Категорії
Природа

Мікроби правлять нами

Як мікроорганізми в кишечнику змушують нас хворіти?

У 2008 році стартував масштабний проект «мікробіом людини», в ході якого вченим з Європи і США вдалося розшифрувати ДНК понад 10 тисяч мікроорганізмів, що населяють наше тіло. Тепер фахівці сходяться на думці, що мікроби впливають на наше життя набагато сильніше, ніж вважалося раніше.

Advertisements

Людський геном складається з 22 тисяч генів, а бактеріальне співтовариство, що живе у нас всередині, має 8 млн унікальних ДНК. Тобто бактеріальних генів в нашому тілі приблизно в 360 разів більше, ніж людських. А тому відповідь на питання, хто господар нашого тіла, неоднозначна. Адже мікроби не просто живуть всередині нас, а й керують багатьма процесами, що відбуваються в організмі.

Наприклад, міцний імунітет багато в чому залежить від мікрофлори кишечника. «Хороші» бактерії кишечника просто не дають хвороботворним мікроорганізмам прикріпитися до клітин нашого тіла і тим самим бережуть нас від різних інфекцій.

Але мікроорганізми взаємодіють між собою і нами не тільки на місцевому рівні. Метаболіти (продукти обміну речовин) бактерій, що населяють кишечник, впливають на роботу всього організму, в тому числі і на мозок. Так гарний настрій залежить від серотоніну – гормону задоволення, який у великій кількості виробляється в процесі життєдіяльності мікрофлори, і, навпаки, апатія може виникнути на тлі зміни концентрації іншого важливого нейромедіатора – гамма-аміномасляної кислоти, яка теж виділяється мікробіотою. Тому дратівливість або оптимістичність визначається не тільки характером людини, але і величезним співтовариством мікроорганізмів, що населяють наше тіло.

З іншого боку, ми теж можемо впливати на стан мікробіоти. Нездоровий спосіб життя, неякісна їжа і багато інших причин можуть призвести до загибелі корисних мешканців кишечника.

Кишкові бактерії впливають на багато аспектів нашого життя. Якщо змінюється баланс мікрофлори (чисельність одних бактерій скорочується, а інших збільшується), це може призвести до цілого ряду проблем. Першими ознаками неблагополуччя в мікробному співтоваристві стає нудота, здуття живота, розлади стільця, втрата апетиту. Такі симптоми можуть бути проявом різних захворювань шлунково-кишкового тракту і не тільки його.

Метаболіти бактерій запобігають утворенню пухлин, тому розвиток онкологічних процесів безпосередньо пов’язаний зі станом мікробіоти. Також мікрофлора бере участь у виведенні з організму різних хімічних сполук, в тому числі і канцерогенів.

Мікробіота бере участь у вуглеводному обміні. Наприклад, в ході різних експериментів з’ясувалося, що глікемічна відповідь (зміна рівня цукру в крові) на вживання вуглеводів, зокрема хліба, у різних людей неоднакова і визначається складом мікрофлори кишечника у конкретної людини.

Мікрофлора впливає на харчову поведінку і почуття насичення, і обмінні процеси багато в чому регулюються мікробіотою. А якщо метаболізм не в порядку, скинути зайві кілограми складно навіть на суворій дієті. З любові до істини треба відзначити, що дійсно є різні представники роду лактобацил, які можуть контролювати вагу – зменшувати накопичені кілограми або збільшувати масу тіла при її дефіциті. Можливо, найближчим часом це послужить основою для розробки препаратів – пробіотиків адресної дії.

Жировий обмін теж залежить від метаболітів кишкових бактерій. Тому підвищений рівень холестерину і атеросклероз можуть бути наслідком неблагополуччя мікрофлори.

Бактерії в кишечнику беруть участь у виробленні нейротрансмітерів – біологічно активних речовин, за допомогою яких здійснюється передача нервових імпульсів від головного мозку до клітин нашого тіла і назад.

Дисбаланс в складі мікрофлори може стати причиною синдрому роздратованого кишечника, виразкового коліту, хвороби Крона, неалкогольної жирової хвороби печінки і багатьох інших проблем.

Мікробіота здатна до самовідновлення і саморегуляції, але компенсаторні можливості мікрофлори не безмежні і тоді без ліків не обійтися.

Препарати для корекції порушень мікробіома включають три основні класи:

Пробіотики містять живі мікроорганізми, але всупереч розхожій думці населити кишечник корисними бактеріями за допомогою таких препаратів не вдасться. Бактерії, що містяться в пробіотиках, лише створюють нестерпну середу для розмноження хвороботворних мікробів, стимулюють імунітет, а потім самі залишають організм.

Метабіотики – абсолютно новий клас препаратів, розроблений на основі пробіотиків, але на відміну від останніх метабіотики не містять живих міроорганізмів. В ці препарати включені тільки продукти обміну речовин бактерій, необхідні нашому організму. Наявні на сьогодні метабіотики можуть запобігти розвитку багатьох захворювань, викликаних порушеннями складу мікробіоти, і поліпшити самопочуття при хворобах. Ймовірно, в майбутньому за допомогою таких препаратів можна буде впливати на обмін речовин в організмі людини і навіть на її настрій.

Пребіотики містять їжу для корисної мікрофлори – це харчові волокна рослинного походження, оліго- і полісахариди фруктів, а також синтетичні речовини. Ці препарати можна використовувати не тільки для лікування захворювань, пов’язаних з порушеннями мікрофлори, а й для їх профілактики.

Тобто населити кишечник корисними мікроорганізмами за допомогою ліків неможливо, можна лише створити сприятливі умови для відновлення власної мікробіоти. Також таке лікування не завжди буває успішним, якщо у пацієнта вже є серйозні захворювання кишечника.

Є інший спосіб впровадити в організм корисні бактерії – пересадити їх від здорової людини. Для цієї мети в США і Європі ось уже кілька років поспіль активно застосовують фекальну трансплантацію, або, простіше кажучи, пересадку калу. Донорський матеріал зазвичай вводиться хворому через зонд або під час колоноскопії, але є також і інші способи доставки.

Пересадка калу – досить ефективна процедура, проте багато лікарів розуміють про можливі в результаті неї ускладнення. Тут можна провести аналогію з переливанням крові. Коли цей метод лікування тільки розвивався, лікарі не враховували багато серйозних ризиків просто тому, що не знали про їхнє існування. Наприклад, деякі різновиди вірусів, що викликають гепатит, були відкриті набагато пізніше, після того як переливання крові увійшло в медичну практику. Приблизно така ж ситуація можлива з пересадкою калу: хоча всі донори здають аналізи, науці відомі далеко не всі збудники захворювань. На сьогодні вчені ще до кінця не знають, який біологічний потенціал несе в собі наша власна мікрофлора і який ефект від пересадки калу ми зможемо отримати в далекому майбутньому. Крім цього, в ході досліджень, проведених у хворих з синдромом подразненого кишечника, з’ясувалося, що після пересадки калу склад їхньої мікрофлори змінився, але прояви хвороби залишилися (наявність хвороботворних мікроорганізмів в калі визначає мізерну кількість деяких корисних бактерій).

Матеріал для дослідження поміщають на різні поживні середовища, а потім дивляться, яким мікроорганізмам вдалося розмножитися протягом декількох днів. Такий аналіз добре справляється з виявленням інфекцій шлунково-кишкового тракту, але для дослідження стану мікробіоти не дуже інформативний. У лабораторії неможливо відтворити природні умови проживання корисної мікрофлори, що часто призводить до помилкових результатів. У нормі хвороботворні бактерії відсутні в калі. Якщо вони виявлені, лікар призначить лікування з урахуванням чутливості мікроорганізмів до того чи іншого препарату. При цьому точність такого дослідження для оцінки стану мікробіома вкрай низька.

Про методи дослідження мікробіоти:

– Аналіз калу з виявленням ДНК мікроорганізмів, присутніх в кишечнику, дозволяє визначити кількісне співвідношення і чисельність різних класів мікроорганізмів, що населяють кишечник. З практичної точки зору інтерпретація даних цього аналізу поки що неможлива – на сьогоднішній момент дані тільки накопичуються, в якому саме співвідношенні ті чи інші мікроорганізми мають бути присутні, щоб не нашкодити здоров’ю.

Деякі комерційні клініки намагаються трактувати дані аналізу і навіть розробляють індивідуальні дієти, нібито для скоригування складу мікрофлори конкретної людини, але наукових даних для підтвердження ефективності таких дієт ще недостатньо.

– Дихальний тест з лактулозою показує кількість бактерій, що мешкають в тонкій кишці. Пацієнту дають напій з лактулозою – речовиною, яка розщеплюється мікроорганізмами в кишечнику. При розщепленні лактулози бактерії виділяють водень, після чого вимірюють кількість цього газу в повітрі, яке видихає пацієнт.

В нормі тонка кишка мало населена бактеріями, тому, якщо концентрація водню в видиху перевищує лабораторну норму, це говорить про підвищення чисельності мікроорганізмів у тонкій кишці через різні захворювання шлунка, підшлункової залози, кишечника.

– Аналіз калу на метаболіти мікрофлори (біохімічний аналіз калу на дисбактеріоз) – дослідження продуктів обміну речовин мікробіоти. Основні метаболіти бактерій – це оцтова, пропіонова і масляна жирні кислоти, саме вони захищають організм від хвороботворних мікробів, запобігають розвитку захворювань кишечника, в тому числі онкологічних, є контролерами вуглеводного і жирового обміну, впливають на роботу нервової системи.

Незважаючи на різноманітність представників мікробіоти, кількість і склад цих кислот знаходиться в чітко заданому діапазоні. Якщо ці параметри не вкладаються в норму, це говорить про порушення балансу мікрофлори і про високий ризик різних захворювань, в тому числі не пов’язаних з шлунково-кишковим трактом.

Тільки деякі цифри:
– у нормі співвідношення кислот має бути таке: 60% – оцтова кислота, інші 40% – масляна і пропіонова;
– 1013-1015 – кількість мікробів, що живуть в кишечнику;
– 70% мікроорганізмів, що населяють наше тіло, живуть в товстій кишці;
– 1-3 кг – загальна вага мікробів, що живуть в нашому тілі (маса мікробів становить 1-3% ваги людини);
– 30 тисяч видів бактерій населяють організм людини;
– за 20-25 років мікроорганізми в тілі людини замінюються не менше 5-6 разів.

Advertisements