Болезнь Крона – это рецидивирующее хроническое заболевание, течение которого вариабельно у разных пациентов. Хотя причины этого воспалительного заболевания еще не до конца изучены, было замечено, что у некоторых пациентов микробиота кишечника менее сбалансирована, чем у здоровых индивидуумов. Но является ли это причиной заболевания или только адаптацией микробиоты к воспалительной среде?

Двухлетнее неэкспериментальное исследование

Чтобы получить более ясную картину, команда ученых из Израиля и США провела мониторинг микробиоты у сорока пяти пациентов в период ремиссии заболевания. Во время этого проспективного неэкспериментального исследования были осуществлены: анализ кишечной микробиоты, измерение уровня С-реактивного белка (каждые 3 месяца) и уровня фекального кальпротектина, а также эндоскопические обследования (каждые 6 месяцев). Исследователи сравнили результаты, полученные у 17 пациентов в воспалительной фазе заболевания, с результатами у 22 контрольных испытуемых. Целью исследования было выяснить, действительно ли обострению воспалительного процесса предшествует нарушение состояния кишечной микробиоты. Чтобы оптимизировать процесс анализа, ученые использовали машинное обучение – компьютерную технологию, в которой аналитические модели создаются на основе собранных данных, а не предварительного программирования.

Обострения и нестабильность микробиоты

Результаты подтверждают, что пациенты с болезнью Крона в целом имеют менее обильную и менее сбалансированную микробиоту (более высокий индекс дисбиоза), чем здоровые люди. Главным образом подчеркивается то, что у 27 из 45 пациентов, имевших обострение в течение последующих двух лет, воспалительной фазе предшествовало значительное сокращение количества некоторых бактерий (семейств Christensenellaceae и S24.7) и повышение количества других бактерий (Gemellaceae) по сравнению с пациентами в стадии ремиссии. Более того, у пациентов, у которых микробиота была менее стабильной в стадии ремиссии болезни, в последующем в 11 раз чаще наступало обострение. Изменение относительной численности трех вышеупомянутых таксонов и общая нестабильность кишечной микробиоты, по-видимому, предшествует обострению, таким образом показывая, что желудочно-кишечная флора играет определенную роль в патогенезе воспаления. Несмотря на ошибки, обычно присутствующие при машинном обучении (чрезмерная индивидуальная вариативность по сравнению с клиническими факторами), эти результаты открывают путь к разработке вариантов терапии, которые помогут прогнозировать (а в перспективе, возможно, и предотвращать) предстоящее обострение заболевания.

В кишечной микрофлоре скрыт огромный объем информации: о заболеваниях, воспалении, употреблении антибиотиков, особенностях питания... Может ли она также отражать наш возраст? Группа британских исследователей искала ответ, анализируя состав микробиоты кишечника 1165 здоровых людей. В результате был получен список из 39 видов бактерий с возможностью классифицировать каждый образец в одну из трех возрастных категорий с точностью до 3,94 года. Такой уровень точности превосходит достигнутый на созданных ранее моделях, так как эта группа исследователей не первой изучает «микробиотические часы старения».

Ни старение, ни омоложение

Может ли это означать, что существуют бактерии с омолаживающими свойствами и те, что связаны с ранним старением? Оказалось затруднительным прийти к настолько упрощенному выводу: патогенные бактерии, видимо, не обязательно связаны со старением, в то время как обилие бактерий, которые считаются полезными для здоровья, действительно, судя по всему, продлевает молодость. Например, большее количество Campylobacter jejuni, бактерии, вызывающей диарею, найдены в кишечной микрофлоре более молодых индивидов, в отличие от лиц старшего возраста, которые, похоже, со временем приобретают защитный иммунитет.

Значительный разрыв поколений

Другой ключевой фактор, который следует учесть, – это значительные изменения образа жизни (особенности питания, сидячий образ жизни, факторы окружающей среды...) за последние сто лет. В этой связи сложно сказать, изменится ли состав микрофлоры сегодняшних молодых людей так же, как и у представителей взрослого поколения. Иными словами, это ставит вопрос о самом принципе микробиотических часов старения... Авторы исследования, которые также являются основателями биотехнологической компании, специализирующейся на лечении возрастных болезней и продлении человеческой жизни, осознают эту неоднозначность. Бактериальный «эликсир молодости» все еще вне зоны досягаемости нашей микрофлоры (или наших магазинных полок), по крайней мере пока...

Они заполонили полки магазинов, и их невозможно избежать! Пищевые добавки с непроизносимыми кодовыми названиями – мечта производителя: они используют их и злоупотребляют ими в качестве консервантов или для улучшения консистенции пищевых продуктов. Тем не менее исследования на мышах продемонстрировали их вред: карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) и полисорбат-80 (П80) изменяют состав микробиоты кишечника и приводят к его хроническому неспецифическому воспалению, которое провоцирует развитие расстройств обмена веществ, таких как ожирение и сахарный диабет.

Различия у женских и мужских особей

Пытаясь выяснить, имеют ли эти распространенные эмульгаторы влияние на мозг и поведение грызунов, группа американских исследователей, впервые опубликовавшая эти результаты, продолжила свою работу. В течение 12 недель исследователи добавляли КМЦ и П80 в питьевую воду, которую потребляли мыши, подвергавшиеся ряду биологических, физиологических и поведенческих испытаний. Полученные данные не только подтвердили результаты первого исследования, но также продемонстрировали, что мужские и женские особи по-разному реагируют на пищевые эмульгаторы. Хотя у всех грызунов отмечалось нарушение состава кишечной микробиоты, влияние зависело от пола.

Тревожность у мужских особей, снижение коммуникабельности у женских

Употребление эмульгаторов также приводило к изменениям поведения, которые в свою очередь зависели от пола. В то время как мужские особи демонстрировали признаки тревожности, женские особи становились менее коммуникабельными. Авторы пока не могут объяснить эти отличия, но считают, что нарушения микробиоты влияют на поведение через канал «кишечник-мозг». Если эта гипотеза будет подтверждена с участием человека, она сможет объяснить, каким образом переработанные пищевые продукты становятся причиной множества наблюдаемых сегодня психологических и поведенческих нарушений.

Источники :

Holder MK, Peters NV, Whylings J et al. Dietary emulsifiers consumption alters anxiety-like and social related behaviors in mice in a sex-dependent manner. Scientific Reports. 2019 ; 9:172 DOI:10.1038/s41598-018-36890-3

Рак легких – самый смертоносный вид рака в мире, а аденокарцинома легкого (немелкоклеточный рак легкого) – наиболее распространенная его форма. Поскольку 70 % пациентов страдают от инфекционных легочных осложнений бактериальной природы – фактора, который ухудшает прогноз – роль легочной микробиоты в развитии болезни является динамично развивающимся направлением исследований.

Рост опухоли и кишечная микробиота

Для оценки функциональной значимости кишечных комменсальных бактерий в возникновении и развитии опухоли были использованы две линии генетически модифицированных мышей, у которых была вызвана аденокарцинома легкого: одна группа состояла из мышей, обедненных по всем видам микроорганизмов («безмикробных», или БМ); вторая – из мышей, свободных от специфических патогенных организмов («свободных от специфической патогенной микрофлоры», или СПФ). На протяжении периода от 8 до 15 недель после провоцирования опухоли, БМ-мыши демонстрировали защищенность: наблюдался замедленный рост опухоли и меньшее количество поражений тяжелой степени. К тому же четырехкомпонентное лечение антибиотиками (ампициллин, неомицин, метронидазол, ванкомицин), проведенное для СПФ-мышей в промежутке между 2 и 6,5 неделями после провоцирования опухоли, останавливало ее рост как на ранних, так и на поздних стадиях, а также сокращало количество поражений тяжелой степени.

Дисбиоз и местные инфекции активизируют онкологические заболевания

Затем исследователи выявили характеристики легочной микробиоты. У мышей с развившимися опухолями легочная микрофлора была более многочисленна и менее разнообразна, чем у здоровых мышей (повышенное содержание Herbaspirillum и Sphingomonadaceae). У мышей с выработанной предрасположенностью к развитию аденокарциномы опухолевый рост усиливался переносом бактерий, представленных в избытке в легочной микробиоте мышей с опухолями. Более подробные исследования на животных и людях привели к формулированию следующей гипотезы: воспаление легких, связанное с аденокарциномой и спровоцированное местной микробиотой, может способствовать активации локального иммунного ответа, вызванного специфической категорией Т-клеток под названием γδ-Т-клетки. Эти клетки обильно представлены в опухолевых тканях, и считается, что они дифференцируются в γδ-Т-клетки, продуцирующие провоспалительные медиаторы*, которые вызывают инфильтрацию активизирующими опухоль нейтрофилами. Легочные инфекции усугубляют этот вредоносный процесс за счет поддержания локального дисбиоза. Таким образом, инактивация этих Т-клеток либо их медиаторов представляет собой потенциальную терапевтическую мишень в будущем.

^{* ИЛ-22 и амфирегулин.}

В сочетании с инсулинорезистентностью, неалкогольный стеатогепатит (неалкогольная жировая болезнь печени, НАЖБП) стал наиболее частым заболеванием печени в западных странах с распространенностью около 25 %. Первая стадия – это жировая болезнь печени, которая у некоторых пациентов прогрессирует до неалкогольного стеатогепатита (НАСГ) под влиянием нескольких факторов, в том числе провоспалительного процесса. Немецкая команда недавно опубликовала исследование, сравнивающее три параметра у 32 пациентов с НАЖБП (из которых 18 с НАСГ) и 27 здоровых добровольцев: кишечная микробиота, фекальные короткоцепочечные жирные кислоты и соотношение Th17/rTreg в крови.

НАСГ-специфичная микробиота

По сравнению с пациентами с менее развитой стадией неалкогольной жировой болезни печени, у пациентов с НАСГ имеется большее количество видов из семейства Fusobacteriaceae и родов Fusobacterium, Prevotella и Eubacterium, а также более высокое содержание двух бактериальных семейств Fusobacteriaceae и Prevotellacea, которые, вероятно, продуцируют короткоцепочечные жирные кислоты, по сравнению с контрольной группой. Таким образом, наблюдаемый микробиотический состав характеризует две разные подгруппы, соответствующие пациентам с или без НАСГ в группе НАЖБП, и он коррелирует с результатами биопсии печени. Это может открыть путь к новому неинвазивному методу контроля заболеваемости, поскольку в настоящее время биопсия печени является единственным способом диагностики НАСГ. Кроме того, фекальные уровни ацетата, пропионата и бутирата – трех короткоцепочечных жирных кислот, получаемых путем ферментации пищевых волокон в желудочно-кишечном тракте, – выше в группе с НАЖБП, чем в контрольной группе. Значительно более высокий уровень бутирата также наблюдается в группе НАСГ по сравнению с контрольной группой.

Противоречивая роль короткоцепочечных жирных кислот

Наконец, исследование было сосредоточено на сравнении уровней специфических лимфоцитов крови: противовоспалительных покоящихся регуляторных Т-клеток (rTreg) и провоспалительных клеток Th17. Исследование, опубликованное этой же командой, показало, что соотношение Th17/rTreg было выше в подгруппе НАСГ, чем у пациентов с НАЖБП. Текущее исследование выявило положительную корреляцию между соотношением Th17/rTreg и фекальными уровнями ацетата и пропионата. Короткоцепочечные жирные кислоты также известны своими противовоспалительными свойствами, но несколько исследований, в том числе и это, подняли вопрос об их провоспалительной роли при некоторых заболеваниях и определенных условиях.

По рекомендации ВОЗ свободные сахара должны составлять менее 10 % от общей потребляемой энергии для взрослых и детей*. Свободными сахарами являются глюкоза, фруктоза, сахароза (белый сахар), которые естественным образом присутствуют в меде, сиропах, фруктовых соках и концентратах, столовом сахаре и т. д., а также присутствуют в качестве добавок во многих подвергшихся технологической обработке пищевых продуктах. Однако в отсутствие клетчатки, содержащейся, например, во фруктах и овощах, эти быстрые углеводы резко повышают уровень сахара в крови, а также риск развития ожирения, диабета и сердечно-сосудистых заболеваний.

«Препятствие» для бактерии

Их воздействие выходит за рамки их всасывания в тонкой кишке. Группа американских исследователей обнаружила, что глюкоза и фруктоза, два распространенных углевода в западном рационе, могут нарушать рост бактерии, широко распространенной в кишечной флоре здоровых людей со сбалансированным весом: Bacteroides thetaiotaomicron, названной таким образом, потому что некоторые ее компоненты выглядят как греческие буквы «тета», «йота» и «омикрон». Таким образом, фруктоза и глюкоза способны инактивировать выработку белка, секретируемого B. thetaiotaomicron, который способствует правильному внедрению бактерии в микробиоту кишечника.

Прямое действие на гены

Это исследование было выполнено in vitro и на мышах и подтвердило то, что ранее было предположено другими исследованиями: глюкоза и фруктоза могут достигать толстой кишки, основного расположения кишечной флоры. Новое открытие заключается в том, что они могут дестабилизировать микробиоту в толстой кишке: не являясь источником энергии для некоторых вредных бактерий, а непосредственно изменяя гены некоторых бактерий, таких как B. thetaiotaomicron. Все это льет воду – причем подслащенную – на мельницу исследований, доказывающих вредное воздействие добавленного сахара на здоровье, и подтверждает важность достаточного и регулярного потребления клетчатки для смягчения его последствий.

Когда дело доходит до искусства, биоразлагаемость редко совместима с долговечностью. Повреждение произведений искусства и зданий микроорганизмами представляет собой угрозу, которой боятся кураторы исторических экспонатов и достопримечательностей по всему миру. В церкви Санта-Мария-ин-Вадо в Ферраре, Италия, картина 1620 года «Incoronazione della Vergine» (sidenote: «Коронование Богородицы» ) , выполненная итальянским художником Карло Бонони, подверглась разрушительному воздействию времени, стихийных бедствий (землетрясение 2012 года)… и микроорганизмов.

Идеальное сочетание

Исследователи из Феррары внесли свой вклад в реставрацию этого произведения искусства, проанализировав микробную форму жизни, выросшую на картине. Исследовав образцы, взятые с картины, которая первоначально размещалась на потолке, а теперь находится на полу в небольшом углублении, итальянская команда обнаружила два типа бактерий: Staphylococcus на передней поверхности, наиболее поврежденном участке, и Bacillus на задней поверхности. Эта типичная картина 17 века покрыта натуральными красками, которыми любят питаться эти бактерии, особенно красным лаком, красноземом и желтоземом. Наряду с идеальной температурой, влажностью и освещением это стало идеальным сочетанием, способствующим росту этих «питающихся краской» бактерий.

В каждом участке есть свои грибки

Высокая температура и влажность также привлекают грибки: ученые обнаружили в других, более темных областях плесневые грибки Aspergillus и Penicillium. Эти два вида также можно найти в музеях и библиотеках, где хранятся старинные картины и бумажные изделия. Однако на более светлых участках (желтовато-голубой или розовый) присутствовали виды Cladosporium, а часть, находящаяся на полу, была покрыта дрожжевыми грибками Alternaria.

Клин клином вышибают: бактерии-спасатели

Выявление зачинщиков – это одно, а поиск спасателей – это другое, хотя и гораздо более полезное дело. Эта же итальянская команда была успешна в своих поисках: они обнаружили, что три вида Bacillus могут предотвратить рост и вредное воздействие микроорганизмов, которых привлекает краска. Эти бактерии могут стать союзниками в реставрации картин и произведений искусства, подверженных микробным атакам. Теперь мы должны убедиться, что они никак не влияют на картины. Иллюстрация в процессе выполнения...

Профилактическая антибиотикотерапия необходима для снижения рисков развития перинатальных инфекций, которые являются причиной материнской смертности в 10 % случаев, а также являются причиной смерти около 1 миллиона новорожденных каждый год согласно данным ВОЗ (sidenote: WHO recommendations for prevention and treatment of maternal peripartum infections- 2015 ) . Однако такого рода терапия имеет побочные эффекты, в том числе изменения состояния материнской микробиоты, которые, скорее всего, повлияют на первичную колонизацию микробиоты у ребенка. Это подтолкнуло группу бразильских ученых к исследованию изменений микрофлоры грудного молока, сосредоточив свое внимание на бифидобактериях. Основные представители этого рода бактерий (бактерии B. breve, B. adolescentis, B. bifidum, B. longum и B. dentium в грудном молоке) известны своим положительным воздействием на организм человека, в особенности благодаря образованию жирных кислот.

Существенное снижение уровня бифидобактерий на 7 день

Исследователи сравнили образцы молока, взятые у 55 женщин, родивших естественным путем: 21 из них получила профилактический курс лечения антибиотиками широкого спектра действия (цефазолином, пенициллином или клиндамицином), а 34 женщины не получали антибиотики. Определение общей численности бактерий, а также точный подсчет бифидобактерий производились при помощи метода кПЦР в образцах, взятых в дни 7 ± 3 и 30 ± 4 после родов. Результаты не показали значительной разницы по общему количеству бактерий между исследуемыми группами. Объяснением полученных данных может быть вторичное заселение бактериями, которые устойчивы к антибиотикам, используемым в исследовании. С другой стороны, значительное снижение численности бифидобактерий наблюдалось в грудном молоке женщин, прошедших профилактический курс лечения. Пик дисбактериоза приходился на день 7 ± 3, но через некоторое время количество бактерий вернулось к норме, и через один месяц дисбактериоза уже не наблюдалось.

Постепенная положительная динамика при дисбактериозе: гипотезы

Исследователи предположили, что, скорее всего, повторная колонизация происходит из микробиоты кишечника эндогенным энтеромаммарным путем с участием материнских дендритных клеток, способных захватывать комменсальные бактерии в просвете. Согласно другой гипотезе олигосахариды, входящие в состав грудного молока, могут выступать в качестве питательной среды и ускорять рост бифидобактерий. Мы можем сказать с полной уверенностью, что перинатальная профилактическая антибиотикотерапия сокращает количество полезных бактерий, поступающих в организм ребенка от матери при грудном вскармливании. Данное первоначальное наблюдение требует от нас подробного изучения влияния этого временного дефицита на развитие микробиоты кишечника новорожденных и связанных с ним функций, особенно функций иммунитета и воспалительной функции.

Кишечные расстройства, вызванные хроническим повреждением спинного мозга, могут оказывать существенное влияние на качество жизни многих пациентов, страдающих параплегией, и пациентов, страдающих тетраплегией. Нарушения вегетативной нервной системы могут привести к расстройствам желудочно-кишечного тракта (дискомфорту, вздутию, метеоризму), к сочетанию хронических запоров и недержанию кала, а также могут потребовать приема слабительных средств или использования методик, стимулирующих перистальтику кишечника как с помощью вспомогательных средств, так и без них. У некоторых пациентов нарушения настолько тяжелые, что желание нормализовать это неврологическое расстройство желудочно-кишечного тракта превышает желание вылечить недержание мочи или сексуальные дисфункции или даже утрату способности ходить.

Бактериальные профили, связанные с инвалидностью

Группа китайских исследователей проанализировала образцы кала 43 мужчин с травматическими повреждениями спинного мозга (23 человека с параплегией и 20 человек с тетраплегией), и 23 здоровых мужчин. Микробиота кишечника у пациентов с инвалидностью отличалась от образцов от здоровых субъектов. Она была менее разнообразной и с более высоким содержанием таких бактерий, как Bacteroides, Blautia, Lachnoclostridium и Escherichia-Shigella, среди прочих. Кроме того, были обнаружены изменения в бактериальных профилях пациентов, страдающих параплегией (избыток таких бактерий, как Acidaminococcaceae, Blautia, Porphyromonadaceae и Lachnoclostridium), а также пациентов, страдающих тетраплегией (избыток таких бактерий, как Bacteroidaceae и Bacteroide), по сравнению с образцами испытуемых из контрольной группы. Снижение уровней содержания бактерий Alistipes также, по всей видимости, связано с более длительным временем дефекации у пациентов, страдающих тетраплегией.

Влияние на уровень липидов и глюкозы крови

Чтобы завершить свое наблюдение, исследователи изучили взаимосвязи между этими изменениями микрофлоры и такими факторами окружающей среды, как возраст, ИМТ, а также показателями различных маркеров сыворотки крови (СРБ, глюкоза, ферменты печени, липиды крови, мочевина и мочевая кислота, креатинин и т. д.). Бактерии рода Bacteroides, которые имеются в большем количестве у пациентов, страдающих тетраплегией, были связаны с низким уровнем ЛПВП, что, скорее всего, вызвано недостатком физической активности. С другой стороны, численность бактерий рода Dialister, которые находятся в большем количестве в образцах, полученных от здоровых субъектов, имела отрицательную корреляцию с липидами крови (ЛПНП, триглицеридами и общим холестерином). Высокая концентрация данных факторов в крови могла, таким образом, быть признаком прогрессирования кишечных расстройств. Численность бактерий рода Megamonas была связана с низким содержанием глюкозы в крови, а также с более длительным временем дефекации и повышенным вздутием, вероятно, в результате ферментации непереваренных углеводов этими самыми бактериями в толстой кишке. Низкий уровень бактерий рода Prevotella также был связан с низким содержанием сахара в крови (тем самым оказывая положительный эффект), даже при том, что прочие исследования доказали их провоспалительный эффект. Данные результаты требуют дополнения данными, полученными при помощи прочих способов анализа (более подробный анализ сообществ бактерий, анализ серотонина), а также путем включения испытуемых женского пола в группы, участвующие в исследованиях, и путем изучения воздействия как такового отсутствия двигательной активности, которое также может приводить к дисбактериозу.