Микробиом. Что это и как он влияет на иммунитет человека?
Представьте себе современный город с высоты птичьего полёта и разнообразные здания в нём.
Есть похожие или даже одинаковые здания, а есть непохожие друг на друга здания и их не так много как остальных.
Некоторые виды зданий появились с самого зарождения города, а некоторые активно строятся до сих пор и превращаются в целые жилые комплексы. А некоторые разрушаются под действием природных явлений или со временем, чинятся, восстанавливаются или вовсе исчезают с карты города.
Всё это очень похоже на то, что называется микробиомом человека: он также формируется с момента рождения человека в определенных местах и изменяется по мере развития и старения.
Для начала предлагаю определиться с популярными формулировками (хотя уже на стадии формулировок есть разные взгляды среди ученых). Микробиом - это собирательное название микроорганизмов, находящихся в симбиозе с организмом хозяина. Микробиота - это совокупность живых микроорганизмов в определенной среде: например, микробиота кишечника (1). Отдельного внимания требует тот факт, что примерно 70 % микробиоты сосредоточено в толстом кишечнике. Предлагаю запомнить эту информацию, чтобы вернуться к ней в конце статьи.
У нас пока не так много данных о полном влиянии микроорганизмов, сосуществующих с нами, но уже достаточно исследований, выявляющих связь между микробиотой и иммунной системой.
То, как мы растем и учимся взаимодействовать с окружающей нас средой, влияет на нас всю жизнь. С самого рождения человек подвергается воздействию новых типов клеток, микробов, которые активируют иммунную систему и вызывают развитие и созревание иммунных клеток и органов, что способствует развитию функционального симбиоза между хозяином и микробиотой (2). Как у человека, так и у мышей (они , если помните, наши самые важные помощники в научных исследованиях) недостаток взаимодействия с микроорганизмами в раннем детском возрасте приводит к иммунологическим дефектам, которые могут сохраняться во взрослом возрасте и повышать предрасположенность к развитию хронических заболеваний (3).
Мы буквально нуждаемся в тренировке микробами, биогенными химическими веществами и тесной связью с окружающей средой. С одной стороны современные технологии и научные достижения добились снижения заболеваемости инфекционными заболеваниями в 20- м веке, с другой стороны мы видим рост аллергических и аутоиммунных заболеваний. Всё это позволяет говорить о теории гигиены или гигиенической гипотезе в разрезе такой цепочки: городская жизнь — малый контакт с природой — бедный микробиот— дисбаланс иммунного ответа— воспаление (4, 9).
Какие еще данные говорят нам о тесной взаимосвязи иммунной системы и микробиоты? Большинство исследований выделяют следующие факторы: тип родоразрешения (естественные роды или кесарево сечение), тип вскармливания (грудное вскармливание или искусственное), прием антибиотиков в период первых 2 лет ребенка (так называемое «Окно возможностей»), прикорм, питание матери до и во время беременности.
Мы почти подошли к важности питания, правда? Но сначала про родоразрешение и тип вскармливания.
Микробиота различается у детей, рожденных путем кесарева сечения, и детей, родившихся естественным путем, в течение первого года жизни, что свидетельствует об обогащении Bifidobacterium spp и снижении количества бактерий вида Enterococcus и Klebsiella у детей, родившихся естественным путем. Состав микробиоты в течение первой недели жизни связан с количеством респираторных инфекций в течение первого года жизни ребенка (5).
Далее в игру вступает тип вскармливания. Грудное молоко содержит факторы для созревания кишечной микрофлоры ребенка, а грудное вскармливание ассоциировано с повышенным разнообразием микробиоты ребенка в период 12-24 месяцев. Поступающие с грудным молоком олигосахариды— пища для бактерий, молекулы цитокинов тормозов, типа TGFb, эпидермальный фактор роста— все это обучает лимфоциты кишечника толерантности, а клетки врожденной иммунной системы приобретают ценное свойство: при контакте с бактерией не генерировать воспаление, а гасить его, не развивать.
И тут мы плавно подошли к теме прикорма и питания в разрезе микробиоты. В первые годы жизни формируется до 70% микрофлоры кишечника и в этот же период происходит формирование иммунитета. Разнообразный прикорм, богатый клетчаткой, своевременное знакомство с различными аллергенами будет поддерживать становление разнообразной микробиоты и нормальную регуляцию иммунного ответа.
Здесь мы вспоминаем о наших старых добрых пищевых волокнах, которые напрямую взаимодействуют с кишечными микробами и приводят к выработке ключевых метаболитов, таких как короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК). Как отмечала в начале статьи, большая часть патологий, связанных с микробиомом, резко возросла за последнее столетие, что позволяет предположить, что изменение образа жизни может нарушить симбиоз кишечной микробиоты из-за потери полезных защитных микробов (6). Фактически, диета в западном стиле с низким содержанием доступных для микробиоты углеводов (те самые, которые мы не можем переварить, но отлично обрабатывают наши «букашки в кишечнике») может необратимо уменьшить микробное разнообразие и привести к исчезновению определенных видов бактерий в пищеварительной системе. Эти изменения могут приводить к дисфункциям, способствуя развитию хронических воспалительных заболеваний, таких как кишечные заболевания кишечника, колоректальный рак, аллергии, аутоиммунные заболевания, ожирение и связанные с ним патологии.
Как это работает?
Если упрощенно, то в процессе ферментации доступных для микробиоты углеводов образуются КЦЖК, которые в свою очередь играют ключевую роль в регуляции метаболизма хозяина, иммунной системы и пролиферации клеток (7). Низкое потребление пищевых волокон не только приводит к уменьшению микробного разнообразия и продукции КЦЖК, но также смещает микробный метаболизм кишечника в сторону использования менее благоприятных субстратов.
Также микробиота кишечника и диета являются двумя важными компонентами для поддержания нормальной структуры кишечной слизи (мукуса). Изменение микробиоты кишечника в результате диеты с низким содержанием клетчатки приводит к серьезному ухудшению состояния слизистого слоя и может повышать восприимчивость к инфекциям и развитию хронических воспалительных заболеваний (8). В заключение, пищевые волокна можно считать ключевыми соединениями, которые сохраняют экологию кишечника и модулируют оптимальный иммунный ответ организма. Пожалуй, после написания этой статьи я буду сама чаще думать о своих 2 кг кишечных бактерий (Да, да! Их примерно столько) и кормить работяг доброй порцией клетчатки.
1. https://microbiomejournal.biomedcentral ... 20-00875-0 2020
2. Koropatnick TAet al. Microbial factor-mediated development in a host-bacterial mutualism.Science. 2004
3. Gensollen TIyer SSKasper DLBlumberg RS How colonization by microbiota in early life shapes the immune system. Science. 2016
4. Biodiversity for resilience—What is needed for allergic children 2022 https://doi.org/10.1111/pai.13779
5. Impact of delivery mode-associated gut microbiota dynamics on health in the first year of life, 2019, https://www.nature.com/articles/s41467-019-13014-7#Sec2
6. The Impact of Dietary Fiber on Gut Microbiota in Host Health and Disease, 2018, https://doi.org/10.1016/j.chom.2018.05.012
7. Koh A.De Vadder F.Kovatcheva-Datchary P.Bäckhed F. From dietary fiber to host physiology: short-chain fatty acids as key bacterial metabolites. Cell. 2016
8. A dietary fiber-deprived gut microbiota degrades the colonic mucus barrier and enhances pathogen susceptibility. Cell. 2016
9. Статьи ученого, иммунолога Дарьи Карташевой-Эберц, @immunobee
Автор статьи: Ситдикова Лилия Шафековна, специалист по питанию и детскому прикорму[/font]
Представьте себе современный город с высоты птичьего полёта и разнообразные здания в нём.
Есть похожие или даже одинаковые здания, а есть непохожие друг на друга здания и их не так много как остальных.
Некоторые виды зданий появились с самого зарождения города, а некоторые активно строятся до сих пор и превращаются в целые жилые комплексы. А некоторые разрушаются под действием природных явлений или со временем, чинятся, восстанавливаются или вовсе исчезают с карты города.
Всё это очень похоже на то, что называется микробиомом человека: он также формируется с момента рождения человека в определенных местах и изменяется по мере развития и старения.
Для начала предлагаю определиться с популярными формулировками (хотя уже на стадии формулировок есть разные взгляды среди ученых). Микробиом - это собирательное название микроорганизмов, находящихся в симбиозе с организмом хозяина. Микробиота - это совокупность живых микроорганизмов в определенной среде: например, микробиота кишечника (1). Отдельного внимания требует тот факт, что примерно 70 % микробиоты сосредоточено в толстом кишечнике. Предлагаю запомнить эту информацию, чтобы вернуться к ней в конце статьи.
У нас пока не так много данных о полном влиянии микроорганизмов, сосуществующих с нами, но уже достаточно исследований, выявляющих связь между микробиотой и иммунной системой.
То, как мы растем и учимся взаимодействовать с окружающей нас средой, влияет на нас всю жизнь. С самого рождения человек подвергается воздействию новых типов клеток, микробов, которые активируют иммунную систему и вызывают развитие и созревание иммунных клеток и органов, что способствует развитию функционального симбиоза между хозяином и микробиотой (2). Как у человека, так и у мышей (они , если помните, наши самые важные помощники в научных исследованиях) недостаток взаимодействия с микроорганизмами в раннем детском возрасте приводит к иммунологическим дефектам, которые могут сохраняться во взрослом возрасте и повышать предрасположенность к развитию хронических заболеваний (3).
Мы буквально нуждаемся в тренировке микробами, биогенными химическими веществами и тесной связью с окружающей средой. С одной стороны современные технологии и научные достижения добились снижения заболеваемости инфекционными заболеваниями в 20- м веке, с другой стороны мы видим рост аллергических и аутоиммунных заболеваний. Всё это позволяет говорить о теории гигиены или гигиенической гипотезе в разрезе такой цепочки: городская жизнь — малый контакт с природой — бедный микробиот— дисбаланс иммунного ответа— воспаление (4, 9).
Какие еще данные говорят нам о тесной взаимосвязи иммунной системы и микробиоты? Большинство исследований выделяют следующие факторы: тип родоразрешения (естественные роды или кесарево сечение), тип вскармливания (грудное вскармливание или искусственное), прием антибиотиков в период первых 2 лет ребенка (так называемое «Окно возможностей»), прикорм, питание матери до и во время беременности.
Мы почти подошли к важности питания, правда? Но сначала про родоразрешение и тип вскармливания.
Микробиота различается у детей, рожденных путем кесарева сечения, и детей, родившихся естественным путем, в течение первого года жизни, что свидетельствует об обогащении Bifidobacterium spp и снижении количества бактерий вида Enterococcus и Klebsiella у детей, родившихся естественным путем. Состав микробиоты в течение первой недели жизни связан с количеством респираторных инфекций в течение первого года жизни ребенка (5).
Далее в игру вступает тип вскармливания. Грудное молоко содержит факторы для созревания кишечной микрофлоры ребенка, а грудное вскармливание ассоциировано с повышенным разнообразием микробиоты ребенка в период 12-24 месяцев. Поступающие с грудным молоком олигосахариды— пища для бактерий, молекулы цитокинов тормозов, типа TGFb, эпидермальный фактор роста— все это обучает лимфоциты кишечника толерантности, а клетки врожденной иммунной системы приобретают ценное свойство: при контакте с бактерией не генерировать воспаление, а гасить его, не развивать.
И тут мы плавно подошли к теме прикорма и питания в разрезе микробиоты. В первые годы жизни формируется до 70% микрофлоры кишечника и в этот же период происходит формирование иммунитета. Разнообразный прикорм, богатый клетчаткой, своевременное знакомство с различными аллергенами будет поддерживать становление разнообразной микробиоты и нормальную регуляцию иммунного ответа.
Здесь мы вспоминаем о наших старых добрых пищевых волокнах, которые напрямую взаимодействуют с кишечными микробами и приводят к выработке ключевых метаболитов, таких как короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК). Как отмечала в начале статьи, большая часть патологий, связанных с микробиомом, резко возросла за последнее столетие, что позволяет предположить, что изменение образа жизни может нарушить симбиоз кишечной микробиоты из-за потери полезных защитных микробов (6). Фактически, диета в западном стиле с низким содержанием доступных для микробиоты углеводов (те самые, которые мы не можем переварить, но отлично обрабатывают наши «букашки в кишечнике») может необратимо уменьшить микробное разнообразие и привести к исчезновению определенных видов бактерий в пищеварительной системе. Эти изменения могут приводить к дисфункциям, способствуя развитию хронических воспалительных заболеваний, таких как кишечные заболевания кишечника, колоректальный рак, аллергии, аутоиммунные заболевания, ожирение и связанные с ним патологии.
Как это работает?
Если упрощенно, то в процессе ферментации доступных для микробиоты углеводов образуются КЦЖК, которые в свою очередь играют ключевую роль в регуляции метаболизма хозяина, иммунной системы и пролиферации клеток (7). Низкое потребление пищевых волокон не только приводит к уменьшению микробного разнообразия и продукции КЦЖК, но также смещает микробный метаболизм кишечника в сторону использования менее благоприятных субстратов.
Также микробиота кишечника и диета являются двумя важными компонентами для поддержания нормальной структуры кишечной слизи (мукуса). Изменение микробиоты кишечника в результате диеты с низким содержанием клетчатки приводит к серьезному ухудшению состояния слизистого слоя и может повышать восприимчивость к инфекциям и развитию хронических воспалительных заболеваний (8). В заключение, пищевые волокна можно считать ключевыми соединениями, которые сохраняют экологию кишечника и модулируют оптимальный иммунный ответ организма. Пожалуй, после написания этой статьи я буду сама чаще думать о своих 2 кг кишечных бактерий (Да, да! Их примерно столько) и кормить работяг доброй порцией клетчатки.
1. https://microbiomejournal.biomedcentral ... 20-00875-0 2020
2. Koropatnick TAet al. Microbial factor-mediated development in a host-bacterial mutualism.Science. 2004
3. Gensollen TIyer SSKasper DLBlumberg RS How colonization by microbiota in early life shapes the immune system. Science. 2016
4. Biodiversity for resilience—What is needed for allergic children 2022 https://doi.org/10.1111/pai.13779
5. Impact of delivery mode-associated gut microbiota dynamics on health in the first year of life, 2019, https://www.nature.com/articles/s41467-019-13014-7#Sec2
6. The Impact of Dietary Fiber on Gut Microbiota in Host Health and Disease, 2018, https://doi.org/10.1016/j.chom.2018.05.012
7. Koh A.De Vadder F.Kovatcheva-Datchary P.Bäckhed F. From dietary fiber to host physiology: short-chain fatty acids as key bacterial metabolites. Cell. 2016
8. A dietary fiber-deprived gut microbiota degrades the colonic mucus barrier and enhances pathogen susceptibility. Cell. 2016
9. Статьи ученого, иммунолога Дарьи Карташевой-Эберц, @immunobee
Автор статьи: Ситдикова Лилия Шафековна, специалист по питанию и детскому прикорму[/font]
)
