Могут ли микроорганизмы живущие в кишечнике приносит пользу
Наш эксперт – профессор кафедры гастроэнтерологии ФГБУ ДПО «Центральная государственная медицинская академия» Управления делами Президента РФ, член президиума Научного общества гастроэнтерологов России, научный редактор журнала «Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология», врач-гастроэнтеролог высшей категории, доктор медицинских наук, профессор Мария Ардатская.
Кто в доме хозяин?
В 2008 г. стартовал масштабный проект «Микробиом человека», в ходе которого учёным из Европы и США удалось расшифровать ДНК свыше 10 тыс. микроорганизмов, населяющих наше тело. И теперь специалисты сходятся во мнении, что микробы влияют на нашу жизнь гораздо сильнее, чем считалось раньше.
Судите сами: человеческий геном состоит из 22 тыс. генов, а бактериальное сообщество, живущее у нас внутри, обладает 8 млн уникальных ДНК. То есть бактериальных генов в нашем теле приблизительно в 360 раз больше, чем человеческих!
А потому ответ на вопрос, кто хозяин нашего тела, неоднозначный. Ведь микробы не просто обитают внутри нас, но и управляют многими процессами, происходящими в организме.
Например, крепкий иммунитет во многом зависит от микрофлоры кишечника. Живущие там «хорошие» бактерии просто не дают болезнетворным микроорганизмам прикрепиться к клеткам нашего тела и тем самым берегут нас от различных инфекций, в том числе и от ВИЧ.
Однако микроорганизмы взаимодействуют между собой и нами не только на местном уровне. Метаболиты (продукты обмена веществ) бактерий, населяющих кишечник, влияют на работу всего организма, в том числе и на мозг. Так, хорошее настроение зависит от серотонина – гормона удовольствия, который в большом количестве вырабатывается в процессе жизнедеятельности микрофлоры. Напротив, апатия может возникнуть на фоне изменения концентрации другого важного нейромедиатора – гамма-аминомасляной кислоты, которая тоже выделяется микробиотой. Поэтому раздражительность или оптимистичность определяется не только характером человека, но и огромным сообществом микроорганизмов, населяющих наше тело.
С другой стороны, мы тоже можем влиять на состояние микробиоты. Нездоровый образ жизни, некачественная еда и многие другие причины могут привести к гибели полезных обитателей кишечника.
Нажмите для увеличения
А если сбой?
Если изменяется баланс микрофлоры (численность одних бактерий сокращается, а других увеличивается), это может привести к целому ряду проблем. Как правило, первыми признаками неблагополучия в микробном сообществе становятся тошнота, вздутие живота, расстройства стула, потеря аппетита. А эти симптомы могут быть проявлением самых разных заболеваний желудочно-кишечного тракта и не только его. Вот некоторые заболевания, которые могут возникнуть из-за проблем с микробиотой.
Рак. Метаболиты бактерий предотвращают образование опухолей, поэтому развитие онкологических процессов напрямую связано с состоянием микробиоты. Кроме того, микрофлора участвует в выведении из организма различных химических соединений, в том числе и канцерогенов.
Сахарный диабет 2-го типа. Микробиота участвует в углеводном обмене. Например, в ходе различных экспериментов выяснилось, что гликемический ответ (изменение уровня сахара в крови) на употребление углеводов, в частности хлеба, у разных людей неодинаков и определяется составом микрофлоры кишечника у конкретного человека.
Лишний вес. Как мы уже сказали, обменные процессы во многом регулируются микробиотой. А если метаболизм не в порядке, сбросить лишние килограммы будет сложно даже на строгой диете. Кроме того, микрофлора может влиять на пищевое поведение и чувство насыщения. Именно поэтому в Интернете можно найти немало псевдоисследований, утверждающих, что ожирение заразно: якобы можно подцепить от другого человека особые бактерии, которые отвечают за любовь к нездоровой пище. Однако это не так. Чтобы в кишечнике размножились бактерии, вызывающие тягу к вредной еде, нужно систематически употреблять такую пищу. Зато потом оторваться от коробки конфет будет практически невозможно даже тем, кто никогда не общался с толстяками. Однако из любви к истине надо отметить, что действительно есть разные представители рода лактобацилл, которые могут контролировать наш вес – уменьшать накопленные килограммы или увеличивать массу тела при её дефиците. Вероятно, в ближайшее время это послужит основой разработки препаратов – пробиотиков адресного действия.
Болезнь Альцгеймера, аутизм и рассеянный склероз. Бактерии в кишечнике участвуют в выработке нейротрансмиттеров – биологически активных веществ, посредством которых осуществляется передача нервных импульсов от головного мозга к клеткам нашего тела и обратно. Если продукция этих веществ нарушена, страдает память, возникают неврологические заболевания.
Заболевания сердечно-сосудистой системы. Жировой обмен тоже зависит от метаболитов кишечных бактерий. Поэтому повышенный уровень холестерина и атеросклероз могут быть следствием неблагополучия микрофлоры.
Заболевания желудочно-кишечного тракта. Дисбаланс в составе микрофлоры может стать причиной синдрома раздражённого кишечника, язвенного колита, болезни Крона, неалкогольной жировой болезни печени и многих других проблем.
Ищем лекарство
Микробиота способна к самовосстановлению и саморегуляции. Но компенсаторные возможности микрофлоры небезграничны. Иногда без лекарств не обойтись. Препараты для коррекции нарушений микробиома включают три основных класса:
Пробиотики. Содержат живые микроорганизмы. Однако вопреки расхожему мнению населить кишечник полезными микробами при помощи таких препаратов не удастся. Бактерии, содержащиеся в пробиотиках, лишь создают невыносимую среду для размножения болезнетворных микробов, стимулируют иммунитет, а затем сами покидают организм.
Метабиотики. Совершенно новый класс препаратов, разработанный на основе пробиотиков. Но в отличие от последних метабиотики не содержат живых мироорганизмов. В эти препараты включены только продукты обмена веществ бактерий, необходимые нашему организму. Имеющиеся сейчас метабиотики могут предотвратить развитие многих заболеваний, вызванных нарушениями состава микробиоты, и улучшить самочувствие при уже имеющихся болезнях. Вероятно, в будущем с помощью таких препаратов можно будет влиять на обмен веществ в организме человека и даже на его настроение.
Пребиотики. Содержат пищу для полезной микрофлоры: пищевые волокна растительного происхождения, олиго- и полисахариды фруктов, а также синтетические вещества. Эти препараты можно использовать не только для лечения заболеваний, связанных с нарушениями микрофлоры, но и для их профилактики.
Чужого не надо?
Получается, что населить кишечник полезными микроорганизмами при помощи лекарств невозможно, можно лишь создать благоприятные условия для восстановления собственной микробиоты. Но такое лечение не всегда бывает успешным, если у пациента уже есть серьёзные заболевания кишечника.
Однако есть другой способ внедрить в организм полезные бактерии – пересадить их от здорового человека. Для этой цели в США и Европе вот уже несколько лет активно применяют фекальную трансплантацию, или, проще говоря, пересадку кала. Донорский материал обычно вводится больному через зонд или во время колоноскопии, но есть другие способы доставки.
Пересадка кала довольно эффективна, однако многие врачи понимают возможные издержки этой процедуры. Тут можно провести аналогию с переливанием крови. Когда этот метод лечения только развивался, врачи не учитывали многие серьёзные риски просто потому, что не знали об их существовании. Например, некоторые разновидности вирусов, вызывающих гепатит, были открыты через много лет после того, как переливание крови вошло в медицинскую практику. Примерно такая же ситуация и с пересадкой кала: хотя все доноры сдают анализы, науке известны далеко не все причины заболеваний. Учёные ещё до конца не знают, какой биологический потенциал несёт в себе наша собственная микрофлора и какой эффект от пересадки кала мы можем получить в отдалённом будущем.
Кроме того, в ходе исследований, проведённых у больных синдромом раздражённого кишечника, выяснилось, что после пересадки кала состав их микрофлоры изменился, но проявления болезни остались.
Несмотря на возможные риски, этот метод широко используется в Европе и США. В России пересадка кала ещё не получила одобрения Минздрава.
Чтобы оценить состояние здоровья человека, одних только анализов недостаточно. При постановке диагноза врач учитывает жалобы больного, клинические проявления болезни и данные других исследований.
Сдаём анализы
Существует несколько методов исследования микробиоты. Среди них:
Бактериологический анализ кала
Что показывает. Наличие болезнетворных микроорганизмов в кале, а также определяет количество некоторых (ничтожно малый процент!) полезных бактерий. Материал для исследования помещают на различные питательные среды, а затем смотрят, каким микроорганизмам удалось размножиться в течение нескольких дней.
Этот анализ хорошо справляется с выявлением инфекций ЖКТ, но для исследования состояния микробиоты не слишком информативен. В лаборатории невозможно воссоздать естественные условия обитания полезной микрофлоры, что часто приводит к ложным результатам.
Расшифровка. В норме болезнетворные бактерии должны отсутствовать в кале. Если они обнаружены, врач назначит лечение с учётом чувствительности микроорганизмов к тому или иному препарату.
При этом точность такого исследования для оценки состояния микробиома крайне низкая.
Средняя цена в коммерческих лабораториях – 1200–1600 руб.
Анализ кала с выявлением ДНК микроорганизмов, присутствующих в кишечнике («Генетика микробиоты», «Секвенирование последовательности микробных генов»)
Что показывает. Позволяет определить количественное соотношение и численность различных классов микроорганизмов, населяющих кишечник.
Расшифровка. С практической точки зрения интерпретация данных этого анализа пока невозможна. На сегодняшний момент только накапливаются данные о том, в каком именно соотношении должны присутствовать те или иные микроорганизмы, чтобы не было проблем со здоровьем.
Однако коммерческие клиники пытаются трактовать данные анализа и даже разрабатывают индивидуальные диеты, якобы позволяющие скорректировать состав микрофлоры конкретного человека. Но научных данных для подтверждения эффективности таких диет недостаточно.
Средняя цена в коммерческих лабораториях – 12 000–15 000 руб.
Дыхательный тест с лактулозой
Что показывает. Количество бактерий, обитающих в тонкой кишке. Пациенту дают напиток с лактулозой – веществом, которое расщепляется микроорганизмами в кишечнике. При расщеплении лактулозы бактерии выделяют водород. После этого измеряют количество газа в выдыхаемом пациентом воздухе.
Расшифровка. Тонкая кишка в норме мало населена бактериями, поэтому, если концентрация водорода в выдохе превышает лабораторную норму, это говорит о повышении численности микроорганизмов в тонкой кишке из-за различных заболеваний желудка, поджелудочной железы, кишечника.
Средняя стоимость в коммерческих лабораториях – 2000–3000 руб.
Анализ кала на метаболиты микрофлоры (биохимический анализ кала на дисбактериоз)
Что показывает. Этот анализ направлен не на измерение количества тех или иных бактерий, а на исследование продуктов обмена веществ микробиоты. Ведь в конечном итоге бактерии влияют на наш организм именно посредством своих метаболитов. Основные метаболиты – это уксусная, пропионовая и масляная жирные кислоты. Именно они защищают организм от болезнетворных микробов, предотвращают развитие заболеваний кишечника, в том числе онкологических, являются контролёрами углеводного и жирового обмена, влияют на работу нервной системы.
Несмотря на разнообразие представителей микробиоты, количество и состав этих кислот находится в чётко заданном диапазоне. Если эти параметры не укладываются в норму, это говорит о нарушении баланса микрофлоры и о высоком риске различных заболеваний, в том числе не связанных с ЖКТ.
Расшифровка. В норме соотношение кислот должно быть таково: 60% – уксусная кислота, остальные 40% – масляная и пропионовая.
Средняя стоимость в коммерческих лабораториях – 1500–2500 тыс. руб.
Только цифры
- 1,6 млрд долл. было потрачено с 2005 по 2015 г. на разработку основанных на микробиоме методов лечения различных заболеваний.
- 1013–1015таково количество микробов, живущих в кишечнике.
- 70% микроорганизмов, населяющих наше тело, живёт в толстой кишке.
- 1–3 кг – столько весят микробы, живущие в нашем теле (масса микробов составляет 1–3% веса человека).
- 30 тыс. видов бактерий населяют организм человека.
- За 20–25 лет микроорганизмы в теле человека заменяются не менее 5–6 раз.
Для начал определимся с понятием «микрофлора», которая стала так популярно последнее время. Рекламисты и маркетологи наперебой предлагают нам улучшить эту микрофлору, предлагая разные чудодейственные препараты, которые улучшат все – начиная от запоров и вздутий кишечника, заканчивая укреплением иммунитета так, что нас не будет брать никакая простуда.
Термином «микрофлора» принято называть всех микроорганизмов, живущих в симбиозе с человеком. Выражение «в симбиозе» означает, что речь идет о полезных микробах, которые живут с нами постоянно. Вредные микробы к нашей микрофлоре не относятся и с ними мы должны бороться, старясь изгнать из нашего организма. Другое название микрофлоры – «микробиота» – оно в последнее время встречается все чаще, но означает совокупность тех же микробов. Дело в том, что слово “флора” означает растения, а так как раньше бактерий относили к растениям, только маленьким, то и дали им название микрофлора. Когда же выяснилось, что бактерии составляют отдельное царство, то подобрали им новый термин “микробиота“, который в последнее время все активней входит в нашу жизнь..
В этой статье мы НЕ будем говорить о микрофлоре кожи, влагалища, полости рта и т.д., а ограничимся описанием живых организмов, населяющих наш кишечник. Я расскажу, какую роль они выполняют, и как мы можем позаботиться о своих постояльцах, которых на самом деле, гораздо больше, чем вы можете себе представить. Например, ученые установили, что наш кишечник содержит порядка 40.000.000.000 (сорок триллионов) микробов, что больше количества ВСЕХ клеток человека. Другими словами, чужих клеток в нашем теле больше, чем своих! В нашем кишечнике может обитать несколько сот разных видов микроорганизмов: бактерий, грибов, простейших и вирусов, но обычно у человека живут 30-40 привычных ему видов бактерий и грибов, с которыми организм научился жить в мире и согласии.
Теперь давайте обсудим, что нам делать « с этим богатством», и как к нему относиться. Во-первых, нужно понимать, что микрофлора по-разному представлена в пищеварительном тракте. Во рту микробов много, так как они поступают сюда из внешней среды, а многие потом поселяются надолго. В желудке численность микроорганизмов резко падает из-за соляной кислоты, которая убивает большинство наших гостей. В тонком кишечнике среда почти стерильная, а вот в толстом кишечнике их миллиарды и триллионы.
Теперь давайте выясним, какую пользу могут принести все эти существа, живущие внутри нас. Бактерии кишечника способны переваривать сложные углеводы и другие питательные вещества, которые не смогла переработать пищеварительная система человека. Из этих остатков нашей еды полезные микробы производят витамины и короткоцепочные жирные кислоты, подавляющие рост раковых клеток. Бифидо- и лактобактерии подавляют рост и развитие вредных (патогенных) микробов, которые могут попасть к нам с пищей. Наша естественная микрофлора также участвует в утилизации белков и желчных пигментов и подавляет размножение патогенных грибов, которые могут поселиться в толстой кишке после приема антибиотиков.
Возникает вопрос: а нужно ли нам что-то делать, для улучшения своей микрофлоры? Надо ли нам принимать пробиотики и пребиотики, или же достаточно пить на ночь кефир или простоквашу? Ответы на эти вопросы не так просты, как кажутся, и хотя полезное действие кисломолочных продуктов на здоровье человека впервые было научно доказано более 150 лет назад русским ученым И.И.Мечниковым, но вот какими бактериями и в каком количестве нужно заселять наш кишечник ( и нужно ли это делать вообще) – в этом вопросе пока ясности у ученых нет. И обо всем этом мы поговорим в следующих статьях на тему “Правильное пищеварение – здоровое долголетие” . Следите на свежими выпусками моего канала “Формула долголетия” – и вы все узнаете.
доктор биологических наук
Ю.В.Щербатых
На поверхности и внутри нашего тела живет так много бактерий, что их можно смело назвать «дополнительным органом». Представителей нормальной микрофлоры у нас даже больше, чем собственных клеток организма: в среднем 3,8х10 в13 степени против 3х10в13 степени.
В кишечнике человека живет множество бактерий: они играют важную роль в поддержании здоровья и развитии некоторых заболеваний.
Один из самых «густонаселенных» органов это кишечник. Бактерии, которые здесь обитают, не просто бесполезные «сожители». Наш организм находится с ними в сложных симбиотических отношениях, и они играют важную роль как в поддержании здоровья, так и в развитии различных заболеваний.
Кишечная микрофлора расщепляет сложные углеводы, синтезирует незаменимые аминокислоты, полезные жирные кислоты, некоторые витамины, утилизирует токсины и лекарственные вещества.
В норме метаболические взаимодействия между бактериями и клетками кишечника приносят пользу, а при некоторых заболеваниях начинают вредить. Так происходит при раке, и это доказано в ряде научных исследований.
Как бактерии в кишечнике способствуют развитию рака?
Итак, клетки кишечника вместе с представителями нормальной микрофлоры образуют сложную экосистему, которая в норме находится в состоянии равновесия. Если это равновесие нарушается, могут возникнуть некоторые проблемы со здоровьем.
Доказано, что бактерии могут способствовать изменениям в ДНК кишечных клеток, в результате нарушается контроль клеточного цикла, ускоряется размножение клеток, происходят сбои в процессе запрограммированной клеточной смерти. Все это способно привести к злокачественному перерождению.
На данный момент Международное агентство по исследованию рака (International Agency for Cancer Research) относит десять видов микроорганизмов к канцерогенам. Самый знаменитый из них – Helicobacter pylori, бактерии, которые вызывают рак желудка.
Некоторые бактерии выделяют вещества, которые повреждают ДНК.
Основные механизмы, с помощью которых бактерии способствуют развитию рака:
- Некоторые микроорганизмы синтезируют генотоксины, повреждающие ДНК. Например, колибактин кишечной палочки вызывает двухцепочечные разрывы в ДНК. B. Fragilis выделяют активные формы кислорода – свободные радикалы.
- Бактерии способны стимулировать размножение клеток кишечника.
- Раковые клетки и микроорганизмы могут обеспечивать друг друга факторами роста. Например, выделению этих веществ способствует всё тот же колибактин.
- Микробы могут вызывать хроническое воспаление и защищать опухолевые клетки от иммунной системы.
- Некоторые бактерии, в частности, Bacteroides fragilis, Fusobacterium nucleatum и Enterococcus faecalis, вырабатывают токсины, которые делают клетки кишечника более «подвижными», способными к метастазированию.
Могут ли бактерии влиять на эффективность лечения рака?
Микрофлора влияет на эффективность химиотерапии, иммунотерапии посредством разных механизмов – как в положительную, так и в отрицательную сторону. Это интересный вопрос, и он не до конца изучен. Существует ряд исследований, в которых авторы описывают, как те или иные препараты действуют более или менее эффективно, в зависимости от того, какие бактерии преобладают в кишечнике. Ученые продолжают работу в надежде, что новые знания помогут использовать кишечную микрофлору, чтобы эффективнее бороться с онкологическими заболеваниями.
Например, одно из недавних исследований показало, как бифидобактерии повышают эффективность нового вида иммунотерапии.
Что можно сделать для защиты от вредных бактерий и рака?
В первую очередь важно, чтобы у человека был крепкий иммунитет. Если вы не страдаете иммунодефицитными состояниями и не принимаете иммунодепрессанты, вам не нужны какие-либо специальные меры, не нужно принимать препараты «для укрепления иммунитета». Достаточно вести здоровый образ жизни, полноценно питаться, регулярно бывать на свежем воздухе, заниматься спортом, выделять достаточно времени на сон и отдых.
В рационе должны преобладать овощи, фрукты, злаки. Необходимо ограничить пищу, богатую жирами, добавленными сахарами, красное и обработанное мясо, фаст фуд, – если часто есть эти продукты, повышается риск развития рака кишечника.
Есть данные в пользу того, чтоб пробиотики и пребиотики помогают снизить риск рака. Но это не точно, вопрос еще нуждается в изучении.
Некоторые исследования показали, что пребиотики и пробиотики помогают снизить риск онкологических заболеваний. Но на эту тему собрано пока еще очень мало данных, поэтому соответствующих рекомендаций не дает ни одно медицинское сообщество.