Что такое микробиом и как он влияет на иммунитет?

Что такое микробиом?

Микробиом — это все микроорганизмы (бактерии, грибы и вирусы), обитающие в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) человека. Это сложная взаимосвязанная экосистема, включающая как минимум 1000 типов организмов, принадлежащих к более чем 2000 видов.¹

Микробиом отличается огромным разнообразием, и на него влияет множество факторов, например:

• генетика;
• пол;
• возраст;
• иммунитет;
• состояние здоровья;
• регион проживания человека;
• социоэкономические факторы (доступ к воде, гигиена);
• лекарства;
• питание.

‌‌Функции желудочно-кишечного тракта (ЖКТ)

ЖКТ выполняет множество задач. Он расщепляет (переваривает) пищу и обеспечивает ее правильное усвоение (чтобы этот стейк на ужин в итоге превратился в мышцу бедра). Кроме того, он выводит из организма отходы. Разрушенные эритроциты придают экскрементам коричневый цвет.

ЖКТ еще и защищает наш организм, ведь в него поступает множество вредных бактерий и других нежелательных микроорганизмов — вместе с едой или при касании руками рта. Желудочно-кишечный тракт не дает этим бактериям навредить нам (или вызвать пищевое отравление).

ЖКТ не только выполняет много задач, но и состоит из множества отделов. Он начинается во рту и заканчивается анальным отверстием. Желудок и тонкий кишечник отвечают за пищеварение и усвоение пищи, тогда как толстый кишечник удаляет из экскрементов воду и сжимает их. Сигмовидная кишка и прямая кишка удерживают кал до его вывода из организма.²

‌‌‌Откуда берется наш микробиом?

По данным последних исследований, заселение желудочно-кишечного тракта микроорганизмами начинается еще до рождения, так как плацента матери содержит полезные бактерии. Меконий (первородный кал) не стерилен. Это означает, что развитие микробиома происходит еще в утробе матери.³

При вагинальных родах микрофлора влагалища матери попадает в организм новорожденного. Если же роды были выполнены через кесарево сечение, то микробиом младенца обогащается микроорганизмами с кожи матери.

Кормление грудью также играет свою роль в формировании микрофлоры кишечника и развитии иммунной системы. Молоко матери защищает младенца. Например, антитела вроде иммуноглобулина IgA и антибактериальные соединения вроде лактоферрина защищают малыша от желудочно-кишечных и респираторных инфекций.

‌‌‌В чем важность микробиома?

Микробы, формирующие микробиом кишечника, приносят нам много пользы. Микрофлора участвует в выработке и сохранении энергии. Один из используемых для этого механизмов — ферментация клетчатки и выработка короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), например, бутирата.

Эти соединения укрепляют здоровье ЖКТ, способствуя восстановлению кишечника. Они также служат основным источником энергии для колоноцитов (клеток кишечника). Многие обитающие в ЖКТ бактерии играют основную роль в синтезе витаминов B1, B2, B5, B6, B12, K, фолиевой кислоты и биотина.⁴

Микробиом также сразу после рождения начинает стимулировать иммунную систему.

Как микробиом влияет на иммунитет?

ЖКТ обладает мукозной иммунной системой — защитой от любых инородных веществ, которые мы могли проглотить. Эта система действует отдельно от общего иммунитета организма. Заселение желудочно-кишечного тракта микроорганизмами кардинально меняет иммунитет человека.

Один из важнейших этапов развития иммунной системы — понимание того, какие клетки надо атаковать, а какие — оставить в покое. Специальные клетки пищеварительной системы взаимодействуют с нашими «полезными» бактериями и «вредными» патогенными бактериями, за счет чего иммунная система запоминает, кого можно не трогать, а кого следует уничтожить из-за потенциальной инфекции и вреда организму.

Помимо такого «обучения» иммунной системы, микробиом способствует росту иммунных клеток и направляет их туда, где они нужны организму. Например, микробиом различает определенные Т-клетки иммунной системы в зависимости от конкретной задачи. Т-клетки делятся на Th1, Th2 или Th17.

Клетки Th1 и Th2 синтезируют цитокины. Это вещества, которые сигнализируют другим иммунным клеткам о наличии проблем в организме. Клетки Th17 более универсальны — они способны синтезировать вещества разных типов, подстраиваясь под различные ситуации в организме. Иными словами, Th17 являются «лидером» иммунной системы и могут выполнять разные функции.

Немалая часть иммунной системы обитает в кишечнике. Например, пейеровы бляшки — участки кишечника, насыщенные лимфоидной тканью, содержащей много защитных иммунных клеток. Представьте себе все потенциально вредные вещи, которые мы можем проглотить. Сосредоточить иммунитет в кишечнике — отличный способ защитить организм от этого вреда.

Плохое питание, некоторые лекарства, естественное старение приводят к преобладанию «плохих» бактерий в кишечнике над «хорошими». Этот дисбаланс полезных и вредных бактерий называют дисбиозом. С уменьшением числа полезных бактерий в кишечнике иммунная система перестает получать необходимую ей поддержку. Есть предположения, что дисбиоз кишечника может привести к гиперактивности иммунной системы, которая, в свою очередь, может стать причиной аутоиммунных заболеваний.

Добавки для поддержки здорового микробиома

Пробиотики — «полезные» бактерии.

По определению Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН и Всемирной организации здравоохранения, пробиотики — это полезные для здоровья живые микроорганизмы.⁵ Идея пробиотиков была впервые предложена ученым Ильей Мечниковым по итогам его исследований этих полезных бактерий в молоке.

Его исследования показали, что данные бактерии могут быть полезны для здоровья при их употреблении внутрь. С тех пор пробиотики продаются и употребляются в больших количествах, в основном в виде пищевых добавок или определенных продуктов. Полезные свойства пробиотиков включают увеличение числа «хороших» бактерий в микрофлоре кишечника, подавление вредных бактерий, поддержку иммунитета, поддержку формирования здоровой слизистой оболочки кишечника.

Многие отмечают различные положительные эффекты от употребления пробиотиков. Например, при приеме антибиотиков возможна диарея. Пробиотики могут помочь устранить этот побочный эффект. По данным некоторых исследований, пробиотики с высоким содержанием штамма Lactobacillus могут способствовать улучшению настроения. Другие штаммы пробиотиков связывают с поддержкой работы сердца. Пробиотики также могут способствовать ослаблению симптомов аллергии, а некоторые штаммы продемонстрировали свою пользу при проблемах с кожей. Наблюдается корреляция между употреблением определенных штаммов и похудением и уменьшением симптомов пищеварительных расстройств.

Пробиотики продаются в добавках в форме капсул, таблеток и/или в жидком виде. Эти добавки могут помочь поддержать здоровый микробиом и удобны для обогащения микробиома полезными микроорганизмами для здоровья кишечника и иммунитета.

Бутират — противовоспалительное соединение

Бутират — это короткоцепочечная жирная кислота, вырабатываемая при ферментации неусвояемой клетчатки в желудочно-кишечном тракте. Это соединение известно своими противовоспалительными свойствами и способностью снабжать колоноциты энергией.⁶ При дисбиозе организму может быть сложно вырабатывать этот важный источник энергии. В продаже есть добавки с бутиратом, и его часто принимают вместе с пробиотиками.

Микробиом — сложная и разнообразная экосистема, обитающая в нашем желудочно-кишечном тракте. Это объединение микроорганизмов разными путями поддерживает иммунитет. К счастью, такие добавки, как пробиотики и бутират, можно с легкостью включить в дневной рацион для поддержания здоровой работы желудочно-кишечного тракта и иммунной системы.

Источники:

1. Lazar, V., Ditu, L. M., Pircalabioru, G. G., Gheorghe, I., Curutiu, C., Holban, A. M., Picu, A., Petcu, L., & Chifiriuc, M. C. (2018). Aspects of Gut Microbiota and Immune System Interactions in Infectious Diseases, Immunopathology, and Cancer. Frontiers in immunology, 9, 1830.
2. Cheng, L. K., O'Grady, G., Du, P., Egbuji, J. U., Windsor, J. A., and Pullan, A. J. (2010). Gastrointestinal system. Wiley interdisciplinary reviews. Systems biology and medicine, 2(1), 65-79.
3. Abba13. Dominguez-Bello MG, Costello EK, Contreras M, Magris M, Hidalgo G, Fierer N, et al. Delivery mode shapes the acquisition and structure of the initial microbiota across multiple body habitats in newborns. Proc Natl Acad Sci U S A (2010) 107:11971-5.10.
4. Wong JM, de Souza R, Kendall CW, Emam A, Jenkins DJ. Colonic health: fermentation and short chain fatty acids. J Clin Gastroenterol. 2006;40(3):235-243.
5. Hemarajata, P., and Versalovic, J. (2013). Effects of probiotics on gut microbiota: mechanisms of intestinal immunomodulation and neuromodulation. Therapeutic advances in gastroenterology, 6(1), 39-51.
6. Canani, R. B., Costanzo, M. D., Leone, L., Pedata, M., Meli, R., & Calignano, A. (2011). Potential beneficial effects of butyrate in intestinal and extraintestinal diseases. World journal of gastroenterology, 17(12), 1519-1528.