходы трансплантации легких до сих пор не установлена.

Влияние микробиоты легких на выживаемость после трансплантации

Авторы провели проспективное исследование с участием 134 пациентов, перенесших трансплантацию легких в клинике Университета Мичигана в период с октября 2005 г. по август 2017 г. Цель исследования заключалась в изучении связи между выживаемостью без ХДАЛ после трансплантации и изменениями со стороны респираторной микробиоты. Авторы проанализировали образцы бронхоальвеолярной жидкости, взятые через год после трансплантации легких у бессимптомных пациентов во время бронхоскопии. Оценку функции легких на предмет возможного развития ХДАЛ определяли не реже одного раза в три месяца с помощью спирометрии.

Бактериальная нагрузка в легких — фактор риска

В течение 500 дней наблюдения у 18% пациентов развилась ХДАЛ, 4% умерли, не имея подтвержденной ХДАЛ, и 78% были живы и не имели признаков ХДАЛ. Более высокая бактериальная нагрузка в легких ассоциировалась с более высоким риском развития ХДАЛ или смерти после трансплантации легких. Другой вывод заключался в том, что эта связь между повышенной бактериальной нагрузкой и риском развития ХДАЛ не зависела от наличия или относительного преобладания Pseudomonas spp., как показали предыдущие исследования.

Является ли состав бактериального сообщества прогностическим показателем выживаемости?

Авторы также показали, что состав сообщества легочных бактерий значимо различался между пациентами, у которых развилась ХДАЛ или которые умерли, и пациентами, которые выжили и не имели признаков ХДАЛ. Напротив, ни один из отдельных бактериальных таксонов не был достоверно связан с развитием ХДАЛ. Исследователи пришли к предварительному выводу, что определение общей бактериальной нагрузки позволяет более надежно предсказать развитие ХЛАД, чем определение состава микрофлоры. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, поддаются ли легочные бактерии модификации с помощью антибиотиков или других вмешательств, и могут ли изменения в микробиоте легких объяснить различия в ответах пациентов на терапию после трансплантации легких.

Чем старше мы становимся, тем более уникальной становится наша кишечная микробиота. И ее уникальность, по-видимому, позволяет предсказать здоровое старение и увеличенную продолжительность жизни у пожилых людей. Это веская причина, чтобы позаботиться о благополучии ваших микробов!

В древности гаруспики (sidenote: гаруспики Жрец и прорицатель, предсказывавший будущее и толковавший волю богов, исследуя внутренности определенных животных. ) предсказывали будущее по внутренностям принесенных в жертву животных. В ближайшем будущем мы сможем прогнозировать продолжительность нашей жизни, изучая наши собственные внутренности. Именно такой вывод напрашивается по итогам недавнего исследования микрофлоры кишечника более 9000 человек в возрасте от 18 до 101 года.

Увеличение разнообразия кишечной микробиоты

Первый вывод этого исследования заключается в том, что примерно с сорока лет микробиота кишечника каждого человека начинает приобретать все больше уникальных черт. Этот рост уникальности сопровождается увеличением количества бактериальных маркеров, которые ассоциируются с доказанной пользой с точки зрения иммунитета, протекания воспалительных процессов, старения и продолжительности жизни. Более того, у людей в возрасте 80 лет и старше, в кишечной микрофлоре которых сохраняется преобладание бактерий рода Bacteroides и/или отмечается низкое разнообразие микробиома, ожидаемая продолжительность жизни ниже на четыре года. Эти результаты можно считать вполне достоверными, поскольку они наблюдались в трех разных по демографическим характеристикам группах исследования.

Вещества, которые увеличивают продолжительность жизни?

Второй вывод исследования заключается в прояснении связи между составом кишечной микрофлоры людей, которые наслаждаются здоровым старением, и присутствующими в крови метаболитами, которые вырабатываются кишечной микробиотой. Например, у них были идентифицированы продукты распада аминокислот триптофана и фенилаланина. Интересно, что некоторые из этих метаболитов ранее уже обнаруживались в крови столетних людей, но не в здоровой молодой популяции. Для других химических соединений, таких как индол, уже подтверждена роль в увеличении ожидаемой продолжительности жизни в многочисленных моделях на животных. Следовательно, старение можно охарактеризовать как изменение активности кишечной микрофлоры, которая перестает вырабатывать определенные вещества.Из этого можно сделать простой вывод: забота о микробиоте кишечника на протяжении всей жизни способствует здоровью и долголетию. Теперь вы не сможете сказать, что не знали этого.

Расскажите мне о микробиоте своего кишечника, и я скажу, сможете ли вы похудеть: именно к такому выводу пришли китайские ученые, которые установили, что по составу кишечной микрофлоры можно предсказать способность человека похудеть благодаря диете.

Мы часто сталкиваемся с «метаболической несправедливостью»: одни люди с легкостью теряют лишний вес, а у других, как бы они ни старались, не происходит никаких изменений или даже продолжается набор веса. Как можно объяснить такие различия? У них более подходящий рацион питания? Они больше плавают в бассейне? Им повезло в генетической лотерее?

Питание, физические упражнения, генетика...

Причина может заключаться не в этих традиционных объяснениях, а в микробиоте кишечника. Такой была гипотеза исследователей, которые наблюдали за 83 взрослыми китайцами (72 из них имели избыточный вес или ожирение) в рамках 6-месячной программы похудения, включавшей в себя следование рекомендованной диете и ежедневное общение с диетологом по смартфону. Цель программы заключалась в сокращении калорийности рациона на 30–50%. Участники несколько раз в неделю записывали количество потребленной еды, носили датчик, который подсчитывал сжигаемые калории, и взвешивали себя каждую субботу. Также они предоставляли образцы стула, по которым исследователи изучали состав микробиоты и его изменения под воздействием диеты. Кроме того, у участников брались образцы слюны для выявления генетической предрасположенности к ожирению.

...или все дело в микробиоте кишечника?

И каковы же результаты? Оказалось, что исходный состав микробиоты кишечника намного лучше, чем диета, уровень физической активности или даже гены, позволял предсказать кривую изменения веса участников исследования. Преобладание двух бактерий — Blautia wexlerae и Bacteroides dorei — оказалось особенно точным индикатором будущего похудения. Кроме этого, изменения веса благодаря диете сопровождались изменениями в количестве некоторых видов бактерий: у людей с ожирением было отмечено существенно больше Ruminococcus gnavus, и количество этих бактерий уменьшалось при потере веса, тогда как в кишечнике у худых людей во множестве присутствовали такие микробы, как Akkermansia muciniphila и Alistipes obesi, и под воздействием диеты наблюдался рост их количества.

Таким образом, сделан вывод, что по составу микробиоты можно предсказать способность человека к похудению. Этот вывод может лечь в основу разработки персонализированных программ питания, нацеленных на изменение кишечной микрофлоры. Поможет ли знание об этом победить «метаболическое неравенство»?

В условиях карантина маленькие дети много времени проводят в пыльных помещениях. В зависимости от того, живет ребенок в городе или в деревне, воздействие пылевых микробов может как защищать от атопического дерматита, так и способствовать его развитию.

Атопический дерматит (или экзема) — наиболее распространенное хроническое кожное заболевание (sidenote: https://www.worldallergy.org/UserFiles/file/WAOAtopicDermatitisInfographic2018.pdf   ) . Его проявления — сухость кожи и напоминающие экзему изменения (покраснение, зуд и т. д.), которые не заразны и усиливаются при обострениях. Это заболевание возникает в результате сложного взаимодействия между факторами окружающей среды и генетическими факторами. Оно может проявляться в раннем возрасте (даже у младенцев), но в ряде случаев возможно его сохранение или даже первое проявление в подростковом и взрослом возрасте. Что касается факторов окружающей среды, была четко продемонстрирована роль микробиоты кишечника, а также кожи и носовой полости. Несмотря на масштабные исследования, которые проводятся в последние годы, во всем мире продолжается рост числа людей, затронутых этой болезнью. В чем причина этого увеличения количества больных? Первые выдвинутые предположения касались изменения окружающих условий жизни людей, связанных с улучшением гигиены и урбанизацией. Удивительно, но в африканских странах заболеваемость держится на довольно низком уровне, в то время как афроамериканцы более подвержены этому заболеванию. Цель этого нового исследования состояла в том, чтобы понять причины такого различия. Был проведен анализ связи между составом пылевой микробиоты в сельских и городских домах и развитием данного заболевания у детей в ЮАР.

Пыль в городских и сельских жилищах: о чем может рассказать микробиота?

Исследователи изучили в ЮАР дома (в сельских и городских районах), в которых проживают 86 детей в возрасте от 12 до 36 месяцев с атопическим дерматитом и без него. Для чего это было сделано? В этих домах собирали пробы пыли для анализа содержащейся в ней бактериальной микробиоты. Первый вывод ученых заключался в том, что пыль из городских и сельских домов значительно отличается по общему бактериальному составу. Бактериальное разнообразие пыли из городских домов существенно ниже по сравнению с пылью из сельских домов. Также в ней присутствовало меньше бактерий определенных групп (Clostridia, Lachnospiraceae, Ruminococcaceae и Bacteroidaceae).

Бактерии, которые защищают от атопического дерматита?

Другой вывод исследователей состоял в том, что жилища здоровых детей и детей с атопическим дерматитом различаются по составу и разнообразию пылевых бактерий. Пыль в домах здоровых детей, живущих в сельской местности, содержала больше бактерий из родов Clostridia, Ruminococcaceae и Bacteroidaceae. Этот факт позволяет предположить, что данные бактерии могут защищать от атопического дерматита. При изучении городских домов не обнаружено никакой разницы в количестве или разнообразии пылевых бактерий между жилищами здоровых и больных детей.

Таким образом, бактериальный состав домашней пыли может быть важным фактором риска развития атопического дерматита, и эта связь может быть частично опосредована микробиомом кишечника. Сами того не замечая, маленькие дети ежедневно глотают и вдыхают домашнюю пыль. По заключению исследователей, некоторые бактерии, присутствующие в этой пыли, потенциально способны проникать в кишечник и защищать организм ребенка от экземы.

_{В низком либидо часто винят рутину или прошедшие годы. А что, если виновник происходящего менее очевиден и спокойно живет в нашем кишечнике?}

Потеря либидо — это сексуальное расстройство со множеством последствий, включая снижение качества жизни, низкую самооценку и потерю связи с партнером. Врачи используют термин «гипоактивное расстройство полового влечения» (ГРПВ), когда снижение или отсутствие полового влечения вызывает выраженный дистресс или трудности в личном общении. Эта комбинация симптомов — низкое влечение и связанный с этим дистресс — выявляется примерно у 10 % американских женщин. В других странах ситуация аналогична. Известно, что микробиота кишечника влияет на развитие некоторых психических и неврологических нарушений. Недавние исследования показали, что она также может играть роль в потере либидо и развитии ГРПВ, в регуляции которых участвует и головной мозг.

Бактерии, эмоции и сексуальность

Чтобы узнать больше, ученые сравнили кал 24 женщин с ГРПВ с калом 22 женщин с нормальным либидо. У пациенток с ГРПВ они отметили меньшую численность одних бактерий и увеличение количества других, таких как Lactobacillus и Bifidobacterium. Чем больше разница в численности по сравнению с микробиотой женщин с нормальным либидо, тем более выражено снижение полового влечения. Требуются дополнительные исследования, чтобы выяснить механизмы такого влияния, хотя предполагается, что бактерии кишечника секретируют в организм малые молекулы, которые могут воздействовать на головной мозг. Результаты исследования вызывают пристальный интерес, поскольку эти пока еще не подтвержденные данные могут однажды привести к значимым улучшениям в коррекции женского либидо.

Гармония или страсть: выбираем что-то одно

Авторы также отмечают, что высокие уровни Lactobacillus и Bifidobacterium, которые сигнализируют о потере либидо, всегда ассоциировались с уменьшением апатии и агрессии. Ученые проследили возможную взаимосвязь: в основе сексуальности могут лежать гнев или стресс, поскольку эти эмоциональные состояния вызывают возбуждение, которое затем может переходить во влечение. Иными словами, не исключено, что нам придется выбирать между внутренней гармонией и страстным влечением.

Потеря обоняния — классический симптом COVID-19. Он особенно часто беспокоит пациентов и считается серьезным проявлением нетрудоспособности. Проводимые исследования сочетают ежедневные тренировки обоняния с анализом микробиоты полости носа и должны помочь пациентам в восстановлении обоняния.

COVID-19 поражает наши органы чувств, приводя к потере обоняния (аносмия) и вкуса (агевзия). Эти нарушения встречаются почти у половины пациентов с наличием симптомов¹ со значительными отличиями в зависимости от этнической принадлежности — например, их частота среди представителей европеоидной расы в три раза выше, чем у представителей монголоидной расы². Сенсорные изменения протекают тяжело. В ходе многоязычного опроса, касающегося 4039 случаев COVID-19 во всем мире, пациенты сообщили о потере в среднем 80 % обоняния и 70 % вкусовых ощущений³.

Ежедневные тренировки для восстановления обоняния

К сожалению, аносмия не ограничивается только частыми преходящими случаями при COVID-19. К потере обоняния могут привести травма головы, воспаление слизистой носа, аллергия и даже пожилой возраст. Причина кроется в ухудшении функции сенсорных клеток, выстилающих носовую полость и отвечающих за обнаружение запахов. Чтобы противодействовать аносмии, австрийские ученые два раза в день тренируют у пациентов обоняние с визуализацией различных источников запахов (лимон, роза и т. д.). Результаты положительные: после шести месяцев тренировок обоняние у пациентов восстановилось. Кроме того, по данным МРТ, частично восстанавливаются участки головного мозга, отвечающие за обоняние.

Микробиота полости носа требует особого внимания

В дополнение к тренировкам ученые изучали влияние микроорганизмов, обитающих в полости носа, и у пациентов с ослабленным обонянием они отметили большее разнообразие бактерий. В частности, был сделан вывод, что обонятельные характеристики изменяет одна бактерия. Воодушевленные полученными результатами, ученые изучают влияние тренировки обоняния у пациентов на баланс микробиоты полости носа. Результаты пока не известны, но исследование вселяет большие надежды на обнаружение ключевых микробов, которые могут восстанавливать обоняние. Их использование позволит оперативно разработать эффективное лечение этого расстройства.

Кишечник часто называют вторым мозгом, и на то есть свои причины: качество микробиоты кишечника отражает наше моральное состояние, поведение и даже психическое здоровье. Более того, оно может влиять на тяжесть симптомов нейробиологических заболеваний, таких как аутизм.

Что вызывает расстройства аутистического спектра (РАС)? Этот вопрос интересует научное сообщество на протяжении десятилетий. Влиянием кишечника нельзя полностью объяснить причины РАС, характеризующиеся трудностями в социализации, общении и даже обсессивно-компульсивными расстройствами, но оно может дать ответы на некоторые вопросы. Они скрыты в миллиардах бактерий и других микроорганизмов, населяющих кишечную микробиоту.

_{Опасная связь РАС и расстройства кишечника}

Впервые расстройства аутистического спектра были описаны в 1943 году, с тех пор было выявлено множество симптомов. Нарушения со стороны кишечника, такие как диарея, запор давно считаются стандартными соматическими симптомами. У детей с РАС желудочно-кишечные расстройства встречаются в 3-4 раза чаще, чем обычно. Тяжелый аутизм, как правило, сопровождается самыми тяжелыми нарушениями со стороны кишечника, и наоборот. Исследования показали, что у пациентов с аутизмом наблюдается улучшение поведения после лечения желудочно-кишечного расстройства. Поэтому ученые заинтересовались механизмами, лежащими в основе этих желудочно-кишечных расстройств, и внимательно изучили микробиоту кишечника.

Микробиота, которая считает себя мозгом

Наблюдение № 1: у пациентов с аутизмом часто наблюдается нарушение состава микробиоты, то есть изменения кишечной микрофлоры, в которой остается мало полезных бактерий и появляется больше микробов, приводящих к определенным расстройствам, таким как диарея, запор. Эти микробы не только вызывают проблемы в кишечнике, но и вырабатывают «сигнальные» молекулы, используемые кишечником и головным мозгом для обмена информацией. В чрезмерном количестве эти молекулы могут ухудшить коммуникацию и привести к поведенческим расстройствам, таким как нарушения, наблюдаемые при РАС.

Дырявый кишечник

Наблюдение № 2: кишечный барьер может не выполнять свою функцию, то есть не препятствовать попаданию микробов, аллергенов и других чужеродных молекул в кровоток. В результате активируется иммунная система, вызывая воспалительные реакции. У многих пациентов с аутизмом повышена проницаемость кишечника, что приводит к воспалению в кишечнике и нейронах и развитию нарушений, связанных с реакцией на повышенный стресс. Эти данные свидетельствуют о прочной взаимосвязи между кишечником и головным мозгом при РАС. Однако механизмы, посредством которых желудочно-кишечные расстройства способствуют развитию аутизма, чрезвычайно сложны, поэтому необходимы дальнейшие исследования для определения методов лечения кишечника и улучшения качества жизни пациентов с РАС.

Прогнозирование ответа на лечение и индивидуальный подход к терапии: новое исследование показало, что микробиоту кишечника пациентов с ВЗК (воспалительными заболеваниями кишечника) можно использовать для прогнозирования эффективности иммуносупрессивного лечения. Полученная информация может стать серьезным импульсом в борьбе с этими изнуряющими заболеваниями.

К ВЗК относятся болезнь Крона и язвенный колит. Оба заболевания вызывают неконтролируемое воспаление слизистой оболочки части пищеварительного тракта, в результате чего развиваются различные симптомы во время обострений воспалительного процесса. Сейчас эти заболевания неизлечимы, но есть препараты, такие как инфликсимаб (sidenote: Infliximab биотерапия, которая нейтрализует TNF-α, белок, ответственный за воспаление тканей. )  (IFX), действие которых направленно на уменьшение воспаления. В то же время, у трети пациентов не наблюдается ответа на эту терапию, и в настоящее время нет биомаркера (sidenote: Биомаркер объективно измеряемая биологическая характеристика, позволяющая оценить реакцию на лечение. Этот ответ может быть полным или частичным. ) , по которому можно было бы предсказать ответ на лечение. Проведенное исследование показало, что решение проблемы, вероятно, кроется в микробиоте кишечника.

Микробиота кишечника до лечения отличается...

Многочисленные исследования показали связь между составом микробиоты кишечника (бактерии, грибки) и ВЗК. Поэтому, чтобы идентифицировать маркеры, по которым можно спрогнозировать ответ на терапию IFX, исследователи оценили влияние лечения IFX на состав микробиоты кишечника у 72 пациентов с ВЗК (sidenote: 25 пациентов с болезнью Крона (БК) и 47 пациентов с язвенным колитом (ЯК). ) . Разнообразие бактерий и грибков в микробиоте кишечника проанализировали по образцам кала, собранным до лечения и через 1 год после начала лечения. Пациентов разделили на три группы в соответствии с их ответом на лечение. В ходе исследования было выявлено, что профили бактерий и грибков в трех группах значимо различались до начала терапии.

...это может стать прогностическим инструментом

Значимые различия между тремя группами пациентов также наблюдались после начала лечения: у пациентов, у которых не был достигнут ответ на лечение, содержание противовоспалительных бактерий было ниже, а содержание провоспалительных бактерий и грибков (например, рода Candida), наоборот, выше по сравнению с пациентами, ответившими на терапию. Эти результаты свидетельствуют о связи микробиоты кишечника с ответом на лечение.

На основании этих выводов исследователи идентифицировали определенные бактерии и грибки, присутствующие в кишечнике до начала лечения, которые можно использовать для прогнозирования реакции на терапию IFX. Новый подход позволит значительно раньше выявлять пациентов, не отвечающих на терапию, давая возможность оперативно скорректировать лечение, ограничить побочные эффекты и снизить затраты.

Источники: 

Ventin-Holmberg R, Eberl A, Saqib S, et al. Bacterial and fungal profiles as markers of infliximab drug response in inflammatory bowel disease. J Crohns Colitis. 2020 Dec 10:jjaa252.

Могут ли структурные и функциональные изменения микробиоты кишечника стать причиной снижения мышечной массы у пожилых людей (саркопения)? По результатам недавнего исследования это кажется более чем вероятным: в популяции пожилых китайцев изучали мало исследованную ось «кишечник – мышцы». Вероятно, исследование сыграет заметную роль в открытии способа улучшения здоровья пожилых людей.

С увеличением ожидаемой продолжительности жизни в научных исследованиях все чаще изучают нарушения здоровья, связанные с преклонным возрастом. К ним относится и саркопения — гериатрический синдром, характеризующийся уменьшением мышечной массы (sidenote: Martin FC, Ranhoff AH. Frailty and Sarcopenia. 2020 Aug 21. In: Falaschi P, Marsh D, editors. Orthogeriatrics: The Management of Older Patients with Fragility Fractures [Internet]. Cham (CH): Springer; 2021. Chapter 4 ) . В развитии саркопении задействованы различные патофизиологические механизмы, в числе которых недостаточное питание, малая физическая активность, воспаление, старение иммунной системы, резистентность к анаболическим гормонам, окислительный стресс. Микробиота кишечника оказывает значимое влияние на эти процессы, особенно связанные с воспалением и иммунной системой. В ряде исследований уже описывались изменения микробиоты кишечника у пожилых людей, но непосредственное изучение роли оси «кишечник — мышцы» при саркопении проводилось впервые.

Саркопения: уменьшение разнообразия микробиоты кишечника...

Микробиоту кишечника анализировали в трех группах с помощью секвенирования гена 16S рРНК: у 60 здоровых контрольных участников (средний возраст 68,38 ±5,79 года), у 11 пациентов с саркопенией с нарушением мышечной функции и снижением мышечной массы (средний возраст 76,45 ±8,58 года) и у 16 пациентов с потенциальной саркопенией, у которых отмечалось только нарушение функции мышц (средний возраст 74,00 ±6,94 года). Было обнаружено, что у пациентов с саркопенией и потенциальной саркопенией альфа-разнообразие (Chao1 и наблюдаемые индексы видового разнообразия) было значимо снижено по сравнению с контрольной группой. У этих пациентов отмечалось снижение количества некоторых видов микроорганизмов, продуцирующих бутират (Lachnospira, Fusicantenibacter, Roseburia, Eubacterium и Lachnoclostridium). Бутират — это важное соединение, посредством которого микробиота кишечника влияет на физиологию организма хозяина. Известно, что он уменьшает воспаление: исследования показали, что короткоцепочечные жирные кислоты, такие как бутират, способствуют поддержанию массы скелетных мышц. Кроме того, численность микробов рода Lactobacillus была большей у пациентов с симптомами, чем в контрольной группе, и семейство Lactobacillaceae идентифицировано как биомаркер для группы с потенциальной саркопенией. В то же время, семейство Porphyromonadaceae, по-видимому, является биомаркером саркопении.

...и модифицированные функциональные пути

Чтобы изучить функциональное влияние состава микробиоты кишечника на пациентов, исследователи идентифицировали ряд измененных функциональных путей. У пациентов с саркопенией и потенциальной саркопенией одни пути были представлены чрезмерно (в частности, биосинтез липополисахаридов или ЛПС), в то время как другие были представлены недостаточно (помимо прочих, это пути биосинтеза фенилаланина, тирозина и триптофана). Эти результаты позволяют предположить, что ключевые метаболические пути, связанные с образованием энергии в клетках, переработкой белка и транспортом питательных веществ, в патологических условиях саркопении регулируются иначе. Кроме того, обогащение биосинтеза ЛПС указывает на то, что саркопения связана с провоспалительным метагеномом. Эти результаты подтверждают данные предыдущих исследований (sidenote: Volpi, E., Kobayashi, H., Sheffield-Moore, et al. Essential amino acids are primarily responsible for the amino acid stimulation of muscle protein anabolism in healthy elderly adults. Am. J. Clin. Nutr. 78, 250–258. https ://doi.org/10.1093/ajcn/78.2.250 (2003) ) , в которых была показана важность путей биосинтеза фенилаланина, тирозина и триптофана для стимуляции анаболизма мышц у пожилых людей.

Эти предварительные результаты показывают, что структурные и функциональные изменения микробиоты кишечника могут способствовать потере массы скелетных мышц и снижению их функции у пациентов с саркопенией. Однако для подтверждения этой гипотезы необходимы дальнейшие исследования с более крупными выборками.