Вступ

Ми ось-ось зануримося в захопливий світ «біотиків». Можливо, ви думаєте: «Що взагалі таке ці «біотики»?» Що ж, усе походить від давньогрецького слова «bíos», яке просто означає «життя». Від цього кореня походять терміни на кшталт пробіотиків, пребіотиків, постбіотиків, синбіотиків. Це не просто гучні наукові назви – це, наче різні частини жвавого району, кожна з яких відіграє унікальну роль у підтриманні злагодженої роботи.

Уявіть, що ви новий мешканець кварталу, і дружній сусід пропонує показати вам околиці, вказуючи на всіх ключових мешканців і місця, які підтримують життя громади. Саме це ми й зробимо – проведемо для вас місцеву екскурсію районом «біотиків» усередині вашого тіла

У нашому місті здоров'я пробіотики – це наче наші гостинні корисні друзі: живі мікроорганізми, що оселяються всередині нас і сприяють нашому благополуччю. Згідно з визначенням Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ) та Міжнародної наукової асоціації пробіотиків і пребіотиків (ISAPP), пробіотики – це «живі мікроорганізми, які, при введенні в достатній кількості, приносять користь здоров'ю власника».¹

Простіше кажучи, це корисні мікроби, такі як бактерії, дріжджі тощо, що підтримують наше загальне благополуччя. Пробіотики сприяють нашому здоров'ю різними способами, зокрема:

• сприяючи збалансованому мікробіому²
• пригнічуючи ріст патогенів усередині організму людини³
• покращуючи бар'єрні та метаболічні функції органів-мішеней⁴, ⁵, ⁶
• підтримуючи імунну функцію⁷
• та модулюючи різноманітні сигнальні й метаболічні шляхи⁸

Поширена хибна думка полягає в тому, що всі ферментовані продукти, такі як йогурт, кефір чи комбуча, за визначенням є пробіотичними.⁹ Хоча ферментація може вносити корисні бактерії, не всі ферментовані продукти містять живі пробіотичні штами, які відповідають критеріям, встановленим органами охорони здоров'я.¹⁰ Однак деякі ферментовані продукти ферментуються за допомогою мікроба, доведено пробіотичного, або збагачені пробіотиками в достатній кількості для користі здоров'ю

Важливо уважно читати етикетки та покладатися на авторитетні джерела, щоб переконатися, що ви споживаєте продукти з науково та клінічно підтвердженими пробіотичними культурами. Крім того, дехто вважає, що пробіотики – це універсальне рішення для всіх, але різні штами можуть по-різному діяти на різних людей і при різних станах здоров'я.¹, ¹¹ Консультація з медичними працівниками та дотримання науково обґрунтованих рекомендацій є критично важливими для оптимізації користі пробіотиків з урахуванням ваших унікальних потреб та обставин.

Якщо ви хочете більше дізнатись про пробіотики: читайте наші інші статті:

Пребіотики визначаються як «субстрат, що вибірково використовується мікроорганізмами власника, приносячи користь здоров'ю».¹², ¹³ На відміну від пробіотиків, самі пребіотики не є живими мікробами, а слугують паливом для вже наявних корисних бактерій нашого мікробіому. Поширене спрощення – описувати пребіотики просто як «їжу для пробіотиків».

Хоча пребіотики справді підтримують ріст пробіотиків, їхній корисний ефект походить від активності резидентної кишкової мікробіоти, яка метаболізує ці сполуки, опосередковано надаючи фізіологічні переваги господарю – тобто нам! Крім того, не всі харчові волокна є пребіотиками, і не всі пребіотики є волокнами.¹⁴ Цю відмінність часто випускають з уваги, що призводить до хибних уявлень про їхні визначення та функції.

Уявіть пребіотики як улюблені ресторани для ваших корисних бактерій. Продукти на кшталт бананів, цибулі та часнику багаті на речовини, такі як інулін і галактоолігосахариди (ГОС), що діють як пребіотики. Коли ваші корисні бактерії «харчуються» цими продуктами, вони можуть підвищувати вироблення молекул – метаболітів, таких як короткоацетатні жирні кислоти (sidenote: Короткоацетатні жирні кислоти  Короткоацетатні жирні кислоти є джерелом енергії (паливом) для клітин організму. Вони взаємодіють з імунною системою та беруть участь у комунікації між кишківником і мозком. Silva YP, Bernardi A, Frozza RL. The Role of Short-Chain Fatty Acids From Gut Microbiota in Gut-Brain Communication. Front Endocrinol (Lausanne). 2020;11:25. ) (КЖК) ацетат, пропіонат і бутират, які, своєю чергою, можуть покращувати ваше здоров'я.¹

Окрім підтримки здоров'я кишківника, пребіотики пов'язують із відновленням балансу мікробіоти для кращого захисту від патогенів,¹⁶ управлінням вагою,¹⁷ кращим засвоєнням мінералів¹⁸ тощо. Їхня користь виходить далеко за межі самого кишківника.¹⁹

Після того як пробіотики завершили свою «екскурсію» містом, вони залишають після себе подарунки, відомі як постбіотики. Це наче продукти й послуги, які підприємства міста надають, переробивши сировину. Постбіотики включають корисні речовини, такі як вітаміни та короткоацетатні жирні кислоти (sidenote: Короткоацетатні жирні кислоти  Короткоацетатні жирні кислоти є джерелом енергії (паливом) для клітин організму. Вони взаємодіють з імунною системою та беруть участь у комунікації між кишківником і мозком. Silva YP, Bernardi A, Frozza RL. The Role of Short-Chain Fatty Acids From Gut Microbiota in Gut-Brain Communication. Front Endocrinol (Lausanne). 2020;11:25. ) . Це нагороди, які ваш організм отримує від важкої праці пробіотиків.

Це визначення переглядалося багато разів, і наукова спільнота нарешті досягла консенсусу: «постбіотик – це препарат неживих мікроорганізмів та/або їхніх компонентів, що приносить користь здоров'ю господаря». Це означає, що постбіотики – не просто «перероблені» відходи пробіотиків (чи їхні кінцеві продукти), а й самі «мертві» пробіотики та фрагменти їхніх компонентів!²⁰

Подібно до пробіотиків, постбіотики, як показано, зміцнюють бар'єрну функцію, зменшують запалення та демонструють антимікробну активність проти патогенів, сприяючи загальному здоров'ю.²¹ Їхні корисні властивості також виходять за межі кишківника, приносячи користь здоров'ю шкіри та піхви, потенційно допомагаючи при шкірних і вагінальних станах.²², ²³

Бактеріальний вагіноз – дисбаланс вагінальної мікробіоти

Ви могли також чути додаткові назви, такі як парабіотики, парапробіотики чи протеобіотики. Дійсно, деякі дослідники намагалися детальніше визначити різні елементи чи частини постбіотичного компонента – мертві клітини, компоненти клітин і метаболіти, вироблені цими мікробними клітинами.

• Хоча парабіотики та парапробіотики є синонімами, вони використовуються для опису інактивованих мікробних клітин, цілих або зруйнованих; уявіть їх як «привидів» тих корисних мікробів, які все ще здатні допомагати.²⁴
• З іншого боку, протеобіотики – це природні метаболіти, вироблені пробіотиком під час ферментації.²⁵, ²⁶

Однак щодо цих можливих визначень не існує узгодженого консенсусу, і всі вони підпадають під визначення постбіотика ISAPP.²⁰

Синбіотики – це наче громадські проєкти, що об'єднують усіх заради спільної мети.²⁷ Вони поєднують пробіотики й пребіотики в одному продукті, гарантуючи, що корисним бактеріям з самого початку буде де жити і чим харчуватися. Таке поєднання можна знайти в деяких йогуртах і харчових добавках, розроблених для спільної дії заради ще більшої користі здоров'ю.

З іншого боку, психобіотики – це цілком нова категорія пробіотиків і пребіотиків, які за правильного вживання можуть приносити користь вашому психічному здоров'ю.²⁸ Вони діють через так звану вісь «кишківник–мозок». Загалом, ваш кишківник і мозок фізично пов'язані та перебувають у постійному спілкуванні. Мікроби, що живуть у вашому кишківнику, можуть надсилати сигнали до мозку, які впливають на настрій, когнітивні функції і навіть поведінку

Дослідники з захопленням вивчають потенціал психобіотиків. Ранні дослідження показують, що вони можуть допомогти запобігти або полегшити такі нейродегенеративні захворювання, як хвороба Альцгеймера чи хвороба Паркінсона. Деякі дані навіть свідчать, що психобіотики можуть відігравати терапевтичну роль у лікуванні психічних розладів, таких як депресія чи тривожність.²⁹

А як щодо антибіотиків?

Насамкінець важливо відрізняти антибіотики від інших «біотиків». Хоча антибіотики є життєво важливими рятівними препаратами для лікування бактеріальних інфекцій, їх безрозбірливе чи надмірне застосування може серйозно порушити тендітний баланс мікробіому, потенційно спричиняючи непередбачувані й далекосяжні наслідки.³⁰, ³¹ Ці потужні препарати не розрізняють шкідливі й корисні бактерії, а отже, можуть знищувати життєво важливі мікробні популяції, що сприяють здоров'ю та імунітету

Підтримання здорового, різноманітного мікробіому за допомогою пробіотиків, пребіотиків та інших «біотиків» може допомогти протидіяти частині побічної шкоди, спричиненої антибіотиками, і підтримати загальне благополуччя

Тут ви знайдете окремий розділ про вплив антибіотиків на мікробіоту та ваше здоров'я:

Рекомендовано нашою спільнотою

Понад 80% інфекцій сечовивідних шляхів (ІСШ) спричинені уропатогенною кишковою паличкою (UPEC). Ці кишкові бактерії можуть мігрувати з ануса, колонізувати уретру, а потім поширюватися вгору до сечового міхура. Попередні дослідження показали, що у жінок, які страждають на цистит, спостерігається підвищена кількість кишкової палички в травному тракті, з подібністю між кишковими та тими видами, що колонізують сечовивідні шляхи

Щоб оцінити дисбіоз та інші потенційні фактори ризику у жінок з інфекціями сечовивідних шляхів в анамнезі, дослідники залучили 753 добровольниці віком від 18 до 45 років, яким протягом попередніх п'яти років діагностували ІСШ, але які в іншому були цілком здорові.

Харчуйтеся здоровіше

У 71% жінок було виявлено кишковий дисбіоз, який був пов'язаний не лише з рецидивними ІСШ (sidenote: Рецидивна інфекція сечовивідних шляхів Визначається як два або більше симптоматичних епізоди за попередні шість місяців, або понад три епізоди за попередній рік. ) , а й із флорою, що демонструвала множинну резистентність до антибіотиків.

Ще однією особливістю досліджуваної популяції було їхнє харчування – як щодо напоїв (менше літра води на день, споживання солодких соків тощо), так і щодо їжі (забагато солоних продуктів, висококалорійні дієти, багаті на додані цукри й насичені жири) чи харчових добавок для профілактики ІСШ.

Дослідники вважають, що ці спостереження підтверджують зв'язок між харчуванням і складом кишкової мікробіоти. Це узгоджується з попередніми дослідженнями, які виявили, що лише 12% структурних варіацій кишкової мікробіоти можна пояснити генетичними змінами, тоді як 57% пояснюються змінами в харчуванні

Мікробіота як нова терапевтична стратегія

Хоча золотим стандартом лікування ІСШ залишаються антибіотики, у довгостроковій перспективі вони порушують кишкову мікробіоту (дисбіоз) і сприяють появі мультирезистентних мікроорганізмів. Тому, на думку авторів, важливо розглядати альтернативні та додаткові терапевтичні варіанти.

У хірургії стійкий післяопераційний біль (СПОБ) визначається як біль, що залишається значним щонайменше протягом 3 місяців після операції.

Це стан, що вражає мільйони пацієнтів у всьому світі, і наука досі доволі безсила щодо його подолання, хоча відомо про певні фактори схильності (тип операції, інтенсивність болю до операції, ставлення пацієнта до болю, генетичні фактори).

Однак з'являється новий слід, про який ми могли б і не подумати спочатку: мікробіота – кишківника, а не грудей, – а отже, і відома вісь «кишківник–мозок». (sidenote: Вісь «кишківник–мозок» Мережа двостороннього зв'язку між кишківником і мозком, яка дозволяє їм спілкуватися трьома різними шляхами: 1) нейронним шляхом (через нейрони), переважно через блукаючий нерв та ентеральну нервову систему; 2) ендокринним шляхом, через секрецію гормонів, таких як кортизол, адреналін і серотонін; 3) шляхом імунної системи, через модуляцію цитокінів. Вісь «кишківник–мозок» впливає на нашу поведінку, когнітивні функції (пам'ять), емоції, настрій, бажання, сприйняття... і, серед іншого, на біль.   )

Отже, маніпулювання кишковою мікробіотою перед операцією за допомогою пробіотиків чи пребіотиків могло б знизити частоту СПОБ. Принаймні на це вказувало попереднє дослідження, яке показало, що певні бактерії травного тракту пов'язані з болем після операції на переломі зап'ястя. І це, схоже, підтверджується ірландським дослідженням¹, цього разу проведеним на жінках, які перенесли операцію з приводу раку грудей.

Кишкові бактерії, пов'язані з наявністю чи відсутністю болю

Через три місяці після операції половина жінок повідомили про стійкий біль, тоді як інша половина не відчувала особливого дискомфорту. Ця різниця була пов'язана з різноманітністю їхньої кишкової мікробіоти: у пацієнток, які повідомляли про сильний біль через 1 годину та через 3 місяці після операції, кишкова флора була менш різноманітною порівняно з жінками, які майже не відчували болю

Найголовніше – певні бактерії, схоже, були пов'язані з наявністю або відсутністю стійкого післяопераційного болю після операцій з приводу раку грудей: у жінок, які не відчували болю через 3 місяці після операції, у кишківнику було більше бактерій, відомих своїм корисним ефектом (Bifidobacterium longum і Faecalibacterium prausnitzii), тоді як у жінок зі СПОБ переважали Megamonas hypermegale, Bacteroides pectinophilus, Ruminococcus bromii та Roseburia hominis

Під час менопаузи вагінальна мікробіота може відігравати ключову роль у гінекологічному здоров'ї жінок.

За нормальних умов молочнокислі бактерії Lactobacillus, присутні у великій кількості у вагінальній флорі, підкислюють вагінальне середовище, допомагаючи підтримувати баланс мікробіоти.

Як менопауза змінює вагінальну мікробіоту

Під час перименопаузи (період перед остаточним припиненням менструацій) зниження рівня естрогену призводить до зменшення вмісту глікогену в клітинах слизової оболонки, а глікоген є улюбленою їжею Lactobacillus.

Гірше живлені, Lactobacillus стають менш чисельними і втрачають домінантну позицію у флорі, що може призводити до дисбалансу вагінальної мікробіоти (дисбіозу (sidenote: Дисбіоз Зазвичай визначається як зміна складу та функції мікробіоти, спричинена поєднанням факторів навколишнього середовища та індивідуальних особливостей людини. Levy M, Kolodziejczyk AA, Thaiss CA, et al. Dysbiosis and the immune system. Nat Rev Immunol. 2017;17(4):219-232.   ) ). Зниження рівня статевих гормонів також пов'язане зі шкідливим збільшенням мікробного різноманіття.

Кілька досліджень показали, що втрата домінування Lactobacillus та зростання бактеріального різноманіття пов'язані із запаленням вагінальної слизової оболонки. Запалення підвищує ризик інфекцій, зокрема інфекцій, що передаються статевим шляхом (ІПСШ), а також передракових уражень шийки матки.

Хоча зв'язок між змінами вагінальної мікробіоти та запаленням був показаний у жінок у перименопаузі, досі не проводилося досліджень, які б визначили, чи зберігається він у постменопаузальний період.

Модуляція вагінальної мікробіоти для збереження здоров'я?

Щоб задокументувати це, команда американських вчених використала дані 119 жінок у постменопаузі (середній вік 61 рік), які брали участь у клінічному дослідженні, що порівнювало вплив естрогену або зволожувального крему на вагінальну флору

Вони проаналізували як бактеріальні популяції, так і маркери запалення (цитокіни) у вагінальній рідині добровольців, щоб визначити, чи пов'язані ці два параметри.³

Виявилося, що жінки з найбільш різноманітною вагінальною мікробіотою або з найбільш вираженим дефіцитом Lactobacillus мали найвищий рівень цитокінів. Отже, ці дві характеристики вагінальної мікробіоти пов'язані із запаленням, так само як і в жінок у перименопаузі

Ці результати цікаві, оскільки свідчать, що одного дня, модулюючи вагінальну мікробіоту жінок у постменопаузі, можливо буде обмежувати запалення вагінальної слизової оболонки і таким чином діяти превентивно для збереження їхнього здоров'я

Регуляція апетиту – складний, багатовимірний процес, що відіграє центральну роль у підтриманні енергетичного гомеостазу. Насичення, на відміну від голоду й ситості, є ключовим елементом цієї регуляції.

• Голод являє собою фізіологічну потребу в їжі, зазвичай зумовлену сигналами мозку у відповідь на виснаження енергії.
• Ситість, з іншого боку, позначає відчуття наповненості під час прийому їжі, що сигналізує про завершення споживання.
• Насичення, натомість, означає тривале відчуття наповненості, яке стримує подальше споживання їжі між прийомами їжі, впливаючи на час наступного прийому їжі.

Розуміння механізмів насичення є критично важливим як для медичних працівників, так і для людей, які борються з ожирінням, діабетом та іншими метаболічними розладами. Дедалі більше досліджень вказують на кишкову мікробіоту як ключовий регулятор сигналів насичення, пов'язуючи мікробне середовище кишківника з функцією мозку через так звану вісь «кишківник–мозок». Нові дані свідчать, що кишкові бактерії та їхні метаболіти, зокрема короткоацетатні жирні кислоти (КЖК), є невід'ємною частиною регуляції насичення, впливаючи на вивільнення гормонів насичення та модулюючи апетит.¹ ² ³

Запрошуємо вас у цій статті дослідити зростаючий масив доказів щодо ролі кишкової мікробіоти в регуляції насичення, зосереджуючись на мікробних метаболітах, їхній взаємодії з віссю «кишківник–мозок» та значенні для клінічної практики. Ми проаналізуємо, як харчові втручання, спрямовані на зміну складу кишкової мікробіоти, такі як застосування пробіотиків, пребіотиків і дієт, багатих на клітковину, можуть впливати на насичення та пропонувати нові підходи до управління ожирінням і пов'язаними метаболічними станами

Розмови між кишківником і мозком: як мікробіота формує сигнали насичення?

Вісь «кишківник–мозок» – це складна мережа, що передає сигнали насичення між кишківником і мозком. Ця взаємодія значною мірою залежить від кишкової мікробіоти, яка регулює апетит за допомогою гормонів, таких як глюкагоноподібний пептид-1 (GLP-1), пептид YY (PYY) та холецистокінін (CCK). Ці гормони виробляються спеціалізованими клітинами кишківника, які називаються ентероендокринними клітинами (EEC), у відповідь на споживання їжі.

Разом ці гормони діють на мозок, зменшуючи споживання їжі та продовжуючи відчуття ситості, допомагаючи підтримувати здоровий баланс у харчуванні.

Один із ключових внесків мікробіоти – вироблення КЖК (ацетату, пропіонату та бутирату) під час ферментації клітковини. КЖК стимулюють вивільнення GLP-1 і PYY, посилюючи відчуття ситості та допомагаючи контролювати апетит.¹ Крім того, КЖК взаємодіють із блукаючим нервом, який безпосередньо з'єднує кишківник із центрами голоду в мозку, посилюючи сигнали насичення.²

Роль мікробіоти виходить за межі сигналізації: КЖК також зменшують запалення в гіпоталамусі, зберігаючи цілісність регуляції насичення та допомагаючи запобігти метаболічним розладам, пов'язаним з ожирінням.² Але як саме пробіотики та специфічні харчові втручання, такі як пребіотики, впливають на кишкову мікробіоту, посилюючи насичення?

Роль пробіотиків у посиленні сигналів насичення

Нещодавні дослідження показали, що певні бактерії можуть виробляти білки, які надсилають сигнали нашому мозку про те, що ми ситі. Один із прикладів – білок під назвою ClpB, який виробляють деякі бактерії, наприклад Hafnia alvei. Цей білок діє подібно до альфа-МСГ – гормону, що допомагає регулювати апетит. Він стимулює вивільнення PYY – гормону, що сприяє відчуттю ситості й знижує апетит.³

Доклінічні дослідження показали, що Hafnia alvei може допомагати зменшувати споживання їжі та набір ваги на тваринних моделях, посилюючи ці сигнали насичення.³ Використовувана як пробіотична добавка, Hafnia alvei може посилювати відчуття ситості у людей, підтримуючи здорову харчову поведінку та сприяючи довгостроковому управлінню вагою.⁴ Хоча потрібні подальші дослідження, перші результати свідчать, що пробіотики можуть доповнювати харчові втручання, спрямовані на контроль апетиту та зниження надмірної ваги.

Живлення насичення: як пребіотики та харчові волокна модулюють мікробіоту?

Харчові втручання, зокрема ті, що передбачають вживання пребіотиків і харчових волокон, пропонують прямий спосіб впливати на мікробіоту кишківника та посилювати насичення. Пребіотики – це неперетравлювані харчові компоненти, які вибірково стимулюють ріст і активність корисних кишкових бактерій. Яскравий приклад – інулін, клітковина, що підвищує вироблення КЖК, зокрема пропіонату та бутирату, які відіграють ключову роль у сигналізації насичення.²

У дослідженнях за участю людей додавання інулін-пропіонатного ефіру (ІПЕ) показало багатообіцяючі результати. Наприклад, у учасників, які споживали ІПЕ, спостерігалося зниження вільного споживання енергії, тобто вони природним чином зменшували споживання їжі без свідомих зусиль.² КЖК, вироблені при ферментації клітковини, зокрема пропіонат, безпосередньо стимулювали вивільнення GLP-1 і PYY, посилюючи відчуття ситості.¹

Крім того, резистентний крохмаль, ще одна ферментована клітковина, продемонстрував здатність знижувати постпрандіальний рівень глюкози та впливати на гормони насичення. Одне дослідження показало, що додавання резистентного крохмалю протягом шести тижнів знижувало рівень лептину – гормону, залученого в довгостроковий енергетичний баланс, що свідчить про покращення регуляції апетиту.¹

Ці приклади демонструють, як багаті на клітковину дієти можуть модулювати активність кишкових мікробів, позитивно впливаючи на насичення. Але що щодо інших мікробних метаболітів, окрім КЖК? Як вони впливають на центральну та периферичну регуляцію голоду?

За межами клітковини: роль нейроактивних метаболітів у контролі апетиту

Окрім КЖК, кишкові бактерії виробляють кілька нейроактивних метаболітів, які відіграють вирішальну роль у регуляції апетиту й насичення через центральні та периферичні шляхи. Серед них ключовими нейромедіаторами, залученими в модуляцію споживання їжі та енергетичного балансу, є серотонін, гамма-аміномасляна кислота (ГАМК) та дофамін.²

Що стосується ГАМК, певні штами Lactobacillus та Bifidobacterium можуть виробляти цей нейромедіатор. ГАМК впливає на гіпоталамус, центральну структуру регуляції голоду, модулюючи нейронні контури, що контролюють харчову поведінку. Дослідження показали, що у мишей без мікробіоти спостерігається змінена сигналізація ГАМК, що призводить до підвищеного апетиту, підкреслюючи критичну роль кишкової ГАМК у контролі голоду.³

Крім того, дофамін, залучений у механізми харчової винагороди, також перебуває під впливом кишкової мікробіоти. Дисбаланс дофамінових шляхів може призводити до переїдання і навіть нападів компульсивного переїдання, підкреслюючи потенційну роль мікробіоти в управлінні не лише голодом, а й харчовою залежністю.¹

Дисбіоз: коли кишковий дисбаланс саботує насичення

Дисбіоз – дисбаланс або порушення адаптації кишкової мікробіоти – став критичним фактором порушення нормальних сигналів насичення. У людей з ожирінням і метаболічними розладами дисбіоз спостерігається досить часто й характеризується зниженням мікробного різноманіття та надмірним розростанням певних патогенних бактерій.³ Цей дисбаланс може порушувати вироблення ключових мікробних метаболітів, зокрема КЖК, необхідних для регуляції гормонів, відповідальних за насичення, таких як GLP-1 і PYY.¹

Дослідження показують, що люди з дисбіотичними мікробіомами часто мають підвищений рівень гормону, що стимулює апетит, – греліну, що призводить до постійного відчуття голоду й труднощів у підтримці здорового енергетичного балансу.³ Ці порушення підкреслюють важливість підтримання здорової, різноманітної мікробіоти не лише для травного здоров'я, а й для належної регуляції апетиту та довгострокового метаболічного контролю

Перепрограмування насичення: використання пробіотиків, пребіотиків і багатих на клітковину дієт для терапевтичної користі

Терапевтичний потенціал пробіотиків, пребіотиків і багатих на клітковину дієт у модуляції кишкової мікробіоти є потужним інструментом для посилення насичення та управління метаболічними розладами.⁸ Дослідження послідовно показують, що харчові волокна, такі як інулін, фруктоолігосахариди (ФОС) і резистентний крохмаль, є критично важливими агентами стимуляції вироблення КЖК – зокрема бутирату, пропіонату та ацетату, – які безпосередньо впливають на регуляцію насичення через вісь «кишківник–мозок».⁹

Докази вказують на майбутнє, у якому прецизійне харчування – індивідуалізовані харчові втручання на основі мікробіомного профілю людини – може стати ключовою терапевтичною стратегією.¹⁰ Впливаючи на мікробіоту за допомогою специфічних пробіотиків, пребіотиків і волокон, клініцисти можуть відновлювати кишковий баланс, посилювати насичення та допомагати пацієнтам ефективніше управляти як апетитом, так і метаболічним здоров'ям. У міру поглиблення розуміння ролі мікробіоти в насиченні відкривається новий горизонт персоналізованих терапій, що виходять за межі традиційних підходів до лікування ожиріння та метаболічних захворювань.¹¹

Ризик так званих переломів через крихкість (тобто без значної травми), значною мірою пов'язаних з остеопорозом, зростає з віком: кожна друга жінка та кожен четвертий чоловік мають перелом на тлі остеопорозу в певний момент життя – перелом шийки стегна після зовсім легкого падіння, перелом зап'ястя внаслідок незначної травми, компресія хребців тощо.

Кістка постійно перебудовується, і після 45 років вона має тенденцію руйнуватися швидше, ніж встигає відновлюватися. Окрім традиційних методів захисту кісток, таких як здорове харчування та фізичні вправи, відкривається новий напрямок: кишкова мікробіота, уже причетна до здоров'я кісток і ризику остеопорозу. Нове дослідження показало, що наша кишкова флора здатна прогнозувати ризик опинитися в гіпсі.

Кишкові бактерії: друзі чи вороги наших кісток?

Здорова кишкова мікробіота спирається на широке розмаїття кишкових бактерій. Це різноманіття також має наслідки для міцності кісток, кажуть дослідники, які проаналізували мікробіоту понад 7000 фінів. Висновок: чим різноманітніша мікробіота, тим нижчий ризик перелому.

Як пояснити цей зв'язок? Серед численних бактерій, що заселяють наш кишківник, одні мають сприятливий ефект, тоді як інші послаблюють наші кістки. Протеобактерії, вже причетні до різних типів запальних захворювань кишківника та синдрому подразненого кишківника, можуть також сприяти більш загальному запаленню в організмі, а разом із ним – і крихкості кісток.

І навпаки, тенерикути виробляють крихітні жирні кислоти, зокрема бутират, які мають захисний протизапальний ефект.

Збалансована мікробіота для міцних кісток?

Тож майбутнє профілактики переломів через крихкість, можливо, полягає у відновленні балансу вашої кишкової флори. Окрім належного споживання кальцію та вітаміну D, для здорових кісток дбайте також про своїх «хороших» бактерій.

Попри ці багатообіцяючі результати, все ще потрібна значна робота, щоб підтвердити причинно-наслідковий зв'язок між бактеріями та переломами й зрозуміти, як саме кишкові бактерії діють, захищаючи або послаблюючи кістки. А поки що для міцних кісток у похилому віці не забувайте дбати про свій кишківник.

Природний, нетоксичний та екологічно відповідальний продукт, що покращує баланс мікробіоти шкіри та допомагає боротися зі шкірними проблемами: ви думали, це мрія? Команда італійських дослідників втілила її в життя... використавши гранатову шкірку, яку мали от-от викинути!¹

Ця неїстівна частина становить 50% плоду. Зазвичай вона опиняється в смітті під час виробництва гранатового соку та екстрактів. Однак саме вона містить більшість цінних поліфенолів граната, деякі з яких мають антибактеріальні властивості, цікаві для здоров'я.

Італійські дослідники хотіли з'ясувати, чи можна, використовуючи ці шкірки для добування їхніх цінних компонентів, розробити продукт, здатний відновити баланс мікробіоти шкіри та покращити її здоров'я.

Корисні бактерії проти шкідливих

Дисбіоз мікробіоти шкіри, що характеризується розмноженням патогенних бактерій за рахунок корисних, причетний до численних шкірних проблем, таких як акне, псоріаз та атопічний дерматит.

Дослідники спершу взяли зразки мікробіоти шкіри у 9 молодих добровольців, троє з яких страждали на шкірні проблеми, пов'язані з атопічним дерматитом. З цих зразків вони виділили:

• Staphylococcus aureus – патогенну бактерію, відповідальну за дисбіоз шкіри;
• Staphylococcus epidermidis – відому своїм корисним впливом і здатністю відновлювати цілісність шкірного бар'єру.

Тим часом науковці підготували екстракт гранатової шкірки (Punica granatum L.), використовуючи енергоощадні методи екстракції та придатні для повторного використання розчинники.

Переконавшись у його нетоксичності, вони помістили продукт у контакт із бактеріями, взятими у добровольців.

Подвійний ефект граната

Результат: гранатовий екстракт має як виражений антимікробний ефект щодо патогенного S. aureus, так і захисний ефект щодо корисного S. epidermidis.

На думку дослідників, ці ефекти, ймовірно, пов'язані з фенольними компонентами граната: катехінами, кверцетином, галовою кислотою тощо. Вони діють цілеспрямовано: з одного боку, заважають патогенним бактеріям прикріплюватися до шкіри й формувати захисні біоплівки, а з іншого – стимулюють здатність корисних бактерій синтезувати біоплівки.

Перш ніж можна буде підтвердити здатність цього екстракту запобігати, полегшувати чи лікувати шкірні проблеми, зокрема пов'язані з антибіотикорезистентними бактеріями, знадобиться провести клінічні випробування.

Якщо результати виявляться позитивними, це стане ще одним доказом того, що можливо поєднати здоров'я екосистеми зі здоров'ям людини за підходом «Єдине здоров'я».²

Стрептокок групи B (СГБ) (sidenote: Стрептокок групи B (СГБ) Стрептокок групи B (СГБ) – бактерія, яку зазвичай виявляють у шлунково-кишковому та вагінальному тракті дорослих; здатна спричиняти тяжкі інфекції у новонароджених у разі передачі під час пологів. ) – бактерія, що тихо мешкає в організмі багатьох жінок, – може стати смертельно небезпечною під час вагітності. Виявляється у до 40% вагітних жінок, СГБ зазвичай нешкідливий. Але якщо його передано під час пологів, він може спричинити небезпечні для життя ускладнення у новонароджених, такі як сепсис, пневмонія та менінгіт. Революційне дослідження¹ під керівництвом Тобі Мейдмента з Технологічного університету Квінсленда розкриває, як тонкий баланс вагінальних бактерій впливає на поведінку СГБ під час вагітності. Ці висновки можуть змінити наше уявлення про пренатальний догляд.

Хороші бактерії проти поганих новин

У дослідженні за участю 93 вагітних жінок науковці відстежували вагінальні бактерії на 24-му та 36-му тижнях вагітності, щоб з'ясувати, як мікробні спільноти взаємодіють із СГБ. Одним із найбільш несподіваних відкриттів стала роль двох типів бактерій: Lactobacillus crispatus (sidenote: Lactobacillus crispatus Lactobacillus crispatus – корисна бактерія вагінальної мікробіоти, що виробляє молочну кислоту, підтримуючи низький pH для запобігання колонізації патогенами та інфекціям. ) та Lactobacillus iners. (sidenote: Lactobacillus iners Менш захисна вагінальна бактерія, що виробляє лише L-молочну кислоту; часто пов'язана з мікробним дисбалансом і вразливістю до опортуністичних інфекцій.   )  У жінок зі стійкою колонізацією СГБ рівень L. crispatus – захисного виду, що підтримує вагінальну кислотність, – був значно знижений. Натомість домінувати починав L. iners, який менш ефективно стримує шкідливі бактерії. Цей дисбаланс, схоже, надавав СГБ можливість закріпитися й процвітати.

Водночас у жінок із лише тимчасовою колонізацією СГБ на 24-му тижні спостерігалася більш різноманітна мікробна спільнота, з такими бактеріями, як Gardnerella vaginalis. До 36-го тижня це різноманіття зменшувалося, і домінувати починали L. crispatus та L. iners, що корелювало зі зникненням СГБ. Це свідчить, що в деяких випадках вагінальний мікробіом (sidenote: Вагінальна мікробіота Cпільнота мікроорганізмів, що населяють вагінальне середовище, переважно представлена видами Lactobacillus, критично важлива для підтримання репродуктивного здоров'я. ) може природним чином змінюватися у бік здоровішого стану – хоча це не завжди спрацьовує, коли колонізація СГБ є стійкою.

Що визначає, залишиться СГБ чи зникне?

У випадках стійкої колонізації часто спостерігався той самий бактеріальний штам, що зберігався в обидві контрольні точки, що свідчить про стабільну колонізацію. Цікаво, що в цих випадках рівень СГБ знижувався приблизно на 11% у міру прогресування вагітності, ймовірно, через гормональні зміни, які підвищують кількість захисних лактобактерій. Проте, попри це зниження, стійкість L. iners продовжувала ускладнювати здатність мікробіому ефективно протистояти СГБ.

Майбутнє пренатального догляду

Це дослідження відкриває шлях до персоналізованих втручань для контролю СГБ. Пробіотики, що сприяють домінуванню L. crispatus, або стратегії зниження рівня L. iners можуть запропонувати нові способи захисту матерів і немовлят. Із поширенням мікробного профілювання ми, можливо, незабаром побачимо цілеспрямовані підходи до зниження ризиків СГБ і покращення неонатальних наслідків.

Розуміння тихих мікробних битв усередині вагінального мікробіому – це не просто наукова цікавість, а питання життя і здоров'я для найвразливіших. Це дослідження підкреслює, як навіть найменші організми можуть мати найбільший вплив.

Стійкі до антибіотиків кишкові інфекції, спричинені тривалим прийомом антибіотиків або хронічними запальними захворюваннями кишківника (ЗЗК (sidenote: ЗЗК ЗЗК – запальні захворювання кишківника характеризуються хронічним запаленням шлунково-кишкового тракту через порушення регуляції імунної системи. До них належать хвороба Крона та виразковий коліт, які спричиняють запальні загострення, що в 15% випадків можуть вимагати госпіталізації. Ці захворювання невиліковні. У 2019 році на ЗЗК у світі страждало 4,9 мільйона людей. Досліджувати Inserm ) ), стають дедалі поширенішою загрозою, особливо в лікарнях. Головні винуватці – патогенні бактерії (sidenote: Патогенні бактерії Патогенні бактерії – бактерії, здатні спричиняти інфекційні захворювання. ВООЗ виділяє 15 родин стійких до антибіотиків бактерій, які нині становлять загрозу здоров'ю людини, класифікованих за пріоритетністю: Критичний пріоритет: включає Mycobacterium tuberculosis, що спричиняє туберкульоз, і родину Enterobacteriaceae (зокрема Escherichia coli та Klebsiella pneumoniae) – джерело багатьох внутрішньолікарняних інфекцій. Високий пріоритет: включає інші бактерії родини Enterobacteriaceae, такі як Salmonella typhi (черевний тиф) та Shigella (дизентерія), поширення яких є проблемою в країнах із низьким рівнем доходу, а також Staphylococcus aureus – серйозне занепокоєння в закладах охорони здоров'я. Середній пріоритет: включає стрептококи, що спричиняють інфекції, особливо небезпечні для вразливих груп (новонароджені, люди похилого віку). Досліджувати ВООЗ ) травного тракту, такі як Escherichia coli чи Klebsiella pneumoniae.  Зіткнувшись із цією резистентністю, дослідники нині вивчають несподіваний шлях: використання «хороших» бактерій нашого кишківника для знищення поганих бактерій. Нещодавно вони виявили особливо ефективну групу таких корисних бактерій, яка може стати природною альтернативою антибіотикам.

Переможний коктейль: сила хороших бактерій

Науковці розробили суміш із 18 штамів коменсальних бактерій (sidenote: Коменсальні бактерії Коменсальні бактерії – бактерії, що мирно співіснують зі своїм господарем, зокрема в кишківнику. Вони можуть приносити господарю користь, зміцнюючи імунну систему, допомагаючи травленню або борючись із патогенами. ) , названу F18-mix, отриману зі зразків кишкової мікробіоти здорових людей.Суміш протестували на мишах, і вона виявилася напрочуд ефективною у зменшенні кількості Escherichia coli та Klebsiella pneumoniae в кишківнику, при цьому зберігаючи хороші бактерії кишківника.

В чому секрет? Бактерії F18-mix знищують патогенні бактерії, конкуруючи з ними за живлення певними цукрами в кишківнику, такими як глюконат. Отримуючи перевагу, вони позбавляють шкідливі бактерії джерела їжі та заважають їм колонізувати кишківник.

На шляху до нових мікробіотичних методів лікування?

F18-mix не просто виганяє стійкі до антибіотиків патогенні бактерії: дослідники показали, що у мишей, які страждають на запальні захворювання кишківника, такі як виразковий коліт чи хвороба Крона, ця суміш також допомагає полегшити клінічні прояви захворювання та заспокоює запалення.

Хоча ці результати обнадійливі, дослідження все ще перебуває на експериментальній стадії. Оскільки тести проводилися на мишах, для підтвердження ефективності лікування в людей знадобляться подальші дослідження. Проте резистентним бактеріям варто взяти це до уваги: наша мікробіота цілком може змінити правила гри, революціонізувавши методи лікування майбутнього.

The digestive tract is the main replication site of the human immunodeficiency virus (HIV), which is the cause of AIDS. The presence of HIV is associated with inflammation of the gut mucosa and an imbalance in the bacteria of the microbiota (dysbiosis (sidenote: Дисбіоз Зазвичай визначається як зміна складу та функції мікробіоти, спричинена поєднанням факторів навколишнього середовища та індивідуальних особливостей людини. Levy M, Kolodziejczyk AA, Thaiss CA, et al. Dysbiosis and the immune system. Nat Rev Immunol. 2017;17(4):219-232.   ) ), which could influence progression of the disease.

Травний тракт – основне місце реплікації вірусу імунодефіциту людини (ВІЛ), який спричиняє СНІД. Наявність ВІЛ пов'язана із запаленням слизової оболонки кишківника та дисбалансом бактерій мікробіоти (дисбіозом), що може впливати на перебіг захворювання.

Не лише бактерії у складі мікробіоти...

А що з вірусами, які присутні поряд із бактеріями, грибами та археями в кишковій мікробіоті? Чи причетні вони, як і бактерії, до розвитку захворювань?

Щоб відповісти на це запитання, команда мексиканських дослідників проаналізувала «віром» (вірусний компонент мікробіоти) у калі 92 ВІЛ-позитивних осіб на різних стадіях інфекції, які не отримували лікування, і порівняла його з віромом 53 здорових осіб.¹

Із ВІЛ-позитивних осіб дослідники потім відібрали 14 людей із імунодефіцитом, тобто низьким рівнем CD4 Т-клітин – клітин, у яких розмножується ВІЛ.

У них взяли зразки калу та крові до початку антиретровірусної терапії, а також у чотирьох контрольних точках протягом лікування. Мета дослідників – вивчити зміни імунітету та кишкової мікробіоти протягом перших двох років терапії.

Вражаюче зростання чисельності певних видів вірусів

Вчені виявили, що у найбільш уражених хворобою людей, тобто тих, хто страждає на тяжкий імунодефіцит (кількість CD4 Т-клітин < 350), у мікробіоті у великій кількості присутні три види вірусів: Anelloviridae (анелловіруси), Adenoviridae та Papillomaviridae. Анелловіруси, схоже, особливо чутливі до антиретровірусної терапії: їхні маркери суттєво знижуються після 24 місяців лікування.

Один із помітних висновків полягає в тому, що наявність анелловірусів на початку лікування пов'язана з гіршим відновленням імунітету та нижчою кількістю CD4 Т-клітин, а отже, з менш ефективним лікуванням.

На думку науковців, це дослідження є важливим кроком уперед. Воно не лише дає краще розуміння вірому – компонента кишкової мікробіоти, який досліджений і вивчений значно менше, ніж бактеріальний компонент, – а й покращує розуміння ролі вірусів мікробіоти при ВІЛ-інфекції.

На шляху до кращого моніторингу пацієнтів

Ці результати відкривають перспективу колись використовувати анелловіруси як маркер для прогнозування ефективності лікування та моніторингу відновлення імунітету у людей, уражених ВІЛ. Це хороша новина, оскільки боротьба зі СНІДом залишається важливою проблемою охорони громадського здоров'я.