Последние литературные данные о роли микробиома кишечника на здоровье человека и его влиянии на заболевания

Влияние микробной популяции кишечника интенсивно изучается в последние два десятилетия.

   Микробиом кишечника здоровых людей отличается от тех, кто страдает от заболеваний. Диабет второго типа, ожирение, неалкогольная болезнь печени и кардиометаболические заболевания связаны с дисбиозом микробиоты кишечника. Патогенез многих заболеваний также связан с изменениями в микробиоте кишечника. Такие заболевания, как рак, аритмия, аутизм, депрессия, тревожность, расстройства сна, ВИЧ, гипертония, подагра также связаны с дисбиозом микробиоты кишечника.

   В конце августа в журнале Infectious Medicine был опубликован большой обзор литературы, получивший название "Корреляция между микробиомом кишечника человека и заболеваниями". Для понимания роли микробиома кишечника человека и его роли в различных заболеваниях человека авторы использовали электронные базы данных, такие как PubMed, Goodle Scholar, pubag, google books и research Gate. Авторы сосредоточились на последних исследованиях, посвященных изучению связи между дисбиозом микробиоты кишечника и этиологией заболеваний. 

   Исследования того, как микробиота кишечника влияет на метаболизм хозяина, за последние десятилетия изменились от описательного анализа до высокопроизводительного интегративного анализа омических данных, таких как метагеномика и метаболомика. Огромные технологические достижения и разнообразие знаний, которые произошли в последние годы, способствовали прогрессу исследований микробиома, способствуя нашему пониманию микробиома и его значения для здоровья человека. Однако многие механизмы до конца не изучены.

Рак

   Считается, что микробиота кишечника ответственна за 20% всех случаев заболевания раком в мире. Согласно исследованиям, F. nucleatum подавляет иммунологический ответ хозяина и стимулирует рост раковых клеток. Бутират является необходимым компонентом для здоровой толстой кишки. В кале пациентов с колоректальным раком бутират-продуцирующие бактерии практически не встречались. Такие бактерии, как Acidaminobacter, Phascolarctobacterium и Citrobacter, были обнаружены в значительном количестве в образцах кала пациентов с колоректальным раком.

   Было проведено множество исследований, и существуют две основные гипотезы, предполагающие связь между раком и дисбактериозом. Первая гипотеза предполагает, что присутствие энтеротоксигенного вида бактерий Bacteroides fragilis нарушает микробиоту толстой кишки, вызывая воспалительные реакции, обусловленные цитокинами, например, интерлейкином-17 (IL-17), фактором некроза опухоли (TNF-α) и Т-хелперами-17 (TH17), что способствует росту рака. Согласно другой гипотезе, известной как "бактериальный драйвер-пассажир", Bacteroides fragilis приводят к реакции воспаления при которой вырабатываются генотоксины, вызывающие пролиферацию клеток и некоторые серьезные мутации, которые приводят к образованию опухоли.

Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК)

   Синдром раздраженного кишечника - это разновидность воспалительного заболевания кишечника, которое поражает людей с ВЗК. Язвенный колит (ЯК) поражает только толстую кишку. Виды лактобацилл были менее многочисленны во время активной фазы заболевания, а некоторые виды, такие как Lactobacillus salivarus, Lactobacillus manihotivorans и Pediococcus acidilactici, были обнаружены в период ремиссии, а не во время активной фазы.

   Согласно исследованиям, повышенное содержание E. coli связано с патологией и развитием колита. Roseburia hominis и Faecalibacterium prausnitzii были обнаружены в небольших количествах в кале пациентов с ЯК. Такие семейства бактерий, как Lachnospiraceae и Ruminococcaceae, также присутствовали в меньшем количестве.

Ожирение

   Пищевые привычки оказывают значительное влияние на микробный состав кишечника. Микробиом кишечника изменяется в результате диеты с высоким содержанием жиров, при этом увеличивается количество Firmicutes и Proteobacteria и уменьшается количество Bacteroidetes. Соотношение Firmicutes и Bacteroides ассоциируется с массой тела, причем у людей, страдающих ожирением, оно выше. Инфекции Clostridium difficile потенциально могут вызывать ожирение.

   На ожирение влияет хроническое воспалительное состояние, вызванное кишечными бактериями или метаболитами, которые модулируют ось микробиота-мозг-кишечник. Бариатрическая хирургия является популярным методом лечения ожирения. Снижение веса во время бариатрической операции также связано с увеличением количества B. thetaiotaomicron и снижением уровня глутамата в сыворотке крови.

Болезни печени

   Кишечная микробиота производит аммиак, этанол и ацетальдегид, которые печень метаболизирует, регулируя таким образом выработку цитокинов и активность клеток Купфера. Когда антибиотики подавляют микрофлору кишечника, тяжесть гепатита, вызванного Concanavalin-A (ConA), увеличивается. В исследованиях было показано, что кишечные бактерии, образующие водород, уменьшают воспаление, вызванное ConA. Повреждение печени, вызванное чрезмерным употреблением алкоголя, также связано с дисбиозом микробиоты кишечника. Кроме того, синтез аммиака из аминокислот некоторыми уреазоположительными бактериями является важным элементом патофизиологии печеночной энцефалопатии).

Сердечно-сосудистые заболевания

   Обнаружение Enterobacteriaceae и Streptococcus spp. в микробиоме кишечника ассоциировано с атеросклерозом сердечно-сосудистой системы. Считается, что Bacteroides, Clostridium и Lactobacillales являются диагностическими маркерами у пациентов с ишемической болезнью сердца. Использование Bifidobacterium animalis subsp. lactis LKM512 в качестве пробиотика продемонстрировало снижение уровня триметиламина (ТМА) и определенных групп бактерий, таких как Clostridia, Clostridiales и Lachnospiraceae, которые производят ТМА, снижая риск развития атеросклероза.

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ)

   CD4+ Т-клетки необходимы для ранней репликации ВИЧ и желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) человека является резервуаром для этих клеток. СПИД, вызванный ВИЧ-инфекцией, обусловлен хроническим системным воспалением, транслокацией стимулирующих иммунологические процессы микробных продуктов и нарушением иммунного барьера кишечника. Виремические пациенты с нелеченной (VU) ВИЧ-инфекцией сравнивались с образцами ВИЧ-инфицированных пациентов. Было обнаружено, что Erysipelotrichaceae из класса Mollicutes, ответственные за ожирение и сердечно-сосудистую заболеваемость, а также провоспалительные патогены из семейства Enterobacteriaceae являются наиболее распространенными патогенами, обнаруженными у VU пациентов.

   В целом, обзор показал, что заболевания, вызванные нарушениями в составе естественной микробиоты, включают желудочно-кишечные, метаболические, иммунологические регуляторные и патологии и нарушения нейроразвития. Для поддержания общего здоровья необходимо поддерживать микробное равновесие в кишечнике. Существует большая потребность в дополнительных исследованиях для выявления метаболитов, продуцируемых бактериями кишечника, для потенциального применения в медицине.