Микробиом кишечника и его влияние на иммунитет и эмоциональное состояние

В организме человека бактерий, живущих в кишечнике, больше, чем клеток собственного тела. Их совокупность называется кишечным микробиомом, или микробиотой. Его составляют, по разным данным, от сотен до нескольких тысяч видов микроорганизмов. Они участвуют в пищеварении, подавляют болезнетворные микробы, улучшают иммунитет и выполняют многие другие функции.

Помимо бактерий, в состав кишечного микробиома могут входить грибы, простейшие, вирусы. Современные исследования показывают важную роль микрофлоры в развитии различных заболеваний – от болезней кишечника, метаболической и аллергической патологии до нарушений функции нервной системы.

Состав микробиома

Здоровая кишечная микрофлора представлена в основном фирмикутами и бактероидами, а также ацинетобактерами и веррукомикробами. Её состав меняется с течением времени, а также различается в зависимости от отдела кишечника. Если в желудке преобладают хеликобактеры, а в двенадцатиперстной кишке - стрептококки, то в толстой кишке основная масса микроорганизмов – фирмикуты и бактероиды. Однако для здоровья человека очень важно наличие и других видов микрофлоры, как нормальных, так и условно-патогенных.

Все виды кишечной микрофлоры взаимодействуют между собой. Полезные бактерии улучшают пищеварение и помогают держать количество патогенных микробов под контролем. При здоровом балансе микробиоты болезнетворные микроорганизмы не могут чрезмерно размножиться. Если это равновесие нарушается, возрастает риск различных заболеваний – болезни Крона, язвенного колита, синдрома раздраженного кишечника и многих других.

Связь между изменениями микробиоты и развитием болезней активно изучается. Микрофлора необходима для снижения риска ожирения, болезней сердца, сахарного диабета и злокачественных опухолей. Баланс нормальных и патогенных бактерий может повлиять даже на психическое здоровье человека. Поэтому способы восстановить микробиом – актуальное направление современных медицинских исследований.

Факторы, влияющие на микробиом кишечника

Микрофлора кишечника формируется на протяжении всей жизни под действием многих факторов.

Возраст

Пищеварительный тракт ребёнка может колонизироваться микробами ещё внутриутробно, и активно заселяется микрофлорой сразу после рождения. Этот процесс во многом зависит от способа родоразрешения: при естественных родах в кишечнике преобладают бактерии рода лактобацилл и превотелла, а при кесаревом сечении – кожная флора (стрептококки, коринебактерии, пропионобактерии). Микрофлора у ребёнка постоянно меняется и несколько приближается к показателям взрослых людей только к трём годам жизни.

С течением времени у микрофлоры взрослого человека постепенно снижается способность синтезировать витамин В12, увеличивается скорость мутаций и восприимчивость к стрессам и нарушениям иммунитета. Поэтому у пожилого человека микробиом более чувствителен к внешним факторам – питанию, образу жизни, приёму антибиотиков.

Питание

У детей на грудном вскармливании микрофлора формируется быстрее, чем у питающихся смесями. У взрослых нормальный состав микробиоты поддерживается диетой, богатой фруктами, овощами и клетчаткой. При избытке в пище животного белка, сахара, крахмала и недостатке растительных волокон равновесие микрофлоры нарушается, возникает угроза развития заболеваний.

Западный стиль питания с преобладанием жиров и рафинированных углеводов способствует окислительному стрессу. Этот процесс создаёт предпосылки для повреждения клеток и развития воспалительных заболеваний кишечника.

Антибиотики

Антибактериальные препараты помогают быстро справиться с патогенными микроорганизмами. Однако они влияют на весь кишечный микробиом, вызывая его дисбаланс. Эти средства вмешиваются в механизмы конкуренции между видами микрофлоры, которые направлены на поддержание её равновесия. Под влиянием антибиотиков уменьшается численность нормальных бактерий, нарушаются межвидовые взаимодействия, и на их месте начинают размножаться патогены.

Даже короткое (до 7 дней) применение антибиотиков с широким спектром действия (клиндамицин) может негативно влиять на микрофлору кишечника в течение последующих 2 лет. Лечение язвенной болезни кларитромицином – очень эффективный метод справиться с этим заболеванием, но после эрадикации хеликобактера резко сокращается разнообразие микрофлоры, которое сохраняется до 4 лет.

Помимо изменения состава микрофлоры, антибиотики способствуют развитию резистентных (устойчивых) штаммов патогенов посредством горизонтального генного переноса. В результате болезнетворные микроорганизмы становятся нечувствительными к последующему приёму антибактериальных средств при развитии какого-либо заболевания.

Другие факторы

Могут менять состав кишечного микробиома нестероидные противовоспалительные средства, ингибиторы протонной помпы, антидепрессанты, метформин, стероидные препараты, слабительные. Имеет значение дефицит витамина D. Существует связь между уровнем хронического стресса, активностью иммунитета и состоянием кишечной микрофлоры.

Поддержка здорового микробиома

Сохранить или восстановить микрофлору – выполнимая задача. Чтобы уменьшить риск дисбактериоза кишечника, нужно выполнять рекомендации врачей:

• Есть больше зелёных овощей, богатых необходимой для бактерий клетчаткой, таких как репчатый и зелёный лук, брокколи, капуста, шпинат.

• Отказаться от сахара и переработанных пищевых продуктов в пользу сложных углеводов. Сложные углеводы содержатся, например, в цельнозерновых продуктах, овощах, фруктах и ягодах. При этом нужно помнить о возможном высоком содержании добавленного сахара в таких продуктах, как йогурт, протеиновые батончики, соусы, фруктовые соки.

• Употреблять больше продуктов с пребиотическим действием, которые восстанавливают питательную среду для полезных микроорганизмов. Это цельнозерновые продукты, яблоки, лук и чеснок, какао, орехи, фасоль, разнообразные корнеплоды, бананы, семечки. Хорошим источником пребиотиков является растворимая клетчатка, которая формирует в просвете кишечника субстрат для микрофлоры. Нерастворимая клетчатка способствует хорошей моторике кишечной стенки, препятствует запорам и дисбалансу микрофлоры.

• Избегать приёма антибиотиков без показаний. При необходимости лечения антимикробными средствами стоит позаботиться о микрофлоре и использовать пробиотики.

• Спать не менее 7 часов в сутки. Исследования показали, что при недостатке сна страдает кишечная микрофлора, увеличивается риск воспалительных заболеваний кишечника.

• Ходить или заниматься физкультурой не менее 30 минут в день, а также бороться со стрессами другими способами – с помощью медитации, практики осознанности, йоги. Психическое напряжение отрицательно действует на микрофлору кишечника. 

С другой стороны, чтобы справиться со стрессом, необходим здоровый микробиом. Если не уделять внимание настроению, можно попасть в своеобразный замкнутый круг и столкнуться с проблемами со здоровьем.

Заболевания, связанные с микробиомом кишечника

Нарушение баланса микрофлоры – важный патогенетический фактор опасных заболеваний. Прежде всего это поражения пищеварительной системы – синдром раздраженного кишечника, синдром избыточного бактериального роста, воспалительные заболевания кишечника, целиакия и злокачественные опухоли пищевода, желудка, колоректальный рак.

Нарушение микробного равновесия изменяет иммунологическую реактивность и повышает риск развития процессов со значительным воспалительным компонентом – бронхиальной астмы, аллергии, диабета, ожирения, не говоря уже об инфекционных заболеваниях.

Изменения в составе и функции кишечной микрофлоры могут спровоцировать патологические состояния, связанные с накоплением триметиламин-N-оксида. Это вещество вырабатывается представителями патологической микробиоты кишечника и негативно влияет на здоровье:

• способствует накоплению холестерина в стенках сосудов и развитию атеросклероза;

• повышает вероятность хронических заболеваний почек;

• ухудшает функции печени;

• участвует в развитии инсулинорезистентности и метаболического синдрома.

Баланс бактерий в кишечнике может изменять эмоциональное состояние человека и способность мозга анализировать информацию, поступающую от органов чувств. Его нарушение может участвовать в развитии расстройств аутистического спектра, депрессии, тревожности и хронического болевого синдрома.

Нарушение микробиоты меняет восприятие чувства голода и насыщения через влияние на гипофиз. Эта регулирующая аппетит железа участвует в регуляции микробного баланса. Связь между ожирением и дисбиозом сейчас изучается учёными. Уже получены данные о том, что микробы участвуют в прогрессировании этого эндокринного заболевания. Предполагается, что механизмы этого влияния связаны с нарушением регуляции иммунитета, энергетического обмена, гормональной функции кишечника и с развитием хронического воспаления.

Влияние пробиотиков и пребиотиков на микробиом кишечника

Пробиотики – живые микроорганизмы, которые могут улучшить функции организма человека. Они способны восстанавливать иммуномодулирующую и барьерную функции кишечника, устранять вызванную антибиотиками диарею, улучшать течение воспалительных кишечных заболеваний. Эти препараты имитируют, замещают физиологическую роль представителей здоровой микрофлоры.

Эффект пробиотиков увеличивается при их сочетании с пребиотиками. Это пищевые компоненты, содержащие необходимые для роста бактерий неперевариваемые олигосахариды. Они восстанавливают питательную среду, благоприятную для развития в кишечнике полезных микроорганизмов. Естественным пробиотиком является растворимая клетчатка, которая формирует в просвете кишечника субстрат для микрофлоры. Нерастворимая клетчатка способствует хорошей моторике кишечной стенки, препятствует запорам и дисбалансу микрофлоры.

Эффекты этих веществ не ограничиваются благотворным влиянием на состав микробиома. Они подавляют воспаление, обладают антиоксидантным и антиопухолевым действием, восстанавливают иммунную защиту, угнетают рост патогенных бактерий.