Давно відомо, що діабет пов'язаний з цукром. Але він також пов'язаний з кишковими бактеріями, тому що вони дозволяють нам перетравлювати повільні цукри (крохмаль та інші харчові волокна). Бактерії розщеплюють їх на прості цукри, які ферментуються у коротколанцюгові жирні кислоти (КЖК) з утворенням газу. Проте у діабетиків 2 типу мікробіота менш багата бактеріями, що синтезують (КЖК). Інші бактерії мають менш сприятливий вплив: вони викликають хронічне запалення печінки через накопичення жиру, відоме як неалкогольна жирова хвороба печінки (НАЖХП). Деякі бактерії після того, як гинуть, можуть також виділяти токсичні речовини. Наявність таких бактерій в крові пов’язана з підвищеним ризиком діабету. Крім того, від 90 до 95% діабетиків також страждають ожирінням та мають хронічне запалення, частково спричинене мікробіотою кишківника. 

Бактерії, що порушують рівновагу 

При діабеті 1 типу імунітет спрямований проти клітин підшлункової залози, відповідальних за вироблення інсуліну (бета-клітин), змінюється склад мікробіоти: флора стає менш багатою на протеобактерії. Бактерії Bacteroidetes переважають над бактеріями Firmicutes, що частково є фактором ризику. І навпаки, певні бактерії (лактобацили, біфідобактерії, бактерії, що виробляють бутират) можуть забезпечити захист від аутоімунних захворювань. Зрештою ми повинні взяти до уваги інших представників мікробіоти – вірусів. Віруси Коксакі⁴ здатні інфікувати клітини підшлункової залози, що виробляють інсулін. 

Шлях до виявлення механізмів лікування

Бактерії впливають на дію препарату метформіну. Це ускладнює ситуацію, тому що цей препарат використовується в першій лінії лікування діабету 2 типу. Він зменшує запалення, спричинене токсичними бактеріальними речовинами, одночасно зменшуючи всмоктування жирів через кишкову флору. Це може пролити світло на механізм дії препарату, що досі залишається невивченим, а також вплинути на результати досліджень, що проводять на хворих діабетом. Існує ще багато інших механізмів, що пов'язують діабет і кишкову мікробіоту,  і ми лише починаємо помічати їх величезне та складне поле діяльності.

Симптоми з’являються на ранньому етапі життя і включають дефіцит спілкування, розлади соціального спілкування та поведінки, а також повторювану поведінку. Порівняно із населенням в цілому, уражені люди частіше схильні до шлунково-кишкових розладів (діарея, біль у животі, закреп), тяжкість яких інколи пов’язана із симптомами захворювання.

Мікробні «сигнатури»?

Флора дітей-аутистів менш різноманітна, ніж флора здорових дітей: вона містить менше бактерій. Як відомо, деякі бактерії вважаються корисними, наприклад Bifidobacterium. Флора дітей-аутистів має вищий рівень інших бактерій, наприклад Lactobacillus, Clostridium тощо. Крім того, в кишківнику дітей-аутистів може бути більше Candida (зокрема Candida albicans), ніж зазвичай. При цьому цей гриб виробляє аміак і токсини, які можуть впливати на роботу мозку і посилювати бактеріальні розлади кишківника.

Кілька факторів ризику

У тварин материнська дієта з високим вмістом жиру може бути пов'язана з дисбалансом кишкової мікробіоти, який називається «дисбіоз», і виникненням розладів аутизму у потомства. Діти, народжені шляхом кесаревого розтину й отримавші багато антибіотиків також будуть мати більший ризик розвитку цих розладів. З іншого боку, грудне вигодовування протягом перших (мінімум) 6 місяців життя зменшує ризик розвитку цих розладів зі зростання дитини.

Мікробіота, надія на дію?

Досліджується кілька методик: наприклад, використання пробіотиків, які можуть усунути шлунково-кишкові розлади й послабити симптоми аутизму подібно антибіотикам.

Попри значний ризик виникнення інфекцій, фекальна трансплантація¹⁰ також може сприяти зменшенню ослабленню аутичної поведінки та пов’язаних з нею кишкових розладів⁷ у дітей та підлітків. Також великий інтерес викликають: приймання добавок омега-3; дієта без глютену або молочних білків, а також дієта з високим вмістом жиру, але низьким вмістом цукру (так звана «кетогенна дієта»), що підвищить комунікабельність, а також здатність до спілкування та зменшить стереотипну поведінку.

Багато жінок скаржаться на сухість у роті під час менопаузи. За даними міжнародної групи дослідників¹², ця нестача слини пов’язана зі зниженням рівня естрогену. Це може мати шкідливі наслідки, такі як зміна складу мікробіоти порожнини рота, дисбактеріоз (дисбаланс мікробної флори) і виникнення запальних захворювань (наприклад, гінгівіт або пародонтит), які призводять до втрати опори зуба, що потенційно може призвести до втрати зуба.

Зниження рівня естрогену та хвороби

Оскільки жіночі статеві гормони впливають на склад різної флори організму, особливо на мікробіоту кишківника, зниження рівня естрогену порушує мікробний баланс і сприяє виникненню аутоімунних захворювань. Це може пояснити, чому деякі аутоімунні захворювання вражають жінок більше, ніж чоловіків. Наприклад, вовчак, синдром Шегрена, ревматоїдний артрит. Або чому вони виникають у певні моменти їхнього гормонального життя, тобто після менструального періоду або під час репродуктивного періоду (астма).

Крім того, зміна мікробіоти через дефіцит естрогену призводить до метаболічних змін. Один з найбільших страхів жінок - збільшення ваги в області живота, що є доведеним фактором ризику діабету 2 типу.

І зрештою, мікробіота кишківника може впливати на ризик раку молочної залози через вплив на естрогени, що виробляються жировою тканиною жінок у менопаузі.

Склад ротової та/або кишкової мікробіоти і дефіцит естрогену мають встановлений зв’язок із усіма цими патологіями, які можуть виникнути під час менопаузи. Ось чому дослідники закликають до продовження роботи та вивчення ефекту пребіотиків і пробіотиків з метою їх використання як монотерапію або як додаток до ЗГТ.

Чому деякі люди особливо чутливі, а інші більш стійкі? «Це залежить від мікробіоти», — відповідають науковці, чиї дослідження підкреслюють вплив взаємодії між інвазивними патогенами та мікроорганізмами, що живуть у нашому кишківнику. 

Нерівний бій

Щоб зрозуміти інфекційний процес ентеропатогенних бактерій, дослідники розглянули механізми, які використовує організм для боротьби з колонізацією шлунково-кишкового тракту Salmonella typhimurium¹⁴. Ця бактерія викликає харчове отруєння та діарею, яка іноді є важкою, але короткочасною. Перший механізм спрацьовує в шлунку, де кислотне середовище знищує від 95 до 99% бактерій, що потрапляють в організм (через їжу). Та є бактерії, які здатні дійти до кишківника. Проте ще занадто рано говорити про їхню перемогу: вони можуть рости лише в тому випадку, якщо це дозволяє рівень стійкості до колонізації. Це залежить від складу кишкової мікробіоти, специфічної для кожної людини, яка має арсенал інструментів для боротьби з цією колонізацією: секреція компонентів, що блокують ріст і вірулентність загарбника, конкуренція за ті самі місця зв'язування, створення бідного киснем середовища, несприятливого для його росту…  

Запекла боротьба

Наш захист ще не сказав своє останнє слово: бактерії мають бути присутніми в достатній кількості, щоб викликати діарею, і це відбувається лише через 12–36 годин (іноді 72 години, залежно від кількості бактерій, які проковтнули) після проникнення у кишківник паразити атакують кишковий мікробіотичний бар’єр. За тваринними моделями, S. typhimurium досягає цього шляхом виділення токсичних речовин, що дозволяє досягти слизової оболонки, а потім підслизової оболонки. Згодом організм реагує, викидаючи інфіковані кишкові клітини, що зменшує кількість патогенних бактерій у тканинах і викликає масову запальну реакцію. Це впливає на збудника двома способами: зменшуючи бактеріальне навантаження в організмі та слугуючи паливом для бактерій, що залишилися.

Довгострокові наслідки 

Існує ще один збудник: Giardia lamblia. Ці найпростіші заражають людину через вживання зараженої води або їжі. Хоча в розвинених країнах частота лямбліозу не перевищує 7%, у країнах, що розвиваються, вона може досягати 30%. У більшості випадків інфекція проходить протягом кількох тижнів, але іноді вона може тривати кілька місяців і стати хронічною. Вакцини наразі немає, а доступні методи лікування мають різні рівні ефективності. Лямбліоз часто протікає безсимптомно, але може викликати діарею, судоми та нудоту. У новонароджених тяжкість захворювання залежить від його віддалених наслідків: у віці двох років у них виявляється значний дефіцит росту. У деяких людей через кілька років після виведення паразита можуть розвинутися постінфекційні синдроми, наприклад, синдром подразненого кишківника або хронічна втома. Згідно з деякими дослідженнями, Giardia lamblia може знижувати імунну відповідь і викликати дисбактеріоз.

Чому психіатрію цікавить мікробіота? 

Цей інтерес відносно новий. Він базується на дослідженнях, опублікованих менше ніж 10 років тому, які показують, що деякі фактори стресу впливають на бар’єр травлення, роблячи його більш проникним, що дозволяє кишковим бактеріям проникати в кров. Це явище призводить до вироблення запальних молекул на кишковому рівні, які потім потрапляють у мозок і порушують його роботу. Запалення порушує синтез серотоніну, хімічного месенджера, який виробляється в кишківнику та центральній нервовій системі та впливає на депресію. Замість того, щоб виробляти серотонін, організм виробляє токсичну речовину, яка руйнує нейрони та нейронні зв’язки. Ми вважаємо, що дисбаланс кишкової мікробіоти може викликати цей каскад подій.  

Який зв'язок між мікробіотою та розладами настрою? 

Люди з депресією мають надмірне представництво деяких сімейств бактерій або наявність бактерій, яких немає у здорових людей, а також види бактерій, що пов’язані з посиленням тяжкості депресивного епізоду. Ми також знаємо, що деякі кишкові бактерії синтезують дофамін і серотонін, дві молекули, відповідальні за регуляцію настрою, зокрема. Таким чином, дисбаланс цих бактерій впливає на функціонування мозку. Тому порушення кишкової мікробіоти може бути пов’язане з початком депресивного захворювання та/або тяжкістю симптомів. Ось чому ми з моєю командою збираємося вивчити використання пробіотиків пацієнтами з депресією: ми хочемо побачити, чи можемо ми покращити симптоми депресії шляхом модуляції мікробіоти.        

Від депресії до залежності один крок?

Варто дослідити зв’язок між кишковою мікробіотою та залежністю. Нині дослідження зосереджені в основному на алкогольній залежності, яка, як відомо, змінює бар’єр травлення. Кілька років тому в Бельгії вчені продемонстрували, що існує взаємозв’язок між споживанням алкоголю, залежністю та мікробіотою: залежні пацієнти, які мають сильні порушення травного бар'єру, мають сильні розлади тривожності, депресивності та сильне бажання пити. Такі пацієнти мають найвищий ризик рецидиву. Їхня кишкова флора відрізняється від мікрофлори пацієнтів із низьким ризиком рецидиву. Французькі дослідники показали, що яблучний пектин (тип вуглеводів, який в основному міститься в шкірці та насінні яблук) відновлює травний бар’єр у залежних від алкоголю гризунів. Це дослідження вперше продемонструвало, що дієта може бути захисним фактором проти залежності, хоча результати ще не застосовуються до людей.

Модуляція кишкової мікробіоти: профілактика та лікування водночас? 

Крім традиційних гігієнічних та дієтичних заходів, особливо регідратації, два пробіотики (дріжджі Saccharomyces boulardii та бактерії Lactobacillus rhamnosus GG (LGG)) здається можуть запобігати діареї, пов’язаній із застосуванням антибіотиків у пацієнтів групи ризику (немовлята, діти з супутніми захворюваннями). Експерти Європейського комітету педіатричної гастроентерології, гепатології та харчування (ESPGHAN) рекомендують ці пробіотики для запобігання діареї. Також вони здатні запобігти початку нозокоміальної (внутрішньолікарняної) діареї у дітей, які перебувають на госпіталізації або в громадських установах: згідно з обнадійливими даними деяких досліджень, які ще потребують підтвердження, вони можуть знижувати ризик на 15%. В якості додаткового лікування гастроентериту, S. boulardii та певних концентраціях Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) можуть скорочувати тривалість діареї на день та знижувати ризик того, що вона триватиме понад чотири дні. Що стосується трансплантації фекальної мікробіоти, вона показана лише у випадках резистентності Clostridium difficile або рецидивуючої інфекції, що рідко зустрічається у дітей. 

Чи впливає лікування антибіотиками на мікробіоту дитини в довгостроковій перспективі?  

Важко відповісти, оскільки наукових доказів наразі немає. Але потрібно поставити питання після лікування антибіотиками, коли мікробіота кишківника порушується на два-три місяці. Потім відбувається процес нормалізації та повернення до попереднього стану мікробіоти пацієнта, хоча відновлена версія й не буде точною копією оригінальної мікробіоти. Оскільки повторне або тривале споживання цих молекул у маленьких дітей ставить під загрозу організацію кишкової мікробіоти та імунної системи, це може мати довгострокові наслідки для кишкової флори та підвищити вразливість до деяких захворювань у подальшому житті.             

Які перспективи профілактики та лікування? 

Безсумнівно пероральна вакцинація. Це дозволило значно зменшити кількість і тяжкість випадків ротавірусної діареї. У цій сфері однією з перспектив є розширення цієї вакцинації для всіх дітей до 6 тижнів (для першої ін'єкції).  Ефективність вакцинації дітей старшого віку зменшується. Дослідники також намагаються розробити більш ефективні вакцини та виявити більш ефективні штами пробіотиків: за деякими науковими даними, імунна відповідь нашого організму може залежати від нашого «бактеріального профілю». Підсилена пробіотиками мікробіота нашого кишківника може дозволити нам краще реагувати на вакцинацію проти ротавірусу.

Перша екстрена допомога при лікуванні будь-якої гострої діареї — це компенсація втрати води і натрію та уповільнення кишкового транзиту (за винятком випадків геморагічної діареї або високої температури). Важливо також переконатися, що кількість споживаних білків і калорій, а також мікроелементів є адекватними.

Пийте підсолену рідину^2,3!

Процес регідратації можна здійснити:

• за допомогою дієти. Поєднуючи збільшене споживання напоїв, що містять глюкозу, натрій, калій і бікарбонати (негазована або газована вода, деякі безалкогольні напої) і солоної їжі з високим вмістом глюкози (рис, макарони тощо);
• або, у разі нудоти, приймаючи наявні в аптеках розчини для оральної регідратації (ОРТ).

Слід виключити з раціону: водопровідну воду; курячий бульйон; яблучний сік та переважну більшість газованих напоїв. Особливу увагу слід приділяти літнім людям, які менш чутливі до відчуття спраги: у разі сильного зневоднення їм може знадобитися внутрішньовенна регідратація. Слід надавати перевагу грудному вигодовуванню у немовлят, коли це можливо. Для немовлят, які перебувають на штучному вигодовуванні, не рекомендується використовувати молоко без лактози, оскільки це може погіршити ефективність лікування після прийому антибіотиків.

Споживання цинку для дітей, що недоїдають

ВООЗ рекомендує щоденне вживання добавок цинку протягом двох тижнів для дітей старше 6 місяців, які страждають від недоїдання; на жаль, ця рекомендація рідко застосовується в країнах з низьким рівнем доходу, де споживання м’яса (джерело цинку) є низьким⁴. У шлунково-кишковому тракті цинк відновлює цілісність кишкового бар’єру та стимулює імунітет проти мікроорганізмів, що викликають шлунково-кишкові інфекції.

Дослідження на тваринах підтвердили, що хронічний дефіцит цинку змінює склад і функції кишкової мікробіоти та підвищує ризик шлунково-кишкових інфекцій. Якщо коротко, то прийом харчових добавок, що містять цинк, дітьми із тяжкою діареєю зменшує тривалість епізоду.
Однак, є одне застереження: вчені зазначають, що цей підхід недоречний для дітей віком до 5 років із тяжкою діареєю, в яких немає дефіциту цинку. Особливо враховуючи те, що збільшення рівня цинку, в такому разі, може спровокувати блювання.

Покажіть нам своє щоденне меню, і ми скажемо вам, як виглядає ваша мікробіота: раціон значно впливає на кишкову флору, дослідники змогли скласти типові портрети кишкової мікробіоти. 

Ви любите солодке? Є ймовірність, що ваша флора містить переважну кількість Prevotella, яка покращує контроль рівня цукру в крові. 

Ви є шанувальником тваринного білка та насичених жирів? Швидше за все, ви маєте багато Bacteroides та схильність до підвищеного ризику раку товстої кишки.

Ви віддаєте перевагу коричневому рису замість білого? Ймовірно, у вас менше прозапальних ентеробактерій.

Тож, може, ми досягнемо “метаболічного щастя”, якщо налаштуємо нашу мікробіоту шляхом притримання збалансованого харчування?

Непередбачувані дієти

На жаль, ні, оскільки ми не однаково сприймаємо вплив збалансованого харчування. Виною тому наша кишкова мікробіота, яка у кожної людини є унікальною, навіть у близнюків. Звідси неможливість точно передбачити вплив зміненої дієти на наші кишкові бактерії. 

Флора, що природним чином насичена Lactobacillus, поглине більше пробіотиків, якщо людина вживала ферментоване молоко протягом останніх двох тижнів.

Подібним чином мікробіота, що багата на Prevotella, під час триденної «дієти» з ячмінним хлібом (з високим вмістом клітковини) сприяє кращому контролю рівня цукру в крові, порівняно з мікробіотою менш забезпеченою цим видом бактерій.

Враховуючи ці індивідуальні особливості, дієта з низьким вмістом FODMAP-ів⁸ (ферментовані олігосахариди, дисахариди, моносахариди та поліоли) може мати більший або менший успіх у боротьбі зі здуттям живота та болем у животі, залежно від початкового складу кишкової флори пацієнта.

Деякі мікрофлори більш стійкі, ніж інші

Вживання більшої кількості клітковини є особливо корисним для біфідобактерій, якщо ми регулярно споживаємо клітковину. Зокрема, деякі мікроби можуть виявитися менш вразливими до змін у харчуванні, але ця стійкість може мати негативний вплив на регулювання харчування.

Одним із шляхів управління процесом переналаштування нашої мікрофлори за допомогою дієти є використання алгоритмів, які можуть інтегрувати всі ці взаємопов'язані дані. Проте наразі важко досягти одночасної інтеграції всіх цих параметрів на рівні окремої людини, таких як харчові звички, склад та стійкість кишкової флори. Таким чином, персоналізована модуляція мікробіоти все ще залишається актуальною проблемою.

Антибіотики не тільки знищують патогенні мікроорганізми, відповідальні за інфекцію, вони також можуть знищити деякі корисні бактерії кишкової мікробіоти. Вони завжди викликають той чи інший дисбаланс цієї екосистеми. І екосистема стає менш багатою, менш різноманітною та більше не може належним чином виконувати свої захисні функції². 

Антибіотики більше не діють автоматично¹⁵ !  

Від 10 до 30% пацієнтів, які приймали антибіотики, відчувають зміни в кишковому транзиті протягом 3-5 днів лікування, найчастіше у формі діареї¹⁶. У більшості випадків така діарея є суто функціональною, спричинена дисбактеріозом та прийомом антибіотиків. Зазвичай проявляється без лихоманки, короткочасна, не важка і в більшості випадків регресує після припинення прийому антибіотиків або протягом наступних тижнів. Однак дисбактеріоз починається в перші 24 години лікування антибіотиками й триває до шести тижнів після його закінчення. Нові мікроорганізми є близькими до початкових штамів, але не обов’язково ідентичними, повільно повторно колонізують кишківник і створюють новий баланс. Часто він залишається неповним.    

Новий шлях для патогенів 

Іноді слизовий шар, фортеця нашого кишківника, настільки ослаблений, що організм стає більш вразливим до патогенів. У 10-20% випадків діарея є результатом колонізації мікробіоти Clostridium difficile. Ця бактерія дуже поширена в лікарнях і будинках для людей похилого віку. У цих установах до 20% мешканців (50% у разі тривалого перебування) можуть містити цю бактерію у своєму кишківнику без прояву будь-яких симптомів (безсимптомні носії). Хоча більшість випадків діареї, викликаної C. difficile, зникають після припинення прийому антибіотиків, можуть виникнути й важчі форми (псевдомембранозний коліт і фульмінантний коліт, особливо у людей старше 65 років¹⁷). У США, наприклад, ця інфекція є причиною приблизно 30 000 смертей на рік¹⁸. Відомі сімейства антибіотиків, яких часто звинувачують в цьому: пеніциліни, деякі покоління цефалоспоринів, фторхінолони й кліндаміцин. Щоб зупинити це порочне коло, трансплантація калу (трансплантація здорової мікробіоти в шлунково-кишковий тракт пацієнта) може стати терапевтичною альтернативою антибіотикам для відновлення мікробіоти та відновлення кишкового бар'єру.