Диабет и ожирение являются ключевой проблемой здравоохранения на современном этапе, и новые сведения о кишечной микробиоте могут помочь в решении этой проблемы. Во время Международного конгресса по питанию (International Congress of Nutrition, ICN2017), который проходил в Буэнос-Айресе в сентябре 2017 г., профессор Шерон Донован из Калифорнийского университета, Дэвис, США (Prof. Sharon Donovan, University of California), объяснила, почему кишечная микробиота сегодня признана местом пересечения диеты и здоровья.
Каковы функции микробиома для поддержания здоровья?
За последние десять лет быстрое развитие технологий секвенирования следующего поколения (NGS) оказало большое влияние на область метагеномики. Фактически конкретный микробиом может быть качественно и количественно охарактеризован в глубину, используя подходы, основанные на NGS, без смещения выбора и ограничений, связанных с методами культивирования. Эти технологии также используются в проекте «Микробиом человека», целью которого является получение полного каталога микробов, живущих в различных участках человеческого тела, и определение их функций. «Открытия захватывающие! Человеческий микробиом необходим для здоровья человека и его функционирования: он вмешивается, в частности, в модуляцию плотности костной массы, стимулирование накопления отложний жира и ангиогенеза, развитие и обучение иммунной системы, биосинтез витаминов и аминокислот, устойчивость к патогенам, модификацию ответов нервной системы, регулирование аппетита… И это не единственные известные функции сегодня. Мы начинаем освещать огромный научный и терапевтический потенциал человеческого микробиома практически во всех областях медицины», — прокомментировала профессор Донован.
Какие заболевания связаны с микробиомом?
Каковы потенциальные механизмы, связывающие микробиом и здоровье? Микробионты кишечника способствуют гидролизу сложных полисахаридов из пищевых волокон и тем самым могут способствовать увеличению поступления энергии и короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), которые влияют на метаболизм хозяина по-разному. КЦЖК могут активировать кишечные гормоны, которые влияют на моторику кишечника, повышают скорость транзита кишечника и уменьшают поступление энергии из рациона. КЦЖК также могут повышать чувствительность к инсулину и вызывать сытость. Кишечный дисбактериоз, который может быть частично вызван «приводящими к ожирению» диетами, богатыми насыщенными жирами, может привести к росту потенциальных патогенов (грамотрицательных бактерий и производных липополисахарида) с провоспалительными эффектами в периферических тканях. Таким образом, ожирение и диабет представляют собой два примера заболеваний, опосредуемых взаимодействием между кишечной микробиотой и иммунной системой с последующим развитием специфической органной, аутоиммунной и/или метаболической дисфункции.
Почему диета является основным драйвером кишечной микробиоты?
Диета, вероятно, является основным фактором, влияющим на состав и метаболизм микробиоты кишечника. Диетические варианты (например вегетарианские диеты), специфические питательные вещества и биологически активные диетические компоненты играют важную роль в формировании микробиома кишечника. Состав микробиома, метагеном и метаболизм также связаны с долгосрочными диетическими моделями питания. Тем не менее краткосрочное использование диет, полностью состоящих из продуктов животного или растительного происхождения, быстро изменяет структуру микробного сообщества и подавляет межличностные различия в экспрессии микробных генов. Например, показано, что диета с высоким содержанием жиров снижает концентрации A. muciniphila и Lactobacillus, которые связаны со здоровыми метаболическими состояниями. Ш. Донован также показала, как потребление пребиотиков положительно влияет на микробиом кишечника и как ферментированные продукты, содержащие живые микробные виды, такие как йогурт или ферментированные молочные продукты, обогащенные пробиотиками, могут принести пользу микробиому и здоровью кишечника. Однако на сегодняшний день йогурт был относительно недооценен с точки зрения воздействия на микробиом.
Какие другие факторы влияют на состав микробиома?
Современная «эпоха ожирения» обещает быстрый прогресс в понимании того, как окружающая среда может модулировать не только состав, но и метаболизм микробиоты кишечника, позволяя исследователям формировать рекомендации, которые должны улучшить долгосрочный статус здоровья. Микробиоценоз кишечника претерпевает определенные изменения с возрастом, начиная с момента рождения. Это происходит благодаря воздействию окружающей среды, стрессов, диеты и состояния здоровья, а также связано с воздействием лекарств (например антибиотиков) или даже географией. В свою очередь, состав и активность кишечной микробиоты влияют на метаболизм хозяина и развитие болезни. Важное значение имеет изменение нашей кишечной микробиоты на протяжении всей жизни. До рождения мы все более или менее «стерильны» — у нас нет микробов. В течение нескольких лет мы приобретаем тысячи различных видов микробов, и они колонизируют каждый миллиметр тела, который подвергается воздействию внешнего мира. К тому времени, как мы идем в детский сад, у нас уже сформировались разные популяции микроорганизмов, живущие в разных частях нашего тела. Даже когда мы стали взрослыми и достигли старости, наша кишечная микробиота продолжает меняться.
Что мы знаем о микробиоме?
Что мы узнали о микробиоме в течение этого десятилетия? Теперь мы знаем, что кишечная микробиота содержит около 1000 различных видов микроорганизмов, которые кодируют гораздо больше генов, чем человеческий организм (в 100 раз больше!). Микробиом — это коллективный геном микробиоты. Микробиом разнообразен, представляет собой все три области жизни (микробы, грибы, археи). Микробные популяции значительно больше отличаются между разными участками в пределах одного организма, чем между разными людьми. Например, микробы, обитающие на предплечьях двух разных людей, как правило, более похожи, чем микробы на предплечье и ухе того же человека. Кроме того, некоторые виды бактерий живут только в кишечнике, в то время как другие — только на зубах и т.д. Последнее, но не менее важное, недавнее исследование на животных показало существенную роль микробиоты кишечника в отношении нормального желудочно-кишечного, иммунного, метаболического и когнитивного развития и функционирования.
Как мы изучали микробиом?
По словам Ш. Донован, мы полностью пересмотрели представление о том, что значит быть человеком, после успеха проекта генома человека в начале XXI в. Научное сообщество согласилось, что популяция человеческих кишечных бактерий является серьезной проблемой в медицинских исследованиях. Поскольку многие из этих кишечных бактерий не могли культивироваться в чашке Петри в лаборатории, мало что известно об этом огромном сообществе микроорганизмов, населяющих наше тело. Мы стали подозревать, что они играют ключевую роль не только в отношении здоровья, но и касательно болезней. В то время, то есть 10 лет назад, Институты здравоохранения Соединенных Штатов Америки решили начать проект «Человеческий микробиом», в котором приняли участие несколько биомедицинских исследовательских институтов. Почти в то же время в Европе был задуман проект MetaHit, хотя в отличие от американского проекта он сконцентрировался на связи между микробиотой и двумя наиболее распространенными заболеваниями — ожирением и сахарным диабетом 2-го типа.
Пресс-служба «Украинского медицинского журнала»
по материалам yogurtinnutrition.com,
uda.in.ua
