Кесарево сечение, прием молочных смесей и антибиотиков часто связывают с повышенным риском развития ожирения, аллергии и даже сахарного диабета. Что у них общего? По-видимому, все эти факторы риска нарушают бактериальную колонизацию желудочно-кишечного тракта, которая начинается при рождении. Но мы все еще не обладаем достаточной информацией об индивидуальном влиянии этих параметров, а также об их совокупном воздействии на структуру и состав кишечной микробиоты. В поисках ответов исследователи проанализировали бактериальную микрофлору 120 детей в возрасте шести недель, разделенных на группы в зависимости от способа родоразрешения, вида вскармливания (исключительно грудное или смешанное) и приема антибиотиков с момента рождения.

Пониженное содержание бифидобактерий

В сравнении с детьми, рожденными естественным путем, кишечная микробиота детей, рожденных путем кесарева сечения, отличалась пониженным содержанием бифидобактерий (способствующих здоровью кишечного тракта и иммунной системы) и повышенным содержанием двух видов потенциально патогенных бактерий. Тем не менее, кишечная микробиота детей, находившихся на грудном вскармливании, была приблизительно такой же, что и у детей, которые поочередно принимали грудное молоко и молочную смесь. Но при совмещении этих двух показателей исследователи обнаружили, что вид грудного вскармливания (исключительно грудное или смешанное) повлиял только на детей, рожденных путем кесарева сечения. Что, если изменения в микрофлоре этих детей произошли благодаря материнскому молоку? В ходе проверки этой гипотезы исследователи обнаружили, что дети, рожденные путем кесарева сечения и находившиеся на исключительно грудном вскармливании, имели практически ту же микробиоту, что и дети, рожденные естественным путем. Тем не менее, прием антибиотиков не повлиял на кишечную микрофлору. Авторы исследования полагают, что это можно объяснить короткими сроками и малыми дозами приема.

Кесарево сечение + материнское молоко = здоровая микробиота

Данное исследование позволяет по-новому взглянуть на этот неоднозначный вопрос, поскольку на структуру и состав микробиоты кишечника новорожденного, по-видимому, влияет исключительно способ родоразрешения. Оно также демонстрирует, что после кесарева сечения можно частично восстановить микрофлору исключительно грудным вскармливанием, открывая новые преимущества этой практики, настоятельно рекомендуемой Всемирной организацией здравоохранения.

Как некоторые виды лягушек сопротивляются вспышке хитридиомикоза – грибковой инфекции, вызывающей гибель амфибий по всему земному шару? Может ли это быть следствием того, что в их микробиоте кожи имеются бактерии, которые способны бороться с грибком Batrachochytrium dendrobatidis, который и вызывает это заболевание?

Подсказка для терапии аспергиллеза?

Чтобы точно это узнать, ученые выделили несколько штаммов бактерий с кожи 7 видов лягушек, обитающих в Панаме – стране, наиболее пораженной эпидемией. Затем они решили установить, способны ли эти бактерии остановить развитие грибка B. dendrobatidis у лягушек и могут ли они подавить рост Aspergillus fumigatus – грибка, который вызывает более 80 % случаев аспергиллеза у человека. Целью их исследования была разработка альтернативных методов лечения, механизмы действия которых отличались бы от механизмов действия стандартных противогрибковых средств.

Спасение своей шкуры... благодаря коже!

Бактерия Pseudomonas cichorii, присутствующая на коже лягушек, занимает первое место по противогрибковому действию, благодаря выработке двух активных соединений, одно из которых в лабораторных испытаниях показало выраженную способность подавлять рост патогенных грибков B. dendrobatidis и A. fumigatus. Данное открытие еще предстоит подтвердить на живых организмах, чтобы доказать, что Pseudomonas cichorii действительно предотвращает развитие грибковых заболеваний. Таким образом, панамские лягушки могли избежать массового вымирания, вызванного грибком-убийцей, благодаря своей коже! Бактерии кожи, благодаря которым они выжили, можно использовать для разработки новых натуральных лекарств против аспергиллеза человека.

В настоящее время многие исследования подтверждают наличие связи между дисбиозом (sidenote: Дисбиоз Изменение состава и функции микробиоты, вызванное сочетанием экологических и индивидуальных факторов. Дисбиоз не является четко очерченным состоянием и варьируется в зависимости от состояния здоровья каждого человека. Levy M, Kolodziejczyk AA, Thaiss CA, et al. Dysbiosis and the immune system. Nat Rev Immunol. 2017;17(4):219-232. ) кишечника и шизофренией на основании известных факторов: риск развития заболевания в 10–20 раз выше в тех случаях, когда была внутриутробная инфекция; у пациентов с шизофренией частые расстройства желудочно-кишечного тракта связаны с дисбиозом; также имеются нарушения в нервной, иммунной и гормональной системе, созревание которых тесно связано с микрофлорой кишечника. Китайские исследователи сравнили микробиоту здоровых людей и пациентов с шизофренией, а затем перенесли несбалансированную микрофлору от таких пациентов стерильным лабораторным мышам, не имеющим вообще никакой микробиоты.

Микробиота связана с заболеванием и его тяжестью

Микробиота больных шизофренией не только беднее и менее разнообразна, также в ней наблюдается преобладание 23 видов микроорганизмов (из 77, которые были установлены), а остальные 54 вида представлены в недостаточном количестве. Согласно авторам, дисбиоз специфичен для шизофрении, они также выделили бактериальную «подпись», состоящую из 5 семейств. Эта «подпись» позволяет отличать здоровых людей от больных шизофренией, она также отличается от «подписи» при других психических расстройствах (например, при депрессии). Более того, две большие группы бактерий могут специфически коррелировать с тяжестью симптомов шизофрении.

Пересадка микробиоты и начало заболевания

Представляется, что шизофрения может передаваться здоровым мышам, не имеющим микробиоты, через трансплантат кишечной микробиоты: бактериальная «подпись» донора-человека определяется у реципиента-грызуна и последний начинает демонстрировать поведение, характерное для шизофрении: гиперактивность, повышенную тревожность и депрессию. Также наблюдались патологические отклонения в количестве некоторых нейромедиаторов (химических веществ, которые позволяют нейронам передавать сообщения), что свидетельствует о нарушении связи «кишечник-мозг». Исследователи сделали вывод, что дисбиоз кишечника таким путем может играть роль в развитии шизофрении. Данное исследование открывает перспективу для выработки новых возможных методов диагностики и лечения.

Несмотря на хорошие результаты, полученные при трансплантации фекальной микробиоты (ТФМ) в качестве терапии первой линии у пациентов с рецидивирующими инфекциями, вызванными Clostridium difficile (rCDI), у 8–50 % пациентов наблюдается рецидив. В недавних работах было показано возможное влияние бактериофагов – вирусов, заражающих бактерии в составе кишечной микробиоты, – на успешность трансплантации фекальной микробиоты. Поэтому группа исследователей из Канады изучила влияние популяций бактериофагов у доноров и пациентов rCDI, получавших лечение ТФМ путем колоноскопии.

Влияние ТФМ на бактериофаги

Вполне ожидаемо у 19 реципиентов из этого исследования кишечная микрофлора была менее разнообразной, чем у 7 доноров. Разнообразие бактериофагов у них было выше, чем у доноров и 96 людей из контрольной группы. Возможно, это было вызвано приемом ванкомицина за 24 часа до трансплантации, что могло привести к стимуляции фагов. ТФМ, которая оказалась эффективной после первого применения у 12 пациентов, привела к снижению повышенного разнообразия. У 7 пациентов, получивших вторую ТФМ, разнообразие бактериофагов снизилось только ко второй попытке.

Важность профиля донора

После успешной трансплантации бактериальный профиль реципиента стал более похож на профиль донора: повышение количества Bacteroidetes и Firmicutes, снижение количества Proteobacteria, которые до этого преобладали (особенно бактерии рода Klebsiella и Escherichia). Тем не менее, не было обнаружено существенных различий между пациентами, у которых отмечался положительный ответ после первой трансплантации, и теми, у кого он не отмечался. Напротив, вероятно имелась корреляция между бактериофагами донора и успешным или неуспешным исходом трансплантации: повышенное разнообразие и снижение относительного количества было связано с успешной ТФМ. Но прежде чем воспринимать состав бактериофагов донора в качестве прогностического признака при лечении rCDI, исследователи призывают пересмотреть методы исследования этого аспекта кишечной микрофлоры, который до сих пор остается во многом неизвестным. Они полагают, что данные результаты являются всего лишь «верхушкой айсберга».

Объясните пациентам, что такое трансплантация фекалий, с помощью этого специального материала: 

Грудное молоко нестерильно, и содержащаяся в нем микрофлора влияет на развитие кишечной микробиоты новорожденных. Но все ли методики вскармливания грудным молоком одинаково эффективны? Чтобы установить это, международная команда исследователей проанализировала состав микробиоты грудного молока, как сцеженного ранее, так и непосредственно из груди в момент кормления, у 393 недавно родивших женщин.

Влияние использования молокоотсоса

Микробный состав 393 образцов грудного молока, отобранных в среднем через 3-4 месяца после родов, соотнесли с типом грудного вскармливания каждой из женщин и специфическими параметрами (ИМТ, количество родов, способ родоразрешения...) с применением ряда статистических методов. Бактерия Bifidobacterium spp., участвующая в созревании иммунной системы ребенка, в большем количестве присутствовала в молоке, полученном непосредственно из груди в момент кормления. Независимо от других традиционно учитываемых факторов (ИМТ матери, способ родоразрешения...), при кормлении заранее сцеженным грудным молоком (под которым понималось как минимум одно кормление сцеженным молоком за предыдущие две недели), особенно при сцеживании электрическим молокоотсосом, значительно снижалось количество и разнообразие микробиоты молока. Это также вызывало увеличение количества бактерий нескольких семейств, например Enterobacteriaceae, Enterococcaceae, Stenotrophomonas и Pseudomonadaceae, некоторые виды из которых могут быть условно-патогенными бактериями. Из этого наблюдения можно сделать вывод, что на непрямое грудное вскармливание влияют факторы внешней среды.

Другие факторы, которые следует учитывать

Результаты также показывают, что в случае прямого грудного вскармливания молоко контаминируется микробиотой полости рта грудничка (гипотеза «ретроградной инокуляции») с учетом особенностей пола ребенка. Это еще один аргумент в пользу идеи о совместной контаминации матери и ребенка. Сходным образом оказывают влияние и факторы со стороны матери: национальность, ИМТ (который, помимо прочего, влияет на количество жирных кислот, гормонов или олигосахаридов в молоке), роды путем кесарева сечения (что приводит к снижению разнообразия и количества бактерий в молоке), курение, первые или повторные роды, наличие атопического участка. И не будем забывать о транслокации кишечных микроорганизмов в молочные железы «энтеромаммарным путем». Эти результаты могут привести к потенциальным возможностям улучшения микробиоты молока и, следовательно, кишечной микрофлоры новорожденных, а также к внедрению стратегий предотвращения хронических заболеваний с раннего возраста (аллергий, респираторных инфекций, астмы...).

На лабораторных животных уже было показано, что кишечная микробиота связана с повышенным риском развития опасных для жизни кардиологических явлений. Некоторые кишечные бактерии обладают способностью разлагать три вещества (холин, фосфатидилхолин и карнитин), которые содержатся в яйцах и в основном в красном мясе. Затем продукт разложения попадает в печень, где преобразуется в триметиламиноксид (ТМАО), высоко провоспалительную (способствующую развитию воспаления) молекулу, ускоряющую развитие атеросклероза (sidenote: атеросклероза Жировые бляшки на внутренней оболочке артерий, которые приводят к сужению просвета и склерозированию кровеносных сосудов и прекращению кровотока ) , который, как известно, является одним из известных факторов риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Рацион, богатый мясом, яйцами и в более широком смысле предшественниками триметиламиноксида, может таким образом привести к повышенному риску развития сердечно-сосудистых заболеваний.

Сравнение трех диет

Для оценки гипотезы 113 добровольцам были предложены три варианта диеты одинаковой калорийности, содержащие четверть протеинов из трех разных источников: красного мяса, белого мяса (птицы) или растительных продуктов (бобовых, орехов, семян). Каждый участник придерживался трех диет в течение четырех недель, с перерывом на период «обнуления» продолжительностью от 2 до 7 недель, в течение которого они придерживались нормальной диеты. В течение периода каждой из трех диет измерялся уровень триметиламиноксида в крови и моче.

Избавьте свою микробиоту от излишков красного мяса

Через месяц уровень триметиламиноксида в крови в группе «красного мяса» был в три раза выше, чем в других двух группах. Это повышение было вызвано более высокой выработкой триметиламиноксида кишечными бактериями из карнитина, содержащегося в мясе, и сниженным выведением триметиламиноксида почками. Хорошая новость в том, что повышение триметиламиноксида полностью обратимо и исчезает, как только красное мясо заменяется белым мясом или белками растительного происхождения. По мнению авторов, данные результаты объясняют повышенный риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и преждевременной смерти, наблюдаемый у страстных любителей красного мяса и мясных нарезок. Изменение вашей диеты может стать простым способом сохранить микробиоту и предотвратить риск.

«Может, волчанка?» Фанаты сериала «Доктор Хаус» знакомы с названием этого редкого заболевания. Свое название оно получило из-за формы сыпи, напоминающей волка, которая иногда появляется на лицах заболевших ею людей. Однако волчанку довольно сложно диагностировать, так как ее симптомы неспецифичны: усталость, покраснение кожи, боль в суставах, выпадение волос, лихорадка или поражение жизненно важных органов, таких как почки или сердце (при тяжелых формах). Именно поэтому команда известного сериального диагноста из постоянно сомневается. Но почему симптомы настолько разнообразны? Потому что это заболевание связано с нарушением работы иммунной системы, которая атакует собственные клетки организма в разных частях тела во время обострения. По-видимому, в данном процессе задействована микробиота кишечника.

Кризисы и дисбаланс микробиоты

Ученые уже знают, что пациенты с волчанкой в целом обладают меньшим разнообразием бактерий в желудочно-кишечном тракте, часто сопровождаемым дисбалансом бактериальных уровней (т. е. дисбактериозом), по сравнению со здоровыми людьми. Но до сегодняшнего дня микробиота пациентов, подверженных обострениям заболевания, описывалась редко. На данный момент эта задача выполнена благодаря исследованию, проведенному примерно с шестьюдесятью женщинами, страдающими волчанкой. Результаты показали, что периоды бактериального дисбаланса совпадали с обострением волчанки.

Виновата ли бактерия Ruminococcus gnavus?

Исследователи смогли выделить бактерию Ruminococcus gnavus, переизбыток которой был связан с активностью заболевания, особенно у пациентов с воспалением почек (или нефритом), и возникал за счет полезных бактерий, известных своим противовоспалительным эффектом. Дисбаланс сопровождается изменением кишечного барьера, в результате которого иммунная система подвергается еще большему воздействию со стороны бактерий кишечника, часть которых оказывается патогенной. В будущем эти предварительные результаты дают нам надежду, что однажды доктор Хаус сможет легко диагностировать и отслеживать случаи волчанки благодаря разработке биомаркера, связанного с R. gnavus.

Примерно одна треть ежегодно производимого в мире пластика в итоге загрязняет почву и моря в количестве более 100 млн тонн (sidenote: https://www.wwf.fr/sites/default/files/doc-2019-03/20190305_Rapport_Pollution-plastique_a_qui_la_faute_WWF.pdf ) . Среди данных отходов микрочастицы пластмассы, образующиеся в результате деятельности косметической, нефтегазовой и швейной промышленностей, представляют собой серьезную экологическую проблему. Имея размер менее 5 мм, они просачиваются через систему фильтрации и попадают в водную среду. Разложение этих частиц занимает несколько веков из-за высокого содержания солей и низких температур. В результате их колонизируют разного вида бактерии (иногда токсические), до того как они попадут в желудок морских организмов, которых вводит в заблуждение такая ложная возможность поживиться.

Тщательно исследовались побережья Сингапура

По всему миру были проведены несколько исследований с целью определить природу микроорганизмов, размножающихся на поверхности микрочастиц пластмассы. А что в Сингапуре? Имеют ли отходы, загрязняющие самые посещаемые прибрежные воды, тот же самый бактериальный профиль, что и чистые пляжи, куда редко приходят люди? Два исследователя из Сингапурского университета решили изучить данный вопрос. Фрагменты, волокна, пена, гранулы, полимерная пленка и т. д.: в период с апреля по июль 2018 г. они собрали и проанализировали в общей сложности 275 образцов микрочастиц пластмассы с трех разных пляжей разного уровня загруженности туристами.

Все из-за деятельности человека

И неудивительно: чем чаще мы посещаем пляж, тем он более загрязнен. Но характер микрочастиц пластмассы, а также бактерий, покрывающих их, существенно отличался на каждом пляже. Данное наблюдение подтвердило влияние жизнедеятельности человека на подобный вид загрязнения, которое также меняется в зависимости от ветра и приливов. Хорошая новость: экосистема адаптируется к загрязняющим веществам, способствуя развитию тех видов бактерий, которые могут их разлагать. Плохая новость: это также способствует возникновению патогенов, ответственных за раневые инфекции и заболевания желудочно-кишечного тракта. Невольно поглощая микрочастицы пластмассы, морские организмы могут способствовать накоплению и последующему переходу патогенных микроорганизмов в пищевую цепочку. Авторы пришли к выводу, что эти два результата необходимо будет учитывать при возникновении экологических и санитарных сложностей, вызванных загрязнением пластиком.

В основе профилактики сахарного диабета посредством регулирования уровня сахара в крови лежит более низкокалорийная диета с более низким потреблением сахара. Однако, по-видимому, постпрандиальный (возникающий после приема пищи) уровень глюкозы в крови зависит не только от состава принятой пищи: он варьируется от человека к человеку и зависит от индивидуальных параметров (физиологических, генетических или связанных с микробиотой кишечника).

С диабетом или без него, исследуем со всех сторон!

По данным израильского исследования, проведенного в 2015 году среди людей с предрасположенностью к диабету (с избыточным весом или ожирением), соблюдение диеты, подобранной с учетом индивидуальных данных (включая кишечную микрофлору), снижает уровень глюкозы более эффективно, чем применение стандартной модели, которая базируется исключительно на снижении калорийности пищи и потребления глюкозы. А что насчет людей, у которых нет диабета? Американские исследователи из клиники Мэйо протестировали специально разработанную модель на 327 здоровых взрослых испытуемых, проживающих на Среднем Западе США. Сохраняя свои пищевые привычки (кроме завтрака, который был нормирован), участники должны были носить глюкометры для постоянного мониторинга уровня глюкозы в крови, а специальное приложение отслеживало показатели питательной ценности принимаемой пищи. Затем все данные сравнивались с прогнозами, полученными посредством специально разработанной модели и стандартной модели.

Микробиота и контроль уровня глюкозы в крови

В некоторой степени результаты израильского исследования подтвердились: одна и та же пища может вызвать совершенно разную гликемическую реакцию у разных людей, в то время как реакция одного и того же человека в течение долгого времени оставалась относительно постоянной. Более того, постпрандиальные уровни глюкозы, спрогнозированные в рамках специально разработанной модели, были ближе к данным из отчетов участников, чем те, которые были предсказаны в рамках стандартной модели. Данное отличие может частично объясняться составом нашей кишечной микробиоты, которая играет роль в поддержании нормального уровня глюкозы (гомеостаза глюкозы). Все приведенные выше результаты по большей части свидетельствуют в пользу диетического подхода к профилактике заболеваний, связанных с чрезмерно высоким уровнем сахара в крови (гипергликемией).