О проекте «Микробиом человека. Микробиота кишечника человека

10.21518/2079-701X-2016-16-92-97

МИКРОБИОМ, МИКРОБИОТА

ЧТО НОВОГО?

Последнее десятилетие в области изучения микрофлоры человека открыло во всем многообразии удивительный и густонаселенный мир микроорганизмов. Сегодня ученые считают устаревшим термин «микрофлора», предлагая более широкое понятие под названием «микробиом». Мы обратились к профессору, заведующей кафедрой педиатрии ГБОУ ВПО РМАНПО МЗ РФ, главному педиатру ЦАО Ирине Николаевне Захаровой с просьбой рассказать о новых тенденциях в области изучения микробиома и его влиянии на человека.

Уважаемая Ирина Николаевна, скажите, пожалуйста, что нового известно сегодня о кишечной микрофлоре?

История изучения кишечной микробиоты насчитывает более трех столетий. Еще в 1681 г. Антони ван Левенгук (рис. 1) изобрел примитивное приспособление, с помощью которого он обнаружил микроорганизмы в фекалиях, и выдвинул гипотезу о совместном существовании различных видов микроорганизмов в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ).

В 1850 г. Луи Пастер создал теорию о функциональной роли бактерий в процессе пищеварения, а Р. Кох продолжил исследования в этом направлении и разработал методику разграничения болезнетворных и полезных микроорганизмов.

Учение о роли симбионтной микрофлоры в организме человека связано с именем великого русского ученого, лауреата Нобелевской премии И.И. Мечникова, который в 1888 г. обосновал теорию о том, что в кишечнике человека обитает комплекс микроорганизмов, оказывающих на организм «аутоинтоксикационный эффект» (рис. 2). Он полагал, что введение в ЖКТ «здравословных» бактерий способно стабилизировать действие кишечной микрофлоры и противодействовать интоксикации. Существенный вклад в изучение микрофлоры человека внес немецкий ученый Альфред Ниссле, который с 1912 г. активно занимался изучением бактерий. Им же в 1916 г. был впервые введен термин «дисбактериоз». «Второе

Рисунок 1. Антони ван Левенгук (1632-1723)

дыхание» учение о кишечной микрофлоре получило уже в 70-е гг. XX в., во многом благодаря работам советского ученого А.М. Уголева, который определил дисбактериоз кишечника как изменение качественного и количественного состава бактериальной его флоры, возникающее под влиянием различных факторов: питания, изменения перистальтики кишечника, возраста, воспалительных процессов, лечения антибактериальными препаратами, стресса, тяжелых соматических заболеваний (рис. 3).

Ирина Николаевна, а что изменилось в современной трактовке понятия «микрофлора кишечника»?

Изменилась терминология. Мы не говорим о микрофлоре, поскольку термин «флора» устаревший: растительный мир. Микроорганизмы (бактерий, грибов, вирусов), обитающие внутри и снаружи человека, называют микробиомом. Новая эпоха в изучении кишечного микробиома наступила 5-10 лет назад и связана с появлением молекулярно-генетических методов исследования, буквально перевернувших все наши старые представления. Мы живем в удивительное время, когда с приходом новых технологий меняются наши старые знания, в т. ч. о здоровье и болезни. Сегодня пришло абсолютно новое понимание необходимости микроорганизмов (микробио-ма) внутри и снаружи нашего организма, имеющее большое значение не только для нашего пищеварения, но и всего тела и головного мозга, нашего здоровья в целом.

Как с позиции современных положений рассматривают микробиом, чем он отличается от микробиоты?

Термин «микробиом» был впервые внедрен в 2001 г. для обозначения коллективных геномов микробиоты. Микробиом представляет собой сообщество бактерий, которое каждый из нас имеет внутри и снаружи своего тела. Микробиом каждого человека является уникальным для него и содержит в десятки раз больше клеток и в 100 раз больше генов, чем собственных генов человеческого организма. Вес микробиома зависит от массы тела и составляет от 1,2 до 3,5 кг. Наш микробиом регулирует многие жизненно важные процессы организма и даже оказывает влияние на поведение человека! Микробиом считают еще одним органом человека (рис. 4). Появляется заманчивая идея: а что если поменять свой микробиом

Рисунок 2. Илья Ильич Мечников (1845-1916). Динамика роста числа

научных публикаций, посвященных изучению пробиотиков

Сто лет концепции пробиотиков

Мечников Нобелевская премия,1908

Рост числа научных публикаций, посвященных пробиотикам

Благодаря современным научным исследованиям в области генетики ученые смогли идентифицировать и определить количество микроорганизмов, живущих в человеческом организме. С помощью новейших научных разработок удалось установить, что существует более 1 100 видов микроорганизмов, большинство которых анаэробы. Ученые имеют много доказательств тому, что чем более разнообразны кишечные микроорганизмы, тем лучше здоровье человека, а низкое разнообразие связано с различными болезнями.

Активное внедрение молекуляр-но-генетических технологий в практику микробиологических исследований позволило получить новую информацию о составе и свойствах интестинальной микробиоты у людей разного возраста. Разработан целый арсенал методов исследования,

(с помощью диеты, образа жизни, медицинских манипуляций), может быть, это окажет влияние на здоровье человека в целом и позволит решить целый ряд проблем с ним? Микробиота - это термин, который используется для характеристики микробиоценоза отдельных органов и систем. Например, микробиота кишечника, микробиота кожи, микробиота плаценты, микробиота грудного молока и т. д.

А что же происходит на самом деле? По инерции педиатры продолжают рекомендовать проводить культу-ральные исследования кала, которые перестали делать во многих странах еще 7-8 лет назад! К недостаткам культу-рального метода исследования фекалий следует отнести дороговизну, длительность и трудоемкость выполнения методики, зависимость результата от техники сбора, вариабельность нормы, низкую разрешающую способность (100 жизнеспособных бактериальных клеток), а главное - большинство микроорганизмов в кале являются некультивируемыми!

Изменения в микробиоме человека и отдельных его локусов, могут быть связаны с синдромом раздраженного кишечника, бронхиальной астмой, пищевой аллергией, воспалительными заболеваниями кишечника (язвенный колит, болезнь Крона), аутоиммунными заболеваниями, сахарным диабетом 2-го типа, атеросклерозом, целиаки-ей, заболеваниями печени, ранним детским аутизмом, болезнью Паркинсона, некоторыми видами рака, депрессией, шизофренией. Отсюда мы понимаем тот интерес, который появился не только у гастроэнтерологов, но и у врачей разных специальностей - кардиологов, онкологов, эндокринологов, психиатров и других специальностей, к этой проблеме! Появились перспективные исследования, направленные на оптимизацию микробиома кишечника для восстановления здоровья человека.

Рисунок 3. История изучения кишечной микробиоты,

появление термина «дисбактериоз». Альфред Ниссле и Александр Михайлович Уголев

Альфред Ниссле (1912) изучал антагонистические свойства бактерий Предложил в 1916 г. термин «дисбактериоз»

А.М. Уголев предложил называть дисбактериозом качественное и количественное изменение состава бактериальной флоры кишечника, возникающее под влиянием различных факторов _

Рисунок 4. Международные исследования микробиоты

человека

Microbes maketti

2 международных проекта по исследованию микробиоты человека (геномные исследования) -

NIH (USA) и MetaHIT (EU)

Изменение взгляда на микробиоту человеческого организма как на «жизненных партнеров»: «...that humans are not single organisms, but superorganisms made up of tots of smaller organisms working together»

Рисунок 5. Данные Национального института США

о клеточном разнообразии человеческого организма

Согласно данным Национального института здоровья США, только 10%

клеток, которые входят в состав человеческого организма, являются собственно человеческими клетками.

Остальные 90% принадлежат бактериям, населяющим различные биотопы человека

Homo sapiens может быть описай как «суперорганизм», е которой сосуществует большое количество различных организмов

Turnbaugh PJ, Ley RE, Hamady M, Fraser-Liggett CM, Knight R, Gordon Jl. The human microbiome project. Nature 2007; 449 (7164): 804-810.

Goodacre R. Metabolomics of a superorganism. J Nutr 2007; 137(1 Suppl): 259S-266S 5.

позволяющих не только быстро и достоверно определить видовую принадлежность выделяемых микроорганизмов, но и проводить их количественную оценку непосредственно в исследуемом материале без этапа культивирования. С внедрением метода секвенирования ДНК (1999) - определения нуклеотидной последовательности генов 16S РНК - удалось установить, что только 7-10% микроорганизмов, живущих в кишечнике, культивируются. Это значит, что наши старые представления о микробиоте кишечника устарели. Метод секвенирования ДНК позволил установить, что в кишке живет более тысячи видов микроорганизмов, 99% из них - это анаэробы, состав которых существенно отличается от того, который ранее представлялся по данным культуральных исследований. Согласно данным Национального института здоровья США (National Institutes of Health, NIH), только 10% клеток, входящих в состав человеческого организма, являются собственно человеческими клетками, а остальные 90% принадлежат бактериям, населяющим различные биотопы человека. Таким образом, homo sapiens является «суперорганизмом», в котором сосуществует большое количество различных организмов (рис. 5). В 2008 г. был запущен глобальный проект «Микробиом человека» (НМР), ставивший своей целью расшифровку генома бактерий, населяющих организм человека. Расшифровкой генома бактерий, населяющих ЖКТ, занимается Европейский консорциум MetaHIT. Уже расшифровано около 3 млн генов, что примерно в 150 раз больше набора генов человека. Результаты проекта позволят попытаться установить взаимосвязь этих генов, состояния здоровья человека, развития заболеваний и фенотипа. В 2010 г. в исследование метагенома человека также активно включились российские ученые. По мнению журнала Science, расшифровка метагенома человека входит в число величайших научных открытий последнего десятилетия (рис. 6).

Ученые, с учетом состава, разделили микробиоты на энтеротипы, каждый из которых включает много различных видов микроорганизмов вне зависимости от места проживания, состояния здоровья или возраста. Исследо-

ватели объединили популяции бактерий в кластеры, названные согласно доминирующим в них родам. Данное открытие можно сравнить с делением людей на группы крови. Bacteriodes является доминирующим у первого энтеротипа, Prevotella преобладает у второго энтеротипа, а Ruminococcus - у третьего. Позднее были выделены и другие энтеротипы. Так, энтеротип Bacteroides отличается активностью в отношении разложения углеводов, а также способствует выработке витаминов C, B2, B5. H. Ruminococcus, наоборот, улучшает всасывание углеводов и повышает уровень сахара в крови, а также синтезирует фолие-вую кислоту и витамин Br Prevotella в процессе жизнедеятельности разрушает защитный слизистый покров, что, вероятно, предрасполагает к дефектам слизистой оболочки кишечника. Следовательно, наличие определенного энтеротипа позволит прогнозировать особенности обмена веществ и указывать на предрасположенность к определенным заболеваниям. В то же время использование такого диагностического метода, как ПЦР, показало, что микробиота кишечника каждого человека индивидуальна и постоянна.

C нарушенной микробиотой кишечника ассоциируется широкий спектр заболеваний: инфекции, диарея, язвенная болезнь, рак желудка и рак толстой кишки, ожирение, мальабсорбция, сахарный диабет, пищевая аллергия, бронхиальная астма, воспалительные заболевания кишечника, кишечная колика, синдром раздраженного кишечника, поведенческие нарушения. Это обусловлено тем, что нормальная микробиота кишечника участвует в разнообразных физиологических функциях организма: защитной, пищеварительной, детокси-кационной и антиканцерогенной, синтетической, генетической, иммуногенной, в регуляции обмена холестерина и оксалатов.

Ирина Николаевна, а что определяет состав микробиоты у новорожденных детей?

Прежде всего, микробиота младенца зависит от кишечной микробиоты матери, а также от окружающей

Рисунок 6. Проект «микробиом человека»

С 2008 г. начат глобальный про« г «микробиом человека» (НМР), ставивший своем мелью расшифровку генома бактерий, населяющих организм человека. Термин «микробиом» был впервые внедрен в 2001 г. для обозначения коллективных геномов микробиоты

Расшифровкои генома бактерии,

населяющих ЖКТ, занимается Европейский консорциум MetaHIT. Расшифровано около 3 млн генов, что примерно в 150 раз больше набора генов человека

РАСШИФРОВКА МЕТАГЕНОМА ЧЕЛОВЕКА ВХОДИТ В ЧИСЛО ВЕЛИЧАЙШИХ НАУЧНЫХ ОТКРЫТИЙ ПОСЛЕДНЕГО ДЕСЯТИЛЕТИЯ!

Qin et al. Nature 2010;464:59-65.

среды и питания новорожденного. Мать является первым источником колонизации и инфицирования своего ребенка. Состояние ее микробиоты определяется способом родоразрешения (роды естественные, оперативные), местом проведения родов (родильный дом, квартира, поскольку в некоторых странах физиологические роды осуществляются в домашних условия). Микробиота желудочно-кишечного тракта младенца зависит от состояния кожи, родовых путей и кишечника родильницы, от того, применялась ли антибактериальная терапия у матери и ребенка. Существенное значение имеет время прикладывания к груди, характер вскармливания с рождения. Так как заселение микроорганизмами слизистых новорожденного начинается с момента прохождения его через родовые пути, то естественный способ родоразрешения является одним из основополагающих, влияющих на формирование микробиоты. Однако заселение кишечника плода микроорганизмами закладывается уже во второй половине беременности от матери (по данным зарубежных и отечественных исследований, до 22-й недели гестации микробов в организме плода нет вообще, а начиная с 24-й недели появляются единичные колонии кишечной палочки и лактобацилл в кишечнике плода). Большую роль в формировании микробиоты кишечника плода играют питание, образ жизни матери, а также факт приема антибактериальных препаратов во время беременности, что может нарушить ее баланс.

Сегодня мы располагаем достоверными данными о составе микрофлоры влагалища роженицы, которая в большей степени заселена лактобактериями (более 60%), энтерококками, стафилококками и грибковой бактерией кандида, поэтому младенцы, рожденные естественным путем имеют флору, напоминающую влагалищную флору матери с преобладанием лактобацилл, а рожденные путем кесарева сечения - флору, подобную флоре кожи матери - больше стафилококков и пропио-новых бактерий.

Питание новорожденного, а именно раннее прикладывание, к груди и обеспечение, естественного вскармливания - один из главных факторов, влияющих на правильное формирование микробиоты кишечника малыша

Современный мир озабочен ростом числа родов путем кесарева сечения, в развитых странах это составляет порядка 30-40%, что позволяет наблюдать практически вертикальный рост частоты аллергии у детей раннего возраста, связанный с этим фактом. У ребенка, родившегося путем кесарева сечения, т.е. неестественным, нефизиологическим путем, происходит задержка микробной колонизации, ребенок не получает «микробного удара» в момент родов, что резко увеличивает риск развития аллергии.

Если определить факторы окружающей среды, влияющие на формирование микробиоты новорожденного, то существенную роль играют совместное пребывание

малыша с мамой после родов, был ли ребенок переведен в реанимационное отделение, как долго продолжалось его пребывание в стационаре. Например, в Нидерландах и еще ряде стран Европы для создания наиболее благополучной атмосферы окружающей среды родоразреше-ние проводится на дому. Конечно, весь процесс планируется заранее, и проводят исключительно с участием бригады медицинских сотрудников. Такие роды вполне успешны, а главное - это дает возможность избежать заселения госпитальной флорой.

Микробиота желудочно-кишечного тракта младенца зависит от состояния кожи, родовых путей и кишечника родильницы, от того, применялась ли антибактериальная терапия у матери и ребенка. Существенное, значение имеет время прикладывания к груди, характер вскармливания с рождения

И наконец, питание новорожденного, а именно раннее прикладывание к груди и обеспечение естественного вскармливания - один из главных факторов, влияющих на правильное формирование микробиоты кишечника малыша.

Почему для формирования микробиоты именно грудное вскармливание так необходимо новорожденному?

Благодаря исследованиям, проведенным в последние 10 лет, с использованием метода секвенирования, мы узнали, что грудное молоко вовсе не стерильно, как предполагалось ранее, а, наоборот, содержит до 700 различных микроорганизмов. Они попадают в материнское молоко из кишечника путем бактериальной транслокации в кровоток, минуя лимфатические узлы. Конечно, осталось множество вопросов, как этот процесс осуществляется, но факт наличия большого количества микроорганизмов в материнском молоке доказан. Соответственно, молоко матери также способствует колонизации кишечника и правильному формированию микробиоты младенца.

Ирина Николаевна, а существует ли зависимость формирования микробиома ребенка от социального уровня страны или семьи в отдельности?

Да, существует зависимость формирования микробиоты ЖКТ новорожденного от его социального уровня. Показано, что у младенцев, родившихся в бедных странах, например в Пакистане, Нигерии, Индии, где женщины иногда рожают буквально в канаве, колонизация кишечника ребенка бактериями происходит очень рано, и уже в течение первых дней жизни из его фекалий начинают выделяться энтеробактерии. Мы знаем, что в бедных странах практически нет проблемы аллергии. Однако в Европе аллергия сейчас занимает первое место, особенно у немцев. В Швеции 25% детей не имеют энтеробакте-рий в стуле через неделю пребывания в роддоме, а в США 35% детей не колонизировали кишечник в течение первых 2 недель жизни.

Огромное количество факторов влияет на формирование микробиоты желудочно-кишечного тракта. А каковы последствия ее изменения в течение жизни?

Человеческий организм представляет собой суперорганизм, который населен огромным количеством микроорганизмов, причем около 20% того, что употребляет в пищу человек, идет на кормление этих микробов. У каждого локуса своя флора, все зависит от места расположения, возраста и состояния здоровья. Да, кишечная микробиота - это, конечно, не нечто неизменное, она представляет собой динамически меняющуюся смесь микробов, типичных для каждого человека. Но необходимо помнить, что смена флоры может приводить к болезням. Поэтому сейчас весь мир изучает связь болезней с микробиотой, и уже доказано, что изменения микробио-ма приводят к аллергии, аутоиммунным, сердечно-сосудистым, метаболическим и психиатрическим заболеваниям. Потрясающие работы сейчас проводятся в Санкт-Петербурге, в Военно-медицинской академии, по выявлению связи микробиоты с инсультами и инфарктами. Установлено, что микробиота реализует свои функции через микробно-тканевой комплекс.

Ирина Николаевна, можно ли как-то корригировать микробиоту желудочно-кишечного тракта?

Существует три основных варианта воздействия на микробиоту: это применение антибактериальных препаратов, пребиотиков и пробиотиков. Многие специалисты пытаются скорректировать микробиоту антибиотиками, и, к сожалению, в нашей стране накоплен богатейший негативный опыт по уничтожению микробиоты кишечника гентамицином. Когда мы обсуждаем назначение пребиотиков, то необходимо помнить, что это «удобрения», на которых могут вырасти абсолютно любые микроорганизмы. Конечно, совсем другое дело при их дифференциации на селективные и неселективные. Более полезными являются селективные, стимулирующие рост полезной микрофлоры. Если мы применяем для восстановления микробиома пробиотики, то мы знаем, что существуют тысячи штаммов микроорганизмов и каждый штамм предназначен для лечения конкретной патологии. Все пробиотики делятся на бифидо-, лакто-, сахаромицеты, они работают на уровне собственной пластинки, эпителия слизистой. В настоящее время назначение пробиотиков надо проводить с учетом штаммоспецифичности. Например, для профилактики антибиотик-ассоциированной диареи самая высшая степень доказательности у сахаромицет (препарат Энтерол) и лактобацилл GG (LGG) (препараты Нормобакт L и Према).

Ирина Николаевна, сегодня пищевая аллергия у детей стала одной из самых распространенных патологий. Может ли применение пробиотиков помочь в лечении аллергии?

Да, сегодня мы активно используем при ведении детей с аллергией пробиотик на основе LGG, с антиаллергическим эффектом, занимающий первое место среди

других. Существует множество исследований, которые доказали, что применение LGG способствует купированию аллергического воспаления в кишечнике и снижению фактора некроза опухоли-альфа на уровне кишки. Поэтому, когда мы имеем дело с ребенком, которого беспокоят боли и вздутие живота, помимо элиминационной диеты, необходимо назначение LGG вместе с питанием (например, йогурты, другие кисломолочные продукты), что приводит к быстрому положительному эффекту. LGG имеет очень хорошую адгезию, устойчивость к кислоте, желчи и ферментам, правда, он разрешен к применению только с месячного возраста. Также пробиотик на основе LGG влияет на синтез интерлейкина-10, что позволяет успешно применять его в реабилитации часто болеющих детей и для нормализации иммунологического дисбаланса при аллергии. Препараты на основе LGG подтвердили высокую эффективность при лечении атопического дерматита у детей с отягощенной наследственностью по аллергии, поэтому я всегда использую препараты на основе LGG у своих пациентов.

Различные типы диет по-разному влияют на обмен информацией по оси «кишечник - мозг». Например, диеты с высоким содержанием жира способны провоцировать механизмы негативного влияния на мозг

Если у ребенка установлена нетяжелая непереносимость лактозы, можно рекомендовать йогурты, поскольку закваски с включением LGG дают хороший эффект.

Кроме того, LGG обладает противомикробным, противовирусным и противогрибковым действием.

Возможно ли при помощи питания, особенно детей младшего возраста, которые уже не употребляют материнское молоко, а переходят на продукты питания промышленного производства, поддерживать необходимый баланс микробима?

Да, конечно, приветствуется ежедневное употребление кисломолочных продуктов, в т. ч. содержащих про-биотические культуры, с помощью которых можно воздействовать на микробиом кишечника. Сегодня мы имеем возможность включать в рацион детей специально разработанные кисломолочные продукты из натуральных ингредиентов, дополнительно обогащенных кальцием и витамином Д, с учетом роста и развития ребенка. Важно отметить, что современные технологии позволяют создавать их без консервантов и искусственных красителей, снижая риск развития аллергии.

Ирина Николаевна, и главный вопрос: есть ли связь между состоянием микробиоты кишечника и деятельностью головного мозга?

Безусловно, на сегодняшний день нет сомнений в том, что кишечник и мозг не только связаны между собой, но и активно взаимодействуют. Появились экспериментальные исследования на животных, а также

клинические наблюдения, доказывающие эту связь. В принципе, здесь нет ничего нового. Все давно знают, что если у человека стресс, то в первую очередь часть из нас почувствует его последствия со стороны кишечника, например, появятся позывы идти в туалет. Или у ребенка, испытывающего стресс, связанный с походом в детское дошкольное учреждение, в новый класс, может развиться запор. Так, Emeran Mayer, анализируя различные типы взаимодействия, обмена информацией по оси «кишечник - мозг», как сверху вниз, так и снизу вверх, говорит о различных способах этого взаимодействия: через гормоны, нервные импульсы, а также через сигнальные молекулы иммунных клеток. Отдельно анализируется вклад кишечной микробиоты в обмен информацией между кишечником и мозгом. Одной из основных реакций микробиоты на эмоции, стресс своего хозяина, по-видимому, является изменение количества производимых ими метаболитов. Самым важным периодом жизни является ранний период, начиная с внутриутробного этапа и в первые три года жизни ребенка, когда формируются микробный состав кишечника и основные нейронные связи мозга. Перспективные исследования на грызунах показали, что микробиота кишечника способна оказывать влияние на повседневные эмоции, а возможно, и определять, насколько длительными или сильными будут эти эмоции. Важную роль в формировании микробиоты кишечника играет питание (диета), в т. ч. в формировании связи «кишечник - мозг». Различные типы диет по-разному влияют на обмен информацией по оси «кишечник - мозг». Например, диеты с высоким содержанием жира способны провоцировать механизмы негативного влияния на мозг. В этой связи рекомендуется ограничить количество жиров животного происхождения в своем рационе и потреблять больше ферментированных продуктов.

В последние годы становится больше детей с расстройствами аутистического спектра. Проведенные эпидемиологические исследования показали, что ожирение у матери во время беременности может увеличить риск развития расстройств нервной системы, в т. ч. расстройств аутистического спектра у ребенка. У детей с этими расстройствами часты проблемы с желудочно-кишечным трактом. Исследователи пытались выявить связь между изменениями в рационе питания, микробиомом и социальным поведением и сделали вывод о том, что диета матери с высоким содержанием жиров может привести к дисбиозу кишечника у потомства и вызывать поведенческие расстройства, которые могут быть скорректированы с помощью селективного введения штаммов I.. ЯвМвп. Расстройства пищеварения, которые наблюдаются у пациентов с расстройствами аутистического спектра, могут быть связаны с их более высокой раздражительностью, агрессивным поведение и нарушениями сна. Появилась гипотеза о том, что один из способов изменить пищевое поведение - изменение состава кишечной микробиоты. Исследование, проведенное профессором Г. Фростом из Лондона, подтвердило, что пропионат, производимый бактериями толстой кишки, способен влиять на механизм «еда - удовольствие» и пищевое поведение хозяина. Последние открытия в области микробиоты подтвердили ее важность для осуществления взаимодействия между центральной и энтеральной нервной системой. Эти взаимодействия по оси «кишечник - мозг», по всей видимости, осуществляются в двух направлениях с помощью нейронных, эндокринных, иммунных и гуморальных сигналов.

Уважаемая Ирина Николаевна, благодарим Вас за чрезвычайно интересную и познавательную беседу.

Беседовала Юлия ЧЕРЕДНИЧЕНКО

Поскольку 70-80% иммунной системы находится в пределах вашего желудочно-кишечного тракта, стоит озаботиться оптимизацией кишечного микробиома, ведь это повлияет на физическое здоровье и эмоциональное благополучие в долгосрочной перспективе. Важнейший первый шаг на пути к сбалансированной кишечной флоре - это отказ от сахара, особенно того, который содержится в обработанных пищевых продуктах.

Все больше внимания уделяется здоровью кишечника, и по понятной причине, ведь в пределах желудочно-кишечного тракта находится 70-80% вашей иммунной функции. А это значит, что стоит озаботиться оптимизацией кишечного микробиома, и это будет иметь долгосрочное влияние на физическое здоровье и эмоциональное благополучие.

Пробиотики для кишечного микробиома

Как пробиотики могут помочь

Первый важный шаг на пути к сбалансированной кишечной флоре – отказ от сахара, особенно того, который содержится в обработанных пищевых продуктах. Затем можно начать есть ферментированные продукты, например, кефир, кимчи, натто, квашеную капусту и сырой органический йогурт.

Здоровая диета, включающая потребление пребиотических продуктов, положительно влияет на ваше здоровье, потому что она помогает создать оптимальную среду для полезных кишечных бактерий, при этом уменьшая количество патогенных или болезнетворных бактерий, грибков и дрожжей.

Прием добавок пробиотиков или пробиотиков на основе бактерий также может быть полезен, особенно во время и после лечения антибиотиками , так как они способствуют восстановлению и здоровью микробиома. Многие не понимают, что кишечные бактерии могут повлиять на поведение и экспрессию генов. Они также играют определенную роль в развитии аутизма, диабета и ожирения.

Накапливающиеся научные доказательства продолжают предполагать, что большая часть обеспечения организма питательными веществами заключается в питании укрепляющих здоровье бактерий. Делая это, вы можете держать вредные микробы под контролем, управлять своим весом и защищаться от хронических заболеваний. Учитывая его важность для вашего здоровья в целом, настало время «довериться кишечнику!»

Исследования показали, что микробиом вашего тела состоит примерно из 1 триллиона бактерий. Тем не менее, их гораздо больше, так как на каждую бактерию приходится, по крайней мере, 10 вирусов и грибков, живущих на или внутри вашего тела, которые помогают поддерживать жизненно важные функции, которые без них были бы невозможны. Ваш микробиом формируется в раннем возрасте.

Более того, если вы появились на свет с помощью вагинальных родов, вы были покрыты микробами матери во время прохождения через родовые пути. Еще больше микробов передалось с грудным молоком, поскольку оно содержит много питающих кишечник свойств.

В начале жизни ваша семья, питание и воздействие окружающей среды способствовали формированию микробиома такими способами, которые будут продолжать оказывать влияние на ваше здоровье на протяжении всей жизни . Ваш микробиом состоит из нескольких различных областей, в том числе глаз, половых органов, полости рта и кожи, а также кишечника, который его содержит.

Ежедневные действия, такие как чистка зубов, прием пищи, поцелуи или игра с питомцем влияют на микробиом. Примечательно, что он играет роль в развитии:

Аутизма

Создание нормальной кишечной флоры в течение первых недель жизни имеет важное значение для иммунной системы ребенка. Младенцы с абнормальной кишечной флорой имеют ослабленную иммунную систему и особенно подвержены риску развития СДВГ, аутизма и проблем обучения, особенно, если они вакцинированы.

Проблем поведения

В исследовании, опубликованном в Neurogastroenterology and Motility было обнаружено, что мыши, у которых мало бактерий в кишечнике, ведут себя не так, как обычные. Их измененное поведение считается «высоко рискованным» и сопровождался нейрохимическими изменениями в головном мозге. Широко известно, что кишечник выступает в роли второго мозга, производя больше нейромедиатора серотонина, который оказывает положительное влияние на настроение.

Сахарного диабета

По данным датского исследования, популяция бактерий в кишечниках диабетиков отличается от здоровых людей, а диабет 2 типа связан с композиционными изменениями кишечной микробиоты, что подчеркивает связь между метаболическими заболеваниями и бактериальными популяциями в кишечнике.

Экспрессии генов

Здоровье кишечника во многом зависит от эпигенетики, ультрасовременной области медицины, ставящей превыше всего роль образа жизни в экспрессии генов. Как отмечается в ScienceDaily:

«Новое исследование помогает выявить механику связи кишечного микробиома с клетками хозяина для переключения генов. ... исследование... показывает, как метаболиты, продуцируемые бактериями в желудке, химически сообщаются с клетками, в том числе далеко за пределами толстой кишки, чтобы повлиять на экспрессию генов и здоровье своего хозяина».

Ожирения

Так как пробиотики могут помочь бороться с ожирением, оптимизация кишечной флоры является важным фактором, если у вас не получается похудеть.

Важность ферментированных продуктов

Я часто упоминаю, насколько важны ферментированные продукты для «исцеления и запечатывания» кишечника для укрепления здоровья и / или обращения вспять болезни. Культивирование овощей - это легко и недорого. Вы также можете самостоятельно приготовить домашний йогурт.

Другие примеры ферментированных продуктов включают кефир, кимчи, натто и квашеную капусту. Эти продукты не только наполнены полезными бактериями, но также они связаны со следующими преимуществами для здоровья:

Высокое содержание питательных веществ - Некоторые ферментированные продукты являются выдающимися источниками жизненно важных питательных веществ, таких как витамин K2, который помогает предотвратить остеопороз и атеросклероз, также известный как затвердение артерий. Творожные сырки являются отличным источником пробиотиков и витамина K2, как и некоторые ферментированные продукты, такие как натто или овощи, ферментированные в домашних условиях с помощью закваски из бактерий, производящих витамин K2. Они также производят много витаминов группы B.
Укрепление иммунной системы - из-за того, что около 80% вашей иммунной системы находится в кишечнике, пробиотики играют решающую роль в поддержании пищеварительного тракта в рабочем состоянии. Здоровый кишечник - это ваша первая линия защиты от болезней и основной фактор, помогающий вам поддерживать оптимальное здоровье и благополучие.
Мощный детоксикант - Ферментированные продукты это один из лучших хелаторов. Полезные бактерии в них являются очень мощным детоксикантом, способным вытянуть из вашей крови ряд токсинов и тяжелых металлов, которые затем выводятся через почки.
Экономическая эффективность - Добавление небольшого количества ферментированных продуктов в каждый прием пищи экономически эффективно, поскольку они содержит в 100 раз больше пробиотика, чем среднестатистическая добавка. Учитывая, что высококачественный пробиотик стоит дорого, вы можете самостоятельно ферментировать овощи за малую долю этой стоимости.
Естественное разнообразие микрофлоры - Если вы едите множество ферментированных и культурированных продукты, вы будете получать пользу от гораздо более широкого разнообразия полезных бактерий, чем возможно получить в форме добавки.

Потребление пребиотических продуктов может помочь напитать ваш кишечник

Вы можете положительно повлиять на дружественные бактерии кишечника, обеспечивая их питательными веществами, необходимыми для процветания, в виде пребиотиков , которые содержатся в основном в богатых клетчаткой продуктах, что идеально, поскольку хорошие кишечные бактерии процветают на неперевариваемой клетчатке.

Инулин это один из видов водорастворимой клетчатки, содержащейся в спарже, чесноке, луке-порее и белом луке , и он помогает питать полезные бактерии кишечника. В лабораторных исследованиях с участием молодых крыс было обнаружено, что пищевые пребиотики оказывают существенное влияние на фазы быстрого (REM) и медленного сна (NREM), что может улучшить его качество.

Исследователи, изучающие влияние пребиотиков на здоровье кишечника и быстрый сон, кормили подопытных животных продуктами, богатыми пребиотиками, начиная с 3 недели жизни, и было обнаружено:

Крысы, потреблявшие пребиотики, имели больше полезных кишечных бактерий по сравнению с контрольной группой
По мере того, как дружественные бактерии усваивают пребиотические волокна, они не только растут и размножаются, но и испускают метаболит, полезный для здоровья мозга
Группа богатой пребиотиками диеты провела больше времени в спокойном и восстанавливающем NREM сне, чем контрольная
Крысы из группы пребиотических продуктов тратили больше времени на REM фазу сна после стресса, что очень важно для восстановления

Авторы исследования сказали: «Учитывая, что достаточное количество NREM сна и правильное питание могут влиять на развитие и работу мозга, и что проблемы со сном распространены в начале жизни, вполне возможно, что диета, богатая пребиотиками с раннего возраста может улучшить сон, поддержать кишечную микрофлору и содействовать оптимальному психическому здоровью» .

Следующие цельные продукты помогают добавить пребиотические волокна в ваш рацион и укрепить здоровье микробиома, тем самым улучшая общее состояние здоровья:

Как пробиотики могут помочь

Хотя я настоятельно рекомендую вам получать большую часть питательных веществ из реальной пищи, пробиотические добавки могут быть полезны, особенно если вы не можете есть ферментированные продукты. Тем не менее, для того чтобы пробиотики работали, вам необходимо оптимизировать условия, в которых эти «хорошие» бактерии будут процветать.

Первый шаг - напитать ваш микробиом реальной пищей. Если вы по-прежнему ешьте много обработанных пищевых продуктов, содержащих добавленный сахар, вы будете кормить только потенциально патогенные бактерии в кишечнике. Они вызывают болезни и обожают сахар!

С другой стороны, эти микробы не будут процветать в присутствии богатых клетчаткой или содержащих сложные углеводы, здоровые жиры и белки продуктов. Когда вы сосредоточены на цельных, натуральных продуктах, вы поддерживаете рост полезных кишечных бактерий. Исследования показывают, что преимущества пробиотиков не ограничиваются кишечником, они также влияют и на ваш мозг.

Это именно такой случай, потому что ваш кишечник подключен к мозгу через ось «кишечник-мозг», а значит то, что влияет на ЖКТ, влияет и на мозг, и наоборот.

Таким образом, когда ваш кишечный микробиом не сбалансирован, это может повлиять на иммунную систему, психическое здоровье, настроение и даже ваши работу мозга. Пробиотики уменьшают симптомы депрессии. Факторы, по которым можно определить высококачественные пробиотические добавки:

Убедитесь в том, что это уважаемый бренд, не использующий ГМО, который производится в соответствии с текущими «положительными производственными практиками»
Ищите количество колониеобразующих единиц (КОЕ) от 50 млрд
Проверьте срок годности КОЕ и избегайте капсул, на которых указано количество КОЕ только на «момент производства»
Выберите продукт, содержащий несколько видов бактерий; обычно рекомендуется лактобациллы и бифидобактерии.опубликовано .

Джозеф Меркола

Две тысячи лет назад Гиппократ справедливо отметил, что «все болезни начинаются в кишечнике». Последующие научные исследования многократно подтверждали его правоту и важность профилактики патологий данного органа.

В человеческом кишечнике содержатся триллионы микробов многих видов, которые метаболизируют пищу и облекают разнообразные нутриенты в доступные формы. Добавляя до 2 кг лишнего веса телу человека, дружественные бактерии защищают организм от «плохих» микробов, таких как столбняк, кишечная палочка и многие другие. Поэтому микробиом является основой человеческого здоровья.

«Вероятно, одной из самых важных услуг, которые предоставляют людям микробы, является иммунитет», - говорит Мартин Блазер, директор программы «Микробиом человека» в Медицинском центре Нью-Йоркского университета и председатель Консультативного совета при президенте США по борьбе с антибиотикоустойчивыми бактериями. Исследователь считает, что в течение десятилетий люди, не ведая о том, случайно уничтожали полезные микроорганизмы, посредством неверного поведения:

бесконтрольное и чрезмерное применение антибиотиков;
регулярное использование антибактериального мыла и т. п.

Мартин Блазер объясняет, что микробы, которые живут внутри человеческого организма, составляют огромное сообщество, и когда его баланс нарушается, «плохие» бактерии процветают и наносят урон здоровью людей.

Микробиом является предметом множества клинических испытаний и научных исследований. Их главная цель - изучение взаимосвязей между кишечной микрофлорой и болезнями.

Например, недавние исследования ученых из Мичиганского университета показали, что микробиом оказывает огромное влияние на иммунную систему животных и человека.

Интересно!

Роб Найт из Калифорнийского университета в Сан-Диего создал исследовательский проект American Gut. Это - крупнейшая в мировой истории научно-исследовательская программа, в рамках которой любой желающий может провести анализ своей кишечной микрофлоры и, в случае обнаружения инфекций, устойчивых к антибиотикам, «трансплантировать» нормальный микробиом. Процедура помогает заселить желудочно-кишечный тракт полезными микробами и гарантирует (на 90%) успех в борьбе с «плохими» бактериями.

В этой статье Вы узнаете, как поддержать здоровье микробиома самостоятельно.

1. Больше органических продуктов в рационе питания

Что человек может сделать, чтобы поддержать полезные бактерии? Самый надежный и действенный способ, позволяющий изменить состав микрофлоры кишечника в лучшую сторону - это избирательность в отношении продуктов, которые составляют ежедневное питание. Сертифицированные органические продукты с высоким содержанием клетчатки, ферментированные ингредиенты способны помочь в укреплении здоровья кишечника.

Не стоит опасаться, что натуральные продукты, выращенные фермерскими хозяйствами, на дачах, могут быть загрязненными, в отличие от произведенных в промышленных масштабах, где широко применяются антибактериальные препараты и различные химикаты для борьбы с вредителями и патогенами. Напротив, обработанные продукты включают синтетические компоненты, которые вредят хорошим бактериям.

Ученые все чаще говорят о том, что полезно есть растительные продукты прямиком с грядки. Например, в своей книге «Лечение грязью» нейропедиатр Майя Шетра-Клейн утверждает, что овощи, выращенные в здоровой почве, поддерживают баланс микробиома человека, способствуя укреплению здоровья.

2. Цельное зерно и другие источники клетчатки

Цельнозерновые и другие продукты, содержащие много пищевых волокон, богаты олигосахаридами, сложными углеводами, которыми питаются микроорганизмы. Это - пребиотики, которые в большом количестве содержатся в:

овсянке;
гречке;
коричневом рисе;
киноа;
цельной пшенице и т. д.

Они стимулируют рост полезных микробов гораздо эффективнее, чем очищенные зерна и просеянная мука. Министерство сельского хозяйства США (USDA) рекомендует употреблять 14 граммов клетчатки на каждую 1000 потребляемых калорий.

Профилактика предполагает постоянное присутствие пищевых волокон на тарелке. Регулярно добавляйте в свой рацион:

хлеб из цельной пшеницы (в порционном ломтике содержится около 3 граммов клетчатки);
несладкие плоды, ягоды с высоким содержанием клетчатки (например, среднее яблоко содержит около 3,5 грамма клетчатки);
съедобные водоросли;
овощи и т. п.

Натуральный йогурт является лидером по содержанию живых, активных бактериальных культур. Обычный стаканчик, около 160 г, скрывает миллиарды дружественных микробов.

Профессор медицины, микробиологии и иммунологии Университета штата Мичиган Мэри Х. Вейсер, утверждает, что ферментированные продукты, содержащие живые культуры, в том числе кефир, кимчи, квашеная капуста, моченые яблоки, огурцы и прочие овощи и фрукты помогают пополнить количественный состав микробиома и защитить «хорошие» кишечные бактерии.

4. Избегайте продуктов с искусственными подсластителями

По словам Эндрю Гевирта, эксперта из Центра воспаления, иммунитета и инфекций при государственном университете Джорджии, химические вещества, содержащиеся в искусственных подсластителях, вытесняют хороших бактерий и могут существенно увеличивать риски развития ожирения, а заодно всех сопутствующих ему заболеваний:

метаболический синдром;
диабет (2 тип);
атеросклероз;
кардиопатологии и др.

Многие готовые продукты питания, например, мороженое, пудинги, салатные заправки и т. п., приобретают гладкую, плотную консистенцию благодаря полисорбату 80 и карбоксиметилцеллюлозе (КМЦ). Данные химические вещества не найти в органических продуктах. Попадая в организм человека, они уничтожают кишечный микробиом, провоцируя воспаление. Эксперты называют синтетические эмульгаторы одними из основных виновников всплеска неинфекционной эпидемии метаболического синдрома в мире. Именно они повышают риски развития артериальной гипертензии, провоцируют развитие инсулинорезистентности.

6. Разумное применение антибиотиков

Статистические данные Всемирной организации здравоохранения выглядят довольно устрашающе, так как за последние 50 лет:

количество пациентов с ожирением выросло на 200%;
распространенность сахарного диабета увеличилась в семь раз;
показатели заболеваемости бронхиальной астмой выросли на 250%.

Многие ученые считают, что во многом виноваты антибиотики. Ведь каждое применение антибактериальных препаратов можно сравнить с «ковровой бомбардировкой» кишечной микрофлоры.

CDC сообщает, что третья часть всех эпизодов применения антибактериальной терапии - ошибочна, так как антибиотики используют против вирусов, которые просто не реагируют на них.

Нельзя заниматься самолечением, бесконтрольно употребляя антибактериальные препараты. Если взрослый или ребенок заболел, профилактика рекомендует «бдительное ожидание» под наблюдением врача. При подозрении на вирус специалист посоветует провести несколько дней дома и назначит симптоматическое лечение, чтобы убедиться, что организм самостоятельно борется с инфекцией.

Исследования, проведенные в Швейцарии в 1990-х годах и совсем недавно в США, продемонстрировали, что дети, растущие на небольших фермах, в непосредственном контакте с животными, гораздо реже страдают от симптомов аллергии и бронхиальной астмы. Возможно, это происходит потому, что животные «диверсифицируют» человеческие микробы. Некоторые ученые считают, что домашние животные обеспечивают аналогичные преимущества.

Излишняя чистоплотность может сыграть с человеком «злую шутку», снижая иммунитет и влияя на сопротивляемость инфекциям. Поэтому наука внесла в последние годы важные коррективы в гигиенические правила: не стоит постоянно мыть руки дезинфицирующими средствами или любыми косметическими продуктами, содержащими триклозан. Для профилактики достаточно воды и мыла без антибактериальных добавок.

Кроме провокации резистентности к антибиотикам, данное противомикробное вещество, также содержащееся в некоторых зубных пастах, коррелирует с повышением чувствительности к переносимым по воздуху и содержащимся в пищевых продуктах аллергенах.

По сути, сегодня понятие микрофлоры кишечника или желудочно-кишечного тракта устарело, и в результате исследований и работы многочисленных ученых сегодня введено понятие микробиом как современное расширенное понятие микрофлоры и совокупности не только микробов, но и микробных генов!

В последние годы на передовые рубежи биомедицинской науки стремительно вышло изучение микробиома человека. Термин «микробиом» предложил в 2001 г. лауреат Нобелевской премии Джошуа Ледерберг (Joshua Lederberg) для обозначения суммы всех микробных сообществ, обитающих в организме человека.

Интерес мировой науки к изучению микробиома человека неуклонно возрастает. В 2007 г. Национальный институт здоровья США инициировал масштабный фундаментальный научный проект «Микробиом человека» (Human Microbiome Project), который объединяет разработки ученых из различных стран мира, в т. ч. США (NIH), Австралии (CSIRO), Канады (CIHR), Китая (MOST), стран Европейского союза (MetaHIT Consortium), Сингапура и др.
Итоги десятилетней работы привели к серьезным изменениям во взглядах ученых на биологию человека и развитие многих заболеваний. Прогресс в изучении микробиома и в точке зрения на его роль в поддержании здоровья человека рассматривается как одно из наиболее значимых достижений современной биологии и медицины. В частности, редакция журнала Science в 2010 г. назвала изучение микробиома человека одним из десяти наиболее важных научных направлений первого десятилетия XXI в.

Микробиом человека имеет дискретную организацию и распределен по всем органам, сообщающимся с внешней средой. Фактически любая открытая поверхность человеческого тела заселена микроорганизмами, которые играют важную роль в поддержании иммунитета, обмене веществ, пищеварении и реализации других важных функций. Ротовая полость, желудок, кишечник, верхние дыхательные пути, мочеполовая система, кожа, глаза, волосы, нос, уши содержат свой собственный уникальный специфический и очень сложный микробный комплекс, состоящий из отличающихся друг от друга видов с определенным набором функций. Специфические микробиомы недавно обнаружены также в плаценте, легких и крови, то есть в органах и средах, ранее считавшихся стерильными.
Большинство микроорганизмов сконцентрировано в пищеварительном тракте (в ротоглотке, желудке и кишечнике содержится до 75% микробных популяций); мочеполовые пути у мужчин заселяют до 2-3% микроорганизмов, у женщин - до 9-12%; 13-23% микробиоты колонизирует все остальные биотопы. Только в толстой кишке взрослого человека насчитывается 1014-1015 клеток микроорганизмов (не менее 1012 микробных клеток на 1 г содержимого), что превышает число клеток тела человека почти на два порядка.
Каждый локальный микробиом характеризуется индивидуальным составом и функциями, на которые оказывают влияние анатомические и физиологические особенности заселяемого органа. Специфическая для конкретной экосистемы симбиотическая микробиота посредством конкуренции за сайты адгезии и путем стимуляции иммунных ответов защищает свой биотоп от патогенной колонизации посторонними микробами. Вместе с тем все микробные сообщества, обитающие в различных локусах тела человека, находятся в постоянном взаимодействии между собой и макроорганизмом, образуя единую надорганизменную систему.
Достижения современной биологии и медицины позволяют рассматривать микробиом как дополнительный орган человека, который, активно участвуя в пищеварении, многочисленных метаболических процессах, поддержании целостности эпителиального барьера, формировании колонизационной резистентности, обезвреживании эндо- и экзогенных токсинов, развитии и поддержании иммунной системы и ряде других физиологических функций, оптимизирует условия для нормального функцио-нирования организма человека в целом.
Давно признан факт, что традиционные микробиологические методы не в состоянии предоставить объективную информацию относительно видового разнообразия и популяционного уровня различных представителей микробиома человека, поскольку преобладающая часть прокариотических микроорганизмов (бактерий и архей) не культивируется в лабораторных условиях. С помощью классической методологии невозможно также проанализировать механизмы популяционных взаимодействий микробиоты, основанных на специфических сигнальных системах общения как внутри микробного сообщества, так и в ходе его взаимодействия с организмом человека. Поэтому еще недавно наши знания о составе симбиотической микробиоты, населяющей тело человека, были весьма скудными и противоречивыми.
Использование возможностей для изучения микрофлоры, ранее недоступной для исследований, изменило многие устоявшиеся взгляды на состав микробиома человека. Например, по результатам генетического анализа образцов, отобранных из различных биотопов здоровых добровольцев (15 мест на теле 129 мужчин и 18 - на теле 113 женщин), было установлено, что в организме человека обитает >10 тыс. видов различных микробов, включая бактерии, археи, грибы, простейшие и вирусы. При этом большинство видов бактерий и архей оказались некультивируемыми in vitro. Общая масса клеток всех представителей микробиома в среднем составляет 3% от массы тела человека. Таким образом, микробиом является одним из самых крупных органов человека.
Суммарное число генов микробиома (метагеном), по крайней мере, в 100 раз больше человеческого генома. Микробиом добавляет к примерно 30 тыс. генам человека еще около 12 млн дополнительных генов микробной природы. Такой огромный арсенал генных продуктов обеспечивает широкий набор различных биохимических и метаболических активностей, рацио-нально дополняющих физиологию организма человека.
Исходя из результатов исследований микробиома человек представляет собой «суперорганизм», где только 10% клеток принадлежит телу человека, а 90% - микробиому. Обмен веществ этого «суперорганизма» в значительной степени определяется ферментами, гены которых локализованы не в человеческих хромосомах, а в геномах симбиотических микробов.
Микробные симбионты человека обладают колоссальным ферментативным потенциалом. Благодаря удивительному видовому многообразию и огромному количеству клеточных популяций кишечный микробиом функционирует как мощный биореактор, контролирующий многочис-ленные метаболические функции, многие из которых все еще не распознаны. Он продуцирует тысячи важных и уникальных веществ, полезных для организма человека.
Фактически метаболические возможности микробиома сопоставимы с функциями печени. Симбиотические бактерии: осуществляют метаболизм плохо перевариваемых полисахаридов; продуцируют необходимые витамины; регулируют липидный обмен; способствуют развитию и дифференциации эпителия и иммунной системы; обеспечивают защиту от инвазии оппортунистических патогенов; выполняют ключевую роль по поддержанию гомеостаза эпителиальной ткани. Недавние исследования показали также, что микробиом человека влияет на развитие и гомеостаз других тканей организма, в т. ч. костной ткани.
Разработка и внедрение в исследовательскую практику методов молекулярно-генетического анализа существенно расширили представления, касающиеся таксономии симбиотической микрофлоры человека. Применение новейших методов исследований, в частности геномного и метаболомного анализа, позволило достичь значительного прогресса в расшифровке таксономического и генетического разнообразия, понимании структуры и функциональной активности микробио-ма человека, его роли в поддержании или расстройстве здоровья.
Обширный анализ нуклеотидных последовательностей 16S рибосомальной РНК (рРНК), амплифицированных из фекальных образцов, был дополнен данными метагеномного секвенирования, что позволило составить общее представление о микробном разнообразии: у здорового человека доминируют бактерии, принадлежащие к типам Firmicutes (65-80% всех клонов), Bacteroidetes (около 23%) и Actinobacteria (около 3%). В меньших количествах присутствуют бактерии типов Proteobacteria (1%) и Verrucomicrobia (0,1%). Представители Actinobacteria и Firmicutes, к которым принадлежат роды Lactobacillus, Bifidobacterium и Propionibacterium, почти исключительно грамположительные, тогда как представители типов Bacteroi-detes и Proteobacteria в основном являются грамотрицательными.
До настоящего времени при рассмотрении симбиотической микробиоты человека основное внимание уделяется ее бактериальным представителям. Бактериальная флора действительно занимает самый большой сектор любого микробио-ценоза. Однако при этом незаслуженно недооценивается значимость других микроскопических обитателей биотопов, в частности архей, грибов, простейших и вирусов, которые при нормальном состоянии микробно-иммунологической системы вносят определенный вклад в выполнение микробиомом своих физио-логических функций.
Например, во всех биотопах человека в высокой концентрации содержатся вирусы. Расшифровка генома человека выявила в нем огромное количество вирусного генетического материала: не менее 11% генома человека составляют вирусные гены. В 2010 г. группа ученых из США и Австралии установила, что каждый человек обладает уникальным набором вирусов, обитающих в толстом кишечнике. С момента формирования микробио-ма ребенка одновременно с заселением биотопов бактериями происходит контаминация слизистых оболочек вирусами-симбионтами. Предположительно, вирусные представители биоценозов защищают макроорганизм от своих болезнетворных сородичей и повышают общую сопротивляемость ко многим неблагоприятным воздействиям. Вирусы бактерий - бактериофаги - принимают активное участие в контроле над поддержанием нормального бактериального баланса в биоценозе, а также обеспечивают механизмы генетических рекомбинаций посредством транс-дукции. Благодаря недавним исследованиям американских ученых была вы-двинута гипотеза о том, что бактериофаги, содержащиеся в огромных количествах в приэпителиальных биопленках, могут играть роль весьма важного компонента ответа на инфекции. Выяснилось, что отдельные поверхностные белки фаговых капсидов, своей структурой напоминающие иммуноглобулины, способны присоединяться к гликанам муциновых комплексов и формировать «бактериофаговый» защитный слой, предупреждающий транслокацию бактерий во внутреннюю среду организма («фаговый иммунитет»).
Для детального и объективного изучения взаимоотношений человеческого организма с его микросимбионтами в био-медицинскую науку внедрены новые молекулярные, генетические и биохимические методы (т. н. «ОМИК»-технологии): геномика и метагеномика, эпигеномика и метаэпигеномика, транскриптомика, протеомика, метаболомика, феномика.
Сегодня уже известно, что процесс формирования микробиома начинается задолго до рождения ребенка и в этом процессе задействованы многочисленные механизмы, связанные со здоровьем матери (особенно с состоянием ее микро-био-ма, условиями протекания родов, формой вскармливания ребенка), а также факторы окружающей среды. По мере взросления и старения организма в составе микробиома наблюдаются замет-ные изменения, которые наиболее отчетливо проявляются в пожилом и старческом возрасте. Физиологические изменения, происходящие в теле человека с возрастом, в первую очередь выражаются в снижении биологических функций и способности приспосабливаться к стрессовым воздействиям. Все эти возрастные процессы протекают на фоне серьезных изменений в составе и функциональной активности микробиома. Человек преклонного возраста особенно уязвим к болезням, и в первую очередь связаннным со снижением функциональной активности микробиома.
Микробиом каждого человека индивидуален и уникален по составу. Ученые обнаружили, что не существует какого-то основного состава микроорганизмов, выполняющих определенные функции. Их могут осуществлять разные по составу микробные сообщества, обладающие подобными активностями. Индивидуальные таксономические характеристики микробиома формируются под воздействием многих факторов: местности, где проживает человек, его пищевых привычек, рода занятий, приема лекарственных средств и др. Микроорганизмы одного вида могут заменяться другими, используя при этом идентичную метаболическую стратегию.
Механизмы взаимосвязей между микробиомом и организмом человека исследованы пока недостаточно. Связи эти, без сомнения, очень сложны и включают взаимодействия между отдельными представителями самого микробиома, слизис-тым слоем желудочно-кишечного тракта и других биотопов, иммунной системой и эпителиоцитами.
Полноценный микробиом человека обладает огромным биологическим потенциалом для защиты макроорганизма и его метаболической поддержки. Здоровый микробный орган способен компенсировать достаточно высокий потенциал негативных факторов. И только в случае серьезного повреждения микробиома нагрузка переходит на иммунную систему и другие защитные органы, в которых при потере содействия со стороны физиологической микробиоты происходят патологические изменения, что и приводит к возникновению различных заболеваний и их серьезным осложнениям.
Установлено, что поврежденный микробиом становится фактором развития ожирения, жировой дистрофии печени, инсулинорезистентности, гиперхолестеринемии, аутоиммунных болезней (ревматоидного артрита, рассеянного склероза, псориаза и др.), воспалений в кишечнике, аллергии, отдельных видов рака и многих других острых и хронических патологий. Все больше появляется доказательств, которые дают основание признать связь между расстройствами психического здоровья и нарушениями микробиома. Этот вопрос был поставлен еще работами И. И. Мечникова, а в последние годы функциональный комплекс кишечник-мозг-микробиом интенсивно изучается.
Установлено, что ряд психиатрических заболеваний сопровождается микробиом-ными расстройствами, окислительным стрессом и увеличением уровня воспалительных цитокинов, в частности фактора некроза опухоли, интерлейкина-1 и -6. Предполагают, что на когнитивные способности и поведение благоприятное воздействие могут оказывать методы лечения, предусматривающие восстановление микробиома.
Патологически измененный микробиом зачастую служит пусковым механизмом в развитии болезни, способствует затяжному, хроническому ее течению с развитием метаболических и иммунных расстройств, формированием в организме резервуаров эндогенной инфекции различной этиологии и локализации, к которой легко могут присоединяться экзогенные возбудители, особенно вирусно-бактериальных или бактериально-грибковых микст-инфекций.
В терапии пациентов с такими расстройствами здоровья необходимо применение комплексных схем, в т. ч. направленных на восстановление физиологических функций микробиома и повышение иммунобиологической активности организма.
Особую тревогу вызывает рост числа детей, страдающих тяжелыми микробиомными расстройствами с раннего возраста. Как известно, становление микрофлоры, происходящее на первом году жизни, закладывает фундамент для поддержания здоровья ребенка, его нормального роста и развития. К сожалению, в современных условиях характер первичной микробной колонизации претерпел критические изменения, что связано прежде всего с ухудшением репродуктивного здоровья молодого поколения, увеличением контингента женщин с перинатальными факторами риска, нерациональным медикаментозным лечением. Это приводит к неуклонному увеличению детей с первичными нарушениями в микробной экологической системе.
Именно с нарушениями становления микробиома связаны многие проблемы со здоровьем ребенка, возникающие на первом году его жизни и осложняющиеся в последующем. Дальнейшему углублению микробиомных расстройств, развитию и хронизации инфекционных и соматических заболеваний способствуют многочисленные факторы экологического, трофического, нервно-эмоционального, медикаментозного и другого характера - они оказывают существенное влияние на состояние микробиома человека любого возраста.
Эффективность терапии снижает и применение в лечении больных устаревших подходов, не учитывающих значительный вклад в развитие патологии нарушений в системе микробов-симбионтов. Накап-ливается все больше фактов, свидетельствующих, что ряд широко используемых фармацевтических препаратов губительно влияют на микробиом и иммунитет пациентов.
Вот почему лечение любого заболевания должно быть комплексным и обязательно предусматривать восстановление естественной защитной системы организма, основными составляющими которой являются микробная система, неразрывно с ней связанная иммунорезистентность и антитоксическая защита.
Поддержание физиологического состояния микробиома на всех этапах жизни человека - начиная с внутриутробного развития плода и до глубокой старости - играет значимую роль в улучшении здоровья популяции всех возрастных категорий. Современная наука вполне способна решить эту задачу.
Сегодня наиболее признанными средствами оздоровления микробиома, безусловно, остаются пробиотики, которые уже нашли широкое применение в составе многих лечебных и профилактических схем. При этом продолжают совершенствоваться технологии производства пробиотиков в направлении создания инновационных средств, обладающих направленными механизмами действия, что в перспективе позволит повысить эффективность методов лечения больных и поддержания здоровья в нормальном состоянии.
Благодаря многочисленным исследованиям, проведенным ведущими специалистами в различных областях микробиологии и медицины, удалось достичь значительного прогресса в изучении микробиома и достаточно успешно использовать научные достижения при разработке принципиально новых оздоровительных средств, эффективность которых убедительно доказана клинической практикой. Разработанная серия мультипробиотиков серии Симбитер® и энтеросорбентов серии Смектовит® в настоящее время широко используется в различных областях медицины.