как выбрать лучший препарат — эффективные средства от дисбактериоза кишечника

Проблемы со стулом, неприятное чувство в животе может быть связано не только с отравлением пищей. У взрослых и детей за этими симптомами часто скрывается дисбактериоз. Врачи не считают его заболеванием, это состояние часто сопровождает другие патологии или является их следствием. Но устранять нарушение микрофлоры нужно как можно раньше.

Что такое дисбактериоз

Ребенок появляется на свет стерильным, в его организме в норме нет бактерий. Кишечник, кожа заселяются постепенно, начиная с первого прикладывания младенца к груди. Чем старше становится ребенок и более разнообразна его пища, тем больше различных бактерий попадают в кишечник и формируют его микрофлору. У взрослых людей состав микроорганизмов стабилизируется, но становится разнообразным. Его можно сравнить с отпечатком пальцев, несмотря на сходство, он не повторяется ни у одного человека.

Среди кишечных бактерий насчитывается сотни видов хороших микроорганизмов, но в норме встречаются и плохие, рост которых организм может сдерживать. Условно выделяют три типа микробов:

• доминирующие – присутствуют у всех здоровых людей, к ним относятся эубактеры, бактероиды, бифидобактерии, лактобактерии;
• непостоянные виды – встречаются не у всех или при определенных условиях, это стрептококки, кишечная палочка, протей, цитобактер;
• транзиторные виды – иногда попадают в кишечник, но долго там не задерживаются, это такие типы, как дрожжевые грибы, клостридии, синегнойная палочка.

Хорошими микроорганизмами являются доминирующие бактерии, их должно быть большинство. Благодаря присутствию нормальной микрофлоры переваривается пища. Бактерии помогают ферментировать некоторые неперевариваемые продукты, участвуют в всасывании витаминов, аминокислот, сахаров. Сами они тоже синтезируют витамины группы В, К, жирные кислоты. Поэтому при дисбактериозе появляются признаки гиповитаминоза.

Хорошие бактерии выполняют роль живого щита. Они формируют защитный слой на кишечной стенке, которые не позволяет прикрепиться патогенным микроорганизмам и ограничивает их в питательных веществах. Иммунная функция заключается в тренировке клеток иммунитета и регуляции его ответа на проникновение чужеродных микроорганизмов или белков.

Но при изменении соотношения бактерий, увеличении количества транзиторных видов, появлении дрожжевых грибков, развивается дисбактериоз. Его нельзя назвать заболеванием, но самочувствие у человека нарушается. При дисбактериозе в кишечнике нет патогенных микроорганизмов (сальмонелл, холерного вибриона, иерсиний, патогенных эшерихий, а также вирусов). Изменения состава происходят за счет дисбаланса нормальной флоры и увеличения концентрации условно-патогенных бактерий, появления грибков.

Причины

Микрофлора кишечника у взрослых находится в состоянии динамического равновесия. В нем присутствуют определенные бактерии, которые составляют большинство, и около 3 % микроорганизмов, которые меняют свой состав. В норме колебания происходят под влиянием продуктов питания и пищевых привычек. На микрофлору влияет преобладание в рационе сладкого и жирного или преимущественно растительная пища.

Исследования показывают, что жирная еда угнетает бифидобактерии и энтерококки, но в этих условиях размножаются бактероиды. Преимущественно углеводная диета стимулирует размножение бифидобактерий и общего количество микроорганизмов. Но таки перемены носят временный характер и не ведут к появлению симптомов дисбактериоза. Они сами исчезают после изменения питания.

Дисбактериоз кишечника у взрослых появляется в результате других заболеваний. Основными причинами нарушения микрофлоры являются:

• длительное лечение антибиотиками;
• патологии вышележащих отделов пищеварительного тракта;
• продолжительные монодиеты и постоянное неправильное питание;
• кишечные инфекции.

Антибиотики широкого спектра действия действуют неселективно. Они угнетают рост или вызывают гибель всех микроорганизмов. Чем дольше курс лечения, тем выше вероятность, что после него разовьется дисбактериоз. Особенно опасны тетрациклиновые антибиотики. Они значительно угнетают размножение кишечной микрофлоры, что приводит к гиповитаминозу В, К, увеличению риска кровотечений.

Гастрит, холецистит, панкреатит, гепатит или дискинезия желчных путей могут привести к развитию дисбактериоза. Опасны цирроз печени, опухолевые процессы в желудке или язва. Эти патологии сопровождаются нарушением переваривания пищи, выработки ферментов. Поэтому в кишечник пища поступает недостаточно обработанной и не может служить питательной средой для бактерий. Часть из них гибнет, а на их место приходит словно-патогенная флора.

Разгрузочный день, когда рацион строится на употреблении одного продукта питания, не наносит вреда организму. Но монодиета, которая длится несколько недель или становится образом жизни, может привести к дисбактериозу. Опасно постоянное употребление еды, содержащей простые углеводы, животные жиры. Это сладкое, мучное, блюда из фаст-фуда. Такой рацион угнетает размножение нормальной флоры, в кишечнике активируются процессы брожения, появляется большое количество дрожжевых грибков.

Двойной вред кишечнику наносят пищевые инфекции. Они повреждают слизистую оболочку, а лечение антибиотиками убивает полезные бактерии. Поэтому восстановление после болезни проходит особенно тяжело.

Негативно на состояние кишечника влияет курение. Оно создает условия для размножения дрожжевых грибков, поэтому курильщики часто мучаются неприятными симптомами.

Симптомы дисбактериоза

Нет строгих симптомов, которые с большой вероятностью указывают на дисбактериоз. Проявления патологии часто не соответствуют степени тяжести нарушений. Самый частый признак – нарушение пищеварения по типу кишечной диспепсии. Она проявляется следующими симптомами:

• урчание в животе;
• метеоризм, усиленное газообразование;
• вздутие живота;
• нарушения стула;
• появление в кале патологических примесей.

Усиление газообразования на начальном этапе происходит после нарушения питания. Если в определенный день в рационе присутствовало молоко, бобовые, большое количество мучного и сладкого, симптомы проявляются ярко.

Нарушения стула изменчивы. Чаще всего дисбактериоз проявляется диареей. Она может сопровождаться спазмами и болью в животе. Иногда неоформленный стул появляется всего раз в сутки, поэтому не попадает под критерий диареи.

Понос может сменяться запором. Такой процесс наблюдается у людей, которые ограничивают количество клетчатки и пищевых волокон в рационе. Это лишает бактерии необходимых питательных веществ, не позволяет удерживать в просвете кишечника воду. Слизистые патологические примеси в каловых массах, боль в животе появляются при запущенных формах дисбактериоза.

Нарушение состава микрофлоры приводит к дефициту витаминов. Если он не компенсируется при помощи питания или приема поливитаминных препаратов, появляются симптомы гиповитаминоза:

• ухудшается состояние волос, ногтей;
• на коже появляются высыпания;
• проявляются аллергические реакции или пищевая непереносимость;
• повышается утомляемость, снижается работоспособность;
• нарушается сон.

Кишечные микроорганизмы синтезируют витамин К, который участвует в свертывании крови. При гиповитаминозе учащается появление синяков, гематом под кожей от небольшого механического воздействия. При язве желудка, небольших травмах увеличивается риск продолжительного кровотечения.

В тяжелых случаях дисбактериоз, который сопровождается диареей, приводит к обезвоживанию. У многих пациентов снижается масса тела.

Какое нужно обследование

Симптомы дисбактериоза неспецифические. За одинаковыми признаками могут маскироваться патология органов пищеварения или гиповитаминоз. Поэтому дисбактериоз считается клинико-лабораторным синдромом.

Диагностика начинается с копрологического исследования, которое позволяет оценить пищеварительную функцию, состояние ферментных систем, перистальтику и скорость продвижения пищевого комка.

Но изменение состава кала еще не говорит о дисбактериозе. Необходимо подтвердить изменение состава бактерий в просвете кишечника. В Москве во многих клиниках применяют методы газожидкостной и ионной хроматографии. Они позволяют определить состав микрофлоры по полученным метаболитам.

Часто используют бактериологическое исследование. Для этого смывы со слизистой оболочки кишечника, фекалии или соскоб высевают на специальные питательные среды. Этот способ позволяет получить колонии бактерий и с высокой точностью определить их тип. Также используют специальный анализ кала на дисбактериоз. Но обязательное условие – биологический материал должен попасть в лабораторию не позже, чем через час после его получения от пациента. Кал необходимо поддерживать в теплом виде, чтобы не вызвать гибель бактерий. Метод не оправдывает себя тем, что дает представление только о состоянии флоры толстого кишечника.

Золотой стандарт диагностики дисбактериоза – интестиноскопия. Это эндоскопический метод, во время которого в полость тонкой кишки через рот и желудок или прямую и толстую кишку вводят гибкий зонд с видеокамерой. Он необходим для осмотра слизистой кишечника и получения аспирата его содержимого. Полученную жидкость также засевают на питательную среду. Недостаток метода – необходимость общей анестезии, специальных бактериологических сред и долгое ожидание результата. Иногда для диагностики дисбактериоза применяют дыхательный тест с меченным Н2.

Препараты и их действие

Самый эффективный способ восстановить микрофлору и избавиться от дисбактериоза – использовать препараты из группы пробиотиков. Производители предлагают лекарственные средства в разных формах:

• капсулы;
• таблетки;
• порошок;
• капли;
• раствор.

Лекарственную форму подбирает врач в зависимости от возраста пациента. Детям и пожилым людям, которым тяжело глотать таблетки, назначают раствор или порошок для его приготовления. В возрасте 0-3 лет ребенку легче дать капли с пробиотиком. Всем остальным рекомендованы средства в виде капсул или таблеток.

Препараты от дисбактериоза – это лекарства, которые можно приобрести без рецепта врача. Но самолечением заниматься не рекомендуется, только специалист может подсказать, какой тип лучше принимать.

В составе пробиотиков обычно 1-2 типа бактерий, которые хорошо восстанавливают слизистую. Обычно это лакто- и бифидобактерии. Они являются нормальными обитателями кишечника, которые помогают улучшить микробный баланс. Механизм действия этой терапевтической группы связан с подавлением роста патогенной флоры. Молочнокислые бактерии конкурируют за рецепторы на эпителии слизистой оболочки, питательные вещества. Они выделяют молочную кислоту, цитокины, которые оказывают угнетающее действие на патогены.

Эффективно вылечить дисбактериоз помогают препараты из группы пребиотиков. Это лекарства, которые относятся к группе пищевых волокон: инулин и лактулоза, а также препараты на их основе.

Они не расщепляются пищеварительными ферментами и попадают в неизменном виде в толстый кишечник, где становятся питательным субстратом для лакто- и бифидобактерий. Поэтому микробы хорошо размножаются, увеличивают объем бактериальной массы, восстанавливают стенку кишечника. Чтобы лечение было максимально эффективное, рекомендуется пить одновременно пребиотики и пробиотики.

Лечение дисбактериоза не противопоказано при сопутствующих патологиях пищеварительного тракта. Пробиотики не наносят вреда пациентам с язвой желудка, заболеваниями печени или желчного пузыря. А в некоторых случаях они ускорят восстановление.

В запущенных случаях дисбактериоза кишечника и когда симптомы диспепсии слишком мучительны, могут помочь лекарства из группы ферментов. Их должен подбирать врач, в зависимости от типа нарушения пищеварения. Эти средства необходимо пить ежедневно до еды

Сколько времени придется лечить дисбактериоз, сказать тяжело. В некоторых случаях это может растянуться на несколько недель, а при запущенном состоянии – несколько месяцев.

Профилактика дисбактериоза

Даже если использовать эффективные препараты и избавиться от дисбактериоза, нельзя точно сказать, не придется ли его лечить еще раз. Поэтому врачи рекомендуют соблюдать меры профилактики.

Самый эффективный – постоянно придерживаться диеты. Она подбирается в зависимости от типа диспепсии. Универсальное средство профилактики – употреблять продукты, которые содержат естественные пробиотики. К ним относятся крупяные каши, кисломолочные продукты с закваской из бифидобактерий, некоторые сорта хлеба. Если постоянно ощущается брожение в кишечнике, на время терапии нужно исключить из рациона углеводы, молоко, горох и сою. Не рекомендуют употреблять продукты, богатые эфирными маслами. У ним относятся лук, чеснок, редька, редис.

Хорошо пить не менее 1,5 л чистой воды в сутки. Действенный способ стабилизировать состав микрофлоры – принимать растительные соки. В этом помогают морковный, тыквенный, картофельный. Помогают многие растительные продукты: ягоды черники, земляники, абрикосы, клюква. Врач может назначить отвары лекарственных растений. Лечить дисбактериоз при преобладании грибковой флоры можно растворимым цикорием. В некоторых случаях эффективны эвкалипт, календула, соя, зверобой.

В список полезных веществ при дисбактериозе входит инулин. Он ускоряет рост и размножение бифидобактерий, чем помогает увеличить объем полезных микробов в кишечнике. Инулин помогает восстановить слизистую за счет увеличения выработки слизи, изменения степени рН и создания благоприятной среды для бактерий.

К мерам профилактики дисбактериоза относится использование пробиотиков заранее у пациентов, которым необходимо пройти курс лечения антибиотиками или химиотерапию. Это позволяет поддержать нормальный состав микрофлоры и избежать неприятных симптомов после окончания терапии.

---

Токарева Людмила Георгиевна, врач-терапевт медицинских кабинетов 36,6

 

ИМЕЮТСЯ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ, ПЕРЕД ПРИМЕНЕНИЕМ НЕОБХОДИМО ПРОКОНСУЛЬТИРОВАТЬСЯ СО СПЕЦИАЛИСТОМ

Дисбактериоз: причины, симптомы, диагностика, лечение

Опубликовано: 25.08.2021 12:53:00    Обновлено: 31.08.2021   Просмотров: 3406

Дисбактериоз – качественное и количественное изменение микрофлоры в организме на любом его участке, включая кожные покровы, кишечник, полость рта, влагалище и другие области, населяемые микроорганизмами. Патология встречается при многих заболеваниях, длительном или неконтролируемом употреблении антибиотиков и иммунодепрессантов, развивается под влиянием вредных факторов окружающей среды.

Состояние опасно сопутствующим снижением иммунитета, нарушением барьерной функции кожи и слизистых оболочек, через которые патогенная флора проникает во внутренние органы.

Диагноз «дисбактериоз» отсутствует в международной классификации болезней и выставляется докторами исключительно Российской Федерации и стран СНГ. Дисбактериоз — это не заболевание, а синдром, функциональное расстройство, сопровождаемое нарушением баланса микрофлоры. Самая распространенная форма патологии – дисбактериоз кишечника.

Роль микробиоты в организме

Микробиота – это экосистема, внутри которой уживаются более семи тысяч видов микроорганизмов, включая бактерии, вирусы, бактериофаги, простейшие, археи и грибы. Они живут на кожных покровах, слизистых оболочках, в пищеварительном тракте и играют важную роль в поддержании иммунитета.

Кишечное сообщество находится в симбиозе с организмом хозяина и выполняет множество функций:

• участвует в пищеварении, способствуя переработке пищи и лучшему усвоению питательных веществ;
• стимулирует рост клеток кишечной стенки – энтероцитов;
• поддерживает иммунитет в активном состоянии;
• не допускает роста опасных микроорганизмов, способных вызвать воспаление и инфекционный процесс;
• контролирует метаболические процессы, энергетический и жировой обмены;
• синтезирует биологически активные вещества, участвующие в гормональной и нейрорегуляции.

При снижении количества полезных микроорганизмов, таких как бифидо- и лактобактерии, кишечная палочка и других, занимаемые ими ранее участки активно заселяют патогенные бактерии – преимущественно пептококки, грибы рода Кандида, стафилококки и клостридии.

Причины дисбиоза

Дисбактериоз никогда не возникает первично, он развивается вследствие дисфункции органов и систем либо под действием медикаментов и химических веществ, отрицательно влияющих на микроорганизмы.

Предрасполагают к нарушению микрофлоры следующие факторы:

• острый и хронический стресс;
• чрезмерная физическая нагрузка;
• неблагоприятные экологические условия, вредные производственные факторы;
• генетическая предрасположенность;
• иммунодефицитные состояния;
• беременность и гормональный дисбаланс, например, гиперандрогения у женщин;
• нарушение биоритмов, акклиматизация;
• активный прием антибиотиков, цитостатиков, сульфаниламидов, заместительная гормональная терапия;
• травмы и воспалительные заболевания, сопровождающиеся активацией иммунитета.

Одна из причин кожного дисбактериоза – чрезмерная гигиена, применение агрессивных уходовых средств, смывающих защитный водно-жировой слой с эпителия.

Микробиота кишечника страдает в следующих случаях:

• присутствие в пище разного рода химических добавок – солей натрия и сернистой кислоты, наночастиц металлов и антибиотиков;
• голодание либо резкое изменение рациона, обилие в нем животных жиров и белков, сахара, крахмала, недостаток клетчатки, витаминов и минеральных веществ;
• инфекционные процессы, глистная инвазия в кишечнике;
• снижение пищеварительной функции внутренних органов при панкреатите, гепатите, гастрите и других заболеваниях;
• нарушение моторики кишечника;
• хирургические вмешательства на органах ЖКТ.

Классификация дисбактериоза

Самой распространенной формой патологии считается кишечный дисбактериоз.

К внекишечным формам можно отнести дисбиоз:

• кожи;
• половых органов;
• мочевыделительных путей;
• ротовой полости;
• органов дыхания.

Также, в зависимости от длительности процесса и выраженности симптомов, выделяют острый и хронический дисбактериоз.

Степень тяжести определяется количеством и составом бактерий в процессе лабораторной диагностики:

• I степень — недостаток представителей нормальной микрофлоры;
• II степень — преобладание условно-патогенных микроорганизмов;
• III степень — присоединение патогенной флоры.

Кишечный дисбактериоз протекает в три стадии:

1. Латентный дисбиоз. Клинические проявления патологии отсутствуют. Нарушение микрофлоры выявляется только по результатам анализов.
2. Локальная или местная форма дисбиоза. Сопровождается симптоматикой колита или энтероколита.
3. Стадия развития осложнений. Появляются признаки инсулинорезистентности, нейровегетативных нарушений, хронического колита, дерматита и вагинита.

Симптомы нарушенной микрофлоры

Проявления дисбактериоза зависят от локализации пораженной микробиоты. Для кишечной формы патологии характерны следующие симптомы:

• Диспепсический синдром – расстройство стула, иногда с чередованием запора и диареи, метеоризм, вздутие живота, отрыжка и неприятный привкус во рту, урчание в кишечнике.
• Повышенная чувствительность к определенной пище, в особенности к злакам и молочным продуктам, а также аллергическая реакция на переносимые ранее продукты. Наиболее часто встречается при дисбактериозе у детей. Проявления могут быть различными: крапивница, кожный зуд, приступы удушья, ангионевротический отек, жидкий пенящийся стул, резкая боль в животе, тошнота вплоть до рвоты, понижение артериального давления.
• Синдром мальабсорбции – нарушение всасывания питательных веществ проявляется их недостаточностью в организме. Развивается симптоматика белково-энергетической недостаточности, гиповитаминозов, преимущественно витаминов группы В, анемии, нарушения ионного баланса, дефицита кальция.
• Интоксикационный синдром. Характерны слабость, снижение аппетита, повышение температуры тела, головная боль.
• Частые ОРЗ, ОРВИ, обострения герпетической инфекции, грибковые заболевания вследствие снижения иммунитета.

Проявления дисбактериоза кишечника у взрослых зависят от пола пациента. У женщин болезненные ощущения в животе усиливаются перед менструацией. Наблюдается повышенная активность сальных желез, на лице и на теле появляются высыпания. Слизистая оболочка влагалища раздражается, больную беспокоит зуд и жжение вульвы. Кожа становится сухой, дряблой и шелушится. Дисбактериоз кишечника у мужчин сопровождается ухудшением потенции, проблемами с мочеиспусканием.

По мере прогрессирования дисбактериоза присоединяются и симптомы осложнений.

При нейропсихическом расстройстве появляются слабость, апатия, тревожность, пониженное настроение, снижение концентрации внимания и стрессоустойчивости, навязчивые мысли, судороги.

Для инсулинорезистентности характерны прибавка в весе, высокая концентрация глюкозы и липидов крови, ощущение тяжести в правом подреберье. При генерализованной воспалительной или аутоиммунной реакции возможно появление боли в суставах, сыпи на коже, примеси слизи либо крови в испражнениях, повышения температуры тела, озноба, быстрой утомляемости.

Для кожного дисбиоза характерны сыпь на теле, дряблость, краснота, зуд, сухость либо избыточная жирность кожных покровов. При дисбактериозе влагалища проявляются молочница – творожистые выделения белого цвета, жжение и зуд в области наружных половых органов. При дисбалансе флоры ротовой полости прогрессируют стоматит, пародонтоз и кариес, ощущаются неприятный привкус и запах изо рта, появляется белый налет на языке.

Осложнения дисбиоза

Дисбиоз — синдром, способствующий развитию многих болезней. Научно подтверждена его связь со следующими патологиями:

• нейропсихические расстройства: депрессия, болезнь Альцгеймера, рассеянный склероз, шизофрения, аутизм, болезнь Паркинсона;
• инсулинорезистентность, дислипидемия, ожирение, сахарный диабет 2 типа, артериальная гипертензия, жировой гепатоз печени;
• аутоиммунные патологии: сахарный диабет I типа, ревматоидный артрит, системная красная волчанка, первичный склерозирующий холангит;
• аллергические заболевания: бронхиальная астма, атопический дерматит, аллергия на пищевые продукты;
• системные воспаления: болезнь Крона, неспецифический язвенный колит, синдром раздраженного кишечника, целиакия и колоректальный рак;
• заражение венерическими заболеваниями, в том числе ВИЧ-инфекцией;
• при генитальном дисбактериозе во время беременности – преждевременные роды;
• сердечно-сосудистые заболевания вследствие активации патогенных бактерий пародонта, способствующих атеросклеротическим процессам и развитию ИБС;
• аденокарцинома и плоскоклеточный рак пищевода при дисбактериозе полости рта.

Диагностика дисбактериоза

Диагноз ставится на основании жалоб больного, характерной симптоматики и данных осмотра. Для определения тяжести процесса и подбора тактики лечения проводятся лабораторные и инструментальные исследования:

1. Общий клинический анализ крови. Обращают внимание на признаки анемии, уровень лейкоцитов в крови и их распределение по видам.
2. Биохимический анализ крови. Выполняется для определения степени выраженности интоксикации и нарушения обмена веществ вследствие их неправильного всасывания в кишечнике.
3. Общий анализ кала. Оценка физических и химических свойств кала, а также разнообразных компонентов и включений различного происхождения – копрограмма.
4. Анализ кала на дисбактериоз. Бактериологический посев – это биологическое исследование испражнений с целью определения состава и количества микроорганизмов, обитающих в пищеварительном тракте человека. Также проводится биохимический анализ кала на предмет маркеров дисбиоза, таких как метаболиты летучих жирных кислот, производимых микроорганизмами.
5. УЗИ брюшной полости. Визуальная оценка состояния органов пищеварения.
6. Определение чувствительности патогенной флоры к бактериофагам. Проводится преимущественно детям перед назначением соответствующего лечения.

Лечение дисбактериоза

Важную роль в нормализации микрофлоры и работы органов пищеварения играет пересмотр рациона, режима питания. Таким больным рекомендован стол №4. Диета при дисбактериозе предполагает отказ от:

• острой и жареной пищи, копченых деликатесов;
• продуктов, насыщенных сахарами;
• быстроусвояемых углеводов;
• яблок, бананов, винограда;
• а также ограничение молочных продуктов.

Полезными для микрофлоры считаются продукты, обогащенные клетчаткой – цельнозерновая выпечка, крупы, за исключением белого риса, овощи, листовая зелень и сушеные фрукты. Рекомендована также кисломолочная продукция, содержащая пребиотики и стимулирующая рост полезной микрофлоры.

Консервативное лечение дисбактериоза предполагает применение:

1. Противомикробных средств синтетического происхождения – кишечных антисептиков.
2. Пробиотиков. Это готовые лакто-бифидопробиотики в дозах свыше 10⁹ в одной капсуле.
3. Пребиотиков. Представляют собой вещества, способствующие росту и размножению полезной флоры.
4. Синбиотиков. Комплексные препараты, содержащие как сами микроорганизмы, так и необходимые для их развития компоненты.
5. Бактериофагов. Эффективны для борьбы с инфекцией при второй степени дисбаланса микрофлоры. Метод лечения чаще используют при дисбактериозе у грудничка, когда противопоказано применение антибиотиков.
6. Иммуномодуляторов. Применяются для восстановления иммунитета.
7. Антибиотиков. Назначаются при распространенной форме дисбактериоза – в случае выраженных симптомов интоксикации, продолжительной диареи, тяжелого иммунодефицита и лабораторно-подтвержденного дисбиоза третьей степени.

Также применяются средства патогенетической терапии для восстановления моторики кишечника, уменьшения воспаления и восстановления ферментной активности органов пищеварения. Для облегчения проявлений диареи, боли в животе, метеоризма назначаются препараты симптоматической терапии.

Профилактика

Профилактика дисбактериоза включает сбалансированное питание, активный образ жизни, минимизацию стрессов и факторов, способных спровоцировать кишечное расстройство и дисбаланс микрофлоры.

Для предотвращения нарушения микрофлоры у новорожденных рекомендуется отдавать предпочтение естественному родоразрешению и грудному вскармливанию.

Дисбактериоз: кишечные баталии

Фото носит иллюстративный характер. Из архива «МВ».

Едва ли найдется человек, у которого никогда не было изжоги, отрыжки, тошноты, боли в животе, метеоризма или нарушений стула. Однако за медпомощью люди обращаются только в том случае, если симптомы регулярно дают о себе знать или проявляются остро. Большинство до поры до времени лечатся самостоятельно, пользуясь распространенными «желудочными» средствами на свое усмотрение. 

Цель — баланс

Пищеварительный тракт — гетерогенная бактериальная экосистема. Вследствие низкого значения pH желудок здорового человека можно считать стерильной средой. 

В кишечнике условия для роста микроорганизмов лучше. В тонком бактерий немного — 104–106/мл (высокое значение pH и быстрый транзит не способствуют увеличению их количества), а в толстом — в 100 000 раз больше.

Кишечник является строго анаэробной системой, богатой питательными веществами, с кислотностью среды от нейтральной до слабощелочной. Его бактериальная экосистема включает от 400 до 500 типов микроорганизмов, которые взаимодействуют. Многие являются компенсалами, помогают расщеплять неперевариваемые соединения, содержащиеся в пище.

У практически здоровых людей около 96% микрофлоры кишечника составляют представители облигатной (т. е. постоянно встречающейся) микрофлоры: бифидо- и лактобактерии, бактероиды, непатогенная кишечная палочка и др. 

Вторая группа, куда входят факультативная (непостоянная) и условно-патогенная микрофлора, занимает лишь 2–4% от общего количества микроорганизмов. При определенных условиях (снижение местного, а тем более общего иммунитета) вызывает внутрикишечные и общие нарушения. Факультативная группа представлена микрококками, протеем, стафилококками, клостридиями, цитробактерами и др. 

Третью группу составляет транзиторная (случайная) патогенная микрофлора: клостридии, синегнойная палочка, грибы рода Candida. На ее долю приходится 0,001–0,01%. 

В процессе постоянного вза­имодействия макро- и микроорганизмов формируется уникальная экосистема, находящаяся в состоянии динамического баланса. Существенную роль играют облигатные и факультативные анаэробы: бифидо-, лакто- и энтеробактерии, а также энтерококки. Бифидобактерии создают кислую среду и тем самым препятствуют размножению вредной микрофлоры. Кроме того, обладают выраженным антагонизмом в отношении патогенов, улучшают процессы пищеварения, поддерживают витаминный баланс и иммунный статус, участвуют в синтезе незаменимых аминокислот.

Нарушение бактериоэкологического равновесия в ЖКТ приводит к формированию дисбактериоза (дисбиоза) кишечника.

Нехорошие перемены 

Дисбактериоз кишечника — это клинико-лабораторный синдром, возникающий при разных патологических состояниях. Характерны изменения количественного и (или) качественного состава нормофлоры, метаболические и иммунологические нарушения; у некоторых пациентов добавляются симптомы поражения кишечника.

Кишечная микрофлора взрослого человека довольно устойчива к переменам в питании. Между тем стоит помнить, что еда, богатая углеводами, стимулирует бифидофлору и ведет к увеличению бактериальной массы толстого кишечника. Белковые блюда не влияют на спектр и количество кишечных бактерий, а жиры угнетают бифидобактерии и энтерококки, но стимулируют размножение бактероидов. «Пищевой» дисбиоз чаще носит временный характер и исчезает при переходе на здоровый сбалансированный рацион.

При заболеваниях местного и общего характера изменяется микробный пейзаж толстой кишки. Дисбактериоз регистрируется у большинства пациентов с поражением ЖКТ инфекционной и неинфекционной природы, после острых вирусных и бактериальных инфекций внекишечной локализации, при хронической воспалительной и аллергической патологии, у страдающих злокачественными заболеваниями и лейкозами, на фоне применения цитостатиков и особенно антибиотиков. Антибиотикозависимые дисбиозы стабильны и требуют активной терапии.

Сдвиги в микрофлоре кишечника вторичны — отражают воздействие факторов, изменяющих статус кишечника или внутренний баланс самого микробиоценоза. Нарушение микробного равновесия может осложнять многие патологические состояния, быть атерогенным явлением, связанным с антибактериальной, гормональной и другой терапией, несбалансированным питанием и т. д. 

Один из частых вариантов (удельный вес порой достигает 31%) дисбактериоза кишечника — кандидозный, при котором имеет место избыточный рост грибов рода Candida. Он нередко ассоциируется с пищевой аллергией и аллергическими заболеваниями вообще, а также с курением.

Лабораторные поиски

Клиническая картина дисбактериоза кишечника вариабельна, а выраженность симптоматики не всегда напрямую зависит от степени дисбиотических нарушений. Ранними и наиболее специфическими симптомами можно считать повышенное газообразование, нарушение переваривания пищи (кишечная диспепсия), изменение характера стула; при развитии дисбактериоза на фоне колита — болевой синдром, патологические примеси в кале (слизь). В более тяжелых случаях добавляются интоксикация, диарея и обезвоживание, снижение массы тела.

В диагностике и трактовке кишечного дисбактериоза большое значение имеет копрологическое исследование, дающее возможность охарактеризовать пищеварительную, ферментовыделительную, всасывательную и двигательную функции кишечника. В последнее время получили распространение методы, основанные на выявлении метаболитов микроорганизмов, — газожидкостная и ионная хроматография. В лабораториях проводят бактериологические исследования фекалий и посев на питательные среды соскобов со слизистых оболочек.

Золотым стандартом диагностики синдрома избыточного роста бактерий считается интестиноскопия с аспирацией содержимого тонкой кишки и посевом аспирата на питательную среду. Но эта методика сложна, требует общей анестезии и хорошей бактериологической базы с возможностью культивирования аэробов и анаэробов, а результат приходится ждать порядка 10 дней.

Синдром избыточного роста бактерий выявляется также по данным дыхательного теста с меченым Н2 — с лактулозой или галактозой. Бактерии разлагают лактулозу, в результате чего освобождается меченый Н2, концентрация которого затем может быть измерена в выдыхаемом воздухе. В норме лактулоза расщепляется лишь микрофлорой в толстом кишечнике. При дисбиозе и тонкая кишка заселяется микроорганизмами, расщепляющими лактулозу. При этом следует исключить ускоренное продвижение субстрата по тонкой кишке.

Посев дуоденального аспирата тоже подтверждает синдром избыточного роста бактерий: при патологии содержание микроорганизмов >106/мл (общее количество бактерий в просвете тощей кишки не превышает 104–106/мл).

Микрофлора различных отделов пищеварительного тракта значительно отличается количественно и качественно.+

Микробиологическое исследование фекалий лишь косвенно может свидетельствовать о микробном неблагополучии, т. к. состав фекальной микрофлоры отражает ситуацию только в толстой кишке, а точнее — в дистальном отделе.

Настрой на победу 

Профилактика и особенно лечение дисбактериоза кишечника должны быть комплексными и предполагать:

• устранение избыточного бактериального обсеменения тонкой кишки;
• восстановление нормальной микробной флоры толстой кишки; 
• улучшение кишечного пищеварения и всасывания;
• восстановление нормальной моторики кишечника;
• стимулирование реактивности организма.

Важнейшими нормальными обитателями толстого кишечника человека являются бифидобактерии (вид анаэробных палочковидных грамположительных бактерий) — 3–7% от общей фекальной микрофлоры взрослых. Нужны и лактобактерии.

Восстановлению качества и количества бифидобактерий способствует увеличение в рационе пектинов (растворимых пищевых волокон), а для лактобактерий лучшие продукты — кисломолочные. Антибиотическую активность последних повышают путем добавления никотиновой кислоты (на 1 л — 6–8 мг), тиамина (4–6 мг), токоферола (1–3 мг).

Для профилактики и лечения дисбактериоза широко используются пробиотики и пребиотики.

Пробиотики — это живые микроорганизмы (молочнокислые бактерии, чаще бифидо- или лактобактерии), нормальные обитатели кишечника здорового человека, улучшающие микробный баланс. Обладают антагонистическими свойствами по отношению к патогенам (третья группа): конкурируют за рецепторы на эпителиоцитах, питательные вещества; способны выделять ингредиенты (цитокины, масляную кислоту), ингибирующие рост патогенных бактерий. Монокультуру или комплекс живых микроорганизмов дополняют веществом, стимулирующим их колонизирующую способность и размножение. 

Пробиотики содержатся в молочных продуктах со специальной закваской, кукурузных хлопьях, крупах, черном хлебе.

При наличии бродильных процессов в кишечнике надо ограничивать углеводы, пищевые волокна (клетчатку), при гнилостных — белки и жиры. 

Каждому, у кого высок риск развития дисбиоза, следует избегать цельного молока, бобовых, а также продуктов, богатых эфирными маслами (чеснок, зеленый лук, репа, редька). 

Для стабилизации микрофлоры кишечника в рацион включают морковный сок, сою, дрожжевой, тыквенный, картофельный и рисовый экстракты, молочную сыворотку и молозиво (обладают бифидогенным действием). 

Используют растительные компоненты и при стафилококковом дисбактериозе. Полезны лесная земляника, рябина, малина, черника, шиповник, черная смородина. При протейном дисбактериозе нужны абрикосы и черная смородина; при наличии гнилостных бактерий — клюква и абрикосы. Если имеет место избыточный рост грибов рода Candida, стоит налегать на бруснику, стручковый перец, морковь. 

При торпидно протекающем дисбактериозе рекомендуют дополнять лечение, подключая эффект от приема эвкалипта, календулы, аира, зверобоя. Когда подтвержден грибковый дисбактериоз с бродильной диспепсией, положительное влияние окажет цикорий растворимый. 

Кроме пробиотиков, важное значение в профилактике и лечении дисбактериоза кишечника имеют пребиотики (к ним в основном относят растворимые пищевые волокна класса углеводов: фруктоолигосахариды, галактоолигосахариды). В желудке и тонкой кишке они избегают гидролиза пищеварительными ферментами и достигают толстой кишки в неизменном виде. Там подвергаются ферментации бифидо- и лактобактериями, что приводит к увеличению количества флоры и объема каловых масс. При этом важно подчеркнуть, что фруктоолигосахариды представляют собой энергетический субстрат для представителей нормальной микрофлоры кишечника (бифидо- и лактобактерий). В процессе ферментации образуются короткоцепочечные жирные кислоты (преимущественно уксусная, пропионовая, масляная), которые снижают рН в кишечнике, стимулируют перистальтику.

Укреплению защитного барьера толстой кишки при потреблении пребиотиков способствует и стимуляция выработки в ней слизи. Повышенное слизеобразование энтероцитами может быть следствием снижения рН при возросшем синтезе короткоцепочечных жирных кислот микро­флорой кишечника в ответ на введение пребиотиков. Свойствами пребиотиков в наибольшей степени обладают инулин, лактулоза, лактил, олигосахариды, лактоолигосахариды, хилак форте и др.

Инулин присутствует в клетках цикория, артишока, корней одуванчика, клубней топинамбура, фасоли, петрушки. Наиболее хорошо изучен как бифидогенный фактор — избирательно ускоряет рост и метаболизм бифидобактерий. Прием 5 г/день олигофруктозы или ≤8 г/день инулина обеспечивает значительное изменение состава кишечной микрофлоры, увеличивая численность бифидобактерий и снижая количество патогенов.

Пробиотики и пребиотики могут применяться для профилактики и лечения дисбактериоза кишечника, в т. ч. при назначении эрадикационных схем лечения Helicobacter pylori при гастроэзофагеальной рефлюксной, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, эрозивных гастро- и дуоденопатиях.

Применение антибиотиков нежелательно, т. к. они могут усугублять дисбиоз кишечника. Целесо­образно использовать препараты, минимально влияющие на симбиотическую флору и в тоже время подавляющие рост патогенных микроорганизмов. К таким относятся нитрофураны (нифуроксазид, интетрикс) — т. н. кишечные антисептики.

Пациентам с кишечной диспепсией показаны ферментные препараты. Чаще используют панкреатин (мезим форте, трифермент, креон). При стеаторее и гипомоторной дискинезии кишечника к панкреатину добавляют желчные кислоты (панзинорм), при бродильных расстройствах — гемицеллюлозу (фестал, энзистал, дигестал). Для улучшения процессов всасывания можно назначать мембраностабилизирующие препараты (карсил, эссенциале).

При дисбактериозе, особенно в период реабилитации, показаны иммуномодуляторы (натрия нуклеинат, витамины), растительные адаптогены (элеутерококк, женьшень, эхинацея). Когда отмечена тенденция к лейкопении и требуется усилить эпителизацию слизистой оболочки, можно использовать метилурацил и пентоксил (не более двух недель).

Иван Броновец, профессор кафедры кардиологии и внутренних болезней БГМУ, доктор мед. наук
Медицинский вестник, 12 сентября 2016

Карта сайта

Адреса клиник г. Казань

Адрес: ул. Гаврилова, 1, ост. «Гаврилова» (пр. Ямашева)

Пн-Пт: 7.00-20.00, Сб: 7.30-16.00, Вс: 8.00-14.00

Автобус: 10, 10а, 18, 33, 35, 35а, 36, 44, 45, 46, 49, 55, 60, 62, 76

Троллейбус: 2, 13

Трамвай: 5, 6

Адрес: ул. Т.Миннуллина, 8а, (Луковского) ост. «Театр кукол»

Пн-Пт: 7.00-20.00, Сб: 7.30-16.00, Вс: 8.00-14.00

Автобус: 1, 2, 31, 37, 47, 74

Троллейбус: 6, 8, 12

Метро: Суконная слобода

 

 

Адрес: ул. Сыртлановой, 16, ст. метро Проспект Победы, ост. ул. Сыртлановой (проспект Победы)

Пн-Пт: 7.00-20.00, Сб: 7.30-16.00, Вс: 8.00-14.00 

Автобус: 5, 34, 37, 62 77

Трамвай: 5

Метро: Проспект Победы

Адрес: ул. Назарбаева, 10, ст. метро «Суконная Слобода», ост. «Метро Суконная Слобода»

Пн-Пт: 7.00-20.00, Сб: 7.30-16.00, Вс: выходной

Автобус: 1, 4, 25, 43, 71

Метро: Суконная слобода

 

 

Адрес: ул. Декабристов, 180, ст. метро «Северный вокзал», ост. «Гагарина»

Пн-Пт: 7.00-20.00, Сб: 7.30-16.00, Вс: выходной

Автобус: 6, 18, 29, 33, 37, 40, 43, 53, 62, 76, 78, 89

Троллейбус: 13

Трамвай: 1, 6

Метро: Северный вокзал

Адрес: пр. А.Камалеева, 28/9, (жилой комплекс «XXI век»), ост. «Новый ипподром»

Пн-Пт: 7.00-20.00, Сб: 7.30-16.00, Вс: 8.00-14.00 

Троллейбус: 3

 

 

Адрес: Дербышки, ул. Мира, 20, ост. «Магазин Комсомольский», «Гвоздика»

Пн-Пт: 7.00-20.00, Сб: 7.30-16.00, Вс: 8.00-14.00 

Автобус: 1, 19, 25, 34, 44, 60, 84

Адрес: ул. Серова, 22/24, ост. «ул. Серова»

Пн-Пт: 7.00-20.00, Сб: 7.30-16.00, Вс: 8.00-14.00 

Автобус: 10, 10а

 

 

Адрес: ул. Беломорская, 6, ст. метро «Авиастроительная», ост. «ул. Ленинградская»

Пн-Пт: 7.00-20.00, Сб: 7.30-16.00, Вс: 8.00-14.00 

Автобус: 6, 18, 33, 37, 40, 42, 43, 53, 60, 78, 89, 93

Троллейбус: 13

Трамвай: 1

Метро: Авиастроительная

Адрес: ул. Закиева, 41а, ост. «Кабельное телевидение»

Пн-Пт: 7.00-20.00, Сб: 7.30-16.00, Вс: 8.00-14.00 

Автобус: 5, 18, 30, 31, 34, 45, 46, 62, 63, 77, 89

Троллейбус: 3, 5, 9, 12

 

 

Адрес: ул. Кул Гали, 27, ост. «ул. Кул Гали» (ул. Габишева)

Пн-Пт: 7.00-20.00, Сб: 7.30-16.00, Вс: выходной

Автобус: 46, 90

Адрес: ул. Рихарда Зорге, 95, м. «Дубравная», ост. «ул. Юлиуса Фучика»

Пн-Пт: 7.00-20.00, Сб: 7.30-16.00, Вс: 8.00-14.00

Автобусы: 5, 18, 30, 31, 33, 34, 45, 68, 74, 77

Троллейбусы: 5, 9, 12

Трамвай: 4

Метро: Дубравная

Адрес: ул. Фрунзе, 3а, ост. «Идель»

Пн-Пт: 7.00-20.00, Сб: 7.30-16.00, Вс: выходной 

Автобусы: 10а, 36, 49, 53, 63, 72, 106

Троллейбус:1

 

Дисбактериоз симптомы, лечение в Новосибирске

Дисбактериоз: правда и миф. Симптомы и лечение в Новосибирске.

Дисбактериоз — одна из наиболее частых обсуждаемых проблем со здоровьем, в основном, среди детского населения. Давайте поговорим о том, что это такое в свете современных знаний.

Дисбактериоз – микро экологические нарушения в желудочно-кишечном тракте. Это клиническая совокупность нарушений в макроорганизме (человек), вызванных изменением количественных соотношений, состава и свойств микрофлоры. Дисбактериоз – по сути результат посева кала на известные и возможные для исследования микроорганизмы толстого кишечника. В последнее время чаще говорят о дисбиозе — это нарушение функционирования и механизмов взаимодействия организма человека, его микрофлоры и окружающей среды. Почему это важно ? В свете последних молекулярно — генетических  исследований микрофлора заселяет практически все поверхности, все слизистые оболочки и полости тела, конечно, большая часть кишечник и толстый и тонкий, но при этом 80-90% не культивируются (т.е. не возможно вырастить и изучить ) вне тела человека, они являются только «человеческими» и о них мы практически ничего не знаем. На 1 клетку человека приходится примерно 10 микробных, при чем вся микрофлора несет в 150 раз больше генетической информации чем человек. Представьте: на 1 единицу «человек-информация» приходится 150 единиц «микробы-информация». Только в таком соотношении мы можем функционировать, жить полноценно. Как известно, у человека 4 основных группы крови, точно так выделены 3 энтеротипа микробиоценоза человека. Каждому человеку в рамках своего энтеротипа присуща своя микробная ассоциация. Энтеротип неизменен, но количество и качество поддерживающих бактерий очень зависит от питания, заболеваний, использования лекарств, окружающей среды.

Что же делает микрофлора в нашем теле?

-противостоит болезнетворным бактериям и сдерживает рост условно — патогенных бактерий

-участвует в синтезе и всасывании многих витаминов

-производит разрушение и выведение  токсинов 

-вырабатывает вещества, участвующие в обмене холестерина, жирных кислот, липопротеидов, оксалатов, стероидных гормонов

-участвует в формировании как местного, так и системного иммунитета. По сути , кишечник и находящиеся в нем бактерии являются самым  «большим иммунным органом» человека

-участвует в переваривании многих пищевых ингредиентов

-питает, поддерживает работу клеток кишечной стенки

Это далеко не всё, только основные направления работы нашей микрофлоры. Не зря 20% поступающих пищевых ингредиентов и 10% вырабатываемой организмом энергии идёт на поддержание нашей микрофлоры. 

Как проявляется дисбиоз хорошо известно всем: диспептический синдром (поносы, запоры , метеоризм, повышенное газообразование, отрыжка ), боли в животе, аллергия ( любая – кожные высыпания , бронхиальная астма , насморк , непереносимость некоторых пищевых продуктов ), частые простудные заболевания, как правило протекающие длительно и волнообразно, синдром мальабсорбции — нарушение всасывания  (гиповитаминоз, анемия, неврологические расстройства, задержка роста и развития ), хроническая интоксикация (недомогание, плохой аппетит, головные боли, субфебрильная температура)

Как упоминалось выше, кишечная микробиота индивидуальна и в целом постоянна, она не существует как нечто неизменное, представляя собой динамически меняющуюся смесь микробов индивидуальных для каждого человека. К факторам, влияющим на становление кишечной микробиоты у младенцев, относят:

-наличие у мамы любых инфекций: хронических урогенитальных и других, даже вне обострения, острых (ОРЗ и др.), прием лекарств, не рациональное питание

-роды путём кесарева сечения

-позднее (не в родовом зале) прикладывание к груди. Млечные ходы молочной железы заселены лакто — и бифидобактериями, даже если новорожденный высосет 3-5 мл молозива он получит первой «хорошую семейную» микрофлору, а не больничную, вероятнее всего вредную

-гипоксия нервной системы любой степени тяжести

-долгое нахождение в родильном доме

-раздельное нахождение мамы и младенца в роддоме

-искусственное вскармливание

-применение антибиотиков и многих других лекарств

-раннее введение прикормов и прекращение грудного вскармливания

-не рациональное питание

Какие анализы можно сдать для выявления дисбиоза:

-кал на дисбиоз

До 3 месяцев идет активное заселение кишечника, микрофлора меняется каждый день. В среднем, выдача результата  анализа происходит через 7-10 дней, а значит говорит о прошлом состоянии, не о сегодняшнем. Можно ли по нему назначать какое-либо лечение? Нет. Поэтому до 3 месяцев не рекомендуют проводить этот анализ. Но после 3 месяцев микрофлора становится более устойчивой

-копрограмма

Показывает нарушения характера пищеварения: своевременно ли и в достаточном ли количестве выделяется желчь и секрет поджелудочной железы.

-газо — жидкостная хроматография и молекулярно — генетическое исследование фекалий

показывают истинное состояние микрофлоры, её полный количественный и качественный состав (в том числе тонкокишечный и то, который невозможно вырастить вне человека), энтеротип человека. Проводится в нескольких НИИ в мире, в широком применении будет только в ближайшие 5-10 лет.

У всех детей первого полугодия 99-98% микрофлоры — это бифидо и лактобактерии, значит надо обеспечить и их достаточное количество. Задача эта очень сложная. Почему? Эти бактерии очень нежные, могут жить и хорошо работать в определенных условиях. Например, при наличии лактозной недостаточности в кишечнике неблагоприятная среда, а бифидо и лактобактерии не могут ни жить, ни работать в такой среде. С введением прикормов, изменяется характер пищи, требуются другие бактерии, происходит заселение кишечника новыми видами. Когда вводить прикорм, какой? Есть определенные рекомендации, даже национальная программа вскармливания по рекомендациям ВОЗ (Всемирная Организация Здравоохранения), но решение принимается только индивидуально!

Получается, мы живем в океане микробов, и только так мы можем жить. Если мы хотим жить долго и здорово — мы должны заботится о них. Лечение — это одно, а постоянное поддержание здоровья — это другое. Нет никакой волшебной таблетки, никаким однократным курсом лечения с дисбиозом не справится! Курсы биопрепаратов (разные, в разное время, разные детям и взрослым), рациональное питание, иногда в помощь – лекарственные препараты и всё по рекомендации врача! 

Дисбактериоз кишечника у взрослых — признаки, причины, симптомы, лечение и профилактика

Диагностика

Дифференциальная диагностика дисбактериоза у взрослых должна проводиться с кишечными инфекциями.

Лабораторным методом диагностики, который оказывает реальную помощь, считается исследование кала на микробиологическом уровне. Данный анализ способен выявить не только качественные и количественные нарушения кишечной микрофлоры, но и определяет уровень чувствительности высеянных условно-патогенных и патогенных микроорганизмов к бактериофагам и антибиотикам.

Для проведения данного исследования лаборант берет 1 грамм человеческих фекалий, разводит их в физиологическом растворе и высевает на питательные среды. О кишечном нарушении биоценоза будет свидетельствовать отсутствие процесса роста бифидобактерий и резкое снижение уровня кишечной палочки. Помимо этого, существенным показателем дисбактериоза считают обнаружение протеев, стафилококков, дрожжеподобных грибов и прочих. В дополнение к этому инфекционист может назначить такие исследования, как:

• гастроскопия;
• ректороманоскопия;
• ирригоскопия;
• колоноскопия;
• УЗИ органов брюшной полости.

Лечение

Важным при лечении является не просто употребление продуктов, содержащих необходимые микроорганизмы, но и устранение причины дисбаланса – в этой ситуации необходимо проводить лечение еще и того заболевания, которое вызвало дисбактериоз. Терапия дисбактериоза должна проходить в три этапа:

• Удаления вредных микроорганизмов, которые образуются в процессе пищеварения ядов.
• Восстановления микрофлоры препаратами специального ряда, которые содержат живые культурные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности.
• Создания условий благоприятно влияющих для того, чтобы поддерживать баланс.

При дисбактериозе кишечника очень важно придерживаться правильной диеты. Больной дисбактериозом должен питаться:

• отварными овощами;
• нежирным мясом и рыбой;
• яйцами;
• кашами;
• хлебом с отрубями;
• кисломолочными продуктами;
• растительным маслом;
• чаем, отваром шиповника, киселем, полезной черникой (в том случае, если заболевание сопровождается поносом).

Если вовремя не пролечить кишечный дисбактериоз у взрослых, то стенка кишечника станет проницаемой для попадания в нее токсинов и аллергенов.

Профилактика

Во избежание заболевания дисбактериозом необходимо:

• соблюдать здоровую диету;
• избегать частых применений антибактериальных препаратов;
• осуществлять прием любых медикаментов только за назначением врача-гастроэнтеролога и под его строгим контролем;
• лечить хронические болезни своевременно.

Литература и источники

Пиневич А. В. Микробиология. Биология прокариотов: в 3 т. — СПб.: Издательство С.-Петербургского университета, 2006.

Нетрусов А. И., Котова И. Б. Микробиология. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2012. 

Современная микробиология: в 2 т. / Под ред. Й. Ленгелера, Г. Древса, Г. Шлегеля. — М.: Мир, 2005.

Видео по теме:

причины и лечение СРК, препараты, диета и профилактика – статьи о здоровье

Оглавление

Синдром раздраженного кишечника (СРК) представляет собой особое состояние, связанное с периодическими болями, вздутием живота и нарушениями стула. Расстройство может возникать с определенной частотой, спонтанно и всегда становится причиной выраженного дискомфорта. Страдают от него как взрослые, так и дети.

Как избавиться от синдрома раздраженного кишечника? Какими являются его истинные причины, как проводится лечение? Разберемся в этих вопросах.

Причины заболевания

Психосоциальные изменения

Синдром раздраженного кишечника у женщин, мужчин и детей может стать следствием депрессии, повышенной тревожности, бессонницы и стрессов. Также к СРК могут привести несбалансированное и неправильное питание, отсутствие нормального режима отдыха и работы, недостаток физической активности, переедание и хроническая усталость.

Физиологические изменения

Их делят на несколько групп:

• Биологические. К развитию синдрома раздраженного кишечника может привести нарушение микрофлоры кишечника. Процесс запускается под действием как острых инфекций, так и недостатка лактобактерий и избытка гнилостных отложений
• Гормональные. У женщин синдром раздраженного кишечника могут спровоцировать гормональные изменения во время менструации, климакса, беременности и кормления грудью
• Наследственные. Если СРК диагностирован у родителей, то с большой долей вероятности он разовьется и у детей

Симптомы при синдроме раздраженного кишечника

К основным признакам патологического состояния относят регулярно появляющиеся боли в животе. Сила и частота таких болей могут варьироваться. У одних пациентов они возникают каждый день, у других – несколько раз в неделю или даже в месяц. Боль в животе может проявляться после еды или вне зависимости от приема пищи, исключительно при стрессах или физическом напряжении. Причем по ночам неприятные ощущения пациентов обычно не беспокоят. Как правило, локализуется боль в левой части живота. Она стабильна и редко нарастает.

Боли могут дополняться:

• Метеоризмом и вздутием
• Ощущением не полностью опорожненного кишечника после посещения туалета
• Слишком редким или частым стулом
• Присутствием в кале слизи и др.

Некоторые пациенты жалуются и на симптомы синдрома раздраженного кишечника, никак не связанные с работой органов пищеварения. В их числе: частые головные боли (в том числе мигрени), быстрая утомляемость и слабость, дискомфорт в груди и спине, затрудненное дыхание. Некоторые больные дополнительно испытывают трудности с мочеиспусканием.

Синдром раздраженного кишечника у взрослых: у женщин и мужчин

Распространенность СРК в мире варьируется от 1 до 28%. На частоту встречаемости патологии влияет место проживания. Обычно нарушения фиксируют у жителей крупных городов, а не сельской местности и небольших населенных пунктов. Это связывают с большей распространенностью там различных психологических отклонений и повышенной частотой эмоциональных переживаний.

У женщин патология встречается чаще. По статистике, разница составляет примерно 50%. То есть женщины с такой проблемой обращаются к врачам приблизительно в 2 раза чаще.

Синдром раздраженного кишечника у детей

У детей патология обычно развивается в возрасте 14–17 лет. Распространенность нарушения у них не является меньшей, чем у взрослых. Функциональные нарушения чаще отмечаются у девочек. При этом патологическое состояние существенно ухудшает качество жизни ребенка. В некоторых случаях он утрачивает способность к концентрации внимания, у него снижается память. Ребенок может даже отказаться посещать школу.

Диагностика

Чтобы выявить патологическое состояние, гастроэнтеролог оценивает клиническую картину, изучает историю болезни пациента, проводит осмотр. Особое внимание уделяется влиянию психологических факторов. По этой причине к диагностике и дальнейшему лечению синдрома раздраженного кишечника нередко привлекают психологов и психотерапевтов.

Для уточнения всех особенностей патологии проводят:

• Клиническое исследование крови. Оно позволяет исключить инфекционные и воспалительные процессы, а также анемию
• Биохимическое исследование крови. Оно проводится с целью контроля метаболических нарушений. Дело в том, что частая диарея при СРК может стать причиной нарушения электролитного баланса
• Копрологическое исследование. Обычно пациент сдает анализы кала на скрытую кровь, яйца гельминтов и др. Это позволяет выявить все возможные факторы, которые провоцируют патологическое состояние
• Колоноскопию. Обследование проводится с целью оценки состояния толстой кишки
• Ирригоскопию. Рентгенография выполняется с контрастным веществом, что позволяет изучить состояние кишки и выявить все возможные новообразования (полипы и др.), а также оценить строение органа, его просвет и эластичность стенок

Дополнительно проводят оценку психологического статуса больного, выявляют уровень депрессии и тревожности. Также могут проводиться и другие лабораторные и инструментальные обследования.

Методы лечения синдрома раздраженного кишечника

Основу терапии составляют:

• Коррекция режима питания
• Обеспечение нормального режима отдыха и работы
• Устранение основных симптомов
• Достижение психологического равновесия

Важно! Лекарственные препараты принимаются исключительно в период обострения.

Во многом терапия зависит от того, как проявляется синдром раздраженного кишечника.

• СРК с диареей. В этом случае пациенту назначают специальные препараты с вяжущим и обволакивающим эффектом. Они позволяют нормализовать стул. Также рекомендуют средства, которые сокращают кишечную моторику
• СРК с запорами. При лечении такой патологии назначаются мягкие слабительные средства. В этом случае целью становится усиление перистальтики и ускорение движения каловых масс
• Синдром раздраженного кишечника с метеоризмом. В этом случае терапия проводится с применением спазмолитиков и иных средств, которые нормализуют стул. Если имеется дисбаланс микрофлоры, могут рекомендоваться антибактериальные препараты

При неврастении, депрессии, повышенной тревожности и иных психологических проблемах пациент направляется к психологу и психотерапевту. Этими врачами могут как проводиться курсы специальной терапии, так и назначаться успокоительные и антидепрессанты.

Питание и диета при синдроме раздраженного кишечника

Снизить дозировки используемых препаратов и обеспечить сокращение симптомов помогает налаживание правильного рациона.

Пациенту необходимо придерживаться ряда рекомендаций.

Следует:

• Включить в список продуктов достаточное количество отваренных или запеченных овощей. Они обогатят рацион необходимыми пищевыми волокнами. Такое питание актуально при СРК с запорами
• Исключить крупы и цельное молоко, употреблять рисовые, овсяные и другие слизистые каши на воде при диарее
• Исключить из рациона сахар, свежие овощи, виноград, сдобу и сладости, алкоголь и газированные напитки. Это позволит устранить проблему повышенного газообразования

Важно! Подробная диета при синдроме раздраженного кишечника и схема питания составляются врачом. Назначают их диетолог и гастроэнтеролог.

Профилактика

Для предотвращения симптомов патологии следует не только соблюдать диету и придерживаться определенного рациона питания, но и наладить питьевой режим. Если при СРК пациент жалуется на запоры, ему нужно пить больше чистой негазированной воды.

Важно заботиться и об обеспечении стабильного эмоционального состояния, сохраняя его равновесие. Для этого пациенты учатся контролировать реакции, осваивают методы полноценного расслабления. Для снижения уровня стресса важно соблюдать правильный режим дня, следить за достаточностью отдыха, избегать чрезмерных физических нагрузок. Снять эмоциональное напряжение могут помочь занятия творчеством и другие хобби.

Преодолеть синдром раздраженного кишечника помогают и регулярные умеренные физические нагрузки. Не следует начинать серьезные тренировки! Они могут усугубить состояние. Но не помешают регулярные пешие прогулки и небольшие пробежки с поддержанием оптимальной частоты пульса. Также полезны занятия плаванием и йогой.

Регулярные физические нагрузки позволят:

• Cнять психическое напряжение
• Улучшить общее эмоциональное состояние
• Противостоять стрессу
• Устранить избыточный вес (если он имеется)
• Защитить организм от простудных заболеваний
• Улучшить общее самочувствие

Кроме того, занятия помогают сформировать мышечный корсет, что обеспечивает корректировку перистальтики кишечника.

Важно! С целью подбора оптимального режима физических нагрузок лучше обратиться к реабилитологу или специалисту по ЛФК. План тренировок составляется с учетом текущего состояния здоровья и уровня физической подготовки пациента. Под физическую нагрузку подстраивают и режим питания при синдроме раздраженного кишечника. Важно следить, чтобы между тренировками и приемами пищи проходило не менее 1,5–2 часов.

Преимущества обращения в МЕДСИ

• Современное оборудование экспертного класса. Оно позволяет быстро провести комплексное обследование пациента и выявить основные причины патологии
• Мультидисциплинарный подход. Благодаря ему обеспечивается комплексная терапия. Специалисты устраняют не просто признаки патологии, а ее причины. Это позволяет забыть о проблеме и вернуться к нормальному образу жизни
• Лечение по последним рекомендациям. Мы используем в терапии как собственные наработки, так и международный опыт коллег. Это позволяет сделать лечение синдрома раздраженного кишечника одновременно эффективным и безопасным

Чтобы уточнить условия предоставления услуг или записаться на прием, достаточно позвонить по номеру +7 (495) 7-800-500. Наш специалист ответит на все вопросы. Также запись возможна через приложение SmartMed.

Текущее понимание дисбактериоза при заболевании на моделях человека и животных

Резюме

Воспалительное заболевание кишечника (ВЗК) — это воспалительное заболевание кишечника, которым страдают более двух миллионов человек в Соединенных Штатах. Хотя этиология и патогенез ВЗК все еще в значительной степени неизвестны, для развития ВЗК необходимы дисрегулируемые взаимодействия хозяин / кишечные микроби. До сих пор многие исследователи пытались определить точную связь между ВЗК и дисбалансом кишечной микробиоты, называемым «дисбактериозом».Несмотря на прилагаемые усилия, до сих пор в значительной степени неизвестно о взаимодействии между микробами, их хозяевами и окружающей их средой, а также о том, является ли дисбактериоз причинным фактором или следствием ВЗК. Недавно глубокий анализ микробиоты у пациентов с ВЗК оказался полезным для характеристики сильной связи между дисбактериозом и развитием ВЗК, хотя в большинстве случаев он все еще не позволяет выявить специфически связанные изменения на уровне видов. Основываясь на многих недавних сообщениях, дисбактериоз комменсальной микробиоты участвует в патогенезе нескольких заболеваний, включая ВЗК, ожирение и аллергические расстройства, как на людях, так и на животных.

В этой обзорной статье мы сосредоточились на объяснении нескольких типов дисбактериоза, а также заболеваний, связанных с дисбактериозом, и возможных методов лечения, чтобы применить эти знания, чтобы понять возможную причину и потенциально найти терапевтические стратегии для ВЗК, а также другие заболевания, связанные с дисбактериозом.

Ключевые слова: Дисбиоз, воспалительное заболевание кишечника, колоректальный рак, фекальная микробиота, гены восприимчивости к IBD

1. Что такое дисбиоз?

Кишечник взрослого человека содержит около 10 ¹⁴ бактериальных клеток с более чем 1000 различными видами бактерий.В нормальной микрофлоре кишечника есть несколько основных подразделений бактерий, из которых наиболее доминирующими являются Bacteroidetes и Firmicutes. В кишечнике содержатся как защитные бактерии, так и некоторые бактерии, которые могут быть потенциально опасными для хозяина []. В нормальных условиях здоровых людей существует перекрестное взаимодействие и перекрестная регуляция между хозяином и микробиотой, находящейся в кишечнике, что создает гомеостатический баланс бактерий, так что желудочно-кишечный тракт остается здоровым и свободным от чрезмерного роста потенциально патогенных бактерий.Микробиота имеет комменсальные отношения с хозяином; бактерии процветают в богатой среде кишечника, в то время как хозяин извлекает выгоду из множества функций, обеспечиваемых бактериями.

Нормальная и дисбиотическая кишечная микробиота

A. Здоровый кишечник нормальных людей заселен широким спектром бактерий более 1000 видов. У здоровых людей эти бактерии находятся в гомеостатическом балансе между комменсальными и потенциально патогенными бактериями, и в кишечном тракте не наблюдается чрезмерного роста патогенных бактерий.Микрофлора обеспечивает хозяину защиту от чужеродных микробов, действуя как центральная линия устойчивости к колонизации этими экзогенными бактериями. Эта защита известна как «барьерный эффект» или устойчивость к колонизации [1]. Через слизистую оболочку кишечника микробиота взаимодействует с иммунной системой хозяина, обеспечивая хозяина иммунорегулирующими функциями, такими как запуск иммунной системы слизистой оболочки [1,2]. Микробиота также обладает различными метаболическими функциями, такими как расщепление сложных углеводов и выработка короткоцепочечных жирных кислот, от которых хозяин получает пользу [1, 3].Удивительно, но микробиота кишечника также способна взаимодействовать с удаленными органами, такими как мозг, что привело к исследованиям влияния микробиоты кишечника на психические расстройства, такие как аутизм, и болезни, такие как болезнь Альцгеймера [2].

B. При нарушении бактериального гомеостаза кишечника возникает дисбактериоз. Дисбактериоз определяется дисбалансом бактериального состава, изменениями метаболической активности бактерий или изменениями распределения бактерий в кишечнике.Тремя типами дисбактериоза являются: 1) потеря полезных бактерий, 2) чрезмерный рост потенциально патогенных бактерий и 3) потеря общего бактериального разнообразия. В большинстве случаев эти типы дисбиоза возникают одновременно. Зеленые цвета, представляющие патогенные бактерии, и каждая бактерия разного цвета, представляющая разные комменсальные виды, демонстрируют разнообразие или отсутствие такового в каждом случае. Дисбиоз был связан с такими заболеваниями, как воспалительное заболевание кишечника (ВЗК), ожирение, диабет 1 и 2 типа, аутизм и некоторые виды рака желудочно-кишечного тракта.

Гомеостатический баланс кишечной микрофлоры чрезвычайно полезен для хозяина, однако, если есть изменение в микробном составе, которое вызывает резкий дисбаланс между полезными и потенциально патогенными бактериями, кишечник становится уязвимым для патогенного поражения с микробными изменениями кишечника. . Этот дисбаланс микробного равновесия называется «дисбиозом», который далее определяется как нарушение гомеостаза кишечной микробиоты из-за дисбаланса самой флоры, изменений их функционального состава и метаболической активности или изменений в их локальном распределении [1 , 4].В целом дисбактериоз можно разделить на три различных типа: 1) потеря полезных организмов, 2) чрезмерный рост потенциально вредных организмов и 3) потеря общего микробного разнообразия. Было обнаружено, что эти три типа не исключают друг друга и могут возникать одновременно, что чаще всего имеет место. Дисбиоз вовлечен в широкий спектр заболеваний, включая воспалительное заболевание кишечника (ВЗК), ожирение, аллергические расстройства, сахарный диабет 1 типа, аутизм, ожирение и колоректальный рак как на моделях человека, так и на животных.Этот обзор будет в основном сосредоточен на связи между дисбактериозом и воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК), такими как болезнь Крона (БК) и язвенный колит (ЯК), в дополнение к отдельным заболеваниям, связанным с дисбактериозом.

2. Заболевания, ассоциированные с дисбактериозом

IBD

В течение многих лет исследователи пытались обнаружить моно-ассоциированную причину IBD. В результате было обнаружено, что три основных патогена в наибольшей степени связаны с ВЗК. Эти патогены Mycobacterium avium paratuberculosis (MAP ), , которые когда-то считались потенциальным инфекционным агентом, связанным с патогенезом CD, Adherent-Invasive Escherichia coli (AIEC), который часто обнаруживался у пациентов с ВЗК. с острой / активной фазой и было предложено увеличить воспалительный ответ [2], и Clostridium difficile , который был обнаружен у пациентов с рецидивом ЯК, а также с ремиссией [5].В то время как некоторые исследования показали, что может наблюдаться увеличение сопутствующей патологии с этими бактериями и ВЗК, другие исследования показали, что эти результаты противоречивы [1,6,7]. До сих пор нет прямых доказательств того, что какие-либо из этих бактерий являются единственными причина ВЗК, и изменилось представление о том, что ВЗК может быть вызвано дисбалансом комменсальной микрофлоры, связанной с более сложными взаимодействиями между хозяином и всей кишечной микробиотой [7], а не концепцией «один микроб — одно заболевание». Хотя дисбаланс микробиоты, так называемый дисбактериоз, по-видимому, является одной из основных причин патогенеза ВЗК, необходимы дальнейшие обширные исследования для подтверждения этого утверждения, поскольку до сих пор неясно, является ли дисбактериоз, наблюдаемый у пациентов с ВЗК, фактором риска или эффект болезни.

Показано, что дисбактериоз кишечника у пациентов с ВЗК имеет характерную картину уменьшения разнообразия комменсальных бактерий, при этом в основном происходит уменьшение количества Firmicutes и Bacteroides в микрофлоре кишечника, которые являются двумя наиболее распространенными группами в нормальной флоре [ 8, 9, 10]. Согласно результатам некоторых исследований, дисбактериоз при ВЗК, в частности при БК, также был связан с относительным увеличением числа Enterobacteriaceae [1, 2, 6, 8, 9]. Сигнатура дисбактериоза при CD характеризуется пятью видами бактерий: увеличением Ruminococcus gnavus, и уменьшением Faecalibacterium prausnitzii, Bifidobacterium adolescentis, Dialister invisus, и неизвестным из кластера Clostridium XIVa [11].Также сообщалось, что здоровые родственники пациентов с БК также имели измененную кишечную микробиоту по сравнению со здоровыми людьми, а также имели повышенную деградацию муцина с повышенной проницаемостью эпителия [8, 11]. Поскольку барьер слизистой оболочки кишечника является первой линией защиты от микробиоты просвета, это разрушение может быть промежуточным этапом на пути к дисбактериозу и CD. Исходя из этого, дисбактериоз может быть предшественником БК. Изучено множество потенциальных механизмов, которые могут описать роль дисбактериоза в патогенезе ВЗК: один из этих механизмов включает уменьшение количества бактерий, продуцирующих бутират, наряду с увеличением количества сульфатредуцирующих бактерий (SRB), что часто наблюдается в дисбактериоз больных ВЗК.У этих пациентов при дисбактериозе кишечника наблюдается серьезное снижение содержания F. prausnitzii [2, 6, 8, 9], основных бактерий, продуцирующих бутират в кишечнике. Бутират является источником энергии для эпителиальных клеток кишечника и необходим для защиты эпителиального барьера кишечника от его уязвимости для потенциальных патогенов [2]. Некоторые исследования также обнаружили увеличение SRB [10]. SRB метаболизируют сульфат в сероводород, который является токсичной молекулой, которая может блокировать утилизацию бутирата и ингибировать фагоцитоз, а также убивать бактерии.Этот предполагаемый последовательный механизм ВЗК, ассоциированного с дисбиозом, предполагает, что дисбиоз, характеризующийся уменьшением количества бутират-продуцирующих бактерий и увеличением SRB, вызывает снижение уровня бутирата, что вызывает снижение экспрессии белков плотного соединения эпителия и, следовательно, увеличение проницаемости эпителия толстой кишки, что приводит к увеличению бактериальной транслокации через эпителиальные клетки кишечника и пропию пластинки. У генетически предрасположенных людей, которые несут мутации в генах восприимчивости к ВЗК, уничтожение бактерий, которые достигают пропиационной пластинки через проницаемый эпителиальный барьер, нарушается дефектным фагоцитозом, который затем приводит к чрезмерной стимуляции Toll-подобного рецептора (TLR). секреция провоспалительных цитокинов и активация приобретенных иммунных ответов, все это усиливает воспалительные реакции кишечника [12].Другой закономерностью, замеченной при изучении состава микробиоты у пациентов с ВЗК, является потеря облигатных анаэробов, таких как Bfidobacteria, и увеличение факультативных анаэробов, таких как E. coli [13]. Эта закономерность привела к гипотезе о том, что кислород может быть основным фактором, вызывающим дисбактериоз у пациентов с ВЗК. В здоровом кишечнике обычно низкий уровень кислорода и большая популяция облигатных анаэробов. Однако при дисбактериозе уменьшается количество Firmicutes, которые являются облигатными анаэробами, и увеличивается количество факультативных анаэробов, таких как Enterobacteriaceae.Это изменение кишечника от облигатных анаэробов к факультативным предполагает нарушение анаэробиоза в кишечнике, а это означает, что кислород, а также активные формы кислорода могут быть одним из причинных факторов дисбактериоза. Это открытие предполагает, что увеличение количества активных форм кислорода вызовет нарушение анаэробной среды кишечника, что создаст селективное преимущество для факультативных анаэробов или даже некоторых аэробов, что приведет к чрезмерному росту и возникновению дисбактериоза [13].

Исследуя роль дисбактериоза как причинного фактора ВЗК, было высказано предположение, что метаболизм желчных кислот также может играть важную роль в механизме ВЗК, ассоциированного с дисбактериозом. В просвете кишечника бактерии играют определенную роль в ферментативных реакциях, которые ответственны за преобразование желчных кислот (ЖК), водорастворимых амфипатических конечных продуктов метаболизма холестерина, включая процессы деконъюгации и дегидрирования. БА выполняют множество метаболических функций, таких как абсорбция липидов, поддержание гомеостаза холестерина, и действуют как противовоспалительные молекулы, которые способны снижать синтез провоспалительных цитокинов в моноцитах и ​​макрофагах.Было обнаружено, что пациенты с ВЗК демонстрируют характерный дисбактериоз, а также нарушение метаболизма БА в кишечнике, особенно во время обострения ВЗК [14]. Было показано, что изменения микробиоты кишечника влияют на метаболизм БА, поскольку микробиота и связанные с ней метаболиты опосредуют некоторые изменения в метаболизме БА [15]. Дисбиоз, связанный с ВЗК, может изменять способность к модификации БА, что может нарушать регулируемый БА воспалительный процесс слизистой оболочки [16]. Firmicutes и Bacteroides, две основные группы, микробиота которых снижается у пациентов с ВЗК, являются наиболее мощными деконъюгированными бактериями для трансформации БА.Чем меньше этих бактерий в кишечнике во время дисбактериоза, тем меньше конъюгации БА, что приводит к усилению воспаления кишечника, что может сыграть решающую роль в обострении ВЗК. Следовательно, снижение конъюгации БА потенциально может быть надежным маркером дисбактериоза кишечника.

Ожирение

Ожирение — это болезнь, которая растет во многих странах мира. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), в 2014 году около 78 миллионов взрослых и 12 миллионов детей в США страдали ожирением.Ожирение — это нарушение обмена веществ, связанное с накоплением избыточного количества жира в организме, которое, как считается, вызвано дисбалансом энергии, низким расходом энергии и увеличением потребления калорий. Однако недавние данные свидетельствуют о том, что ожирение является более сложным заболеванием, связанным с дисбактериозом кишечника как у мышей, так и у людей [17].

Подобно ВЗК, определенная характеристика микробиоты, по-видимому, связана с развитием ожирения. У лиц с ожирением наблюдается общее снижение бактериального разнообразия в кишечнике [17, 18].В большинстве исследований как на людях, так и на животных моделях ожирение, по-видимому, связано с изменением соотношения между Bacteroidetes и Firmicutes, которое показывает уменьшение Bacteroidetes, в то время как Firmicutes увеличивается [19–21]. Это соотношение коррелирует с массой тела и накоплением жира, демонстрируя, что у более тучных людей более непропорционально соотношение этих бактерий. Количество Bacteroidetes, по-видимому, играет важную роль при ожирении, поскольку люди с ожирением, соблюдающие диету с ограничением калорий с потерей массы тела, показывают, что в микробиоте кишечника наблюдается повышенное соотношение видов Bacteroidetes [22, 23].Хотя дебаты о том, является ли дисбактериоз причинным элементом / фактором или просто следствием ожирения, все еще обсуждаются, многие эксперименты с участием мышей без зародышей (GF) предполагают, что дисбактериоз, вероятно, является причинным фактором ожирения. В этих экспериментах мышей GF и мышей дикого типа (WT) кормили одной и той же диетой с высоким содержанием жиров (HFD), однако только у мышей WT развилось ожирение. Когда тучная микробиота была трансплантирована мышам GF, затем индуцировалось ожирение [20, 24, 25]. Таким же образом было обнаружено, что ожирение человека может передаваться худым мышам GF через трансплантат микробиоты [18].Трансплантация микробиоты также работает в противоположном направлении: было обнаружено, что микробиота тощих мышей при передаче тучным мышам может облегчить симптомы метаболического синдрома [26]. Эти многочисленные исследования показывают, что микробиота кишечника тесно связана с развитием ожирения.

Показано, что

HFD изменяют состав микробиоты, что будет подробно обсуждаться в следующем разделе. Считается, что изменения в микробиоте, наблюдаемые при ожирении, вызывают различные эффекты, которые могут способствовать хроническому ожирению, связанному с воспалением.Сигнатура микробиоты с ожирением показывает измененное соотношение Bacteroidetes и Firmicutes, которые содержат элементы, вырабатывающие короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA). У тучных людей уровни SCFA значительно ниже по сравнению с худыми людьми. Уменьшение SCFAs может быть связано с увеличением абсорбции SCFA, а также с измененным составом кишечной микробиоты, что свидетельствует об уменьшении количества бактерий, продуцирующих бутират [18], что может вызвать меньшую продукцию SCFA. Считается, что SCFAs ингибируют накопление жира в жировой ткани, поэтому считается, что их пониженный уровень способствует ожирению [18].

Предполагается, что наряду с измененной продукцией SCFA измененная микробиота ожирения влияет на баланс иммунной системы хозяина, что может привести к усилению транслокации бактериального антигена, что приводит к хроническому воспалению и нарушению метаболических функций, таких как резистентность к инсулину. Как на людях, так и на животных, ожирение связано с повышенной кишечной проницаемостью, что вызывает снижение барьерной функции кишечника [17]. Это снижение функции может вызвать прохождение молекул, таких как липополисахариды (ЛПС), которые представляют собой липогликаны, состоящие из липида и полисахарида, и обычно обнаруживаются во внешней мембране грамотрицательных бактерий.ЛПС действует как эндотоксин, защищая бактерии от солей желчных кислот, а также от липофильных антибиотиков. Кроме того, ЛПС может вызывать эндотоксемию, то есть присутствие эндотоксинов в крови, что может привести к септическому шоку и усилению хронического воспаления. Также считается, что ЛПС играет ключевую роль в патогенезе хронического воспалительного состояния, наблюдаемого у лиц с ожирением. Многие исследования подтверждают идею о том, что связанный с ожирением дисбиоз может вызывать повышение уровня ЛПС и проникновение через «протекающий» эпителиальный барьер в кровоток, вызывая эндотоксемию, которая приводит к хроническому воспалению, которое вызывает состояние ожирения [27].

Сахарный диабет

По данным Американской диабетической ассоциации, в 2012 году 9,3%, или около 29,1 миллиона, американцев страдали диабетом. Это заболевание находится на подъеме в Соединенных Штатах, ежегодно регистрируется около 1,7 миллиона новых диагнозов. Сахарный диабет — это нарушение углеводного обмена, которое характеризуется недостаточной выработкой или использованием инсулина, который необходим для преобразования сахаров и крахмалов в энергию для функционирования организма. Существует два основных типа диабета: тип 1 и тип 2.Сахарный диабет 1 типа или инсулинозависимый сахарный диабет (IDDM) — это аутоиммунное заболевание, обычно диагностируемое у детей или молодых людей, и вызываемое нарушением выработки инсулина бета-клетками поджелудочной железы. Сахарный диабет 2 типа или инсулиннезависимый сахарный диабет (NIDDM) обычно диагностируется у взрослых и характеризуется инсулинорезистентностью, то есть сниженной чувствительностью тканей к инсулину, в результате чего организм не реагирует на инсулин, который производится.NIDDM может усугубляться ожирением, а также является наиболее частой диагностируемой формой диабета. Несмотря на то, что IDDM и NIDDM вызываются разными механизмами в организме, исследования показали, что оба типа имеют дисбактериоз кишечной микробиоты, что может способствовать патогенезу заболевания [28].

IDDM-ассоциированный дисбиоз характеризуется уменьшением количества бактерий, разлагающих муцин, Bfidobacteria, Lactobacillus и Prevotella, с увеличением количества Bacteroidetes и Clostridium [29, 30].Напротив, дисбиоз, связанный с NIDDM, характеризуется уменьшением Clostridium, увеличением Lactobacillus и увеличением Bacteroidetes при NIDDM, не связанном с ожирением [31]. И IDDM, и NIDDM связаны с уменьшением общего микробного разнообразия, включая уменьшение количества бактерий, продуцирующих бутират, и Firmicutes, а также с нарушением целостности эпителиального барьера кишечника и повышенной проницаемостью кишечника [28, 31, 32, 33]. Повышенная транслокация ЛПС и эндотоксемия также наблюдаются при NIDDM, что, как и при ожирении, может способствовать слабому воспалению, которое способствует развитию инсулинорезистентности, связанной с NIDDM [27].

Как и при других заболеваниях, связанных с дисбактериозом кишечника, неясно, является ли несбалансированная микробиота причинным фактором или следствием диабета; однако различные исследования на моделях людей и животных показывают, что изменения в микробиоте могут предшествовать началу IDDM. У мышей было обнаружено, что у мышей с диабетом без ожирения (NOD) с диабетом уже в отъемном возрасте состав микробиоты отличается от состава мышей NOD, у которых диабет не развивается [34]. Также было замечено, что распространенность IDDM зависит от общей бактериальной среды, в которой они содержатся.У мышей NOD в учреждениях GF развивается болезнь, в то время как у мышей в учреждениях, свободных от специфических патогенов (SPF), нет [29]. Когда кишечная микробиота мышей, содержащих SPF, переносится в мышей, размещенных в GF, диабет ослабляется [30]. Причина этих результатов связана со сниженной экспрессией MyD88 (первичный ответ миелоидной дифференцировки 88), универсального адапторного белка почти для всех Toll-подобных рецепторов (TLR). Было показано, что у мышей MyD88 — / — NOD в условиях SPF наблюдается изменение состава кишечной микробиоты и последующая потеря развития сахарного диабета по сравнению с таковыми в условиях GF.Это показывает, что развитие сахарного диабета зависит от состава комменсальных бактерий в кишечнике [30]. MyD88 также жизненно важен для бактериального восприятия и передачи сигналов о врожденном иммунном ответе, и предполагается, что подавление этого фактора может прервать развитие IDDM, предполагая, что микробные антигены и врожденная иммунная система связаны с патогенезом IDDM [30].

Расстройства аутистического спектра

Расстройства аутистического спектра (РАС) — это группа расстройств, которые включают аутизм и синдром Аспергера, которые характеризуются социальным и коммуникативным дефицитом, повторяющимся поведением и иногда когнитивными задержками [35].Точная причина РАС до сих пор в значительной степени неизвестна; однако есть серьезные основания полагать, что дисбактериоз кишечника может играть роль в патогенезе РАС, особенно при аутизме. Эта связь между РАС и дисбактериозом усиливается различными исследованиями, показывающими, что микробиота кишечника и ее метаболиты, по-видимому, влияют на центральную нервную систему (ЦНС) через ось кишечник-мозг (GBA), которая может сообщаться с ЦНС через нервную, эндокринную и нервную системы. и иммунные пути, влияющие на функции мозга и измененное поведение [36].Многочисленные эксперименты на мышах показали, что измененная микробиота кишечника может вызывать синтез нейротоксинов, которые могут мешать развитию нервной системы, вызывая изменения в химии мозга, а также в поведении. Впоследствии эти связанные с дисбиозом нейрональные изменения приводят к таким поведенческим изменениям, как повышенная тревожность, депрессия и когнитивная дисфункция, которые являются характерными чертами РАС [35]. Эксперименты с использованием отдельных антибиотиков показали, что пробиотики, которые, как считается, помогают нормализовать микрофлору кишечника, также имеют тенденцию уменьшать беспокойство и улучшать когнитивные функции и поведение [37, 38], что показывает, что микробиота играет важную роль в развитии РАС.

У детей с аутизмом существует сильная корреляция между тяжестью заболевания и желудочно-кишечными расстройствами [39]. Общие желудочно-кишечные проблемы у аутичных детей включают боль в животе, диарею, вздутие живота, дисбактериоз кишечника и повышенную проницаемость кишечной мембраны [39]. Изучая ассоциированный с дисбиозом РАС, многочисленные исследования показали, что наблюдалось снижение количества Firmicutes и полезных бактерий, таких как Bfidobacteria и Prevotella, с увеличением количества Bacteroidetes и потенциально патогенных бактерий, таких как Proteobacteria и Clostridiales [38].Во многих исследованиях увеличение количества бактерий Clostridiales, предположительно некоторых избранных кластеров Clostridia, кажется, играет важную роль в развитии аутизма. Настоятельно предложенный механизм, в котором Clostridiales может способствовать распространению патогенеза аутизма, — это выработка пропионовой кислоты, одного из членов SCFA, которая может преодолевать физиологический барьер между кишечником и кровью и проникать через гематоэнцефалический барьер, где может изменяют функции в нескольких частях мозга, вызывая когнитивные нарушения и симптомы, обычно приписываемые аутизму [40].

Рак

Дисбактериоз кишечника также был связан с колоректальным раком (CRC), который является третьим по распространенности раком и второй по значимости причиной смерти от рака (для обоих полов вместе взятых) в Соединенных Штатах по данным Американского онкологического общества. CRC имеет несколько факторов риска, включая ВЗК, ожирение, диабет и диету с высоким содержанием жиров и белков, все из которых также связаны с дисбактериозом кишечника. Это предполагает, что дисбактериоз также может играть ключевую роль в патогенезе CRC.

У пациентов с CRC была обнаружена общая картина дисбиоза, которая включает уменьшение количества бактерий, продуцирующих бутират, наряду с увеличением доли некоторых потенциально патогенных бактерий.В различных литературных источниках было обнаружено уменьшение Proteobacteria, Bfidobacteria, Prevotella и снижение уровня продукции SCFA, в то время как наблюдается увеличение Firmicutes, Bacteroidetes, Enterobacteriaceae и Fusobacteria [41]. Различные исследования также показали, что два конкретных вида бактерий, Akkermansia muciniphila и Fusobacterium nucleatum , увеличиваются в тканях CRC [42]. Оба этих вида бактерий связаны с сильными местными воспалительными реакциями, которые могут быть связаны с заболеваниями, связанными с воспалением, и могут быть репрезентативными для высокого риска CRC. F. nucleatum также связан с повышенным количеством опухолей CRC, а также с метастазами в лимфатические узлы [42]. Было также обнаружено, что состав и количество в просвете доминантных видов микробов, наблюдаемых при CRC-ассоциированном дисбиозе, различаются в зависимости от тяжести заболевания и стадии / статуса опухоли. Значительные различия наблюдались в микробных составах слизистой и фекалий между пациентами с CRC с полипами и пациентами с опухолями, причем наиболее значительным изменением было Enterobacteriaceae, которое было увеличено в слизистой оболочке пациентов с CRC с опухолями по сравнению с пациентами с полипами, и Bacteroidetes , который был увеличен в тканях CRC с опухолями, чем в тканях без опухолей [43].

Существуют убедительные доклинические экспериментальные данные, указывающие на то, что дисбактериоз играет причинную роль в патогенезе CRC и онкогенезе у пациентов, чувствительных к CRC. Когда кишечная микробиота мышей с опухолями была трансплантирована мышам C57BL / 6 в установке GF, скорость онкогенеза в толстой кишке значительно увеличилась [44]. Манипуляции с кишечной микробиотой с помощью лечения антибиотиками также продемонстрировали важность микробиоты в статусе опухоли, показывая уменьшение количества и размера опухолей у мышей, чувствительных к CRC, при введении антибиотиков [41, 44].Эксперименты на мышах с дефицитом MyD88 показали снижение прогрессирования опухоли и неопластического развития [41] и предполагают, что MyD88 может передавать канцерогенный сигнал, который может быть одним из основных причинных факторов онкогенеза CRC.

Эксперименты с участием мышей GF, а также эксперименты с антибиотиками показывают, что изменения микробиоты кишечника во время дисбактериоза связаны с онкогенезом и, по-видимому, в значительной степени способствуют этому процессу. Различные исследования, изучающие роль дисбактериоза в развитии CRC, предложили несколько механизмов того, как это может происходить.Один из таких механизмов включает отсутствие SCFAs, количество которых в фекальной микробиоте значительно снижается в ходе развития CRC [41]. Когда бутират вводили в качестве добавки генетически восприимчивым мышам K-ras ^G12Dint , получавшим HFD, частота опухолей значительно снижалась [41], что позволяет предположить, что этот SCFA важен для защиты от онкогенеза. Другой предполагаемый механизм включает перепроизводство α-дефенсинов, которые представляют собой небольшие, богатые цистеином катионные белки, связанные с врожденным иммунитетом, которые важны для защиты от патогенов, включая многие грамотрицательные и грамположительные бактерии, грибы и вирусы в оболочке. а также участвует в передаче сигналов клеток и формировании кишечной микробиоты.У спорадических пациентов с CRC с аденоматозными полипами перепроизводство α-дефенсинов может вызывать дисбактериоз, поскольку существует корреляция, включающая уменьшение количества полезных бактерий, прикрепляющихся к слизистой оболочке, включая Bfidobacterium infantis , наряду с увеличением продукции α-дефенсина в этих пациенты [45]. Этот дисбиоз может привести к снижению регулирующей пролиферации эпителия толстой кишки, что является одним из преканцерогенных факторов, указывающих на потенциальную роль дисбактериоза в развитии CRC.Считается, что измененный метаболизм микробиоты, присутствующий при дисбиозе, высвобождает токсичные метаболиты, которые могут быть связаны с неопластическими изменениями в эпителиальных клетках кишечника. Считается, что дисбактериоз кишечника способствует обострению хронического воспаления, которое считается основной причиной развития колит-ассоциированного CRC [46]. Было высказано предположение, что усиленный иммунный ответ на антигены дисбиотической микробиоты кишечника может привести к этому хроническому, потенциально вызывающему CRC, воспалению [47].

3. Диета и микробиом

Диета является одним из наиболее важных факторов, влияющих на гомеостаз микробиоты кишечника, и она важна с рождения, как показали исследования, показывающие различный микробный состав кишечника у младенцев, находящихся на грудном вскармливании и на искусственном вскармливании [ 48]. Определенные продукты питания и диетические компоненты были исследованы, чтобы определить тип воздействия, которое они оказывают на весь организм. В течение многих лет многие исследователи во всем мире находили влияние между диетой и заболеваниями, связанными с дисбактериозом, такими как ожирение, диабет и аллергические расстройства, однако недавние исследования показывают, что диета также может влиять на такие заболевания, как ВЗК и определенные типы рака, такие как CRC.

При сравнении «западной» диеты, которая в основном состоит из животного белка с высоким содержанием сахара и насыщенных жиров, с аграрной диетой, которая в основном состоит из низкого животного белка и насыщенных жиров, а также высоких углеводов и простых сахаров, состав кишечника микробиота показала резкие различия: при анализе микробиоты людей, потребляющих западную диету, наблюдалось увеличение количества Firmicutes и Proteobacteria, а также некоторых Bacteroides, в то время как у людей, потребляющих аграрную диету, было повышенное количество актинобактерий, в основном Prevotella [49].У мышей было обнаружено, что диета с высоким содержанием жира / сахара приводит к дисбактериозу у мышей с измененной функцией барьера хозяина [2]. У людей, придерживающихся аграрной диеты, наблюдалось повышение уровня SCFA и снижение SCFAs у людей, придерживающихся западной диеты [49]. SCFA или летучие жирные кислоты синтезируются в толстой кишке в процессе ферментации пищевых волокон. Наиболее распространенные SCFAs включают уксусную, пропионовую и масляную кислоты. Считается, что SCFAs, в частности масляная кислота, защищают от появления потенциально патогенных кишечных бактерий, что указывает на то, что SCFAs могут быть регуляторным фактором возникновения дисбактериоза.Таким образом, показано, что диеты с высоким содержанием клетчатки имеют более высокое микробное разнообразие кишечника, в основном это комменсальные бактерии, что ограничивает колонизацию потенциально патогенных бактерий, которые были связаны с различными заболеваниями, такими как ВЗК и CRC.

Недавние исследования показали, что витамин D является вероятным химиопротектором и снижает риск ВЗК и колита. Было показано, что у мышей с DSS-индуцированным колитом введение витамина D приводит к лучшему восстановлению веса, а также к уменьшению кровавой диареи [50].Витамин D способствует устойчивости эпителиальных клеток к травмам и подавляет воспалительные реакции, что важно для пациентов с ВЗК [50]. Витамин D также считается фактором, регулирующим бактериальный гомеостаз кишечника. Исследования на мышах с дефицитом как витамина D, так и рецептора витамина D (VDR) показали изменения состава кишечной микробиоты с уменьшением количества Lactobacilli и Firmicutes и увеличением Clostridium и Bacteroidetes в фекальном стуле по сравнению с мышами WT [51– 54].Лактобациллы — это грамположительные ферментативные бактерии, вырабатывающие молочную кислоту, которая оказывает противовоспалительное и противоопухолевое действие, балансируя гомеостаз кишечника [51]. Дефицит витамина D с уменьшением количества бактерий, продуцирующих молочную кислоту, и увеличением количества потенциально патогенных бактерий может увеличить риск хронического воспаления и последующего развития колита, связанного с CRC. Витамин D также показал, что у мышей защищает от колонизации патогенными бактериями, поддерживая барьерную функцию кишечного эпителия [52, 53].У мышей с дефицитом витамина D возникает дисфункция кишечного эпителиального барьера, что позволяет патогенным бактериям, таким как AIEC, колонизировать кишечник, вызывая дисбактериоз и способствуя развитию воспаления, связанного с дисбактериозом, что увеличивает риск CD [52, 54].

Высокое потребление цельного зерна и пищевых волокон демонстрирует сильную обратную корреляцию с риском КРР, наряду с уменьшением воспаления и снижением риска других заболеваний, таких как сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ), диабет, прогрессирующий КРР и заболевания, связанные с ожирением [55 ].В 2011 году Всемирный фонд исследований рака / Американский институт исследований рака (WCRF / AICR) пришел к выводу, что клетчатка «вероятно» уменьшит колоректальную неоплазию, при этом клетчатка обратно пропорциональна CRC [56]. Цельное зерно богато фенольными соединениями, наиболее распространенным из которых является феруловая кислота (ФК). Волокно в цельнозерновых продуктах доставляет ЖК в кишечник, где они медленно и непрерывно высвобождаются микробиотой кишечника, которая также превращает ЖК в циркулирующую дигидроферуловую кислоту (ДГФА) [55].FA и DHFA считаются защитными от неопластических изменений эпителиальных клеток толстой кишки [57], а также повышают иммунный ответ и, как было показано, могут снизить риск заболеваний, связанных с ожирением, при длительном употреблении цельного зерна. . Повышенный уровень ЖК может иметь прямое противомикробное действие в отношении потенциально патогенных бактерий [55]. Наряду с этими кислотами, потребление цельного зерна снижает выработку TNFα вместе с увеличением количества Bacteroides и Lactobacillus, что помогает уменьшить субклиническое воспаление [55].

Уменьшение количества клетчатки связано с более высоким риском прогрессирующего CRC [58]. Было показано, что у пациентов с прогрессирующим CRC в микробиоте кишечника уменьшилось количество бактерий, продуцирующих бутират, что вызывает меньшую ферментацию SCFA в кишечнике, что может привести к образованию продвинутого CRC. Напротив, повышенное потребление клетчатки показало увеличение количества бактерий, продуцирующих бутират, и в целом сбалансированную микробиоту кишечника по сравнению с людьми с пониженным содержанием клетчатки, что указывает на важную роль клетчатки в снижении риска КРР, а также на ее роль в поддержании микробного гомеостаза кишечника [ 56, 58].Было показано, что бутират, один из наиболее важных SCFAs, обладает противоопухолевым действием, подавляя пролиферацию неопластических клеток, ограничивая ангиогенез опухоли и индуцируя апоптоз [59]. Рацион с высоким содержанием цельного зерна и клетчатки может влиять на микробиоту кишечника на уровне филума, в частности вызывая снижение Bacteroides при длительном потреблении и увеличение Bfidobacteria и Roseburia , оба из которых являются бактериями, продуцирующими бутират. влияют на иммунитет и воспалительные функции на животных моделях.В исследованиях, посвященных изучению роли диеты с высоким содержанием белка / низким содержанием углеводов (ВЭЖХ) по сравнению с диетами с высоким содержанием белка / умеренным содержанием углеводов (НРМС), присутствие клетчатки и неперевариваемых углеводов способствует предотвращению развития CRC [57]. Полагают, что это частично связано с повышенной ферментацией SCFA, которая может влиять на толстую кишку, способствуя секреции слизи и модулируя воспалительный иммунный ответ. Эти исследования также показали, что диета с ГПМЦ модулирует образование потенциально канцерогенного N-нитрозосоединения (NOC), на которое ранее считалось, что на него влияет только повышенное потребление мяса и белка, однако эти исследования показывают, что величина эффектов NOC зависит от количество съеденных углеводов; с повышенным потреблением углеводов происходит меньшее образование NOC и, следовательно, снижается риск образования CRC.Некоторые исследования показали, что влияние пищевых волокон на снижение риска колоректальной неоплазии может иметь половые различия, показывая, что мужчины могут получить больше пользы от воздействия клетчатки, чем женщины. Предполагается, что у женщин клетчатка снижает эстроген, что может защищать от неопластических изменений эпителиальных клеток [60]. Другая гипотеза относительно того, почему могут быть половые различия в влиянии клетчатки, заключается в том, что женщины более склонны к развитию чисто правосторонних (проксимальных) полипов, чем мужчины. Если волокно более эффективно предотвращает появление левосторонних (дистальных) полипов, это может объяснить, почему произошли эти различия [60, 61].

Было показано, что увеличение потребления клетчатки из фруктов и овощей обладает химиозащитным действием и связано с увеличением микробного разнообразия кишечника и снижением риска колоректального рака [56]. Было показано, что люди с диетой с высоким содержанием овощей имеют меньшую вероятность развития ВЗК, а также повышенного риска КРР [58, 59]. Большинство исследований показывают, что овощи обратно пропорциональны риску рака, однако некоторые исследования показывают, что только вареные листовые овощи имеют этот эффект, но не все овощи [62].Существует также различие между полами в потреблении фруктов и овощей, причем эти две группы продуктов обратно пропорциональны риску КРР у мужчин, но не у женщин [62]. Потребление красного вина также было изучено, чтобы показать, что его потребление может значительно изменить микробное разнообразие кишечника у людей, показывая увеличение количества пробиотических бактерий, таких как Prevotella, Proteobacteria и Bfidobacteria, и уменьшение количества потенциально патогенных бактерий, таких как Clostridium [63], которые являются наиболее распространенными. результат присутствия полифенолов в вине.Полифенолы присутствуют во многих продуктах питания, таких как вино, чай, фрукты, овощи и шоколад, и обычно попадают в толстую кишку неповрежденными, где они могут выполнять регулирующие функции и антимикробные свойства, которые изменяют микробиоту кишечника [63]. Помимо снижения риска рака, полифенолы также связаны со снижением артериального давления и уровня холестерина, а также со снижением риска сердечно-сосудистых заболеваний, включая сердечно-сосудистые заболевания, инсульт и аневризму аорты.

4. Генетика и дисбиоз

Наряду с факторами окружающей среды, такими как диета, генетические компоненты также сильно связаны с развитием дисбиоза.Это наиболее распространено при дисбактериозе, связанном с CD. Используя общегеномные исследования ассоциации (GWAS), в настоящее время существует более 160 локусов, связанных с ВЗК, однако в этом обзоре рассматриваются только варианты IL-10 / IL-10R, которые были связаны с ранним началом ВЗК, а также варианты. NOD2 и ATG16L1, двух наиболее изученных генов восприимчивости к IBD и связанных с ними белков, которые, как было обнаружено, увеличивают риск CD через измененное взаимодействие с микробиотой кишечника.

NOD2

Первый идентифицированный ген восприимчивости к CD, домен нуклеотидной олигомеризации 2 (NOD2), также известный как NOD2 / CARD15 (белок 15, содержащий домен рекрутирования CAspase), расположен на хромосоме человека 16q12 и синтезирует белок NOD2, который действует как тип белка. патоген-ассоциированный молекулярный паттерн (PAMP) и специфически распознает мурамилдипептид (MDP), который является компонентом клеточной стенки бактериального пептидогликана, присутствующего как у грамположительных, так и у грамотрицательных бактерий.NOD2 экспрессируется во многих типах клеток, включая дендритные клетки, макрофаги, клетки Панета, а также эпителиальные клетки кишечника и эпителиальные клетки в легких и полости рта [64]. Белок NOD2 важен для врожденного иммунитета и микробной регуляции, где он участвует в распознавании патогенов и защите от этих организмов [65]. MDP связывает и активирует NOD2, который затем локализуется на плазматической мембране и инициирует сигнальные каскады, рекрутируя рецептор-взаимодействующий белок 2 (RIP2), с последующей активацией митоген-активируемой протеинкиназы (MAPK) и ядерного фактора каппа B (NF-κB). каскады, приводящие к высвобождению провоспалительных молекул, помогающих убить патогенные бактерии [66].NOD2 также необходим для экспрессии дефенсинов специализированными эпителиальными клетками, называемыми клетками Панета, которые расположены в криптах тонкого кишечника [65]. Более того, NOD2 важен для индукции аутофагии в эпителиальных клетках, направляя ATG16L1 (связанный с аутофагией 16-подобный 1) белок к плазматической мембране, чтобы индуцировать образование аутофагосом [66] []. Функционирование NOD2 важно как для грамположительной, так и для -отрицательной регуляции бактерий и помогает предотвратить колонизацию патогенными бактериями и дисбактериоз.

Нормальные и измененные функции NOD2

A. Нормальные функции NOD2. Нормальный вариант NOD2 активируется мурамилдипептидом, который является компонентом стенок бактериальных клеток. Активированный NOD2 рекрутирует взаимодействующий с рецептором белок 2 (PIP2), который затем активирует каскады митоген-активированной протеинкиназы (MAPK) и ядерного фактора каппа B (NFκB). Это приводит к высвобождению провоспалительных молекул, которые помогают убить патогенные бактерии ( Left ). Активированный NOD2 также направляет связанный с аутофагией 16-подобный 1 (ATG16L1) белок из цитоплазмы в плазматическую мембрану, чтобы инициировать образование аутофагосом ( Right ).

B. Мутировавшие варианты NOD2 вызывают ухудшение восприятия и распознавания MDP. Без этой активации не происходит RIP2 и результирующее высвобождение цитокинов ( Left ). Без активного NOD2 ATG16L1 не направляется к плазматической мембране и остается в цитозоле, что нарушает образование аутофагосом и приводит к нарушению уничтожения вторгающихся бактерий ( Right ). Варианты NOD2 и их нарушение клеточных функций могут приводить к дисбактериозу кишечного эпителия и связаны с более ранним началом болезни Крона подвздошной кишки.

Существует три варианта гена NOD2, которые связаны с повышенным риском восприимчивости к CD: две миссенс-мутации (R702W и G908R) и одна мутация сдвига рамки считывания (L1007fsinsC) [66]. Эти вариации изменяют домен богатых лейцином повторов (LRR) или соседнюю область, что вызывает значительное снижение или полную потерю функции NOD2 [67]. NOD2 важен для регулирования кишечной микробиоты в кишечнике, регулируя колонизацию и подавляя условно-патогенные микроорганизмы. Было показано, что мыши NOD2 WT быстро очищают патогены, такие как Helicobacter hepaticus , однако у мышей NOD2 KO клиренс этого патогена был задержан и увеличилось количество H.hepaticus в терминальном отделе подвздошной кишки был значительно выше, чем у мышей WT [68]. Без NOD2 нарушается восприятие и распознавание бактериального MDP, и эти бактерии не могут быть нейтрализованы, поэтому они продолжают расти в кишечнике, вызывая дисбактериоз. Этот дисбактериоз изменяет микробные взаимодействия хозяина в слизистой оболочке подвздошной кишки, что приводит к усилению воспалительной реакции, которая может привести к БК. У людей мутации NOD2, в частности мутация NOD2 со сдвигом рамки считывания, тесно связаны со снижением экспрессии α-дефенсина в клетках Панета, что ухудшает его антибактериальную функцию, увеличивает риск инфекции и приводит к усилению воспаления, связанного с CD [ 64].Мутации NOD2 также могут нарушать аутофагию: вариант NOD2 со сдвигом рамки считывания (L1007fsinsC) и белок ATG16L1, его проводники, остаются в цитозоле и никогда не локализуются на плазматической мембране для инициации образования аутофагосом [66]. У людей, гомозиготных по одному из трех основных вариантов NOD2 (R702W, G908R и L1007fsinsC), риск БК увеличивается в 20 раз, однако менее двадцати процентов пациентов с БК гомозиготны по варианту NOD2 [69], что показывает, что Варианты NOD2 не являются единственными причинными факторами CD.Однако эти три варианта NOD2 связаны с возникновением фибростенотической CD тонкой кишки [70].

NOD2 и комменсальные бактерии регулируют друг друга. У мышей без микробов (GF) экспрессия NOD2 в терминальном отделе подвздошной кишки была ниже по сравнению с мышами SPF [71]. После того, как мышей GF восстановили комменсальными бактериями, уровни экспрессии NOD2 в подвздошной кишке значительно увеличились, что указывает на то, что комменсальные бактерии положительно регулируют NOD2, в то время как функция NOD2 отрицательно регулирует комменсальную флору [71].Без этих отношений нарушается гомеостаз кишечника или дисбактериоз. У мышей с нокаутом NOD2 (- / -) обнаружен дисбактериоз в терминальном отделе подвздошной кишки с увеличением количества комменсальных бактерий наряду с повышением восприимчивости к патогенным бактериям. Это связано с неспособностью регулировать комменсальные бактерии и предотвращать колонизацию патогенных бактерий. У мышей NOD2 — / — измененная микробиота кишечника наблюдалась в слизистой оболочке терминальной части подвздошной кишки, в основном состоящая из увеличения Bacteroides и Firmicutes по сравнению с мышами NOD2 WT, у которых было едва обнаруживаемое количество этих родов бактерий [68, 72].Эти данные также коррелируют с тем, что наблюдалось у людей с дефицитом NOD2 [60]. Было также показано, что у мышей с CD-ассоциированными вариантами NOD2 увеличилось количество Enterobacteriaceae [73]. Существует также эффект дозировки аллелей, который наблюдается при дефиците NOD2, со значительной корреляцией между количеством аллелей риска NOD2 и повышенным количеством присутствующих Enterobacteriaceae [73]. Пациенты с CD, у которых есть мутации NOD2, показали неэффективное распознавание Mycobacterium avium paratuberculosis (MAP), патогенной бактерии, которая обнаружена у значительного меньшинства пациентов и может быть связана с образованием гранулемы [74].

ATG16L1

Ген ATG16L1 кодирует белок ATG16L1, который важен для аутофагии и образования аутофагосом [66]. ATG16L1 экспрессируется в кишечном эпителии, антигенпрезентирующих клетках, Т-клетках и В-клетках [65]. Обычно он обнаруживается в цитозоле до тех пор, пока он не рекрутируется NOD2 и не направляется к плазматической мембране, где он рекрутирует 1A / 1B-легкую цепь 3 (LC3) для инициации образования аутофагосом [66]. Было также показано, что ATG16L1 играет роль как у мышей, так и у людей, регулируя секрецию гранул в клетках Панета, что может влиять на состав микробиоты кишечника [75].

Однонуклеотидный полиморфизм (SNP) в гене ATG16L1, который изменяет треонин на аланин (T300A), вызывает снижение или отсутствие экспрессии белка ATG16L1 [66]. Как у людей, так и у мышей, гомозиготных по аллелю риска, не было аномалий морфологии подвздошной кишки, но были выявлены аномалии секреции гранул клеток Панета [75]. С истощением ATG16L1 в клетках Панета значительно уменьшилось количество антибактериальных гранул, которые он обычно секретирует, что вызывает нарушение регуляции микробиоты в кишечнике и может привести к CD-ассоциированному дисбиозу.Уменьшение или отсутствие ATG16L1 также вызывает нарушение роли NOD2 в формировании аутофагосом, которая является ATG16L1-зависимой для этого процесса. Без ATG16L1 происходит отсутствие инфицированной бактериями цитоплазматической аутофагии, что дает вторгшимся бактериям возможность чрезмерно колонизировать и приводить к дисбактериозу эпителия кишечника, что может привести к воспалению и повышенному риску развития БК.

Подобно полиморфизму NOD2, варианты ATG16L1 связаны с нарушением бактериального клиренса посредством аутофагии против внутриклеточных бактерий, а также имеют эффект дозировки аллелей на кишечную микробиоту [76].Было показано, что дефицит ATG16L1 связан с увеличением восприимчивости к штамму Helicobacter pylori s1m1, что приводит к хроническому воспалению, которое может создавать проканцерогенную среду [77]. Также было замечено, что в клетках с дефицитом ATG16L1 наблюдалось значительное увеличение адгезивно-инвазивного штамма LF82 E. coli (AIEC), который был выделен из илеоцекальных поражений пациентов с БК с активным воспалением [78]. Другая работа показала, что снижение аутофагии подвздошных бактерий в ATG16L1-дефицитных клетках не является патоген-специфичным [76, 78].Следует отметить, что дефицит ATG16L1 связан с повышенной инвазией условно-патогенных микроорганизмов, некоторые из которых были протестированы, это Mycobacterium tuberculosis и Streptococcus pyrogenes [78]. Повышенное количество внутриклеточных патогенных бактерий вызывает дисбаланс в микробиоте кишечника, этот дисбактериоз затем может привести к хроническому воспалению, которое увеличивает риск развития таких заболеваний, как ВЗК, и может стать канцерогенной средой.

IL-10 / IL-10R

IL-10 (интерлейкин-10) представляет собой противовоспалительный цитокин, который секретируется в основном моноцитами / макрофагами, но также может продуцироваться лимфоцитами, такими как клетки Th3 и некоторые регуляторные Т-клетки. / В-клетки.Экспрессия IL-10 важна для иммунного гомеостаза слизистых оболочек в желудочно-кишечном тракте как мышей, так и людей, где он инициирует каскад, чтобы в конечном итоге ограничить чрезмерные иммунные ответы и воспаление кишечника. Этот каскад инициируется, когда IL-10 связывается с IL-10R (рецептор IL-10), который представляет собой белок, состоящий из двух альфа (IL-10RA) и двух бета (IL-10RB) субъединиц. Когда IL-10 связывается с этими рецепторами, активация JAK1 и TYK2 приводит к фосфорилированию STAT3, который затем перемещается в ядро ​​и подавляет экспрессию провоспалительных генов [79].Этот каскад важен для ограничения избыточного количества клеток Th27 (Т-хелперов 17) в слизистой оболочке, чрезмерное размножение которых связано с CD [79, 80]. IL-10 также ограничивает секрецию провоспалительных цитокинов, таких как TNFα и IL-12, которые способствуют вредному воспалению в кишечнике [81].

Генетические мутации в генах IL-10 и IL-10R приводят к потере функциональных мутаций в белках IL-10 и IL-10R, соответственно, и были связаны с ранним началом IBD (EO-IBD), которые может поражать детей в возрасте от нескольких месяцев до восемнадцати лет.Наряду с ВЗК и воспалением толстой кишки у пациентов с ЭО-ВЗК могут также развиваться перианальные заболевания, респираторные заболевания, артрит, а также могут быть абсцессы, свищи и язвы слизистой оболочки кишечника [82, 83]. Сообщалось о большом количестве мутаций белковых субъединиц IL-10R, начиная от аминокислотных замен, делеций, точечных мутаций и мутаций сдвига рамки считывания, приводящих к преждевременному стоп-кодону [79, 83]. Эти мутации вызывают дефект в IL-10-опосредованном противовоспалительном сигнальном каскаде как у мышей, так и у людей с IL-10R — / -, что приводит к тяжелому воспалению кишечника и увеличению провоспалительных цитокинов, особенно к увеличению TNFα, из периферической крови. мононуклеарные клетки [81, 84].Отсутствие противовоспалительного ответа и последующее увеличение провоспалительных цитокинов особенно сильно проявляется в кишечнике, где присутствие комменсальных бактерий приводит к сильному нерегулируемому иммунному ответу, который вызывает гипервоспалительное состояние и приводит к развитию раннего воспалительного процесса. начало ВЗК [79–81, 83]. Потеря сигнального каскада IL-10 на врожденных клетках также может нарушать перекрестные помехи с Т-клетками, что приводит к дальнейшему нарушению иммунного баланса слизистой оболочки и в большей степени способствует воспалению кишечника [80].

Пациенты с ЭО-ВЗК обычно не реагируют на иммуносупрессивные препараты, такие как кортикостероиды и талидомид [81, 82], однако, поскольку дефекты у пациентов с метаболическим путем IL-10 / IL-10R связаны с клетками гемопоэтического происхождения, аллогенными гемопоэтическими стволовыми клетками. Трансплантация (ТГСК) была предпочтительным вариантом лечения. ТГСК как от семейных, так и от неродственных доноров до сих пор показала себя успешной, у пациентов с ЭО-ВЗК наступала ремиссия [81, 82]. Этот вариант лечения кажется многообещающим, однако один обзор показал, что частота отторжения первичного трансплантата была высокой, и предполагает, что пациенты с EO-IBD имеют режим трансплантации гаплоидентичного костного мозга с Т-клетками и посттрансплантационным циклофосфамидом для снижения частоты отказа [83].

5. Симбиотическое вмешательство

Значительный прогресс, достигнутый за последние годы в понимании перекрестных помех между хозяином и микробами, профилей / сигнатур микробиома и молекулярных методов исследования кишечной микробиоты, облегчил разработку и проведение мероприятий по обращению вспять побочных эффектов, опосредованных микробиотой. во время болезненного состояния. Классические вмешательства включают такие соединения, как диета (как описано в разделе выше) и антибиотики, которые оказывают прямое воздействие на гомеостаз микробиома кишечника.В качестве альтернативы, можно также прямо или косвенно ввести экзогенные бактерии для воздействия на эндогенную кишечную бактериальную флору хозяина и ее изменения. Они могут проявляться в форме пробиотиков, трансплантации фекальной микробиоты и изменений окружающей среды в бактериальной флоре, которые создают симбиотическое вмешательство со своими преимуществами и недостатками []. Они могут оказывать сильное воздействие на хозяина и микробное сообщество кишечника, например: 1) облегчение образования биопленок за счет усиления микробной коагрегации, 2) производство бактериоцинов, обладающих избирательным антимикробным действием, 3) стимуляция иммунитета хозяина и 4) усиление барьерной функции кишечника через эпителиальные клетки хозяина.

Преимущества и недостатки различных симбиотических вмешательств микробной флоры кишечника

Экзогенные бактерии могут влиять на дисбиотический кишечник для восстановления здоровой флоры. Эти экзогенные бактерии могут быть введены в виде пробиотиков или трансплантации фекальной микробиоты, что имеет свои преимущества и недостатки. Микробы, присутствующие в окружающей среде, также могут изменять состав эндогенного микробиома кишечника и обеспечивать восприимчивость к болезням или защиту.

Пробиотики

Пробиотики — это живые, в основном грамположительные бактерии (например, Bifidobacteriaum spp ., Lactobacillus spp ., Lactococcus spp ., Pediococcus spp . И другие непатогенные штаммы E и другие непатогенные штаммы E. coli ). Обычно они способствуют целостности кишечного барьера, предотвращают бактериальную транслокацию в кишечнике и уменьшают воспалительную реакцию. Однако было высказано предположение, что эффекты пробиотиков могут быть временными, поскольку было показано, что введение Lactobacillus plantarum может привести к увеличению количества Lactobacillus в кале с течением времени, но не в биопсии кишечника [ 85].Тем не менее, хотя и преходящий, ответ in vivo человека показал, что эффекты L. plantarum могут быть драматичными для хозяина, чтобы установить иммунную толерантность путем изменения профиля экспрессии гена слизистой оболочки кишечника, в основном с участием NF-kB-зависимого пути [ 86]. Помимо изменений в транскриптоме гена-хозяина, пиросеквенирование фекалий здоровых людей, получавших пробиотики (три пробиотических штамма: Lactobacillus rhamnosus CNCM I-4036, Lactobacillus paracasei CNCM I-4034 и Bifidobacterium breve CNCM I-4035). сообщалось об изменении общей численности кишечной флоры в здоровых условиях [87].

В контексте болезни пробиотики в форме ферментированного молока могут вызывать увеличение веса у людей с тяжелым острым недоеданием, модулируя эндогенную микробиоту кишечника [88]. Это будет полезно для развивающихся стран с высоким риском недоедания, особенно у детей. Однако введение других определенных штаммов пробиотиков может иметь эффект против ожирения. Например, потребление L. plantarum и L. gasseri приведет к потере веса за счет подавления нескольких гормональных путей [88].Это означает, что разные штаммы пробиотиков могут оказывать разные эффекты, и, следовательно, тип бактерий, которые нужно добавлять, необходимо тщательно охарактеризовать и выбрать для достижения желаемого эффекта. Этим Шен и др. Недавно продемонстрировали доказательную концепцию, в которой определенный консорциум из 8 бактерий (измененная флора Шадлера; АЧС) может снизить нейротоксичность и энцефалопатию, связанные с гипераммонемией [89]. Эти АЧС обладают минимальным эффектом уреазы, и заселение этого консорциума способствовало созданию нового сообщества бактерий, которое способствует долгосрочному снижению активности уреазы и выработке аммиака.Это приводит к снижению выработки аммиака и диоксида углерода в результате метаболизма мочевины, полученной из организма хозяина, уреазой бактериального происхождения. Аналогичным образом при воспалении кишечника молочный продукт с пятью бактериальными штаммами, как сообщается, улучшает степень колита у мышей T-bet — / — × Rag2 — / — за счет изменения эндогенного бактериального состава кишечника [90]. Недавние последующие исследования той же группы впоследствии идентифицировали Lactococcus lactis I-1631 одного достаточно для облегчения колита, что было проверено на трех доклинических моделях колита на мышах [91].Колонизация L. lactis в кишечнике не является необходимой для лечения колита, скорее, опосредованный лизоцимом лизис хозяина во время колита приводит к высвобождению супероксиддисмутазы L. lactis , что снижает окислительный стресс во время воспаления. Это говорит о том, что бактерии могут приносить пользу хозяину, но для проявления этих полезных эффектов потребуются определенные производные от хозяина факторы.

Недостаток пробиотиков более количественный. Пероральные дозы пробиотиков значительно меньше (обычно в 3-4 раза), чем те, которые присутствуют в толстой кишке, и количество, которое в конечном итоге достигнет толстой кишки, будет еще больше уменьшаться при прохождении через тяжелые условия желудка и тонкой кишки.Кроме того, большинство используемых штаммов пробиотиков происходят из кишечника (например, Lactobacilli , Bifidobacteria и Escherichia ). Эти штаммы могли потерять свою адаптацию к кишечной среде во время культивирования ex vivo .

Трансплантация фекальной микробиоты

Трансплантация фекальной микробиоты (FMT; также известна как фекальная бактериотерапия или инфузия фекалий) — новый метод лечения пациентов с дисбактериозом. В этом методе используется принцип прививки микробиоты от здоровых доноров пациенту-реципиенту для повторного введения или восстановления стабильной среды, которая влияет как на эндогенные микробы, так и на хозяина.Отношения между донором и пациентом, по-видимому, не влияют на результат [92,93]. Первоначально FMT проводился с помощью фекальных клизм, впоследствии также с помощью назодуоденальных трубок (1991 г.) и колоноскопии (2000 г.). Недавние сообщения продемонстрировали разработку капсулированного замороженного инокулята, который можно вводить перорально без явных побочных эффектов и, таким образом, избежать ненужных инвазивных желудочно-кишечных процедур (2012) [94].

Примечательно, что лучший пример того, как FMT может облегчить течение болезни, — это инфекция Clostridium difficile (CDI), показатель излечения которого превышает 90–95% во всем мире [95].Пациенты с ИКД обычно продолжают принимать противомикробные препараты до 2–3 дней до FMT. Донорский стул, который обычно обрабатывают и используют в течение 8 часов после пассажа, суспендируют в небактериостатическом солевом растворе и фильтруют для удаления крупных твердых частиц. Пост-FMT приводит к размножению и восстановлению бактерий, полученных от донора, у пациента в течение от 2 недель до 1 месяца [96]. В настоящее время FMT рассматривается при других заболеваниях, таких как инсулинорезистентность, а также IBD [26, 97]. У пациентов с ВЗК, получающих FMT, может развиться лихорадка и временное снижение уровня С-реактивного белка [98].Временная характеристика FMT у пациентов с ВЗК показала сдвиг в сторону донорских филотипов реципиента, включая Faecalibacterium prausnitzii , Rosebura faecis и Bacteroides ovatus , которые продуцируют противовоспалительные и / или короткоцепочечные жирные кислоты. Этот эффект может проявиться через 3 дня после трансплантации и сохраняться до 12 недель [98]. Таким образом, такой анализ микробного профиля после FMT с временным разрешением может быть использован для определения эффективности колонизации и мониторинга успешности FMT.

Однако вероятность успеха FMT при ВЗК намного ниже, чем при сравнении с ИКД: 62–71% пациентов с ВЗК достигают разрешения или уменьшения симптомов [97]. Данные, собранные для FMT при ВЗК, обычно выполняются на небольших когортах и, следовательно, также не имеют стандартизированных процедур, включая отбор доноров и подготовку образцов. Другой проблемой для FMT при ВЗК является способ введения, который будет зависеть от типа дисбактериоза. Например, Bacteroidetes может быть разрушен желудочной кислотой, и, таким образом, использование более низкого пути введения будет предпочтительным при выполнении FMT.Напротив, переход через верхние отделы желудочно-кишечного тракта необходим для того, чтобы определенные спорообразующие Firmicutes были эффективны функционально [99]. Другие общие проблемы, связанные с FMT, включают безопасность, стоимость, этическое принятие и риски, включая возможную передачу инфекционных агентов.

Экологические вмешательства

Окружающая среда оказывает глубокое влияние на микробиоту кишечника, обеспечивая общий гомеостаз, который начинается сразу после рождения. Состав / профиль микробиома детей, родившихся с помощью кесарева сечения, отличался от тех, которые родились естественным путем; первые сначала подвергаются воздействию бактерий из больничной среды, тогда как вторые сначала колонизируются материнскими фекальными и вагинальными бактериями [100].Было показано, что у детей, рожденных после кесарева сечения, отсутствует видов бифидобактерий, видов, которые важны для развития постнатального иммунитета, по сравнению с младенцами, родившимися через естественные родовые пути, у которых наблюдается преобладание этих видов [101].

Постнатально «гипотеза гигиены» впоследствии определяет развитие и изменения гомеостаза кишечника. Он основан на необходимости для развивающихся младенцев подвергаться воздействию большого количества как патогенных, так и комменсальных микроорганизмов, чтобы их иммунная система развивалась и функционировала должным образом.Это, очевидно, подтверждается многими исследованиями с использованием моделей на животных, демонстрирующих, как отсутствие воздействия микробов в раннем возрасте влияет не только на развитие иммунитета, но также контролирует созревание и функцию других органов, включая центральную нервную систему. Воздействие микробов в раннем возрасте оказывает стойкое воздействие на инвариантные естественные Т-клетки-киллеры (iNKT) и реакцию на такие заболевания, как ВЗК и астма [102]. У поросят микробное разнообразие окружающей среды влияет на количество CD4 ⁺ , CD4 ⁺ CD25 ⁺ эффекторных Т-клеток и CD4 ⁺ CD25 ⁺ Foxp3 ⁺ регуляторных Т-клеток, а также сыворотки. Ответ антител IgG [103].Вклад микробов окружающей среды в развитие болезни также очевиден во многих спонтанных моделях ВЗК, таких как α-цепь Т-клеточного рецептора (TCR-α) — / — мышей, у которых заболевание развивается не в условиях GF, а, скорее, в SPF и CV среды [102]. Помимо контроля иммунного ответа, микробы окружающей среды также влияют на развитие и функцию клеток-хозяев. Недавно Erny et al. Сообщили, что мыши GF обнаруживают глобальные дефекты в микроглии, а также в морфологии и нарушают клеточные сети [104].Они определили, что микробная продукция SCFA и продукты ферментации микробиоты присутствуют у мышей SPF, но не GF, и являются ключевыми детерминантами этой причины, поскольку повторное введение этих компонентов в мыши GF может спасти фенотип.

В более позднем возрасте такой образ жизни также может способствовать развитию дисбактериоза, связанного с окружающей средой. Например, кишечная микробиота людей и мышей демонстрирует суточные колебания, на которые могут влиять ритмы кормления или индукция смены часовых поясов.Смена часовых поясов вызывает дисбактериоз как у человека, так и у мышей и приводит к непереносимости глюкозы и ожирению [105]. Перенос аберрантной флоры через FMT мышам GF приведет к такому же фенотипу. В совокупности все эти примеры показывают, что изменение микробного статуса окружающей среды может либо способствовать развитию болезни, либо обеспечивать защиту. Улучшение нашего понимания всех этих факторов, а также создание основных исследовательских групп микробиома, таких как Проект человеческого микробиома, поддерживаемый Национальными институтами здравоохранения (NIH) в США, и проект MetaHIT (Метагеномика кишечного тракта человека), учрежденный Международный консорциум микробиома человека (IHMC) в Европе поможет лучше облегчить разработку плана вмешательства против дисбактериоза.

Границы | NLR и воспалительные заболевания, связанные с дисбактериозом кишечника: движущие силы или препятствия?

Введение

Здоровый кишечник человека заселен несколькими микроорганизмами, включая грибы, вирусы и бактерии, принадлежащие к разным семействам (1). Исследования микробиома кишечника показывают большое количество бактерий из семейств Bacteroidaceae, Prevotellaceae, Rikenellaceae и Ruminococcaceae в толстой кишке (2). С другой стороны, тонкий кишечник в основном заселен бактериями из семейств Lactobacillaceae и Enterobacteriaceae (3).В последние годы секвенирующий анализ гена 16S рРНК выявил связь между микробиотой кишечника и воспалительными заболеваниями (4). Изменения в составе кишечной микробиоты, процесс, называемый дисбиозом, играют ключевую роль в патогенезе воспалительных заболеваний, таких как ревматоидный артрит (5), атеросклероз (6), язвенный колит, болезнь Крона (7) и сахарный диабет. типа 1 и 2 (8, 9). Соответственно, модуляция микробиоты кишечника пребиотиками и пробиотиками в качестве профилактических или терапевтических стратегий для смягчения патогенеза воспалительных заболеваний все чаще исследуется (10).

Рецепторы врожденного иммунитета, также называемые рецепторами распознавания образов (PRR), экспрессируются несколькими клетками и участвуют в распознавании микробных продуктов или эндогенных собственных молекул. PRR являются ключевыми компонентами патогенеза воспалительных и аутоиммунных заболеваний (11, 12). Толл-подобные рецепторы (TLR) и NOD-подобные рецепторы (NLR) относятся к основным семействам, составляющим суперсемейство PRR (13). В процессе дисбактериоза увеличенное количество патобионтных бактерий модулирует экспрессию и активацию TLR, что приводит к провоспалительной реакции в кишечнике и вне кишечника (14, 15).С другой стороны, NLR имеют либо положительные, либо вредные эффекты, которые зависят от антимикробных факторов и провоспалительного цитокинового профиля после активации микробиоты кишечника. В этом мини-обзоре подчеркивается различная роль NLR в метаболических и воспалительных заболеваниях, связанных с дисбактериозом кишечника.

Дисбактериоз кишечника при воспалительных заболеваниях

Микробиота кишечника в гомеостазе напрямую связана со здоровьем хозяина. Кишечная микробиота влияет на метаболизм хозяина (16), иммунную систему (17, 18), микробицидные механизмы кишечника (19) и поддерживает кишечный барьер (20).Многие исследования показывают, что факторы окружающей среды, такие как использование антибиотиков (21, 22), диета (23) и стресс (24), могут изменить микробиоту кишечника, увеличивая количество патобионтических бактерий за счет комменсальных бактерий, процесс, известный как дисбиоз ( 25). Дисбактериоз кишечника способствует развитию ряда аутоиммунных, воспалительных и метаболических заболеваний, таких как ревматоидный артрит (РА), воспалительные заболевания кишечника (ВЗК) и сахарный диабет (26, 27). Однако во многих случаях, например, при ВЗК, еще не известно, является ли дисбактериоз причиной или следствием заболевания (28, 29).Точная роль микробиоты кишечника в патогенезе РА также полностью не изучена. Однако у мышей без микробов (GF) наблюдается задержка развития RA по сравнению с контрольной группой (30). На ранних стадиях РА было зарегистрировано уменьшение количества некоторых комменсальных бактерий, таких как бактерии, принадлежащие к роду Bifidobacteria и Bacteroides , и увеличение количества Escherichia coli и Proteus mirabilis (31, 32). . Кроме того, у пациентов с РА наблюдается повышение уровня Prevotella copri (), а также анти- P.copri IgA и IgG, что позволяет предположить, что эти бактерии могут вносить вклад в патогенез РА (33).

Воспалительные заболевания кишечника, такие как болезнь Крона (БК) и язвенный колит (ЯК), поражают около 3 миллионов человек в Европе и США, причем высокая и ускоренная заболеваемость наблюдается в развивающихся странах (34, 35). Хотя этиология все еще не ясна, генетическая предрасположенность и факторы окружающей среды, такие как диета и использование антибиотиков, являются триггерами этих заболеваний, которые в основном характеризуются хроническим воспалением кишечника (34, 36).Кроме того, нарушение эпителиального барьера и дисбактериоз кишечника широко сообщается у пациентов и в экспериментальных моделях желудочно-кишечных инфекций (37, 38), включая пациентов с ВЗК (39, 40). Метагеномный анализ 16S рРНК показал, что микробиота, присутствующая в кале мышей с ЯК, сильно отличается от микробиоты в кале здоровых мышей, в основном увеличением видов филума Verrucomicrobia и уменьшением Tenericutes у мышей с колитом, что коррелирует с с более высоким показателем заболевания (41, 42).Увеличение количества энтеробактерий наблюдается в образцах кала пациентов с CD (43). Численность Escherichia и Shigella также увеличивается в этом состоянии по сравнению со здоровыми людьми. Кроме того, сообщалось о снижении количества родов Roseburia, Coprococcus и Ruminococcus , которые являются важными продуцентами бутирата (44, 45). Анализ биопсии толстой кишки у пациентов с ВЗК также показывает снижение количества Firmicutes и увеличение количества Bacteroidetes (46), а у пациентов с ВЗК наблюдается повышенное производство биопленок штаммов Enterococcus по сравнению со штаммами из контрольной группы (47).

Несбалансированная микробиота кишечника и изменения барьерной функции кишечника также тесно связаны с патогенезом сахарного диабета (СД) (48). СД включает группу метаболических заболеваний, характеризующихся в основном хронической гипергликемией, возникающей в результате нарушения секреции и / или функциональности инсулина (49). При диабете 1 типа (T1D), также называемом аутоиммунным диабетом, присутствуют аутоантитела, и аутореактивные лимфоциты опосредуют разрушение β-клеток поджелудочной железы, что приводит к полному дефициту инсулина (50).Влияние микробиоты на развитие T1D было продемонстрировано на мышах с дефицитом Myd88 и диабетом без ожирения (NOD), выведенных в условиях, свободных от патогенов (SPF) или микробов (GF). Принимая во внимание, что мыши SPF NOD.Myd88 ^{— / —} защищены от T1D, у мышей в условиях GF развивается T1D, показывая, что защитные эффекты Myd88 зависят от присутствия микробиоты кишечника (51). В этом контексте многие исследования показали различия в составе микробиоты между диабетиками и недиабетическими пациентами, предполагая, что эти изменения связаны с развитием и тяжестью СД1 (52, 53).Исследования бактериального протеома показывают высокое обогащение белками Clostridium и Bacteroides у детей с СД1, тогда как контрольная группа демонстрирует большее обогащение белками Bifidobacterium (54). Кроме того, снижение количества видов, продуцирующих лактат и бутират, таких как B. adolescentis , связано с аутоиммунитетом T1D (55).

В моделях диабета 2 типа (T2D) дисбиоз кишечника усугубляет воспалительный процесс, увеличивает проницаемость кишечника, а также изменяет метаболизм короткоцепочечных жирных кислот, которые важны для инсулинорезистентности (56), в дополнение к ускорению развития ожирение, ретинопатия и нефропатия (57).У пациентов с сахарным диабетом 2 типа чрезмерное потребление углеводов и белков связано с дисбалансом микробиоты кишечника, с увеличением рода Clostridium и уменьшением Bifidobacterium spp. и Lactobacillus , помимо непереносимости глюкозы (58). Более того, в экспериментальных моделях СД2 введение бактерий рода Bifidobacterium улучшает толерантность к глюкозе и придает защитную роль в развитии СД2 (59, 60).Точно так же введение Bacteroides acidifaciens снижает инсулинорезистентность и даже предотвращает ожирение (61).

Рецепторы врожденного иммунитета, такие как NLR, играют решающую роль в защите кишечного барьера от различных микроорганизмов из окружающей среды. Эти рецепторы также модулируют микробный состав кишечника, что связано с развитием воспалительных заболеваний (62).

Защитная роль NLR в гомеостазе кишечной микробиоты и ВЗК

Компоненты врожденной иммунной системы являются первым барьером против инфекций и распознают гибель клеток, вызывая быстрый иммунный ответ за счет распознавания молекулярных паттернов, ассоциированных с патогенами (PAMP) и молекулярных паттернов, связанных с повреждениями (DAMP), соответственно (63).NLR являются частью множества рецепторов врожденного иммунитета, расположенных во внутриклеточной среде, и инициируют воспалительные процессы. NOD1 и NOD2, центральные члены NLR, в основном распознают бактериальный пептидогликан и, таким образом, индуцируют транскрипцию генов NF-kB и митоген-активируемых протеинкиназ (MAPK), активируя экспрессию провоспалительных факторов различными клетками (13).

Рецептор NOD1 обнаруживает гамма-D-глутамил-мезо-диаминопимелиновую кислоту (γ iE-DAP), пептид, обнаруживаемый в основном в грамотрицательных бактериях, но также и в группах грамположительных бактерий, таких как Listeria spp.и Bacillus spp (64–66). В отсутствие NOD1 происходит размножение некоторых кишечных бактерий, таких как Clostridiales , Bacteroides spp., Сегментированные нитчатые бактерии (SFB) и Enterobacteriaceae. Рецептор NOD2 обнаруживает мурамилдипептид (MDP), присутствующий в бактериальном пептидогликане, и является наиболее важным рецептором в контроле гомеостаза кишечника (67). Этот рецептор контролирует комменсальную микробиоту и устранение патогенных бактерий в криптах кишечника, сводя к минимуму риск воспаления кишечника и колоректального рака (68–70).Интересно, что экспрессия NOD2 зависит от присутствия кишечных комменсальных бактерий, что указывает на положительную обратную связь. Дефицит NOD2 нарушает это гомеостатическое взаимодействие, что приводит к дисбактериозу кишечника и повышенной восприимчивости к ВЗК (69).

Другие NLR также играют важную роль в гомеостазе кишечника. Активация семейства NOD-подобных рецепторов — пиринового домена, содержащего 6 (NLRP6), посредством олигомеризации и сборки белков с комплексом инфламмасом — активирует каспазу-1 и приводит к синтезу IL-1β и IL-18 в эпителии кишечника (71 ).Дефицит NLRP6 в эпителиальных клетках толстой кишки мышей снижает уровень IL-18, способствует дисбактериозу кишечника и увеличивает риск колита (72, 73). IL-18, секретируемый эпителиальными клетками, стимулирует барьерную функцию и регенерацию эпителиальных клеток (73). Кроме того, сама комменсальная микробиота активирует инфламмасому NLRP6, что приводит к выработке слизи бокаловидными клетками и антимикробными пептидами, поддерживая здоровый состав кишечной микробиоты (74).

NLRP3, другой тип NLR, высоко экспрессируется в моноцитарной линии (75) и способствует большей продукции IL-1β по сравнению с IL-18, что приводит к изменениям в составе кишечной микробиоты (76).В нормальных условиях у мышей с дефицитом NLRP3 наблюдается дисбиоз кишечника, связанный с чрезмерным ростом Prevotellaceae и Bacteroidetes (77), тогда как соотношение между Firmicutes и Bacterioidetes уменьшается (78). В отличие от других NLR, NLRP12 обладает противовоспалительным действием, ингибируя канонический и неканонический NF-κB; снижение выработки воспалительных цитокинов, хемокинов и онкогенных факторов (79–82) и контроль инфекции грамотрицательными бактериями (83). Дефицит NLRP12 на модели колита, индуцированного декстран-сульфатом натрия (DSS), способствует воспалению толстой кишки, снижает разнообразие кишечной микробиоты и увеличивает количество колитогенных бактерий, таких как семейство Erysipelotrichaceae, что свидетельствует о защитной роли NLRP12 при ВЗК (84).

Расходящиеся роли NLR и AIM2 в развитии T1D

В последние несколько лет несколько линий доказательств продемонстрировали, что члены семейства NLR участвуют в патогенезе T1D. Недавно мы сообщили, что мыши, лишенные NOD2, но не NOD1, устойчивы к индуцированному стрептозотоцином (STZ) T1D и неспособны вызывать иммунный ответ Th2 и Th27 в лимфатических узлах поджелудочной железы (PLN) и поджелудочной железе. Интересно, что у мышей с диабетом наблюдаются изменения в составе микробиоты кишечника, и это связано с транслокацией микробиоты кишечника в PLN (рис. 1).Когда эти мыши подвергаются лечению антибиотиками широкого спектра действия перед инъекциями STZ, у них не развиваются признаки СД1, такие как гипергликемия. Кроме того, введение лиганда NOD2, MDP, способствует развитию STZ-индуцированного T1D у мышей дикого типа (WT), которым вводили антибиотики и инъецировали STZ. Наши результаты демонстрируют, что распознавание микробиоты кишечника NOD2 в PLN запускает провоспалительный ответ, который индуцирует патогенный иммунный ответ клеток Th2 и Th27, тем самым внося вклад в патогенез STZ-индуцированного T1D (Таблица 1) (85).

Рисунок 1 . Экспрессия и дифференциальные функции NLR в развитии диабета 1 типа. Повышенная экспрессия AIM2 была обнаружена в слизистой оболочке кишечника мышей с предиабетом, и его активация вызывает высвобождение IL-18, что, в свою очередь, способствует продукции RegIIIγ. Этот механизм ослабляет дисбактериоз кишечника, укрепляет барьер кишечника и ослабляет ответ лимфоцитов Th2 и Tc1 против продуцирующих инсулин β-клеток, что в конечном итоге защищает от T1D. С другой стороны, NOD2 распознает транслоцированный мурамилдипептид (MDP) из дисбиотической микробиоты и способствует активации лимфоцитов Th2 и Th27 при T1D.Наконец, у мышей с диабетом наблюдалась повышающая регуляция экспрессии NLRP3 в PLN, которая активируется в макрофагах путем распознавания митохондриальной ДНК (мДНК), приводит к продукции IL-1β и стимулирует образование патогенных лимфоцитов Th27 и Th2, что приводит к началу T1D.

Таблица 1 . Резюме экспериментальных исследований роли NLR в T1D.

STZ-инъецированные мыши WT демонстрируют увеличение различных групп бактерий в микробиоте кишечника, таких как семейство Bacteroidaceae и род Bacteroides , которые были связаны с повышенной восприимчивостью к T1D у людей (91, 92).Эти результаты повторяют то, что было обнаружено у пациентов с сахарным диабетом 1 типа, при этом тип Bacteroidetes, семейство Bacteroidaceae и род Bacteroides чаще встречаются у детей с положительной реакцией на аутоантитела, чем у сверстников с отрицательной реакцией на антитела (55). Другое важное наблюдение, обнаруженное среди пациентов с диабетом 1 типа, — снижение разнообразия микробиоты, связанное с уменьшением относительной численности Bifidobacterium, Roseburia, Faecalibacterium и Lachnospira (91).Эти данные показывают, что дисбактериоз кишечника, наблюдаемый у пациентов с диабетом 1 типа, может действовать как триггер окружающей среды в развитии заболевания, и что стратегии, направленные на блокировку передачи сигналов NOD2, появляются в качестве потенциальных методов лечения СД1. Аналогичные результаты были получены на модели спонтанных мышей T1D. Мыши NOD.NOD2 ^{— / —} без совместного проживания демонстрируют снижение частоты СД1 и снижение CD4 ⁺ IFN-γ ⁺ / CD8 ⁺ IFN-γ ⁺ (Th2 / Tc1) и CD4 ⁺ IL-17 ⁺ / CD8 ⁺ IL-17 ⁺ (Th27 / Tc17) T-клетки в PLN, что указывает на то, что активация NOD2 регулирует развитие T1D, изменяя состав микробиоты кишечника и модулируя адаптивный иммунный ответ ( 86).

Другие исследования также показали, что NLRP3 необходим для патогенеза СД1. Дефицит NLRP3 у мышей NOD защищает от T1D, подавляя экспрессию хемокинов и хемокиновых рецепторов, участвующих в миграции иммунных клеток к островкам поджелудочной железы. Дефицит NLRP3 у мышей NOD снижает экспрессию CCR5 и CXRC3 на Т-клетках, а также экспрессию генов CCL5 и CXCL10 в ткани поджелудочной железы, и эти процессы происходят зависимым от IRF1 образом (87). Кроме того, наша исследовательская группа продемонстрировала, что активация инфламмасомы NLRP3 митохондриальной ДНК (мДНК) способствует высвобождению IL-1β макрофагами, способствуя образованию патогенных клеток Th27 / Th2 в PLN и чувствительности к T1D в модели STZ-индуцированного T1D (рис. , Таблица 1) (88).Соответственно, ассоциативное исследование в северо-восточной части Бразилии выявило два однонуклеотидных полиморфизма (SNP) в NLRP3, rs10754558 и rs358294199, которые связаны с T1D у людей, что позволяет предположить, что вариации NLRP3 могут быть предрасполагающим генетическим фактором для развитие аутоиммунного СД1 (89).

Другой рецептор врожденного иммунитета, который приводит к сборке инфламмасом при его активации, — это датчик ДНК, отсутствующий в меланоме 2 (AIM2) (93, 94). Активация AIM2 участвует в аутоиммунных и воспалительных заболеваниях (95).В модели STZ T1D AIM2 высоко экспрессируется в подвздошной кишке на ранних стадиях заболевания. Интересно, что AIM2 ^{— / —} STZ-инъецированные мыши обнаруживают повышенную частоту T1D, повышенную кишечную проницаемость и бактериальную транслокацию в PLN, что приводит к провоспалительному ответу, опосредованному клетками Th2 и Tc1. Когда микробиота кишечника истощается коктейлем антибиотиков широкого спектра действия перед инъекциями STZ, повышенная чувствительность к T1D, наблюдаемая у мышей AIM2 ^{— / —} , исчезает (Таблица 1).Эффекты, индуцируемые активацией AIM2 in vivo , опосредуются высвобождением IL-18, который способствует регенерации продукции III гамма (RegIIIγ) островкового происхождения, таким образом смягчая изменения микробиоты кишечника и усиливая барьерную функцию кишечника. Вместе наши данные показывают, что активация AIM2 ограничивает дисбактериоз кишечной микробиоты, кишечную проницаемость и транслокацию в PLN, уменьшая провоспалительный ответ и обеспечивая защиту от T1D (90).

Роль NLR в ожирении, СД2 и сопутствующих заболеваниях

Дисбактериоз кишечника может приводить к повышенной проницаемости кишечного барьера, что приводит к системному воспалению низкой степени и метаболическим нарушениям, таким как ожирение, СД2 и ишемический инсульт (96, 97).Рецепторы врожденного иммунитета играют роль в системном воспалении, вызванном ожирением. У мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров (HFD), наблюдается усиление воспаления толстой кишки и эндотоксемии из-за повышенной кишечной проницаемости слизистой оболочки толстой кишки (98). Кроме того, наблюдается усиление передачи сигналов TLR4 в толстой кишке и активация NF-κB (98). Однако самки мышей, лишенные TLR4, демонстрируют более высокий риск развития ожирения, но также обладают большей защитой от инсулинорезистентности, возможно, из-за отсутствия передачи сигналов TLR4 в органах, важных для метаболического гомеостаза (99).Кроме того, другие исследования показали, что дисбактериоз кишечника способствует состоянию метаболической эндотоксемии при ожирении, что приводит к накоплению ЛПС в крови, мета воспламенению и инсулинорезистентности через путь CD14 / TLR4 (100–102).

T2D — это хроническое метаболическое воспалительное состояние и самый распространенный тип диабета у взрослых во всем мире (103). Это заболевание инициируется обострением дисфункции поджелудочной железы, когда выработка инсулина β-клетками поджелудочной железы не успевает за увеличением периферической инсулинорезистентности (104, 105).Системное воспаление слабой степени сопровождает диабет с высокими уровнями в сыворотке крови С-реактивного белка (CRP), фактора некроза опухоли (TNF-α), хемопривлекающего моноциты белка-1 (MCP-1) и IL-1β (106, 107 ). Кроме того, ожирение, старение и другие состояния, способствующие хроническому воспалению слабой степени, связаны с повышенным риском развития СД2 (108–110). Системно высокие сывороточные концентрации IL-6, IL-1β и TNF-α увеличивают инсулинорезистентность и вызывают эндотелиальную дисфункцию, стимулируя сосудистую систему к развитию заболеваний, связанных с диабетом, включая системную артериальную гипертензию (111).Между тем, повышение уровня IL-1β, IL-6 и IL-8 в поджелудочной железе снижает экспрессию гена инсулина в β-клетках поджелудочной железы, что способствует повышению инсулинорезистентности (112).

Точный баланс между активацией врожденных рецепторов NOD1 и NOD2 имеет решающее значение для поддержания периферической инсулинорезистентности. Прямая активация рецепторов NOD1 посредством внутрибрюшинного введения лиганда NOD1 у мышей WT приводит к увеличению периферической инсулинорезистентности в течение 6 часов (113). В этом же исследовании активация NOD1 вызывала небольшое увеличение циркулирующих провоспалительных цитокинов.Кроме того, более высокие концентрации медиаторов воспаления наблюдаются в культурах фибробластов 3T3-L1, дифференцированных в адипоциты и подвергнутых воздействию лигандов NOD1 в течение 18 часов (113). Воспаление периферических тканей, особенно жировой ткани (114), является отличительным признаком СД2 и напрямую способствует его патогенезу через дисфункцию жировой ткани и последующие осложнения энергетического гомеостаза и промежуточного метаболизма (115). В этом контексте мыши NOD1 / NOD2 с двойным нокаутом защищены от периферической инсулинорезистентности и периферического воспаления, наблюдаемых в модели T2D, вызванной ожирением (HFD) (113).

NOD2 — это рецептор врожденного иммунитета, который распознает пептидогликан в клеточной стенке бактерий и, следовательно, представляет собой важное звено между микробиотой кишечника и иммунитетом (116). Следовательно, профиль активации NOD2 может быть важным при метаболических заболеваниях с ответвлениями иммунной системы и, следовательно, может представлять собой связь между микробиотой кишечника и этими заболеваниями. Дефицит NOD2 у мышей способствует большему перемещению бактерий из кишечника (116). В модели HFD мыши с дефицитом NOD2 проявляют большую периферическую резистентность к инсулину, воспаление висцеральной жировой ткани и более высокое содержание бактериальной ДНК в печени (117).HFD увеличивает соотношение Firmicutes и Bacteriodetes, а мыши NOD2 ^{— / —} , подвергнутые HFD, демонстрируют дисбактериоз, представленный увеличением количества бактерий Helicobacter () и семейства Peptococcaceae и уменьшением количества бактерий рода Clostridium по сравнению с Мыши WT, получавшие HFD (117). Трансплантация фекалий от мышей с ожирением мышам с худым GF увеличивает общую массу тела и массу жировой ткани. В качестве альтернативы трансплантация фекалий от тощих мышей мышам GF с ожирением снижает массу жировой ткани (118).В этой последней экспериментальной установке наблюдается увеличение количества типов Bacteriodetes в кишечнике, что связано с производством метаболитов микробиоты с модулирующими свойствами хозяина, в частности: SCFAs (118). Интересно, что адекватное потребление пищевых волокон способствует секреции SCFAs кишечной микробиотой. Кроме того, активация рецептора GPR43 у мышей с помощью SCFAs в макрофагах M2 жировой ткани приводит к повышенной метаболической активности и способствует поддержанию и гомеостазу здоровой жировой ткани, улучшая метаболическое здоровье (119).

Заключительные замечания

Различные категории NLR модулируют вызванные дисбактериозом кишечника внекишечные и кишечные воспалительные заболевания. Эффекты NLR разнообразны и могут быть как защитными, так и вредными, в зависимости от иммунологического контекста. В кишечнике NLR регулируют состав и транслокацию кишечной микробиоты, влияя на секрецию слизи и продукцию антимикробных пептидов, тем самым играя ключевую роль в защите от воспалительных заболеваний кишечника, таких как язвенный колит и болезнь Крона.Альтернативно, NLR также активируются микробными PAMP (кишечная микробиота) или эндогенными DAMP (компонентами мертвых или умирающих клеток), которые действуют как отрицательные или положительные регуляторы врожденного и адаптивного иммунного ответа и способствуют восприимчивости или устойчивости к метаболическим заболеваниям, таким как как ожирение, диабет 1, 2 типа и их сопутствующие заболевания. Таким образом, фармакологическая модуляция этих рецепторов может представлять новые терапевтические стратегии для этих воспалительных и метаболических заболеваний.

Авторские взносы

JE-O, JL, ÍP, JG и GM в равной степени внесли свой вклад в написание рукописи. JS и RT предоставили научную помощь и критически отредактировали ее. DC координировал и рецензировал рукопись. Все авторы одобрили подачу и публикацию.

Финансирование

Это исследование было поддержано грантами Исследовательского фонда Сан-Паулу (FAPESP) (номера процессов: 2012 / 10395-0; 2018 / 14815-0).

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

5. Чжан X, Чжан Д., Цзя Х., Фэн К., Ван Д., Лян Д. и др. Микробиомы полости рта и кишечника нарушаются при ревматоидном артрите и частично нормализуются после лечения. Nat Med. (2015) 21: 895–905. DOI: 10,1038 / нм.3914

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

6. Карлссон Ф. Х., Фак Ф., Нукау И., Тремароли В., Фагерберг Б., Петранович Д. и др. Симптоматический атеросклероз связан с измененным метагеномом кишечника. Nat Commun. (2012) 3: 1245. DOI: 10.1038 / ncomms2266

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

7. Tamboli CP, Neut C, Desreumaux P, Colombel JF. Дисбактериоз при воспалительном заболевании кишечника. Gut. (2004) 53: 1–4. DOI: 10.1136 / gut.53.1.1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

8. Тай Н, Вонг Ф.С., Вэнь Л. Роль кишечной микробиоты в развитии сахарного диабета 1-го, 2-го типа и ожирения. Rev Endocr Metab Disord. (2015) 16: 55–65. DOI: 10.1007 / s11154-015-9309-0

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

14. Ли Х, Ватанабе К., Кимура И. Дисбиоз кишечной микробиоты стимулирует и подразумевает новые терапевтические стратегии для лечения сахарного диабета и связанных с ним метаболических заболеваний. Front Immunol. (2017) 8: 1882. DOI: 10.3389 / fimmu.2017.01882

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

15. Frosali S, Pagliari D, Gambassi G, Landolfi R, Pandolfi F, Cianci R.Как сложное взаимодействие между толл-подобными рецепторами, микробиотой и кишечным иммунитетом может влиять на патологию желудочно-кишечного тракта. J Immunol Res. (2015) 2015: 489821. DOI: 10.1155 / 2015/489821

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

16. Роуленд И., Гибсон Дж., Хейнкен А., Скотт К., Суонн Дж., Тиле И. и др. Функции кишечной микробиоты: метаболизм питательных веществ и других компонентов пищи. Eur J Nutr. (2018) 57: 1–24. DOI: 10.1007 / s00394-017-1445-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

18.Лазар В., Диту Л.М., Пиркалабиру Г.Г., Георге И., Курутиу С., Холбан А.М. и др. Аспекты взаимодействия микробиоты кишечника и иммунной системы при инфекционных заболеваниях, иммунопатологии и раке. Front Immunol. (2018) 9: 1–1830. DOI: 10.3389 / fimmu.2018.01830

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

21. Зарринпар А., Шаикс А., Сюй З.З., Чанг М.В., Мароц, Калифорния, Сагательян А. и др. Вызванное антибиотиками истощение микробиома изменяет метаболический гомеостаз, влияя на передачу сигналов в кишечнике и метаболизм в толстой кишке. Nat Commun. (2018) 9: 2872. DOI: 10.1038 / s41467-018-05336-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст

22. Ким Х.Дж., Ли Ш., Хонг С.Дж. Вызванный антибиотиками дисбиоз кишечной микробиоты усугубляет атопический дерматит у мышей из-за измененных короткоцепочечных жирных кислот. Allergy Asthma Immunol Res. (2020) 12: 137–48. DOI: 10.4168 / aair.2020.12.1.137

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

23. Алоу М.Т., Лагье Дж., Рауль Д.Влияние диеты на микробиоту кишечника и дисбактериоз, связанный с нарушением питания. Hum Microbiome J. (2016) 1: 3–11. DOI: 10.1016 / j.humic.2016.09.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

24. Карл Дж. П., Хэтч А. М., Арчидиаконо С. М., Пирс С. К., Пантоха-Фелисиано И. Г., Доэрти Л. А. и др. Влияние психологических, экологических и физических стрессоров на микробиоту кишечника. Front Microbiol. (2018) 9: 2013. DOI: 10.3389 / fmicb.2018.02013

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

29.Бутто Л.Ф., Халлер Д. Дисбиоз при воспалении кишечника: причина или следствие. Int J Med Microbiol. (2016) 306: 302–9. DOI: 10.1016 / j.ijmm.2016.02.010

CrossRef Полный текст | Google Scholar

31. Ваахтовуо Дж., Мунукка Э., Коркеамаки М., Лууккайнен Р., Тойванен П. Фекальная микробиота при раннем ревматоидном артрите. J Rheumatol. (2008) 35: 1500–5.

Google Scholar

32. Ньюкирк М.М., Збар А., Барон М., Манжес АР. Отчетливые паттерны бактериальной колонизации подтипов Escherichia coli связаны со статусом ревматоидного фактора при раннем воспалительном артрите. Ревматология. (2010) 49: 1311–6. DOI: 10.1093 / ревматология / keq088

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

33. Пианта А., Арвикар С., Стрле К., Дроуин Е.Е., Ван К., Костелло С.Е. и др. Доказательства иммунной значимости кишечного микроба prevotella copri у пациентов с ревматоидным артритом. Arthritis Rheumatol. (2017) 69: 964–75. DOI: 10.1002 / art.40003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

34.Ni J, Wu GD, Albenberg L, Tomov VT. Микробиота кишечника и ВЗК: причинная связь или корреляция? Nat Publ Gr. (2017) 14: 573–84. DOI: 10.1038 / nrgastro.2017.88

CrossRef Полный текст | Google Scholar

35. Соавторы G 2017 IBD. Глобальное, региональное и национальное бремя воспалительных заболеваний кишечника в 195 странах и территориях, 1990-2017 гг .: систематический анализ для исследования глобального бремени болезней, 2017 г. Lancet Gastroenterol Hepatol. (2020) 5: 17–30.DOI: 10.1016 / S2468-1253 (19) 30333-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

36. Маттос BRR, Гарсиа MPG, Ногейра Дж.Б., Пайатто Л.Н., Альбукерке К.Г., Соуза К.Л. и др. Воспалительное заболевание кишечника: обзор иммунных механизмов и биологических методов лечения. Медиаторы воспаления. (2015) 2015: 493012. DOI: 10.1155 / 2015/493012

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

37. Битти Дж. К., Акиерман С. В., Мотта Дж. П., Муиз С., Воркентин М. Л., Харрисон Дж. Дж. И др.Giardia duodenalis вызывает патогенный дисбиоз биопленок кишечной микробиоты человека. Int J Parasitol. (2017) 47: 311–26. DOI: 10.1016 / j.ijpara.2016.11.010

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

38. Yu LCH, Shih YA, Wu LL, Lin YD, Kuo W.T., Peng WH, et al. Кишечный дисбактериоз способствует развитию устойчивых к антибиотикам бактериальных инфекций: системного распространения устойчивых и комменсальных бактерий через эпителиальный трансцитоз. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. (2014) 307: G824–35. DOI: 10.1152 / ajpgi.00070.2014

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

39. Пророк-Хамон М., Фрисвелл М.К., Алсвид А., Робертс К.Л., Сонг Ф., Фланаган П.К. и др. Связанные со слизистой оболочкой толстой кишки диффузно адгезивные afaC + Escherichia coli , экспрессирующие lpfA и pks, увеличиваются при воспалительном заболевании кишечника и раке толстой кишки. Gut. (2014) 63: 761–70. DOI: 10.1136 / gutjnl-2013-304739

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

41.Саманта А.К., Торок В.А., Перси Нью-Джерси, Абимослех С.М., Ховарт Г.С. Микробный дактилоскопический анализ позволяет выявлять уникальные бактериальные сообщества в фекальной микробиоте крыс с экспериментально вызванным колитом. J Microbiol. (2012) 50: 218–25. DOI: 10.1007 / s12275-012-1362-8

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

42. Нагалингам Н.А., Као Дж.Й., Янг В.Б. Микробная экология кишечника мышей, связанная с развитием колита, вызванного декстран-сульфатом натрия. Воспаление кишечника. (2011) 17: 917–26. DOI: 10.1002 / ibd.21462

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

43. Сексик П., Риготтье-Гойс Л., Грамет Г., Сутрен М., Почарт П., Марто П. и др. Изменения доминирующих фекальных бактериальных групп у пациентов с болезнью Крона толстой кишки. Gut. (2003) 52: 237–42. DOI: 10.1136 / gut.52.2.237

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

44. Чен Л., Ван В., Чжоу Р., Нг С.К., Ли Дж., Хуанг М. и др.Характеристики фекальной и слизистой микробиоты у китайских пациентов с воспалительным заболеванием кишечника. Медицина. (2014) 93: e51. DOI: 10.1097 / MD.0000000000000051

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

45. Ковальска-Дуплага К., Госевски Т., Капуста П., Срока-Олексяк А., Ведрихович А., Печарковский С. и др. Различия в микробиоме кишечника здоровых детей и пациентов с впервые диагностированной болезнью Крона. Sci Rep. (2019) 9: 18880. DOI: 10.1038 / s41598-019-55290-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

46. Уокер А. В., Сандерсон Дж. Д., Черчер С., Паркс Г. С., Хадспит Б. Н., Реймент Н. и др. Высокопроизводительный анализ библиотеки клонов микробиоты, связанной со слизистой оболочкой, выявляет дисбактериоз и различия между воспаленными и невоспаленными участками кишечника при воспалительном заболевании кишечника. BMC Microbiol. (2011) 11: 7. DOI: 10.1186 / 1471-2180-11-7

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

47.Golinska E, Tomusiak A, Gosiewski T, Wiecek G, Machul A, Mikolajczyk D, et al. Факторы вирулентности штаммов Enterococcus , выделенных от пациентов с воспалительным заболеванием кишечника. World J Gastroenterol. (2013) 19: 3562–72. DOI: 10.3748 / wjg.v19.i23.3562

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

48. Лу Дж., Ма К.Л., Руань XZ. Дисбиоз микробиоты кишечника способствует развитию сахарного диабета. Инфекционные микробы Dis. (2019) 1: 43–8.DOI: 10.1097 / IM9.0000000000000011

CrossRef Полный текст | Google Scholar

51. Вен Л., Лей Р. Э., Волчков П. Ю., Странджес П. Б., Аванесян Л., Стоунбрейкер А. С. и др. Врожденный иммунитет и микробиота кишечника в развитии диабета 1 типа. Природа. (2008) 455: 1109–13. DOI: 10.1038 / nature07336

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

53. Джамшиди П., Хасанзаде С., Тахвилдари А., Фарси Ю., Арбаби М., Мота Дж. Ф. и др. Есть ли связь между микробиотой кишечника и диабетом 1 типа? Систематический обзор. Gut Pathog. (2019) 11:49. DOI: 10.1186 / s13099-019-0332-7

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

54. Пинто Э., Ансельмо М., Калха М., Ботрилл А., Дуарте И., Эндрю П. У. и др. Кишечный протеом детей с диабетом и контрольной группы обогащен различными микробными белками и белками хозяина. Микробиология. (2017) 163: 161–74. DOI: 10.1099 / mic.0.000412

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

55.де Гоффау М.С., Луопаярви К., Книп М., Илонен Дж., Руохтула Т., Харконен Т. и др. Состав фекальной микробиоты у детей с бета-клеточным аутоиммунитетом и без него различается. Диабет. (2013) 62: 1238–44. DOI: 10.2337 / db12-0526

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

56. Сиркана А., Фрамарин Л., Леоне Н., Беррутти М., Кастеллино Ф., Паренте Р. и др. Изменение микробиоты кишечника при диабете 2 типа: просто совпадение? Curr Diab Rep. (2018) 18:98.DOI: 10.1007 / s11892-018-1057-6

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

57. Фернандес Р., Виана С.Д., Нунес С., Рейс Ф. Диабетический дисбактериоз кишечной микробиоты как воспаление и состояние иммунного старения, которое способствует прогрессированию ретинопатии и нефропатии. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. (2019) 1865: 1876–97. DOI: 10.1016 / j.bbadis.2018.09.032

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

58. Ямагути Ю., Адачи К., Сугияма Т., Симозато А., Эби М., Огасавара Н. и др.Связь кишечной микробиоты с метаболическими маркерами и диетическими привычками у пациентов с сахарным диабетом 2 типа. Пищеварение. (2016) 94: 66–72. DOI: 10.1159 / 000447690

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

59. Ле ТКС, Хосака Т., Нгуен Т.Т., Кассу А., Данг Т.О., Тран HB и др. Виды Bifidobacterium снижают уровень глюкозы в сыворотке, увеличивают экспрессию сигнальных белков инсулина и улучшают профиль адипокина у мышей с диабетом. Biomed Res. (2015) 36: 63–70.DOI: 10.2220 / биомедры.36.63

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

60. Кикучи К., Бен Отман М., Сакамото К. Стерилизованные бифидобактерии подавляли накопление жира и уровень глюкозы в крови. Biochem Biophys Res Commun. (2018) 501: 1041–7. DOI: 10.1016 / j.bbrc.2018.05.105

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

61. Ян Дж.Й., Ли Ю.С., Ким Й., Ли Ш., Рю С., Фукуда С. и др. Комменсал кишечника Bacteroides acidifaciens предотвращает ожирение и улучшает чувствительность к инсулину у мышей. Mucosal Immunol. (2017) 10: 104–16. DOI: 10,1038 / mi.2016.42

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

63. Даолин Т., Руи К., Койн С.Б., Зех Х.Дж., Лотце М.Т. PAMP и DAMP: сигнальные 0, которые стимулируют аутофагию и иммунитет. Immunol Rev. (2012) 249: 158–75. DOI: 10.1111 / j.1600-065X.2012.01146.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

64. Жирардин С.Е., Травассос Л.Х., Эрве М., Блано Д., Бонека И.Г., Филпотт Д.Д. и др.Требования к молекулам пептидогликана, позволяющие обнаруживать их с помощью Nod1 и Nod2. J Biol Chem. (2003) 278: 41702–8. DOI: 10.1074 / jbc.M307198200

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

65. Girardin SE, Boneca IG, Carneiro LAM, Antignac A, Jéhanno M, Viala J, et al. Nod1 обнаруживает уникальный муропептид из грамотрицательного бактериального пептидогликана. Наука. (2003) 300: 1584–7. DOI: 10.1126 / science.1084677

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

66.Чамайлард М., Хашимото М., Хори Й., Масумото Дж., Цю С., Сааб Л. и др. Существенная роль NOD1 в распознавании хозяином бактериального пептидогликана, содержащего диаминопимелиновую кислоту. Nat Immunol. (2003) 4: 702–7. DOI: 10.1038 / ni945

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

67. Инохара Н., Огура И., Фонтальба А., Гутьеррес О., Понс Ф., Креспо Дж. И др. Распознавание хозяином бактериального мурамилдипептида, опосредованного NOD2: последствия для болезни Крона. J Biol Chem. (2003) 278: 5509–12. DOI: 10.1074 / jbc.C200673200

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

68. Рехман А., Сина С., Гаврилова О., Хеслер Р., Отт С., Бейнс Дж. Ф. и др. Nod2 необходим для временного развития кишечных микробных сообществ. Gut. (2011) 60: 1354–62. DOI: 10.1136 / gut.2010.216259

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

69. Петницки-Оквейя Т., Хрнцир Т., Лю Ю.Дж., Бисвас А., Худкович Т., Тласкалова-Хогенова Х. и др.Nod2 необходим для регуляции комменсальной микробиоты в кишечнике. Proc Natl Acad Sci USA. (2009) 106: 15813–8. DOI: 10.1073 / pnas.02106

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

70. Кутюрье-Майяр А., Секер Т., Рехман А., Норманд С., Де Арканджелис А., Хеслер Р. и др. NOD2-опосредованный дисбиоз предрасполагает мышей к трансмиссивному колиту и колоректальному раку. J Clin Invest. (2013) 123: 700–11. DOI: 10.1172 / JCI62236

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

72.Леви М., Таисс К.А., Зееви Д., Дохналова Л., Зильберман-Шапира Г., Махди Дж. А. и др. Метаболиты, модулируемые микробиотой, формируют микроокружение кишечника, регулируя передачу сигналов воспаления NLRP6. Cell. (2015) 163: 1428–43. DOI: 10.1016 / j.cell.2015.10.048

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

73. Элинав Э., Стровиг Т., Кау А.Л., Энао-Мехиа Дж., Тайс, Калифорния, Бут CJ и др. Инфламмасома NLRP6 регулирует микробную экологию толстой кишки и риск колита. Cell. (2011) 145: 745–57. DOI: 10.1016 / j.cell.2011.04.022

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

74. Wlodarska M, Thaiss CA, Nowarski R, Henao-Mejia J, Zhang JP, Brown EM, et al. Инфламмасома NLRP6 регулирует взаимодействие хозяина и микробов толстой кишки, регулируя секрецию слизи бокаловидными клетками. Cell. (2014) 156: 1045–59. DOI: 10.1016 / j.cell.2014.01.026

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

75.Awad F, Assrawi E, Jumeau C, Georgin-Lavialle S, Cobret L, Duquesnoy P и др. Влияние поляризации моноцитов и макрофагов человека на экспрессию NLR и активацию инфламмасомы NLRP3. PLoS ONE. (2017) 12: e0175336. DOI: 10.1371 / journal.pone.0175336

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

76. Яо Х, Чжан Ц., Син И, Сюэ Г, Чжан Ц., Пан Ф и др. Ремоделирование кишечной микробиоты гиперактивным NLRP3 побуждает регуляторные Т-клетки поддерживать гомеостаз. Nat Commun. (2017) 8: 1–17. DOI: 10.1038 / s41467-017-01917-2

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

77. Хенао-Мейя Дж., Элинав Э., Джин С., Хао Л., Мехал В.З., Строиг Т. и др. Инфламмасомный дисбиоз регулирует прогрессирование НАЖБП и ожирения. Природа. (2012) 482: 179–85. DOI: 10.1038 / nature10809

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

79. Уильямс К.Л., Лич Дж. Д., Дункан Дж. А., Рид В., Раллабанди П., Мур С. и др.Белок CATERPILLER Monarch-1 является антагонистом toll-подобных рецепторов, фактора некроза опухоли α- и провоспалительных сигналов, индуцированных Mycobacterium tuberculosis. J Biol Chem. (2005) 280: 39914–24. DOI: 10.1074 / jbc.M502820200

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

80. Лич Дж. Д., Уильямс К. Л., Мур С. Б., Артур Дж. К., Дэвис Б. К., налоговый инспектор Д. Д. и др. Передний край: monarch-1 подавляет неканоническую активацию NF-κB и p52-зависимую экспрессию хемокинов в моноцитах. J Immunol. (2007) 178: 1256–60. DOI: 10.4049 / jimmunol.178.3.1256

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

81. Аллен И.С., Уилсон Дж. Э., Шнайдер М., Лич Дж. Д., Робертс Р. А., Артур Дж. К. и др. NLRP12 подавляет воспаление толстой кишки и онкогенез за счет негативной регуляции неканонической передачи сигналов NF-κB. Иммунитет. (2012) 36: 742–54. DOI: 10.1016 / j.immuni.2012.03.012

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

82.Заки М.Х., Фогель П., Малиредди Р.КС., Боди-Малапель М., Ананд П.К., Бертин Дж. И др. NOD-подобный рецептор NLRP12 ослабляет воспаление толстой кишки и онкогенез. Cancer Cell. (2011) 20: 649–60. DOI: 10.1016 / j.ccr.2011.10.022

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

83. Владимер Г.И., Венг Д., Пакетт SWM, Ваная С.К., Ратинам ВАК, Ауне М.Х. и др. Инфламмасома NLRP12 распознает yersinia pestis. Иммунитет. (2012) 37: 96–107. DOI: 10.1016 / j.иммунитет.2012.07.006

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

84. Chen L, Wilson JE, Koenigsknecht MJ, Chou WC, Montgomery SA, Truax AD, et al. NLRP12 ослабляет воспаление толстой кишки, поддерживая микробное разнообразие толстой кишки и способствуя защитному росту комменсальных бактерий. Nat Immunol. (2017) 18: 541–51. DOI: 10.1038 / ni.3690

CrossRef Полный текст | Google Scholar

85. Коста FRC, Francozo MCS, de Oliveira GG, Ignacio A, Castoldi A, Zamboni DS, et al.Транслокация кишечной микробиоты в лимфатические узлы поджелудочной железы запускает активацию NOD2 и способствует возникновению T1D. J Exp Med. (2016) 213: 1223–39. DOI: 10.1084 / jem.20150744

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

86. Ли YY, Пирсон JA, Chao C, Peng J, Zhang X, Zhou Z и др. Нуклеотид-связывающий домен олигомеризации, содержащий белок 2 (Nod2), модулирует восприимчивость к TIDM микробиотой кишечника. J Аутоиммунный. (2017) 82: 85–95. DOI: 10.1016 / j.jaut.2017.05.007

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

87. Ху Ц., Дин Х, Ли Й, Пирсон Дж. А., Чжан Х, Флавелл Р. А. и др. Дефицит NLRP3 защищает от диабета 1 типа за счет регуляции хемотаксиса островков поджелудочной железы. Proc Natl Acad Sci USA. (2015) 112: 11318–23. DOI: 10.1073 / pnas.1513509112

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

88. Карлос Д., Коста, Франция, Перейра, Калифорния, Роча, Ф.А., Яочите, JNU, Оливейра, Г.Г. и др.Митохондриальная ДНК активирует инфламмасому NLRP3 и предрасполагает к диабету 1 типа на мышиной модели. Front Immunol. (2017) 8: 164. DOI: 10.3389 / fimmu.2017.00164

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

89. Pontillo A, Brandao L, Guimaraes R, Segat L, Araujo J, Crovella S. Два SNP в гене NLRP3 участвуют в предрасположенности к диабету 1 типа и целиакии в педиатрической популяции из северо-востока Бразилии. Аутоиммунитет. (2010) 43: 583–9.DOI: 10.3109 / 08916930

0432

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

90. Лейте Дж. А., Пессенда Дж., Герра-Гомес ИК, де Сантана АКМ, Андре Перейра С., Рибейро Кампос Коста Ф. и др. ДНК-сенсор AIM2 защищает от индуцированного стрептозотоцином диабета 1 типа, регулируя гомеостаз кишечника через путь IL-18. Ячейки. (2020) 9: 959. DOI: 10.3390 / Cell

59

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

91.Murri M, Leiva I., Gomez-Zumaquero JM, Tinahones FJ, Cardona F, Soriguer F и др. Микробиота кишечника у детей с диабетом 1 типа отличается от таковой у здоровых детей: исследование случай-контроль. BMC Med. (2013) 11:46. DOI: 10.1186 / 1741-7015-11-46

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

92. Паттерсон Е., Маркес Т.М., О’Салливан О., Фицджеральд П., Фицджеральд Г.Ф., Коттер П.Д. и др. Стрептозотоцин-индуцированный диабет типа 1 у крыс Sprague-Dawley связан с измененным составом кишечной микробиоты и уменьшением разнообразия. Микробиология. (2015) 161: 182–93. DOI: 10.1099 / mic.0.082610-0

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

93. Хорнунг В., Аблассер А., Шаррел-Деннис М., Бауэрнфейнд Ф., Хорват Г., Кэффри Д. Р. и др. AIM2 распознает цитозольную дцДНК и формирует воспаление, активирующее каспазу-1, с ASC. Природа. (2009) 458: 514–8. DOI: 10.1038 / nature07725

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

94. Ратинам ВАК, Цзян Цз., Ваггонер С.Н., Шарма С., Коул Л. Е., Ваггонер Л. и др.Инфламмасома AIM2 необходима для защиты хозяина от цитозольных бактерий и ДНК-вирусов. Nat Immunol. (2010) 11: 395–402. DOI: 10.1038 / ni.1864

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

95. Ман С.М., Карки Р., Каннеганти Т-Д. Инфламмасома AIM2 при инфекции, раке и аутоиммунитете: роль в распознавании ДНК, воспалении и врожденном иммунитете. Eur J Immunol. (2016) 46: 269–80. DOI: 10.1002 / eji.201545839

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

96.Ямасиро К., Танака Р., Урабе Т., Уэно Ю., Ямаширо Ю., Номото К. и др. Дисбактериоз кишечника связан с метаболизмом и системным воспалением у пациентов с ишемическим инсультом. PLoS ONE. (2017) 12: e0171521. DOI: 10.1371 / journal.pone.0171521

CrossRef Полный текст | Google Scholar

97. Pasini E, Corsetti G, Assanelli D, Testa C, Romano C, Dioguardi FS, et al. Влияние хронических упражнений на микробиоту кишечника и кишечный барьер у человека с диабетом 2 типа. Minerva Med. (2019) 110: 3–11. DOI: 10.23736 / S0026-4806.18.05589-1

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

98. Ким К.А., Гу В, Ли И.А., Джон Э.Х., Ким Д.Х. Микробиота кишечника, вызванная диетой с высоким содержанием жиров, усугубляет воспаление и ожирение у мышей через сигнальный путь TLR4. PLoS ONE. (2012) 7: e47713. DOI: 10.1371 / journal.pone.0047713

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

99. Ши Х., Кокоева М.В., Иноуэ К., Цамели И., Инь Х., Флиер Дж. С..TLR4 связывает врожденный иммунитет и резистентность к инсулину, вызванную жирными кислотами. J Clin Invest. (2006) 116: 3015–25. DOI: 10.1172 / JCI28898

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

100. Кани П.Д., Амар Дж., Иглесиас М.А., Погги М., Кнауф С., Бастелика Д. и др. Метаболическая эндотоксемия вызывает ожирение и инсулинорезистентность. Диабет. (2007) 56: 1761–72. DOI: 10.2337 / db06-1491

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

101.Поджи М., Бастелика Д., Гуаль П., Иглесиас М.А., Гремо Т., Кнауф С. и др. Мыши C3H / HeJ, несущие мутацию toll-подобного рецептора 4, защищены от развития инсулинорезистентности в белой жировой ткани в ответ на диету с высоким содержанием жиров. Diabetologia. (2007) 50: 1267–76. DOI: 10.1007 / s00125-007-0654-8

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

102. Луч Э., Кузен Б., Гариду Л., Серино М., Вагет А., Барро С. и др. Метаболическая эндотоксемия напрямую увеличивает пролиферацию предшественников адипоцитов в начале метаболических заболеваний через CD14-зависимый механизм. Mol Metab. (2013) 2: 281–91. DOI: 10.1016 / j.molmet.2013.06.005

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

103. Пайпер М.С., Саад Р.Дж. Сахарный диабет и Cclon. Curr Treat Options Gastroenterol. (2017) 15: 460–74. DOI: 10.1007 / s11938-017-0151-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

104. Аларкон С., Боланд Б. Б., Учизоно Ю., Мур П. С., Петерсон Б., Раджан С. и др. Адаптивная пластичность β-клеток поджелудочной железы при ожирении увеличивает выработку инсулина, но отрицательно влияет на секреторную функцию. Диабет. (2016) 65: 438–50. DOI: 10.2337 / db15-0792

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

106. Рандерия С.Н., Томсон Г.Дж., Нелл Т.А., Робертс Т., Преториус Э. Воспалительные цитокины при сахарном диабете 2 типа как способствующие гиперкоагуляции и аномальное образование тромбов. Cardiovasc Diabetol. (2019) 18:72. DOI: 10.1186 / s12933-019-0870-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

107.Hotamisligil GS, Arner P, Caro JF, Atkinson RL, Spiegelman BM. Повышенная экспрессия фактора некроза опухоли-α в жировой ткани при ожирении и инсулинорезистентности человека. J Clin Invest. (1995) 95: 2409–15. DOI: 10.1172 / JCI117936

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

108. Ян С.Т., Цзя Дж.Х., Лв XF, Шао Ю.Х., Инь С.Н., Чжан XG и др. Гликемический контроль и комплексный контроль метаболических факторов риска у пожилых людей с диабетом 2 типа. Exp Gerontol. (2019) 127: 110713. DOI: 10.1016 / j.exger.2019.110713

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

109. Маскаринек Г., Садакане А., Сугияма Х., Бреннер А., Тацукава Ю., Грант Е. Диабет 2 типа, ожирение и риск рака груди среди японских женщин из когорты выживших после атомной бомбы. Cancer Epidemiol. (2019) 60: 179–84. DOI: 10.1016 / j.canep.2019.04.009

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

110. Ли С., Лейси М.Э., Янкович М., Корреа А., Ву WC.Связь между фенотипами ожирения и инсулинорезистентностью и риском диабета 2 типа у афроамериканцев: исследование сердца Джексона. J Clin Transl Endocrinol. (2020) 19: 100210. DOI: 10.1016 / j.jcte.2019.100210

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

112. Hotamisligil GkS, Peraldi P, Budavari A, Ellis R, White MF, Spiegelman BM. IRS-1-опосредованное ингибирование активности тирозинкиназы рецептора инсулина при резистентности к инсулину, индуцированной TNF-альфа и ожирением. Наука. (1996) 271: 665–70. DOI: 10.1126 / science.271.5249.665

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

113. Шерцер Дж. Д., Тамракар А. К., Магальяйнс Дж. Г., Перейра С., Билан П. Дж., Фуллертон М. Д. и др. Активаторы NOD1 связывают врожденный иммунитет с инсулинорезистентностью. Диабет. (2011) 60: 2206–15. DOI: 10.2337 / db11-0004

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

114. Rakotoarivelo V, Lacraz G, Mayhue M, Brown C, Rottembourg D, Fradette J, et al.Профили воспалительных цитокинов во висцеральной и подкожной жировой ткани у пациентов с ожирением, перенесших бариатрическую операцию, показывают отсутствие корреляции с ожирением или диабетом. EBioMedicine. (2018) 30: 237–47. DOI: 10.1016 / j.ebiom.2018.03.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

116. de Souza PR, Guimarães FR, Sales-Campos H, Bonfá G, Nardini V, Chica JEL, et al. Отсутствие рецептора NOD2 предрасполагает к воспалению кишечника из-за нарушения регуляции иммунного ответа у хозяев, которые не могут контролировать дисбактериоз кишечника. Иммунобиология. (2018) 223: 577–85. DOI: 10.1016 / j.imbio.2018.07.003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

117. Дену Е., Лольмед К., Гариду Л., Поми С., Чабо С., Лау Т.С. и др. Нарушение восприятия пептидогликана NOD 2 способствует воспалению, дисбактериозу и инсулинорезистентности, вызванному диетой. EMBO Mol Med. (2015) 7: 259–74. DOI: 10.15252 / emmm.201404169

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

118.Muegge BD, Kuczynski J, Knights D, Clemente JC, González A, Fontana L, et al. Диета способствует сближению функций микробиома кишечника в филогенезе млекопитающих и в организме человека. Наука. (2011) 332: 970–4. DOI: 10.1126 / science.1198719

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

119. Накадзима А., Накатани А., Хасегава С., Ирие Дж., Одзава К., Цудзимото Г. и др. Рецептор короткоцепочечных жирных кислот GPR43 регулирует воспалительные сигналы в макрофагах М2-типа жировой ткани. PLoS ONE. (2017) 12: e0179696. DOI: 10.1371 / journal.pone.0179696

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Микробный дисбактериоз тонкого кишечника лежит в основе симптомов, связанных с функциональными желудочно-кишечными расстройствами

Этическое одобрение исследований на людях

Все исследования на людях были одобрены Mayo Clinic IRB [тестовые образцы (16–006388 и 15–003235), контрольная группа здоровых людей (14–002382) и 15–003603)], и мы соблюдаем все соответствующие этические нормы.Исследование диетического вмешательства было зарегистрировано на сайте ClinicalTrials.gov (NCT03266536). Все субъекты исследования питания дали информированное согласие, тогда как аспираты тонкой кишки были получены из лаборатории клинической микробиологии в соответствии с отказом от согласия IRB для протокола 15–003235. Биологические материалы, полученные от пациентов, не могут быть переданы на основании протокола, одобренного институциональным IRB.

Сбор аспиратов тонкой кишки

Последовательные образцы аспиратов тонкой кишки от пациентов с симптомами после диагностической ФГДС были получены непосредственно из микробиологической лаборатории с мая по декабрь 2016 года.Образцы дуоденального аспирата собирали во время EGD после прямого прохождения в двенадцатиперстную кишку с минимальным раздувом в желудке с использованием стандартного однопросветного аспирационного катетера, пропущенного через всасывающий порт эндоскопа. Были включены образцы, связанные с пациентами, которые ранее давали согласие на просмотр электронных медицинских карт. Всего за этот промежуток времени было получено 143 аспирата от пациентов с симптомами. После исключения образцов из-за отсутствия согласия или низкой глубины считывания при секвенировании (<1000) было включено в общей сложности 126 пациентов с симптомами.Дуоденальные аспираты, полученные от 38 здоровых добровольцев, участвовавших в других исследованиях и собранные аналогичным образом, также были получены и обработаны аналогичным образом. Клинические метаданные были получены ретроспективным обзором электронной медицинской карты, включая демографическую информацию, ИМТ, клинические показания для тестирования SIBO, количественные результаты аэробных и анаэробных аспиратных культур, курс антибиотиков для лечения SIBO, клинический ответ на антибиотики, необходимость повторного приема антибиотиков, недавние лекарства включая использование антибиотиков и ИПП, операции на желудочно-кишечном тракте, сопутствующие заболевания и т. д.

Критерии диагностики SIBO на основе количественных культур

Аспираты тонкой кишки (10 мкл) наносили штрихами на RBAP (кровяной агар), REMB (грамотрицательная селекционная среда), RBAPA (предварительно восстановленный кровяной агар) и инкубировали в аэробных условиях при 35 ° C, 5% CO. ₂ , RIMA (дрожжевая селективная среда) и инкубировали при комнатной температуре и на RCDC (анаэробный кровяной агар), RLKC (замороженная кровь, канамицин, ванкомицин — Prevotella , селекция), RPEA (фенол-спиртовой агар — грамположительный селективный) и инкубировали анаэробно либо в клинической лаборатории, либо в исследовательской лаборатории.Общее количество бактерий (анаэробное плюс аэробное количество) было меньше или больше 10 ⁵ КОЕ / мл, а диагноз SIBO был основан на культуре дуоденального аспирата, демонстрирующей рост бактерий (аэробный, анаэробный) ≥ 10 ⁵ КОЕ / мл или оба) более 48 ч ^15,16,17 .

Сравнение культур и секвенирование 16S рРНК

Бактериальная ДНК была извлечена из аспиратов и биопсий двенадцатиперстной кишки с использованием фенол-хлороформа и из стула с использованием набора для экстракции фекальной ДНК MoBio с последующей амплификацией 16 S рРНК с использованием праймеров, совместимых с библиотекой Nextera, фланкирующих V4 гипервариабельная область ([прямое выступание] + 515 F: [TCGTCGGCAGCGTCAGATGTGTATAAGAGACAG] GTGCCAGCMGCCGCGGTAA; и [обратный выступ] + 806 R: [GTCTCGTGGGCTCGGAGATGTGTATA протокол секвенирования 900 с использованием протокола 900 и двойного секвенирования 900 с использованием протокола 900 GGACT и 900).Все образцы секвенировали вместе в режиме парных концов 2 × 300 на приборе Illumina MiSeq с использованием реагентов v3, разработанных Центром геномики Университета Миннесоты.

Сырые последовательности с парными концами были отфильтрованы по качеству, обрезаны адаптером и сшиты с использованием конвейера контроля качества SHI7 ³⁵ , с порогом обрезки> 32 и средним показателем качества> 35. Предварительно обработанные считывания были проанализированы путем закрытого отбора ссылок с ускоренным механизмом оптимального выравнивания с зазором BURST ^36,37 в режиме CAPITALIST против баз данных NCBI RefSeq Targeted Loci Project бактериальных и архейных 16 S (https: // www.ncbi.nlm.nih.gov/refseq/targetedloci/) с 97-процентной идентичностью. После фильтрации образцов с низкой глубиной считывания мы приступили к анализу 126 пациентов с симптомами и 38 здоровых людей из контрольной группы. Анализ разнообразия проводился с использованием QIIME v1.9.1 ³⁸ , а другие анализы данных, статистические тесты и визуализации были выполнены в R. сайта с наименьшим количеством чтений, CLR (центрированное логарифмическое соотношение) — преобразовано после мультипликативной замены и проанализировано с помощью пользовательских сценариев R и пакета «vegan ».

Дифференциальный анализ численности между здоровыми и имеющими симптомы субъектами был выполнен на нормализованных данных численности ³⁹ для каждого таксономического ранга с использованием теста перестановки (1000 перестановок) с t-статистикой в ​​качестве статистики критерия. Перед тестированием к нормированным данным о численности применялось преобразование квадратного корня. Таксоны с распространенностью <10% или максимальной долей <0,2% были исключены из тестирования. Контроль FDR (процедура Бенджамини – Хохберга) выполнялся для каждого таксономического ранга для корректировки множественного тестирования.SI был сгенерирован с использованием классификации случайных лесов на основе нормализованных данных уровня OTU (пакет randomForest в R). Шкала индекса была определена как вероятность отсутствия симптомов классификации пациентов на основе сгенерированной модели. Этот метод предотвращает перетренированность, удерживая образец для классификации и прогнозируя на основе оставшегося набора данных n -1. Функция Boruta ^{40 Выбор} (пакет Boruta в R) использовался для определения OTU, которые вносят значительный вклад в классификацию.Связи с семью демографическими или клиническими переменными были протестированы с использованием моделей линейной регрессии и скорректированы для множественного тестирования с использованием контроля FDR.

Мы сгенерировали DI с помощью метода CLOUD ²⁴ . Вкратце, матрица расстояний Эйчисона здоровых образцов использовалась в качестве эталонного облака, и расстояние от каждого здорового образца до здорового облака было рассчитано для каждого образца в наборе данных. Затем этот расчет расстояния был повторен для каждой выборки пациентов с симптомами относительно здорового облака; расстояния, превышающие два стандартных отклонения (SD) от среднего значения расстояния до здорового человека, считаются «дисбиотическими»; те, кто находится в пределах 2 SD от среднего значения расстояния до здорового человека, считаются «подобными здоровью».Затем эта оценка дисбактериоза CLOUD была подтверждена с использованием ортогонального подхода, основанного на показателях SI: мы подгоняли показатели SI здоровых к распределению шкалы логит (значения SI здорового контроля приблизительно нормальны по шкале logit; p = 0,41, нормальность Шапиро-Уилка тестовое задание). Мы снова применили правило 2 SD, классифицируя образцы с более чем 2 SD от среднего значения распределения здоровых людей как «дисбиотические», а образцы в пределах 2 SD как «аналогичные здоровым». Чтобы сгенерировать DI здесь, мы затем повторно классифицировали выборки по случайному лесу с использованием новых групповых классификаций и использовали OOB вероятность «дисбиотической» классификации в качестве показателя индекса.Эти два независимых метода находятся в тесном согласии, что оценивается по высокой степени корреляции между оценками ОБЛАЧНОГО дисбиоза в выборках и их индексной оценкой, основанной на вероятности ( r = 0,7, p = 2 × 10 ⁻¹⁶ , Корреляции Пирсона). Оценка расстояния в облаке использовалась во всех последующих анализах. Для сравнения мы также сгруппировали данные с использованием спектральной кластеризации, реализованной в пакете R «kernlab» v0.9.27, с использованием двух центров кластеров и настроек по умолчанию ⁴¹ .

Вмененные функции из состава микробиоты

Для прогнозирования микробных функций предварительно обработанные считывания ДНК были сопоставлены с версией 13_8 базы данных GreenGenes 16 S рРНК с использованием BURST с идентичностью 97%. Полученные таблицы OTU использовались для создания прогнозируемых аннотаций KEGG с использованием PICRUSt v1.1.3 ⁴² . Размер эффекта линейного дискриминантного анализа (LDA) (LEfSe; Galaxy Version 1.0) ⁴³ затем использовался для выявления предполагаемых функций, которые значительно различались (оценка LDA> 2.0) между группами.

Исследование диетических вмешательств на здоровых добровольцах

Это было пилотное проспективное одноцентровое исследование диетических вмешательств на здоровых добровольцах, изначально потреблявших диету с высоким содержанием клетчатки. Исследование было зарегистрировано на сайте clinictrials.gov под номером NCT03266536. Подходящими участниками были здоровые взрослые (≥ 18 лет) с исходным потреблением клетчатки ≥ 11 г / 1000 калорий / день; <10% дневных калорий из добавленного сахара; ≥ 5 порций фруктов и овощей в день; и ≤ 13% дневных калорий из насыщенных жиров на основе заполненного опросника по частоте приема пищи.Пациенты были исключены из исследования, если они не соответствовали вышеуказанным диетическим требованиям, имели известный диагноз воспалительного заболевания кишечника, микроскопический колит, глютеновую болезнь или другие воспалительные состояния, наличие абдоминальных симптомов на основании исходного анкетного опроса, использование пероральных антибиотиков или пробиотиков в течение последние 4 недели, беременность или планы забеременеть в рамках периода исследования, или любые другие заболевания, состояния или привычки, которые могут помешать завершению исследования. Диетические инструкции и выбор продуктов питания обсуждались на предварительном визите лицензированного диетолога.

Все субъекты прошли скрининг лично или по телефону и заполнили анкету по частоте приема пищи, чтобы убедиться, что они соответствуют критериям включения и исключения. При первичном и последующем посещении им была проведена ФГДС с седацией в сознании. Дуоденальный аспират получали через стандартный отсасывающий катетер, пропускаемый через отсасывающий порт с минимальным надуванием в желудке; аликвота была отправлена ​​в клиническую лабораторию для тестирования на SIBO, а оставшаяся часть хранилась для анализа микробиома при -80 ° C.Было получено восемь биопсий двенадцатиперстной кишки для исследований камеры Уссинга, анализа микробиома и последовательности РНК хозяина. При первоначальном и последующем посещении участники заполнили симптоматическую и демографическую анкету и предоставили образец стула. Симптомы, оцениваемые с помощью анкет, включали: частоту стула, натуживание, неполное опорожнение, твердый / комковатый стул, боль в животе, связанную с дефекацией, диарею / жидкий водянистый стул, вздутие живота, трудности с глотанием, тошноту / рвоту, изжогу, усталость и аппетит.Ответы записывались в двоичном формате (да / нет). В рамках вмешательства все участники придерживались 7-дневной стандартизированной диеты с типичным для США распределением макроэлементов калорий: 50% из углеводов, 35% из жиров и 15% из белка. Диета была с низким содержанием клетчатки (<10 г / 1000 калорий в день) и высоким содержанием простого сахара (≥ 50% дневных углеводов).

Статистический анализ мощности

Мы выполнили апостериорный расчет мощности для сравнения микробиома между здоровыми и симптоматическими субъектами, сосредоточив внимание на силе дифференциального анализа численности, где у нас была гораздо более низкая статистическая мощность по сравнению с анализами альфа- и бета-разнообразия. , из-за многократной коррекции тестирования.Мы использовали сетевой калькулятор мощности микробиома для проведения анализа мощности (http://fedematt.shinyapps.io/shinyMB/), который был основан на моделировании Монте-Карло и тесте Уилкоксона – Манна – Уитни ⁴⁴ . Мы использовали коэффициент ложного обнаружения 5%, чтобы исправить множественное тестирование. Предполагая, что мы тестируем 65 родов с численностью 10 родов с умеренной численностью (6–15 ранги), снижающейся на 50% у пациентов с симптомами (по сравнению с 26 дифференциальными родами со средним снижением на 59% в наблюдаемых данных), мы имели средняя мощность 75% для обнаружения этих 10 дифференциальных родов и мощность 100% для обнаружения хотя бы одного значимого рода при текущем размере выборки.Таким образом, исследование было достаточно мощным, чтобы обнаружить умеренную разницу таксонов при сравнении здоровых субъектов и субъектов с симптомами.

Ex vivo функция эпителиального барьера

Исследования камеры Уссинга были выполнены для измерения барьерной функции слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки и секреторных ответов, как было описано ранее ⁴⁵ . Вкратце, биопсии двенадцатиперстной кишки помещали в камеры Уссинга объемом 4 мл (Physiologic Instruments, Сан-Диего, Калифорния), экспонируя 0,031 см области ² в течение 45 минут после сбора.Камеры были заполнены Кребсом с 10 мм маннитом (сторона слизистой оболочки) и Кребсом с 10 мм глюкозы (подслизистая сторона). Базовое трансэпителиальное сопротивление и ток короткого замыкания каждой ткани измеряли с использованием пары электродов Ag / AgCl с агар-солевыми мостиками и пары токоподводящих платиновых электродов для поддержания условий фиксации напряжения. Парацеллюлярный поток через биопсии измеряли с использованием 4 кДа FITC-декстрана, вводимого на слизистую (концентрация в камере 1 мг / мл). Отбор образцов производился со стороны подслизистой оболочки каждые 30 минут в течение всего 3 часов, и кумулятивная флуоресценция измерялась с помощью Multi-Mode Microplate Reader (BioTek, VT) и преобразовывалась в концентрацию с использованием стандартных кривых.Кумулятивный поток в конце 3 ч был рассчитан для FITC – декстрана. Корреляции Спирмена (непараметрические) использовались для проверки связи между разнообразием микробиома и потоком FITC – декстрана.

RNA seq

Образцы биопсии размораживали на льду, гомогенизировали и центрифугировали при 13000 об / мин, а супернатант переносили в новую пробирку. РНК получали с использованием набора RNeasy Mini Kit (QIAGEN, Hilden, Германия) и секвенировали на Illumina HiSeq 2500. Анализ данных выполняли с использованием Mayo Analysis Pipeline для секвенирования РНК (MAP-RSeq) с выравниванием по строению генома человека (GRCh48.78) ⁴⁶ . Вкратце, конвейер MAP-RSeq выполняет оценку качества чтения последовательностей из файла FASTQ, выравнивает оставшиеся считывания с TopHat ⁴⁷ , а количество генов агрегируется с библиотекой Python HTSeq ⁴⁸ . Средняя общая глубина считывания составила 57 052 ​​595 (стандартное отклонение 8,5 × 10 ⁶ ) и в среднем 87,0% (стандартное отклонение 2,0%) от общего числа считываний, сопоставленных с моделями генов. Условная квантильная нормализация была выполнена для учета длины гена и смещений содержания GC ⁴⁹ .

¹ Подготовка образцов метаболомики H-ЯМР

Образцы аспирата центрифугировали при 4 ° C при 12000 × g в течение 5 минут. 162 мкл супернатанта смешивали с 18 мкл буфера ЯМР (1,5 м KH ₂ PO ₄ , 1 г / л TSP и 0,13 г / л NaN ₃ , Sigma-Aldrich) и переносили в Трубка для ЯМР 3 мм. Образцы фекалий предварительно взвешивали (~ 100 мг), рандомизировали и помещали в пробирку с завинчивающейся крышкой, содержащую 50 мг 1.Циркониевые шарики диаметром 0 мм, к которым было добавлено 400 мкл ACN: H ₂ O (1: 3). Пробирку помещали в миксер Biospec на 30 с. Затем гомогенизированный образец центрифугировали в течение 20 мин при 16000 × g . Супернатант осторожно переносили в пробирки с центрифугированием и центрифугировали в течение 30 мин при 16000 × g . 80 мкл отфильтрованной фекальной воды вносили аликвотами в 96-луночный планшет и 10 мкл использовали для контроля качества. Отфильтрованную фекальную воду в 96-луночном планшете сушили в токе азота перед восстановлением 540 мкл D ₂ O (Sigma-Aldrich) и 60 мкл буфера ЯМР.Восстановленную фекальную воду и буферную смесь переносили в 5-миллиметровые экспериментальные пробирки для ЯМР.

¹ H-ЯМР эксперимент

Метаболические профили измеряли на спектрометре Bruker 600 МГц (Bruker Biospin, Rheinstetten, Германия), установленном на постоянную температуру 300 К для образцов мочи, аспирата и фекалий и 310 К для образцов плазмы. Стандартный одномерный эксперимент NOSY был выполнен для каждого образца мочи, аспирата и фекальной воды, а эксперимент CPMG — для образцов плазмы.Всего было выполнено 64 сканирования для каждого образца в 64 тыс. Точек данных для мочи, аспиратов и плазмы; Было собрано 128 сканирований на образец в 64 тыс. Точек данных для фекальной воды.

¹ Предварительная обработка данных H-ЯМР

Данные спектров были импортированы в MATLAB (версия 8.3.0.532 R2014a, Mathworks Inc, Натик, Массачусетс, США). Для следующих исполнений использовалась серия сценариев собственной разработки. Фазирование, корректировка базовой линии и спектральная калибровка до TSP (0 ppm).Спектры выравнивались вручную. Чтобы учесть разницу в концентрации образцов, к образцам была применена нормализация вероятностного коэффициента. Собственные скрипты использовались для построения моделей PCA и OPLS-DA и интеграции интересующих пиков. Корреляции характеристик и тенденции были проанализированы в R.

Сводка отчетов

Дополнительная информация о дизайне исследования доступна в Сводке отчетов по исследованиям природы, связанной с этой статьей.

Дисбактериоз кишечника, связанный с симптомами СРК-D

Литература: 1. Rezaie A, Heimanson Z, McCallum R, Pimentel M. Дыхательный тест на лактулозу как прогностический фактор ответа на рифаксимин у пациентов с синдромом раздраженного кишечника с диареей. Am J Gastroenterol. 2019; 114 (12): 1886-1893. 2. Кэрролл И.М., Рингель-Кулька Т., Сиддл Дж. П., Рингель Ю. Изменения в составе и разнообразии кишечной микробиоты у пациентов с синдромом раздраженного кишечника с преобладанием диареи. Neurogastroenterol Motil. 2012; 24 (6): 521-530. 3. Чжун В., Лу Х, Ши Х и др. Определенные микробные популяции существуют в микробиоте слизистой оболочки, связанной с преобладанием диареи, синдрома раздраженного кишечника и язвенного колита. J Clin Gastroenterol. 2019; 53 (9): 660-672. 4. Кассинен А., Крогиус-Курикка Л., Мякивуокко Х. и др. Микробиота кала пациентов с синдромом раздраженного кишечника значительно отличается от таковой здоровых людей. Гастроэнтерология. 2007; 133 (1): 24-33. 5. Casén C, Vebø HC, Sekelja M, et al.Отклонения в микробиоте кишечника человека: новый диагностический тест для определения дисбактериоза у пациентов с СРК или ВЗК. Aliment Pharmacol Ther. 2015; 42 (1): 71-83. 6. Пиментел М., Лембо А., Чей В.Д. и др. Терапия рифаксимином у пациентов с синдромом раздраженного кишечника без запоров. N Engl J Med. 2011; 364 (1): 22-32. 7. Рингель Ю. Микробиом кишечника при синдроме раздраженного кишечника и других функциональных расстройствах кишечника. Gastroenterol Clin North Am. 2017; 46 (1): 91-101. 8. Рингель-Кулька Т., Чой Ч., Темас Д. и др. Измененная бактериальная ферментация толстой кишки как потенциальный патофизиологический фактор синдрома раздраженного кишечника. Am J Gastroenterol. 2015; 110 (9): 1339-1346. 9. Кинг Т.С., Элия М., Хантер Дж. Аномальное брожение толстой кишки при синдроме раздраженного кишечника. Ланцет. 1998; 352 (9135): 1187-1189. 10. Онг Д.К., Митчелл С.Б., Барретт Дж. С. и др. Манипуляции с пищей с короткоцепочечными углеводами изменяют характер газообразования и генезис симптомов синдрома раздраженного кишечника. J Gastroenterol Hepatol. 2010; 25 (8): 1366-1373. 11. Serra J, Azpiroz F, Malagelada JR. Нарушение транзита и толерантности кишечных газов при синдроме раздраженного кишечника. Gut. 2001; 48 (1): 14-19. 12. Houghton LA, Lea R, Agrawal A, Reilly B, Whorwell PJ. Связь вздутия живота с вздутием живота при синдроме раздраженного кишечника и влияние привычки кишечника. Гастроэнтерология. , 2006 г .; 131 (4): 1003-1010. 13. Данлоп С.П., Хебден Дж., Кэмпбелл Э. и др.Аномальная кишечная проницаемость в подгруппах синдромов раздраженного кишечника с преобладанием диареи. Am J Gastroenterol. , 2006; 101 (6): 1288-1294. 14. Аткинсон В., Локхарт С., Уорвелл П.Дж., Кивил Б., Хоутон Л.А. Нарушение передачи сигналов 5-гидрокситриптамина у пациентов с синдромом раздраженного кишечника с преобладанием запора и диареи. Гастроэнтерология. 2006; 130 (1): 34-43. 15. Гаргари Г., Тавернити В., Гардана С. и др. Распределение фекальных Clostridiales и короткоцепочечных жирных кислот отражает привычки кишечника при синдроме раздраженного кишечника. Environ Microbiol. 2018; 20 (9): 3201-3213. 16. Tack J, Broekaert D, Corsetti M, Fischler B, Janssens J. Влияние острого ингибирования обратного захвата серотонина на сенсомоторную функцию толстой кишки у человека. Aliment Pharmacol Ther. 2006; 23 (2): 265-274. 17. Chey WY, Jin HO, Lee MH, Sun SW, Lee KY. Нарушение моторики толстой кишки у пациентов с синдромом раздраженного кишечника с болью в животе и диареей. Am J Gastroenterol. 2001; 96 (5): 1499-1506. 18. Хаутон Л.А., Аткинсон В., Локхарт С., Уорвелл П.Дж., Кивил Б. Сигмовидно-толстая кишка в состоянии здоровья и синдром раздраженного кишечника: роль 5-гидрокситриптамина. Neurogastroenterol Motil. 2007; 19 (9): 724-731. 19. Торнблом Х., Ван Ауденхове Л., Садик Р., Абрахамссон Х., Тэк Дж., Симрен М. Время прохождения через толстую кишку и симптомы СРК: какая связь? Am J Gastroenterol. 2012; 107 (5): 754-760. 20. Cremon C, Gargano L, Morselli-Labate AM, et al.Иммунная активация слизистой оболочки при синдроме раздраженного кишечника: гендерная зависимость и связь с пищеварительными симптомами. Am J Gastroenterol. 2009; 104 (2): 392-400. 21. Либрегтс Т., Адам Б., Бредак С. и др. Иммунная активация у пациентов с синдромом раздраженного кишечника. Гастроэнтерология. 2007; 132 (3): 913-920. 22. Гиларте М., Сантос Дж., Де Торрес И. и др. У пациентов с СРК с преобладанием диареи наблюдается активация тучных клеток и гиперплазия тощей кишки. Gut. 2007; 56 (2): 203-209. 23. Zhou Q, Zhang B, Verne GN. Проницаемость кишечных мембран и гиперчувствительность при синдроме раздраженного кишечника. Боль. 2009; 146 (1-2): 41-46. 24. Piche T., Barbara G, Aubert P, et al. Нарушение целостности кишечного барьера в толстой кишке у пациентов с синдромом раздраженного кишечника: участие растворимых медиаторов. Gut. 2009; 58 (2): 196-201. 25. Shulman RJ, Jarrett ME, Cain KC, Broussard EK, Heitkemper MM.Связь между проницаемостью кишечника, маркерами воспаления и симптомами у пациентов с синдромом раздраженного кишечника. J Гастроэнтерол. 2014; 49 (11): 1467-1476. 26. Мерин Ф, Лейси Б. Э., Чанг Л. и др. Расстройства кишечника. Гастроэнтерология. 2016; 150 (6): 1393-1407.

Ось кишечник-легкие: кишечная микробиота и воспалительные заболевания легких

3 апреля 2020 г.

Могут ли микробы в кишечнике пациента быть скрытой причиной трудно поддающегося контролю воспалительного заболевания легких? Исследователи из клиники Мэйо работают над тем, чтобы выяснить это.В этих вопросах и ответах Джозеф Х. Скальски, доктор медицинских наук, специалист по пульмонологии и реанимации в клинике Мэйо в Рочестере, штат Миннесота, обсуждает ось кишечник-легкие, дисбактериоз и исследования кишечной бактериальной и грибковой микробиоты у пациентов с различными обструктивными заболеваниями. фенотипы болезней.

Почему легочных исследователей интересует кишечная микробиота?

С появлением новых методов секвенирования, не основанных на культуре, в последнее десятилетие наблюдается взрыв интереса к изучению микробиома человека.Исследователи пульмонологии, естественно, заинтересованы в микробах, обитающих в легких. Однако микробиота кишечника может быть даже более важной, чем микробиота легких при некоторых легочных заболеваниях.

Хотя сейчас известно, что каждая поверхность тела, от легких до глазных яблок, имеет микробиом, подавляющее большинство микробного биоразнообразия находится в богатой питательными веществами среде желудочно-кишечного тракта. Если рассматривать микробиоту как экосистему, бедные питательными веществами легкие подобны пустыне, а богатый питательными веществами кишечник подобен тропическому лесу.

Фактически, микробиота кишечника имеет биологическую сложность, которая, вероятно, превышает сложность собственного тела человека: в микробиоме кишечника больше клеток и гораздо больше уникальных генных продуктов, чем во всех нативных клетках человеческого тела вместе взятых. Эти кишечные микробы образуют экосистему организмов, которые сосуществуют и конкурируют друг с другом, и все это происходит в просвете кишечника, который по сути представляет собой 25-футовую трубку, предназначенную для поглощения метаболитов.В просвете кишечника также находятся иммунные клетки хозяина, которые воспринимают происходящее внутри и реагируют на него.

Что такое ось кишечник-легкие?

Концепция оси кишечник-легкие утверждает, что изменения сообществ кишечной микробиоты могут иметь глубокое влияние на заболевание легких. Микробы могут распознаваться иммунными клетками хозяина, что приводит к системному высвобождению цитокинов. Или в некоторых случаях «жуки производят лекарства», когда биоактивные соединения выделяются микробами, всасываются в кровоток и напрямую изменяют функцию легких.

Какое значение имеет связь между грибковым дисбиозом кишечника и астмой?

Каждый человек имеет уникальный состав микробиоты. Когда микробные сообщества негативно влияют на заболевание легких, это называется дисбактериозом. Дисбактериоз — это не то же самое, что кишечная инфекция, потому что он, вероятно, может протекать незаметно в течение многих лет без каких-либо симптомов.

Помимо бактерий, в кишечнике обитают комменсальные грибы.Многие грибы, которые важны при астме при вдыхании, такие как aspergillus, penicillium или alternaria, были идентифицированы как компоненты микобиоты кишечника человека. Исследование, опубликованное в журнале PLOS Pathogens в 2018 году, показало, что грибковый дисбиоз кишечника увеличивает тяжесть астмы на животных моделях. Распространение выбранных грибков, связанных с дисбиозом, в кишечнике усиливает тяжесть астмы, при этом грибок в легких не обнаруживается, что свидетельствует о перекрестной связи оси кишечник-легкие между кишечником и легкими.Эффект не универсален для всех видов грибов; некоторые усугубляют астматическое воспаление, но другие, кажется, не имеют никакого эффекта или даже могут быть защитными. Чрезмерное использование антибиотиков широкого спектра действия, по-видимому, нарушает бактериальные сообщества и может быть ключевым фактором риска развития грибкового дисбиоза.

Никто еще не знает, насколько эти наблюдения важны для людей, но наша лабораторная группа изучает, могут ли некоторые пациенты с трудно контролируемой астмой и хронической обструктивной болезнью легких с частыми обострениями иметь грибковый дисбиоз кишечника.

На чем сосредоточено ваше текущее исследование?

Используя методы секвенирования 16S и ITS1, не основанные на культуре, наша лабораторная команда изучает различия в кишечной бактериальной и грибковой микробиоте у пациентов с различными фенотипами обструктивного заболевания до и после определенных терапевтических изменений. Мы надеемся, что эти исследования в конечном итоге проложат путь для клинических испытаний терапевтического изменения микробиоты для устранения дисбактериоза у отдельных пациентов с заболеваниями легких.

Однако анализ этого типа еще не готов для рутинного клинического использования. Микробиом вызвал огромный интерес со стороны широкой публики, и теперь существует несколько компаний, которые будут секвенировать кишечные микробиомы. Мы просто недостаточно знаем об оси кишечник-легкие, чтобы интерпретировать эти данные сегодня, хотя мы надеемся, что наше понимание со временем улучшится.

Для получения дополнительной информации

Skalski JH, et al.Распространение комменсального гриба Wallemia mellicola в микобиоте желудочно-кишечного тракта увеличивает тяжесть аллергических заболеваний дыхательных путей у мышей. PLOS Патогены. 2018; 20: e1007260.

Микробиом кишечника и здоровье — 9,390

Распечатать этот информационный бюллетень

Дж. Клиффорда и Т. Вейра ^* (17.11)

Краткая информация…

• Микробиота человека содержит около 100 триллионов микроорганизмов, большинство из которых обитает в толстой кишке.
• Микроорганизмы в кишечнике играют роль в иммунитете, питании и метаболизме, структуре и функциях желудочно-кишечного тракта и могут влиять на ряд процессов за пределами кишечника.
• Дисбактериоз — это нарушение микробиоты кишечника.
• Долгосрочная, богатая растениями диета с высоким содержанием клетчатки может быть одним из лучших способов поддержать здоровье кишечника.
• Некоторые ферментированные продукты естественным образом содержат полезные бактерии и продукты их метаболизма (например, уксусную и молочную кислоту), которые могут принести пользу здоровью потребителя.

Желудочно-кишечный тракт

Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) простирается от рта до заднего прохода и отвечает за потребление и переваривание пищи, усвоение питательных веществ и удаление отходов. Желудочно-кишечный тракт не только служит для переваривания пищи, но также обеспечивает физический и иммунологический барьер для вредных микроорганизмов, посторонних материалов и антигенов, потенциально потребляемых с пищей. Кишечник , термин, который включает желудок, тонкий и толстый кишечник, является основным местом всасывания питательных веществ и густо заселен микроорганизмами.Клетки в тонком кишечнике имеют миллионы крошечных пальцевидных выступов ( ворсинок, ), которые увеличивают площадь поверхности кишечника, чтобы максимально увеличить усвоение питательных веществ и обеспечить физическое пространство для кишечных микробов. Клетки, из которых состоит толстый и тонкий кишечник, также населены иммунными клетками и другими компонентами иммунной системы и удерживаются вместе белковыми мостиками, называемыми плотно

Микробиота человека и микробиом кишечника

Человеческое тело внутри и снаружи населяет большое количество микроорганизмов, включая бактерии, что в последние годы вызывает большой интерес.Огромный спектр микроорганизмов, сосуществующих с человеческим хозяином, также обозначается как микробиота . Микробиота человека содержит около 100 триллионов микроорганизмов. Это почти в 10 раз больше, чем количество клеток в организме человека. Большинство этих микроорганизмов, присутствующих в организме человека и в нем, обитают в кишечнике, в первую очередь в толстом кишечнике, который содержит более 70% микробной популяции организма. Эти микробы вместе с функциями, которые они выполняют в организме человека, называются микробиомом кишечника .

Колонизация и создание кишечного микробиома

Считается, что кишечник человека при рождении стерилен, а колонизация происходит, когда ребенок проходит через родовые пути. Однако некоторые недавние исследования ставят под сомнение эту идею, предполагая, что может происходить некоторая колонизация в утробе матери до рождения. Первоначальная колонизация кишечными бактериями зависит от различных факторов и индивидуальна для каждого человека. Генетика и способ родов (вагинальное или кесарево сечение) влияют на микробиом.Кроме того, факторы окружающей среды, такие как метод вскармливания младенцев (грудное вскармливание или вскармливание смесью), введение твердой пищи, введение антибиотиков и санитарные условия — все это способствует формированию состава микробиоты человека. Микробиота младенцев очень динамична, но исследования показывают, что колонизация микробиоты обычно стабилизируется примерно к трем годам. Позже и в зрелом возрасте кишечник остается довольно стабильным и более устойчивым к изменениям окружающей среды. В то время как краткосрочные изменения в рационе питания могут вызвать значительные временные изменения в микробиоте кишечника, в долгосрочной перспективе необходимы изменения в долгосрочных режимах питания, чтобы вызвать стабильные изменения в микробиоте.

Микробиом кишечника и здоровье

Микроорганизмы в кишечнике разными способами способствуют здоровью человека.

Иммуномодуляция. Микроорганизмы кишечника играют роль в регулировании иммунитета. Эти микробы помогают тренировать наши иммунные клетки в раннем возрасте, обучая их тому, какие элементы, попадающие в организм, являются чужеродными или вредными, а какие — полезными. Они также могут стимулировать секрецию противовоспалительных иммунных молекул, чтобы предотвратить чрезмерную активацию иммунных клеток в ответ на постоянное присутствие бактерий в кишечнике.

Питание и обмен веществ. Микробы кишечника также способствуют метаболизму и усвоению питательных веществ. В ходе этого процесса они производят метаболиты или побочные продукты. Некоторые из этих метаболитов являются важным источником энергии для клеток кишечника, давая им энергию, помогающую бороться со свободными радикалами и токсинами. Например, бутират, жирная кислота с короткой цепью, обеспечивает клетки толстой кишки энергией, стабилизирует плотные контакты между клетками и помогает предотвратить образование опухолей.Ацетат, еще одна короткоцепочечная жирная кислота, взаимодействует с рецепторами в организме, регулируя накопление жира, утилизацию глюкозы и аппетит. Наконец, микробы кишечника синтезируют определенные витамины и аминокислоты, которые могут способствовать питанию человека.

Физическая защита. Микробы, обнаруженные в кишечнике, стимулируют секрецию защитного слоя слизи, выстилающего клетки кишечника и образующего защитный барьер. Затем кишечные микробы колонизируют этот слой слизи и конкурентно исключают патогены, конкурируя за места прикрепления и питательные вещества в кишечнике, оставляя меньше доступного пространства и питательных веществ для вредных микробов.Наконец, некоторые микробы в кишечнике производят природные соединения антибиотиков, которые убивают чужеродные микробы и могут производить кислые метаболиты, которые снижают pH, чтобы создать среду, предотвращающую рост патогенов.

Строение и функции желудочно-кишечного тракта. Исследователи обнаружили, что микробы способствуют регенерации клеток вдоль ворсинок кишечника, способствуя увеличению площади поверхности, что может способствовать увеличению всасывания питательных веществ. Кишечные микробы также способствуют перистальтической активности кишечника, помогая перемещать пищу по желудочно-кишечному тракту.

Процессы вне кишечника. Важность здорового микробиома кишечника не ограничивается кишечником. Микробы также могут играть роль во многих действиях, происходящих за пределами кишечника, таких как взаимодействие мозга и кишечника, например, влияя на реакцию хозяина на стресс. Кроме того, микробные продукты, такие как ацетат, могут проходить через кишечный и гематоэнцефалический барьер, взаимодействуя с областями мозга, которые помогают контролировать аппетит.

Дисбактериоз

Поддержание разнообразия кишечных микроорганизмов является ключом к обеспечению того, чтобы они могли выполнять разнообразные роли, которые они играют в поддержании здоровья человека.Это разнообразие помогает удовлетворить потребности кишечной «экосистемы». Не менее важна необходимость баланса различных микроорганизмов. При отсутствии разнообразия и баланса микробов кишечник будет в дисбактериозе. Дисбиоз — это нарушение микробиоты кишечника, возникающее при чрезмерном росте патогенных микробов, потере ключевых микробов и / или при снижении разнообразия микробного сообщества.

На микробное сообщество кишечника влияют такие факторы, как диета, воспаление, патогенные инфекции и использование антибиотиков.Западная диета с низким содержанием клетчатки и высоким содержанием жиров и рафинированных углеводов может негативно повлиять на баланс кишечных микробов и способствовать дисбактериозу. Кроме того, воспаление из-за диеты, стресса, инфекций и хронических заболеваний, а также патогенных микроорганизмов может привести к отсутствию разнообразия и дисбалансу в кишечнике. Постоянное употребление антибиотиков, особенно в молодом возрасте, может уничтожить некоторые полезные бактерии вместе с целевыми вредными бактериями, что также способствует дисбактериозу.

Дисбиоз влияет на здоровье хозяина более чем одним образом.Диарея, усиленное воспаление кишечника, боли в животе и спазмы — это всего лишь несколько симптомов дисбактериоза. В более серьезных случаях дисбактериоз может играть роль в патогенезе различных желудочно-кишечных расстройств и заболеваний, а также других заболеваний за пределами желудочно-кишечного тракта. Исследователи обнаружили связь между дисбактериозом микробиоты кишечника и воспалительным заболеванием кишечника, синдромом раздраженного кишечника, целиакией, ожирением, диабетом, сердечно-сосудистыми заболеваниями, а также некоторыми видами рака и расстройствами, связанными с центральной нервной системой.

Поддерживает здоровье кишечника

Как указывалось ранее, формирование микробиоты начинается при рождении и, возможно, в утробе матери . Окружающая среда матери и воздействие микробов как в пренатальном, так и в послеродовом периоде влияют на формирование и колонизацию кишечной микробиоты ее младенца. Кроме того, способ родоразрешения и способ раннего кормления влияют на микробный профиль младенца. Было показано, что у младенцев, рожденных в результате естественных родов, и младенцев, находящихся на грудном вскармливании, микробный профиль содержит большее количество полезных для здоровья микробов.Хотя эти факторы способствуют формированию здоровой микробиоты кишечника в раннем возрасте, есть шаги, которые человек может предпринять, чтобы поддерживать собственное здоровье кишечника в более позднем возрасте.

Диета. Изменение долгосрочных диетических привычек может быть одним из наиболее эффективных способов регулирования микробиоты кишечника. В частности, растительная диета с высоким содержанием клетчатки, включая разнообразие и умеренность, по-видимому, наиболее способствует здоровью кишечника. Исследования показали, что воздействие на кишечник краткосрочных изменений в диете является быстрым и преходящим, но в долгосрочной перспективе состав диеты продолжает незначительно изменять состав кишечника на протяжении всей взрослой жизни.Выбор многих растительных продуктов с высоким содержанием клетчатки, таких как цельнозерновые, фрукты, овощи и бобовые, в большинстве случаев может помочь поддерживать здоровье кишечника.

Напряжение . Хронический стресс может напрямую влиять на наш кишечник, способствуя усилению воспаления, а также повышенной восприимчивости к патогенным организмам. Некоторые исследования пришли к выводу, что при психологическом стрессе количество полезных микробов уменьшается, а патогенные микробы успешно колонизируются. Стресс также может оказывать косвенное влияние на кишечник.Часто, когда люди находятся в состоянии стресса, они, как правило, едят менее здоровую пищу, потребляя больше рафинированных, с высоким содержанием сахара и жиров, что может иметь негативные последствия для кишечника. Сведение к минимуму стресса может положительно сказаться на микробиоте кишечника. Выделите время для релаксации, регулярно занимайтесь спортом и высыпайтесь — это всего лишь несколько способов уменьшить стресс.

Антибиотики. Использование антибиотиков необходимо и очень полезно во многих ситуациях. Однако при использовании некоторые полезные бактерии в кишечнике устраняются вместе с целевыми вредными бактериями.По этой причине может быть полезно помочь восстановить микробиоту кишечника, потребляя продукты, содержащие пробиотики и пребиотики, или принимая добавки с пробиотиками, если это будет сочтено целесообразным. Исследователи обнаружили, что у взрослых микробный профиль кишечника имеет тенденцию возвращаться к исходному балансу примерно через две недели после использования антибиотиков, при условии, что он будет краткосрочным и разовым. Однако прием пробиотиков может помочь предотвратить повторное заселение болезнетворными микроорганизмами во время этого уязвимого периода выздоровления.

Пробиотики и пребиотики. Употребление продуктов, содержащих пробиотики и пребиотики, способствует здоровью кишечника. Подробнее о пробиотиках и пребиотиках читайте ниже.

Пересадка стула. Пересадка стула не обязательна для всех, чтобы поддерживать здоровье кишечника, но это эффективный и полезный метод борьбы с инфекциями Clostridium difficile . Исследователи обнаружили, что трансплантация фекальной микробиоты может быть столь же эффективной, если не более эффективной, чем антибиотики при лечении пациентов с C.difficile , который вызывает симптомы, похожие на болезнь Крона. Исследователи продолжают изучать влияние трансплантации фекалий в качестве терапии различных заболеваний и расстройств кишечника, таких как ВЗК и диабет 2 типа.

Пробиотики, пребиотики и синбиотики

Пробиотики

Пробиотики — это живые микроорганизмы, которые при употреблении в достаточном количестве приносят пользу здоровью хозяина. Их употребляют в пищу или в виде добавок. Пробиотики естественным образом содержатся в ферментированных продуктах, таких как йогурт, кефир, мисо, темпе, чайный гриб, кимчи, квашеная капуста и молочно-ферментированные овощи.Существует ограниченное количество исследований о пользе ферментированных продуктов для здоровья, и необходимы более убедительные доказательства. Хотя многие из конкретных организмов, присутствующих в этих продуктах, специально не доказали, что они оказывают благотворное влияние на здоровье, микробные побочные продукты, присутствующие в ферментированных продуктах (особенно овощах, безалкогольных ферментированных овощах и молочных продуктах), могут уменьшить рост патогенов и укрепить здоровье. Ферментированные продукты можно употреблять как часть здорового питания, и интерес к ферментированным продуктам и потреблению ферментированных продуктов резко возрос за последние 10 лет.

В качестве пищевых добавок пробиотики доступны в виде порошка, капсул, таблеток или пакетов. Пробиотики также добавляются в некоторые пищевые продукты во время обработки. Пробиотики в пищевых добавках или пищевых продуктах присутствуют в виде одного вида или в виде смеси нескольких различных видов пробиотиков. Два наиболее распространенных типа пробиотиков, используемых в США, — это Lactobacillus и Bifidobacterium . В каждую из этих широких групп попадает множество различных видов бактерий.Дрожжи Saccharomyces boulardii также широко используются в качестве пробиотиков. Пробиотики обычно используются при различных желудочно-кишечных состояниях, включая диарею, связанную с антибиотиками, инфекционную диарею, ВЗК или воспалительное заболевание кишечника, которое включает болезнь Крона и язвенный колит, а также СРК или синдром раздраженного кишечника. Благоприятные эффекты пробиотиков специфичны для определенных штаммов пробиотиков, а воздействие на здоровье одного штамма может не распространяться на другие штаммы.Чтобы узнать, на что способны пробиотики, вам нужно знать штамм. Например, штамм 35624 Bifidobacterium infantis оказывает положительное действие, специфичное для людей с синдромом раздраженного кишечника.

Пребиотики

Пребиотики — это не то же самое, что пробиотики. Пребиотики — это неперевариваемые пищевые волокна, которые увеличивают рост определенных организмов в кишечнике. По сути, они являются топливом для пробиотиков или полезных бактерий в кишечнике. Потребление пребиотиков приводит к определенным изменениям в составе и / или активности микробиоты в кишечнике, принося пользу для здоровья хозяина.Пребиотики включают олигосахариды инулин, фруктоолигосахарид или FOS и галактоолигосахарид или GOS. Эти олигосахариды естественным образом содержатся в грудном молоке человека и в различных продуктах, таких как топинамбур, лук, корень хикамы, лук-порей и спаржа. Клетчатка в таких продуктах, как бананы и бобовые, также может действовать как пребиотики. Волокно в овсе, ячмене и яблоках может ферментироваться в жирные кислоты с короткой цепью определенными видами бактерий в кишечнике и использоваться для получения энергии. Пребиотики можно не только найти в продуктах питания, но и в виде добавок.Пребиотики можно добавлять отдельно или в комбинации с пробиотиками, которые называются синбиотиками. При совместном употреблении пробиотики и пребиотики действуют синергетически, потенциально обеспечивая еще большую пользу для здоровья.

Рекомендуются ли пробиотики и пребиотики?

Добавки с пробиотиками могут не понадобиться, если человек не страдает какими-либо проблемами с кишечником. Употребление пробиотиков и пребиотиков из продуктов, которые их естественным образом содержат, может быть хорошим вариантом и более экономичным вариантом для поддержания здоровья кишечника.

Исследования пробиотиков продолжаются, и, хотя многие продукты, содержащие пробиотики, продаются для различных целей, FDA не одобрило никаких общих заявлений о пользе для здоровья пробиотиков. Некоторые пробиотики, такие как VSL3, имеют статус медицинской пищи, а это означает, что их можно использовать для лечения конкретных проблем со здоровьем, и для подтверждения эффективности проводится как минимум одно клиническое испытание на людях. Перед использованием пробиотических добавок спросите своего врача, подходит ли вам прием пробиотиков. Если вы беременны или кормите грудью, проконсультируйтесь с врачом перед приемом пробиотиков.Если вы хотите дать ребенку пробиотики, сначала обратитесь к лечащему врачу вашего ребенка. Если у вас серьезные проблемы со здоровьем и вы принимаете пробиотики, обязательно сообщите своему лечащему врачу, что вы принимаете их, чтобы они могли контролировать вас на предмет негативных побочных эффектов.

Список литературы

Бишофф, С. К. (2011). «Здоровье кишечника»: новая цель медицины? БМК медицина, 9 (1), 24.

Браун, К., ДеКоффе, Д., Молчан, Э., и Гибсон, Д. Л. (2012). Дисбактериоз кишечной микробиоты, вызванный диетой, и его влияние на иммунитет и болезни. Питательные вещества , 4 (8), 1095-1119.

Cani, P. D., Lecourt, E., Dewulf, E. M., Sohet, F. M., et al. (2009). Ферментация пребиотиков в кишечной микробиоте увеличивает выработку сатиэтогенных и инкретиновых пептидов кишечника, что сказывается на ощущении аппетита и реакции глюкозы после еды. Американский журнал клинического питания , 90 (5), 1236-1243.

Кардинг, С., Вербеке, К., Випонд, Д. Т., Корф, Б. М., и Оуэн, Л. Дж. (2015).Дисбактериоз кишечной микробиоты при заболевании. Микробная экология в здоровье и болезнях , 26 (1), 26191.

Фуджимура, К. Э., Слашер, Н. А., Кабана, М. Д., и Линч, С. В. (2010). Роль микробиоты кишечника в определении здоровья человека.

Клементе, Дж. К., Урселл, Л. К., Парфри, Л. В., и Найт, Р. (2012). Влияние микробиоты кишечника на здоровье человека: комплексный взгляд. Ячейка , 148 (6), 1258-1270.

Майерс, С.П. (2004). Причины дисбактериоза кишечника: обзор. Альтернативная медицина Rev, 9 (2), 180-197.

Парвез С., Малик К., Ах Канг С. и Ким Х. Ю. (2006). Пробиотики и ферментированные пищевые продукты полезны для здоровья. Журнал прикладной микробиологии, 100 (6), 1171-1185.

Перегрин, Т. (2013). Внутренний тракт: что нужно знать врачам-терапевтам о микробиоме кишечника. Журнал Академии питания и диетологии, 113 (8), 1019-1023.

Шардт, Д. (2015, январь / февраль).Ищу мистера Гудбага: стоит ли принимать пробиотики? Nutrition Action 9-11.

Секиров И., Рассел С. Л., Антунес Л. К. М. и Финли Б. Б. (2010). Микробиота кишечника в здоровье и болезнях. Физиологические обзоры, 90 (3), 859-904.

Шефлин, А. М., Уитни, А. К., и Вейр, Т. Л. (2014). Раковые эффекты микробного дисбактериоза. Текущие онкологические отчеты , 16 (10), 1-9.

Ван Тайн Д. и Гилмор М. С. (2014). Хрупкий баланс: поддержание взаимопонимания для предотвращения болезней.Клетка-хозяин и микроб, 16 (4), 425-427.

Вореадес, Н., Козил, А., и Вейр, Т. Л. (2014). Диета и развитие микробиома кишечника человека. Границы микробиологии, 5.

* Дж. Клиффорд, специалист по продовольствию и питанию Университета штата Колорадо, Т. Вейр, доцент кафедры пищевых наук и питания человека. 17.11.

Связан ли дисбактериоз кишечника с СДВГ?

Так что же такое «дисбактериоз кишечника» и как он может быть связан с синдромом дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ)? Могут ли крошечные микробы, живущие в нашем кишечнике, создавать хаос, который затем влияет на настроение, обучение, внимание, неподвижность, концентрацию и импульсивность?

Дисбиоз — это термин, используемый для описания дисбаланса в кишечнике, вызывающего желудочно-кишечные проблемы.Этот термин, безусловно, набирает обороты в разных областях медицины.

Заинтриговано не только медицинское сообщество, но особенно те, кто изучает неврологические заболевания.

То, как здоровье кишечника может повлиять на такие состояния, как СДВГ, также привлекает внимание обычных людей, таких как я.

По мере того, как число взрослых с диагнозом СДВГ растет, кажется, что все больше людей ищут способы улучшить свою жизнь и уменьшить свои симптомы.Я уверен, что я не единственный человек с СДВГ, который сомневается в этом!

что такое дисбактериоз?

Термин «дисбактериоз» (иногда называемый дисбактериозом) используется для описания дисбаланса микробной функции в организме или внутри него. Если это происходит в кишечнике, дисбаланс может привести к кишечным проблемам, которые все еще исследуются.

Дисбиоз может возникнуть, когда микробы в кишечнике вышли из строя. Некоторые из последних исследований предполагают, что это может привести к преобладанию определенных микробов над другими.Звучит устрашающе, но очень интригующе.

Из-за того, что слишком много людей в одной группе или сообществе, « мир » между группами может вызвать проблемы. Это может затем вызвать симптомы нарушения пищеварения, такие как вздутие живота, диарея, газы, спазмы и запоры.

Может ли дисбактериоз кишечника иметь отношение к СДВГ?

Как человек с СДВГ и целиакией (аутоиммунное заболевание, поражающее тонкий кишечник), я начал исследовать, могут ли дисбактериоз кишечника и СДВГ быть каким-то образом связаны.

Подробнее о СДВГ и целиакии ЗДЕСЬ.

Насколько я понял, факторы окружающей среды могут нанести вред микробиому организма в целом, воздействуя на кишечник. Такие факторы, как количество дополнительных химических веществ, которым мы подвергаемся, токсический стресс и еда, которую мы едим, могут тем или иным образом повлиять на наш микробиом.

Факторы образа жизни

Теперь я не сомневаюсь, что моя диета и определенные факторы образа жизни каким-то образом способствовали развитию СДВГ, но через кишечник и, очевидно, с рождения.Как это связано с глютеновой болезнью, также интересно, потому что некоторые симптомы частично совпадают.

Это может показаться странным, но чтобы доказать это, мне нужно выяснить, смогу ли я сначала сбалансировать микробы в кишечнике, а затем измерить любые заметные различия в симптомах СДВГ.

Моя главная цель — увидеть, можно ли уменьшить мои симптомы СДВГ. Это будет включать в себя очистку моего рациона, включив в него продукты, основанные на результатах моего анализа микробиома.

Внесение некоторых изменений в некоторые аспекты моего образа жизни также будет связано с уменьшением стресса.В этом поле уже стоит отметка о прекращении преподавания.

Симптомы СДВГ могут различаться по степени тяжести

Взрослые с СДВГ сталкиваются с разными проблемами, потому что симптомы могут сильно различаться. То, что может быть проблемой для одного человека, может не беспокоить другого.

У некоторых взрослых проблемы с удержанием внимания, в то время как некоторые пытаются скрыть внутреннюю гиперактивность, которая может быть утомительной. Я знаю, что внутренний торнадо всегда мешал мне расслабиться. Я все еще чувствую себя не очень комфортно в состоянии покоя.

Симптомы, которые меня беспокоят, включают следующие:

Внутреннее беспокойство, беспокойное поведение, нарушение сна, непрерывная речь, сенсорные проблемы (прикосновение и звук), беготня как сумасшедшая, отсутствие концентрации, очень отвлекает , и не переставая думать о том, как решить мировые проблемы! Скажем так, я иногда сводлю с ума своего мужа (и себя)!

Этот список не исчерпывающий! Звучит потрясающе, не правда ли? Хм…. Я смеюсь, когда пишу это, потому что давайте не будем забывать — застревает на очень мелких деталях на длительные периоды и перфекционизм до крайних !

Подробнее о том, как СДВГ может повлиять на сон, можно узнать здесь.

Как я могу измерить уменьшение этих симптомов, также сложно, поскольку изменения должны быть измеримыми, чтобы их можно было измерить.

Другими словами, мне нужны данные, которые я могу измерить, больше, чем просто «ощущение» того, что я чувствую себя лучше или менее страстно, если вы меня поняли.

Управление симптомами СДВГ

Большинство исследований, на которые я наткнулся, сосредоточены на лекарствах для лечения симптомов СДВГ.

СДВГ в настоящее время классифицируется как нарушение психического развития. Медикаменты часто рассматриваются как первая линия лечения. Это имеет смысл, потому что лекарство лечит симптомы, связанные с нервной системой, такие как контроль над импульсами и внимание.

Однако чем больше я проводил исследований, балансируя определенные микробы в кишечнике, уменьшение симптомов СДВГ кажется возможным.

Я обнаружил, что мои лекарства просто маскируют симптомы, а не «исправляют» их! Симптомы все еще сохраняются, когда действие лекарства прекращается, и, похоже, пока от него нет долгосрочной пользы.

Я не уверен, но думаю, что некоторые взрослые, вроде меня, возможно, захотят уменьшить свои симптомы СДВГ. По крайней мере, надоедливые точно! Это даст возможность использовать потенциал, уменьшая при этом раздражение .

Если это возможно, я посвящу свое время тому, чтобы донести эту информацию до всех, кого я могу.

Это может быть серьезный звонок, но если я не попробую, я никогда не узнаю. И это одна из самых положительных сторон моего СДВГ — я задаю вопросы ВСЕМ ! Я всегда этим занимался, из-за этого у меня были проблемы в школе, но я вижу в этом бонус, когда пытаюсь что-то изменить или решить.

так почему же возникает дисбактериоз?

Помимо плохого питания, такие факторы, как чрезмерное употребление антибиотиков, также могут способствовать дисбактериозу кишечника.

Исследования теперь указывают на другие факторы окружающей среды, такие как обработанные пищевые продукты, добавки, длительный стресс и воздействие химикатов, как на потенциальные факторы. Все они могут сыграть какую-то роль в создании дисбаланса, но как именно, пока неизвестно.

Есть так много вещей, с которыми мы сталкиваемся ежедневно, что может нарушить баланс в кишечнике. Поскольку исследования все еще находятся на ранних стадиях выявления экологических причин, мы мало что узнаем, пока не появятся «темы» и «закономерности».

Это поможет ученым сузить круг микробов, которые необходимо уменьшить или увеличить для оптимального неврологического здоровья. Но для этого необходимо проводить крупномасштабный анализ микробиома кишечника с течением времени. Мы надеемся, что затем лонгитюдные исследования предоставят данные о том, как наша кишечная микробиота изменилась с течением времени.

Перекрестные ссылки на данные по странам также могут дать представление о том, как изменения в питании повлияли на различные группы населения в разных регионах мира.

какие микробы следует уменьшить или увеличить?

С помощью «метагеномики», основанного на последовательностях подхода к анализу кишечных микробов, в не столь отдаленном будущем можно будет ответить на вопросы о том, какие микробы следует изменить.

Определенно увеличилось количество статей, опубликованных по этой теме за последние 6 месяцев. Эти статьи были основаны на иммунологии, гастроэнтерологии, эпигенетике, геноме человека и взаимосвязи между кишечником и неврологическими заболеваниями.

К счастью, нам повезло, что в настоящее время во всем мире есть ученые, использующие метагеномику для определения того, что делают определенные микробы и как они ведут себя в группах.

В недавней статье, опубликованной в журнале Human Microbiome Journal, был сопоставлен состав кишечного микробиома тысяч людей со всего мира, чтобы собрать эту информацию воедино.

На самом деле это первая статья, которую я прочитал от начала до конца, и для меня это первая статья, потому что, как бы странно я ни звучал, я не любитель книг или чтения.

Они обнаружили связь между строением кишечника и уровнем его разнообразия, а также тем, как это соотносится с определенными личностными качествами. Если вы хотите узнать об этом больше, нажмите ссылку выше или ссылку «исходные источники» ниже.

Я дважды тестировал микробиом кишечника, и это дало ценную информацию о моей диете и общем состоянии здоровья. Это включало изменения, которые я мог внести в свой выбор продуктов питания для оптимального здоровья.

Я даже не могу произнести названия микробов, но с каждым днем ​​я изо всех сил стараюсь попробовать, потому что хочу посмотреть, работает ли это!

предупреждение !!!

Здесь действительно важно отметить, что мой отчет о микробиоме является только руководством и включает только UNIQUE — ME и ME .

Каждый, кто проходит через этот процесс , ДОЛЖЕН нести ответственность за свое здоровье и благополучие. НИКОГДА не следует отказываться от без важных питательных веществ в своем рационе или менять лекарства без предварительной консультации с лицензированным медицинским работником или практикующим врачом. Я не могу подчеркнуть это достаточно!

На данном этапе наука все еще пытается выяснить, как все это связано, но я благодарен за то, что принимаю участие в этом новаторском процессе своим собственным, уникальным способом.