Продукты для микрофлоры кишечника: Диетическое питание при нарушении микрофлоры | Bifiform ru
Диетическое питание при нарушении микрофлоры | Bifiform ru
В диетологии и гастроэнтерологии в зависимости от вида заболевания, степени тяжести его проявления и длительности процесса существуют лечебные диеты с различным набором продуктов и степенью их кулинарной обработки. Диета необходима для того, чтобы обеспечить пациенту щадящий режим питания 1. Но врач, наблюдающий пациента, обязательно обращает внимание на то, насколько долго его подопечный бывает ограничен в потреблении ряда полезных продуктов, и при возможности расширяет диету.
Первый принцип организации терапевтического питания – обеспечение пациента полноценным питанием (речь идет о витаминах, минералах, белках, углеводах и жирах) и энергией в необходимых ему количествах.
Второй принцип – объем съедаемого и возможность пациента усвоить этот объем еды должны быть сбалансированы.
Третий – следует обязательно учитывать общее воздействие назначенной диеты на организм пациента.
Четвертый – обязательно следует использовать различные диетические прописи, в которых предложен щадящий, тренировочный и разгрузочный рационы.
Пятый – в режиме приема пищи на день важно точно обозначить время – распределить часы завтраков, обедов, ужинов, промежутки между ними.
Шестое правило – составление терапевтического рациона питания непременно должно быть индивидуально ориентированным, в нем следует учесть местные и национальные особенности, тип конституции человека, сопутствующие заболевания.
Для диетолога при расчете суточного количества калорий важны параметры, касающиеся возраста, пола, конституции больного, характеристики, предписанного ему режима.
В случае увеличения энергопотерь, например, во время инфекционных заболеваний, после тяжелой травмы или хирургического вмешательства, для того, чтобы восполнить дефицит калорий, их количество увеличивают иногда вдвое.
Расчет оптимального соотношения «питательные вещества – калории», которое необходимо пациенту в сутки, выглядит следующим образом:
-
14% калорий дают белки;
-
30% получают, благодаря жирам;
-
56% должны приносить углеводы.
Если составлять рацион без учета этих требований, то эффект от воздействия сопутствующей терапии может быть снижен и могут развиться дополнительные нарушения [2].
Белки животного и растительного происхождения пациент должен получать в одинаковых долях. Но всегда есть исключения: например, при некоторых заболеваниях почек следует снизить количество белка, но при этом организм должен получать незаменимые аминокислоты хотя бы в минимальном количестве. Если этого не обеспечить, то следствием будет развитие белковой недостаточности.
Организм человека нуждается в ежедневном поступлении жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ.
В случае некоторых болезней необходимо восполнять потерю организмом полезных веществ, в количестве, превышающем физиологические нормы.
Для восстановления баланса микрофлоры кишечника важно насытить рацион питания продуктами, которые в значительном количестве содержат клетчатку и пектины. Это такие продукты как злаки, фрукты, овощи. Ограничение потребления сладких, мучных и копченых продуктов питания – обязательное условия для восстановления здоровья кишечника.
Неоценима польза кисломолочных продуктов (кефир, йогурт, ацидофиллин, простокваша), содержащих лактобактерии, которые, активно подавляя процессы гниения в кишечнике, восстанавливают баланс его микрофлоры. С их помощью можно привести в норму баланс кишечных микроорганизмов, усилить иммунную защиту, расщепить углеводы, помочь в синтезе витаминов К и группы В2. Включение в диету круп и хлеба грубого помола способствует нормализации стула, восстановлению активной моторики кишечника и функций слизистой ЖКТ. Существуют состояния организма, когда баланс микрофлоры нарушается достаточно глубоко: частые стрессовые ситуации, перенесенные инфекции, смена климата и характера питания, прием антибиотиков. И тогда приема молочнокислых продуктов и соблюдения режима питания бывает недостаточно. В таких ситуациях на помощь могут прийти пробиотические комплексы, содержащие живые полезные бактерии, такие как пробиотики Бифиформ.
Но перед приемом любого средства или в случае ухудшения вашего состояния всегда нужно проконсультироваться с врачом!
Диетическое питание, став нормой жизни, зачастую позволяет избежать многих проблем со здоровьем в будущем. Грамотный рацион будет профилактикой многих заболеваний, а не лекарством от них. Сейчас диетическое питание – это не только еда для людей с проблемами пищеварения, а следование принципам здорового образа жизни, повышающее ее качество.
Недаром греческое слово «диета» (греч.δίαιτα) означает образ жизни, режим питания.
-
The Nutrition Source Healthy Eating Plate & Healthy Eating Pyramid \2017 The President and Fellows of Harvard College
-
The dilatory supplement pyramid
PP-BIF-RUS-0327
Кефир улучшает микрофлору кишечника. Научное доказательство
Подпись к фото,
Доктор Майкл Мозли выяснил, что же на самом деле влияет на наши кишки
Может ли пища, которую мы употребляем, улучшить состояние нашего кишечника? Доктор Майкл Мозли решил разобраться, какие продукты и напитки эффективнее улучшают микрофлору.
Кишечный микробиом — то есть тот разнообразный набор бактерий, который населяет наши кишки, — стал в последнее время популярной научной темой.
Практически каждый день можно наткнуться на заголовок, утверждающий, что микробиом, оказывается, воздействует на наше здоровье каким-то новым, еще более удивительным образом — будь то похудение, настроение или же наша способность сопротивляться инфекциям.
Поэтому неудивительно, что супермаркеты и магазины здоровой пищи, учитывая этот возросший интерес к нашей внутренней экосистеме, стали продавать разнообразные пищевые продукты и биологически активные добавки, содержащие живые микрокультуры — пробиотики, которые якобы могут улучшить здоровье наших кишок. Но так ли это на самом деле?
Чтобы это выяснить программа «Верьте мне, я доктор!» («Trust me, I’m A Doctor») решила провести эксперимент в шотландском городе Инвернесс с помощью местного отделения Национальной службы здравоохранения (NHS Highland) и 30 добровольцев и ученых, собранных со всей страны.
Три группы
Автор фото, Science Photo Library
Подпись к фото,
Одна из важнейших молочнокислых бактерий — Lactobacillus casei, которую можно обнаружить как у нас во рту, так и в кишках
Мы разделили наших добровольцев на три группы и попросили каждую из них в отдельности испробовать на себе в течение четырех недель какой-нибудь один способ из тех, которые вроде бы должны улучшать наш микробиом.
Первая наша группа стала пить продающийся в продуктовых магазинах пробиотический напиток из разряда тех, которые, как правило, содержат одну или две бифидобактерии, способных пережить путешествие через кислотную среду в желудке и попасть непосредственно в кишки.
Вторая группа перешла на кефир, производящийся методом обычного брожения и содержащий набор бактерий и дрожжей.
Третья группа должна была есть еду, богатую инулином — природным полисахаридом, являющимся биологически активной добавкой, пребиотиком.
Пребиотики — это вещества, которые питают «хорошие» бактерии, уже живущие в нашем кишечнике, а инулин содержится в таких продуктах, как топинамбур (земляная груша), корень цикория, лук, чеснок и лук-порей.
Стакан кефира вместо?
Автор фото, iStock
Подпись к фото,
Земляная груша является полезным пребиотиком
В конце своего эксперимента мы обнаружили удивительную вещь.
У группы, которая пила пробиотический напиток, немного прибавилось бактерии, которая хорошо влияет на поддержание веса — Lachnospiraceae, хотя эти изменения были статистически незначимы.
Две другие группы продемонстрировали более заметные изменения.
Группа, употреблявшая пищу, богатую пребиотиком, серьезно нарастила присутствие в кишечнике того типа бактерии, которая хорошо влияет на состояние нашего кишечника, — этот же результат показывали исследования других ученых.
Однако самое большое изменение произошло у той группы, которая пила кефир.
У добровольцев из этой группы резко выросла колония лактобактерий, которые, как мы знаем, оказывают положительное воздействие на наш кишечник и помогают в таких случаях, как непереносимость лактозы и диарея туриста (понос, который может возникнуть у человека при смене климата, воды и еды — то есть при столкновении с непривычными микробами).
«Ферментированные [подвергнутые процессу брожения] продукты в своей основе довольно кислые, поэтому эти микробы должны были эволюционировать с тем, чтобы приспособиться к подобного рода обстановке и выдерживать кислотную среду, — поясняет доктор Пол Коттер из научно-исследовательского центра Teagasc в городе Корк, который помогал нам в наших изысканиях. — Именно поэтому они проходят сквозь желудок и могут повлиять на формирование среды в кишечнике».
Автор фото, iStock
Подпись к фото,
Да, в Британии продается кефир, хотя и не на каждом шагу
Где брать?
Мы решили продолжить изучение ферментированных продуктов и напитков, чтобы понять, на чем именно следует остановить свой выбор, если вы хотите улучшить свою кишечную среду.
С помощью доктора Коттера и ученых Роухэмптонского университета мы отобрали целый ряд приготовленных дома или купленных в магазине продуктов и напитков, подвергнутых процессу брожения, и отослали их в лабораторию.
Разница получилась колоссальная: тогда как многие продукты, изготовленные дома или же сделанные традиционным методом брожения, действительно содержали большое количество бактерий, некоторые промышленно произведенные продукты почти никаких полезных бактерий не содержали.
«Обычно коммерческие продукты должны проходить процесс пастеризации уже после приготовления, чтобы их обезопасить и продлить срок годности, а это убивает бактерии, но с приготовленными в домашних условиях этого не случается», — поясняет доктор Коттер.
Так что, если вы хотите улучшить работу кишечника и пополнить свой микробиом благотворными бактериями, то лучше всего покупать те продукты, которые приготовлены традиционным способом или же вовсе делать их самим.
Названы продукты, восстанавливающие работу кишечника
https://ria.ru/20200212/1564582483.html
Названы продукты, восстанавливающие работу кишечника
Названы продукты, восстанавливающие работу кишечника
Медики перечислили продукты, употребление которых поможет восстановить слизистую оболочку кишечника. Данные опубликовал немецкий портал Focus.de. РИА Новости, 12.02.2020
2020-02-12T10:57
2020-02-12T10:57
2020-02-12T14:38
focus
здоровье — общество
открытия — риа наука
питание
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdn23.img.ria.ru/images/155711/37/1557113744_0:100:1920:1180_1920x0_80_0_0_7672e9299ee3492594205f98e533098e.jpg
МОСКВА, 12 фев — РИА Новости. Медики перечислили продукты, употребление которых поможет восстановить слизистую оболочку кишечника. Данные опубликовал немецкий портал Focus.de.В список вошли кокос, перечная мята, лосось, малина и лимон.Так, продукты на основе кокоса, включая молоко и йогурт, обладают противогрибковыми и противовирусными свойствами. Перечная мята помогает снять симптомы синдрома раздраженного кишечника — она расслабляет кишечный тракт и уменьшает боль, вздутие живота и запоры.Исследователи также обнаружили связь между низким содержанием витамина D и развитием хронических болезней толстой кишки — например, рака. Остановить воспалительный процесс и форсировать активность бактерий, сражающихся с инфекцией, помогут жирные сорта рыбы, которые богаты омега-3 кислотами, добавляют ученые.Малина попала в перечень наиболее полезных для кишечника продуктов благодаря высокому содержанию клетчатки. В одной порции ягод содержится примерно восемь граммов клетчатки, что составляет четверть от суточной потребности человека. Употребление малины способно предотвратить запоры и развитие дивертикулеза.Лимоны, в свою очередь, содержат много витамина C, который поддерживает здоровый бактериальный баланс в организме и играет важную роль в образовании коллагена — белка, необходимого для защиты кишечника. Ученые напоминают, что от состояния кишечной флоры зависит работа всей иммунной системы, поскольку около 70 процентов всех клеток, которые производят антитела, находятся в слизистой кишечника. Кроме того, живущие в нем бактерии расщепляют клетчатку и отвечают за выработку витаминов.
https://ria.ru/20200203/1564177609.html
https://ria.ru/20200121/1563679889.html
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2020
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
https://cdn22.img.ria.ru/images/155711/37/1557113744_0:0:1708:1280_1920x0_80_0_0_b0d4240dcc8e053e2a430994d766c1d1.jpg
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
focus, здоровье — общество, открытия — риа наука, питание
МОСКВА, 12 фев — РИА Новости. Медики перечислили продукты, употребление которых поможет восстановить слизистую оболочку кишечника. Данные опубликовал немецкий портал Focus.de.
В список вошли кокос, перечная мята, лосось, малина и лимон.
Так, продукты на основе кокоса, включая молоко и йогурт, обладают противогрибковыми и противовирусными свойствами.
Перечная мята помогает снять симптомы синдрома раздраженного кишечника — она расслабляет кишечный тракт и уменьшает боль, вздутие живота и запоры.
Исследователи также обнаружили связь между низким содержанием витамина D и развитием хронических болезней толстой кишки — например, рака. Остановить воспалительный процесс и форсировать активность бактерий, сражающихся с инфекцией, помогут жирные сорта рыбы, которые богаты омега-3 кислотами, добавляют ученые.
3 февраля 2020, 08:58
Диетолог перечислила продукты, полезные для иммунитета
Малина попала в перечень наиболее полезных для кишечника продуктов благодаря высокому содержанию клетчатки. В одной порции ягод содержится примерно восемь граммов клетчатки, что составляет четверть от суточной потребности человека. Употребление малины способно предотвратить запоры и развитие дивертикулеза.
Лимоны, в свою очередь, содержат много витамина C, который поддерживает здоровый бактериальный баланс в организме и играет важную роль в образовании коллагена — белка, необходимого для защиты кишечника.
Ученые напоминают, что от состояния кишечной флоры зависит работа всей иммунной системы, поскольку около 70 процентов всех клеток, которые производят антитела, находятся в слизистой кишечника. Кроме того, живущие в нем бактерии расщепляют клетчатку и отвечают за выработку витаминов.
21 января 2020, 16:25
Немецкие врачи назвали привычки, повышающие риск развития рака
Продукты, улучшающие качество микрофлоры кишечника: новейшее руководство по питанию
Многие из тех, кто ведет здоровый образ жизни, знают, что полезное сообщество микробов, населяющих кишечник, вносит огромный вклад в то, насколько здоровым будет весь организм. Но для обычного человека достаточно сложно разобраться в куче всех этих новомодных словечек, во всех этих пребиотиках и пробиотиках, и найти действенные способы достижения желаемого результата. Чем именно нужно питаться? А чего лучше избегать? Давайте поближе рассмотрим продукты, улучшающие состояние микрофлоры кишечника, и получим ответы на поставленные вопросы.
Короткоцепочечные жирные кислоты
Хотя кишечная флора разных людей будет отличаться по своему составу, наиболее крепким здоровьем могут похвастаться те, у кого она представлена во всем своем многообразии. Бактерии обладают специальными функциями, поддерживающими все системы организма в рабочем состоянии и предохраняющими нас от болезней. И чем сильнее они задействованы, тем защита мощнее. Кишечные микроорганизмы вырабатывают короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК) – например, хорошо изученные в настоящее время бутират, пропионат и ацетат. Этот процесс происходит путем ферментрирования «поедаемых» диетических волокон.
КЖК не только играют важную роль в биохимических реакциях, происходящих непосредственно в кишечнике, но и обладают способностью влиять на состояние всего организма.
Например, они:
- Улучшают время прохождения пищевой кашицы по кишечнику, регулируя тем самым стул;
- Поддерживают здоровый рН кишечника;
- Положительно влияют на баланс микроорганизмов;
- Обеспечивают клетки кишечника энергией;
- Питают слизистую оболочку кишечника;
- Помогают предотвратить рак кишечника
- Предупреждают воспаление;
- Влияют на распад жиров и чувство насыщения;
- Предупреждают развитие ожирения.
Выработка КЖК повышается при увеличении количества и разнообразия микробов. Но как этого добиться?
Вот пять основных веществ, положительно влияющих на состояние кишечной флоры.
Фруктоолигосахариды и инулин
Фруктоолигосахариды (ФРОС) – это олигосахариды, а инулин – это природные полисахариды, вырабатываемые и содержащиеся во многих видах растений.
Продукты, в которых можно найти ФРОС и инулин:
- Цикорий
- Чеснок
- Топинамбур
- Лук-порей
- Репчатый лук
- Зелень одуванчика
- Спаржа
- Бананы
- Сахарная свекла
- Мед
- Помидоры
Устойчивые крахмалы
Эта форма крахмала носит такое название, так как устойчива к перевариванию в тонком кишечнике. Достигая толстого кишечника в сохранном виде, такой крахмал служит питательной средой для бактерий, вырабатывающих КЖК.
Вот продукты, богатые устойчивыми крахмалами:
- Охлажденный вареный картофель
- Зеленые бананы
- Кешью
- Овсяные хлопья
- Белая фасоль
- Приготовленная охлажденная чечевица
Диетические волокна
Диетические волокна также устойчивы к разрушению пищеварительными ферментами. Они входят в состав многих продуктов, а именно:
- Семя льна
- Овощи
- Фрукты
Полифенолы
Полифенолы – органические компоненты, находящиеся в растениях и защищающие от ультрафиолета и патогенов.
Продукты, богатые полифенолами:
- Черника
- Клубника
- Персики
- Сливы
- Экстракт виноградных косточек
- Ресвератрол (антиоксидант, содержащийся в косточках, кожице и в меньшем количестве, в листьях винограда)
- Чай
- Какао
- Шоколад
- Имбирь
Другие пребиотические продукты
- Киви
- Свекла
- Фенхель
- Зеленый горошек
- Стручковый горох
- Сладкая кукуруза
- Савойская капуста
- Нут
- Красная фасоль
- Кешью
- Фисташки
- Персики
- Арбуз
- Грейпфрут
- Гранат
- Финики
- Сушеный инжир
Какое количество считается достаточным?
Своим клиентам я советую съедать ежедневно, по меньшей мере, восемь порций пищи, улучшающей состояние кишечной флоры. Кажется, что много, но, в действительности, это количество нужно удвоить.
Привожу примерное однодневное меню:
Завтрак:
Богатые инулином и ФРОС обжаренные лук, чеснок и спаржа прекрасно подойдут к омлету. Хотите усилить целебные свойства? Добавьте артишоки.
Обед:
Улучшающий микрофлору салат из зелени одуванчика, свеклы, фенхеля, капусты, красного лука, гранатовых зерен, дикой рыбы, оливкового масла, яблочного уксуса, розовой гималайской соли и черного молотого перца.
Ужин:
Если на улице холодно, на моем столе будет белковое блюдо с обжаренными луком-пореем и брокколи (много ФРОС), а также пюре из сладкого картофеля (содержит устойчивые крахмалы).
Десерт:
Несколько кусочков органического темного шоколада повысит потребление полифенолов и удовлетворит потребность в сладком.
Напитки:
В течение дня пейте органический черный, зеленый или белый чай (без молока и сахара). На ужин пригубите бокал органического красного вина без консервантов.
Если вы страдаете такими нарушениями пищеварения, как синдром избыточного бактериального роста в тонком кишечнике, синдром раздраженного кишечника, а также повышенной чувствительностью к гистамину, салицилатам или другим веществам, проконсультируйтесь с практикующим врачом. Специалист посоветует вам, как ввести в свой рацион вышеописанные продукты, особенно если вы получаете специфическое лечение.
Источник здесь
Фото
Мнение редакции может не совпадать с мнением автора.
В случае проблем со здоровьем не занимайтесь самолечением, проконсультируйтесь с врачом.
Нравятся наши тексты? Присоединяйтесь к нам в соцсетях, чтобы быть в курсе всего самого свежего и интересного!
Instagram Facebook VK
Telegram
Как восстановить микрофлору кишечника с помощью питания и лекарственных препаратов?
В кишечнике каждого человека обитает около 50 триллионов разнообразных микроорганизмов, без которых пищеварительный тракт не смог бы полноценно выполнять свою основную функцию – усваивать питательные вещества из продуктов. Общий вес этих маленьких «жильцов» может достигать 3 кг, все они образуют кишечную микрофлору.
У здорового человека микрофлора состоит из 1% условно-патогенных микроорганизмов, среди которых дрожжеподобные грибки, стафилококки и клостридии. Остальные 99% совершенно безвредны. К ним относят бифидо- и лактобактерии, кишечные палочки, энтерококков, аэробов. Если баланс микроорганизмов отклоняется в сторону вредных, и их численность начинает превышать положенный 1%, а популяция полезных бактерий сокращается, значит у человека развивается дисбактериоз.
Внимание! Нарушение микрофлоры кишечника возникает по многочисленным причинам. Основные – затяжной прием слабительных, гормональных, антибактериальных препаратов, неправильное питание, диеты и голодания, болезни эндокринной системы, снижение иммунитета, оперативные вмешательства, частые стрессы и депрессии, переутомления, вредные привычки, последствия самостоятельной чистки организма.
Очень важно поддерживать микрофлору кишечника. С этими задачами справляется комплекс пробиотиков Эльбифид — Essential Probiotics, который поддерживает баланс естественной микрофлоры кишечника, ответственной за качество иммунного ответа и гармонизацию работы пищеварительной системы.
Cтоит также обратить ваше внимание на Бифидогенный бальзам — Сибирский прополис Агатовый, который также плодотворно влияет на естественный баланс микрофлоры кишечника, стимулируя её рост. Улучшенная формула бальзама содержит ещё больше лактулозы и сибирских целебных трав.
Лекарственная терапия
При выраженном дисбактериозе микрофлору кишечника восстанавливают медикаментозным способом. Самостоятельно принимать препараты нельзя, поскольку можно еще сильнее усугубить ситуацию. Следует обратиться к врачу, который подберет наиболее подходящий метод лечения дисбактериоза и лекарственные средства. Могут быть назначены:
- антибиотики – показаны только в запущенных случаях для устранения вредной флоры;
- пребиотики – для создания благоприятных условий для жизни полезных микроорганизмов;
- пробиотики – живые микроорганизмы, аналогичные тем, которые обитают в здоровом кишечнике;
- симбиотики – для заселения кишечника полезными бактериями и создания подходящих условий для их жизнедеятельности;
- ферменты – для улучшения процесса переваривания пищи.
На какое средство падет выбор врача, зависит от симптоматики у больного. При диарее назначаются пробиотики, при задержке стула – пребиотики, при непостоянном стуле – симбиотики.
Питание
Микрофлору помогают восстановить некоторые продукты и народные средства. Соблюдение правильного питания – одно из важнейших условий для эффективного лечения дисбактериоза. Именно грамотно подобранные продукты позволяют наладить пищеварение, избавиться от проблем со стулом и снабдить организм недостающими микроорганизмами и витаминами.
При задержке стула рекомендовано употребление чернослива, свеклы, отрубей, семян льна, овсяной каши. При диарее – цветной капусты, печеных яблок, моркови, риса, приготовленных на пару рыбных и мясных блюд. При метеоризме – легкие бульоны, картофель, омлеты. Исключить в последнем случае придется бобовые, молоко, сладости и выпечку.
Ощутить комфорт и лёгкость в желудке благодаря уникальной композиции сибирских трав вам поможет Фиточай из диких трав № 5 (Комфортное пищеварение) из серии Baikal Tea Collection. Ромашка, курильский чай, подорожник и володушка нормализуют работу пищеварительной системы и восстанавливают микрофлору кишечника.
В качестве перекуса можно использовать Питательный коктейль Ванильная лукума — Yoo Gо, богатый витаминами, аминокислотами и полезными жирами. Каждая порция — это полноценный полезный перекус, наполненный пищевыми волокнами, омега-3 ПНЖК, белком и L-карнитином. Сбалансированный состав обеспечивает организм жизненно важными нутриентами и помогает сохранить ощущение сытости долгое время.
Внимание! Для восстановления кишечной микрофлоры в домашних условиях все равно придется принимать пребиотики и пробиотики. Первые можно получить из чеснока, лука, банана, спаржи, отрубей. Вторые – из кефира и натурального йогурта. Обоими компонентами организм можно снабдить с помощью пищевых добавок.
При дисбактериозе полезно употреблять в пищу паровые овощи, запеченные фрукты, некислые соки, легкие супы, молочные и кисломолочные продукты, цельнозерновые крупы, миндаль. Можно включить в рацион нежирные сорта мяса и рыбы, зачерствелый белый хлеб, отруби, галеты. Под строгим запретом – жирные сорта мяса и рыбы, копчености, соленые, острые, маринованные, кислые продукты, жареные блюда, консервы, мороженое, мучные и кондитерские изделия, концентрированные бульоны, шоколад, перловка, соуса, крепкий чай и кофе, бобовые, грибы, алкоголь.
Продукты для нормализации пищеварения и работы кишечника
Кишечник не зря называют дирижером нашего тела, ведь от его состояния и функциональной активности зависит весь организм в целом и каждый орган в частности. Если в желудочно-кишечном тракте происходит «поломка», это отражается не только на пищеварении. Появляются проблемы с кожей, хроническая усталость и снижение иммунитета. Чтобы кишечник работал исправно, важно ему в этом помочь.
Основные помощники нашего кишечника – физическая активность, правильный питьевой режим и, конечно, здоровое питание. О продуктах, способствующих нормальному пищеварению, мы поговорим в нашей статье.
Вода
Чистая негазированная вода усиливает перистальтику и размягчает стул, благодаря чему опорожнение кишечника происходит быстрее и эффективнее.
Кисломолочные продукты
Кисломолочные продукты способствуют улучшению микрофлоры кишечника, поэтому наличие кефира и йогурта в рационе помогает пищеварению. По данным исследований, полидекстроза, которой богат йогурт, способствует сокращению времени дефекации.
Инжир
Инжир – настоящая кладезь витаминов и микроэлементов, полезных для здоровья организма. Но в плане борьбы с запорами важную роль играют два его компонента — пектины и клетчатка. Инжир можно включать в рацион даже детям и беременным женщинам.
Сельдерей
И сам корень сельдерея, и его зелень обладают мягким слабительным эффектом, стимулируют обмен веществ и очищают организм от шлаков.
Отруби и злаки
Если есть кашу со злаками и кусочками фруктов на завтрак, можно получить большую дозу клетчатки. А она, как известно, активно стимулирует перистальтику кишечника и является профилактикой запоров.
Деликатный помощник
Иногда случается так, что даже при правильном питании справиться с нарушениями стула не удается. Тогда на помощь приходит Фитобаланс – сочетание шести растительных компонентов, которые оказывают легкое послабляющее действие, способствуют очищению и нормализации работы кишечника.
Каждый компонент Фитобаланса работает в своем направлении:
• Семена подорожника способствуют размягчению каловых масс
• Ламинария связывает и выводит на себе из организма токсины и шлаки
• Слива и свекла оказывают послабляющее действие
• Золототысячник помогает работать кишечнику
• Шиповник стимулирует выработку желчи, что в свою очередь приводит к лучшему перевариванию жиров
Важно понимать, что Фитобаланс не содержит компонентов, вызывающих привыкание и раздражение кишечника. Именно поэтому он может применяться регулярно, в том числе у пациентов с лактазной недостаточностью и сахарным диабетом, так как не содержит лактозы и сахара.
Будьте здоровы!
Питание (диета) при дисбактериозе кишечника
Дисбактериоз кишечника проявляется в тот или иной момент у большинства взрослых людей и практически у всех детей. Причин, вызывающих это состояние может быть множество и, конечно, уберечь себя от всех причин развития дисбактериоза просто невозможно. На состоянии кишечной микрофлоры может отразиться и экология, и хронический стресс, и различные заболевания и даже эмоциональное состояние. Однако здоровье человека, и особенно состояние пищеварительной системы, во многом зависит от того, что он ест. Лучшим способом профилактики дисбактериоза является полноценное, сбалансированное питание.
Но что делать, если дисбактериоз уже развился? Как восстановить баланс микрофлоры? Лечение дисбактериоза должно быть комплексным и рекомендованным гастроэнтерологом индивидуально в каждом случае. Однако можно и самостоятельно помочь своему организму, изменив стиль питания. Питание при дисбактериозе кишечника не должно содержать продуктов, раздражающих слизистую оболочку желудка и кишечника или способствующих процессам гниения и гиперсекреции желчи и желудочного сока. Другими словами, питание при дисбактериозе должно помочь восстановлению нормальной микрофлоры и облегчить работу желудочно-кишечного тракта.
Диета при дисбактериозе кишечника предполагает ограничение употребления острых и соленых блюд, специй и маринадов. Из рациона следует исключить кондитерские изделия, содержащие большое количество сахара, т.к. они усиливают нежелательные процессы брожения в кишечнике. Поэтому от конфет, шоколада, пирожных и тортов придется отказаться. Хлеб и сдобу лучше заменить сухариками. О любых консервированных продуктах, соленых и маринованных заготовках, тоже лучше забыть на время лечения от дисбактериоза. Также не стоит нагружать желудок и кишечник жирным мясом и рыбой, грибами, колбасами, копчениями и бобовыми. Оптимально диета при дисбактериозе кишечника должна состоять из нежирных продуктов, приготовленных на пару с ограниченным применением специй. Полезно готовить супы и каши (кроме перловой и пшеной).
Что касается напитков, то диета при дисбактериозе кишечника не должна включать кофе с молоком, и конечно, алкоголь. Особенно вредны при этом заболевании слабоалкогольные напитки, такие как пиво и вино, способные вызвать обострение. Лучше всего в период лечения пить несладкие компоты, воду и чай. Кроме того, стоит помнить, что напитки разжижают желудочный сок, что затрудняет процессы переваривания. Поэтому старайтесь пить как минимум за двадцать минут до еды и через час после, а не вовремя приема пищи.
Ещё статьи:
10 подтвержденных исследованиями способов улучшить здоровье кишечника
Мы включаем продукты, которые, по нашему мнению, полезны для наших читателей. Если вы совершаете покупку по ссылкам на этой странице, мы можем получить небольшую комиссию. Вот наш процесс.
Здоровье кишечника — это баланс микроорганизмов, обитающих в пищеварительном тракте. Забота о здоровье кишечника и поддержание правильного баланса этих микроорганизмов жизненно важны для физического и психического здоровья, иммунитета и многого другого.
Чтобы получить дополнительную подтвержденную исследованиями информацию о микробиоме и его влиянии на ваше здоровье, посетите наш специализированный центр.
Эти бактерии, дрожжи и вирусы, которых насчитывается триллион, также называют «кишечным микробиомом» или «кишечной флорой».
Многие микробы полезны для здоровья человека, а некоторые даже необходимы. Другие могут быть вредными, особенно когда они размножаются.
В этой статье мы перечисляем 10 научно обоснованных способов улучшения микробиома кишечника и улучшения общего состояния здоровья.
Кимчи может помочь улучшить здоровье кишечника.
Чтобы увеличить количество полезных бактерий или пробиотиков в кишечнике, некоторые люди предпочитают принимать добавки с пробиотиками.
Они доступны в магазинах здорового питания, аптеках и в Интернете.
Некоторые исследования показали, что прием пробиотиков может поддерживать здоровый микробиом кишечника и предотвращать воспаление кишечника и другие кишечные проблемы.
Ферментированные продукты — естественный источник пробиотиков.
Регулярное употребление следующих продуктов может улучшить здоровье кишечника:
- ферментированные овощи
- кефир
- кимчи
- чайный гриб
- мисо
- квашеная капуста
- темпе
Пробиотики питаются неперевариваемыми углеводами, называемыми пребиотиками.Этот процесс стимулирует размножение полезных бактерий в кишечнике.
Исследование, проведенное в 2017 году, показало, что пребиотики могут помочь пробиотикам стать более устойчивыми к определенным условиям окружающей среды, включая изменения pH и температуры.
Люди, которые хотят улучшить здоровье кишечника, могут захотеть включить в свой рацион больше следующих продуктов, богатых пребиотиками:
- спаржа
- бананы
- цикорий
- чеснок
- топинамбур
- лук
- цельнозерновые
Употребление большого количества сахара или искусственных подсластителей может вызвать дисбактериоз кишечника, который является дисбалансом кишечных микробов.
Авторы исследования 2015 года на животных предположили, что стандартная западная диета с высоким содержанием сахара и жира отрицательно влияет на микробиом кишечника. В свою очередь, это может повлиять на мозг и поведение.
Другое исследование на животных показало, что искусственный подсластитель аспартам увеличивает количество некоторых бактериальных штаммов, вызывающих нарушение обмена веществ.
Болезни обмена веществ относятся к группе состояний, повышающих риск диабета и сердечных заболеваний.
Исследования также показали, что использование человеком искусственных подсластителей может отрицательно влиять на уровень глюкозы в крови из-за их воздействия на кишечную флору. Это означает, что искусственные подсластители могут повышать уровень сахара в крови, хотя на самом деле это не сахар.
Управление стрессом важно для многих аспектов здоровья, в том числе для здоровья кишечника.
Исследования на животных показали, что факторы психологического стресса могут нарушить работу микроорганизмов в кишечнике, даже если стресс непродолжительный.
У людей различные стрессоры могут отрицательно влиять на здоровье кишечника, в том числе:
- психологический стресс
- экологический стресс, такой как сильная жара, холод или шум
- лишение сна
- нарушение циркадного ритма
Некоторые методы управления стрессом включают медитацию, упражнения на глубокое дыхание и постепенное расслабление мышц.
Регулярные упражнения, хороший сон и здоровое питание также могут снизить уровень стресса.
Хотя для борьбы с бактериальными инфекциями часто необходимо принимать антибиотики, их чрезмерное использование представляет собой серьезную проблему для общественного здравоохранения, которая может привести к устойчивости к антибиотикам.
Антибиотики также наносят вред микробиоте кишечника и иммунитету, при этом некоторые исследования сообщают, что даже через 6 месяцев после их применения в кишечнике все еще отсутствует несколько видов полезных бактерий.
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), врачи в США без надобности прописывают около 30% антибиотиков.
В результате CDC рекомендует людям обсудить антибиотики и альтернативные варианты со своим врачом перед использованием.
Регулярные занятия спортом способствуют хорошему здоровью сердца и снижению или поддержанию веса. Исследования также показали, что он также может улучшить здоровье кишечника, что, в свою очередь, может помочь контролировать ожирение.
Разработка может увеличить видовое разнообразие. Исследование 2014 года показало, что у спортсменов более разнообразная кишечная флора, чем у не спортсменов.
Однако спортсмены также придерживались диеты, отличной от рациона контрольной группы, что могло объяснить различия в их микробиомах.
Руководство по физической активности для американцев рекомендует взрослым заниматься не менее 150 минут упражнений средней интенсивности каждую неделю, а также упражнения для укрепления мышц 2 или более дней в неделю.
Достаточное количество качественного сна может улучшить настроение, когнитивные способности и здоровье кишечника.
Исследование на животных, проведенное в 2014 году, показало, что нерегулярный сон и нарушение сна могут иметь негативные последствия для кишечной флоры, что может увеличить риск воспалительных состояний.
Выработайте здоровый сон, ложась и вставая каждый день в одно и то же время. Взрослые должны спать не менее 7 часов в сутки.
Согласно результатам одного исследования, как антибиотики могут нарушить микробиоту кишечника, так и дезинфицирующие чистящие средства могут. В исследовании 2018 года была проанализирована кишечная флора более 700 младенцев в возрасте 3–4 месяцев.
Исследователи обнаружили, что у тех, кто жил в домах, где люди использовали дезинфицирующие чистящие средства хотя бы раз в неделю, в два раза больше шансов иметь более высокие уровни кишечных микробов Lachnospiraceae , типа, связанного с диабетом 2 типа и ожирением.
В возрасте 3 лет у этих младенцев был более высокий индекс массы тела (ИМТ), чем у детей, не подвергавшихся воздействию таких высоких уровней дезинфицирующих средств.
Курение влияет на здоровье кишечника, а также на здоровье сердца и легких. Это также значительно увеличивает риск рака.
Обзор исследований, опубликованных за 16 лет в 2018 году, показал, что курение изменяет кишечную флору, увеличивая количество потенциально вредных микроорганизмов и снижая уровни полезных.
Эти эффекты могут увеличивать риск кишечных и системных состояний, таких как воспалительное заболевание кишечника (ВЗК).
Исследования продемонстрировали значительную разницу между микробиомами кишечника вегетарианцев и людей, которые едят мясо.
Вегетарианская диета может улучшить здоровье кишечника из-за высокого уровня пребиотической клетчатки, содержащейся в ней.
Например, в одном небольшом исследовании люди с ожирением следовали строгой вегетарианской диете, исключающей все продукты животного происхождения, включая мясо, молочные продукты и яйца, в течение 1 месяца.
В конце исследования участники имели более низкий уровень воспаления кишечника из-за измененных типов кишечных микробов.Они тоже похудели.
Поддержание здоровья кишечника способствует улучшению общего состояния здоровья и иммунной функции.
Внося соответствующие изменения в образ жизни и диету, люди могут изменить разнообразие и количество микробов в кишечнике к лучшему.
Положительные изменения, которые может внести человек, включают прием пробиотиков, соблюдение богатой клетчаткой вегетарианской диеты и отказ от ненужного использования антибиотиков и дезинфицирующих средств.
Другие простые изменения в образе жизни, которые может сделать человек, включают достаточный сон и регулярные упражнения.
Однако человеку следует поговорить со своим врачом, прежде чем вносить какие-либо радикальные изменения в свой рацион. Это связано с тем, что для некоторых людей, например, с синдромом раздраженного кишечника или другими заболеваниями, пробиотики и богатая клетчаткой или вегетарианская диета могут быть бесполезны.
Кишечные бактерии в здоровье и болезнях
Abstract
Новая эра в медицинской науке наступила с осознанием критической роли «забытого органа», кишечной микробиоты, в здоровье и болезнях.Центральным в этом полезном взаимодействии между микробиотой и хозяином является способ, которым бактерии и, скорее всего, другие микроорганизмы, содержащиеся в кишечнике, общаются с иммунной системой хозяина и участвуют в различных метаболических процессах, приносящих взаимную пользу хозяину и микробу. Появление высокопроизводительных методологий и разработка сложных аналитических систем облегчили подробное описание состава микробных компонентов кишечника человека, как никогда раньше, и теперь позволяют проводить сравнения между состоянием здоровья и различными заболеваниями.Хотя последний подход все еще находится в зачаточном состоянии, уже получены некоторые важные сведения о том, как микробиота может влиять на ряд патологических процессов как внутри, так и за пределами кишечника. Эти открытия также закладывают основу для разработки терапевтических стратегий, которые могут изменить микробиоту (например, за счет использования пробиотиков). Хотя эта область многообещающая, необходимы более качественные испытания пробиотиков, пребиотиков и других подходов, изменяющих микробиоту, при расстройствах пищеварения, а также лабораторные исследования механизмов их действия.
Ключевые слова: Флора кишечника, микробиота, пробиотики, кишечные бактерии, микробный метаболизм, иммунология слизистых оболочек
Во многом благодаря быстрому развитию аналитических методов в микробиологии, молекулярной биологии и биоинформатике истинное разнообразие населяющих микроорганизмов желудочно-кишечный тракт человека (вместе именуемый микробиотой кишечника человека) раскрывается, и его вклад в гомеостаз здоровья и патогенез болезней оценивается ().Как следствие, изучение экологии кишечника превратилось в одну из самых активных и захватывающих областей биологии и медицины. Именно в этом контексте теперь необходимо рассматривать маневры по изменению или модификации микробиоты либо посредством диетических модификаций, либо путем введения антибиотиков, пробиотиков или пребиотиков.
Таблица 1
Важные гомеостатические функции кишечной микробиоты
1. Метаболическая роль
|
2.Деконъюгация желчных кислот |
3. Предотвращение колонизации патогенами |
4. Иммунологические эффекты
|
Нормальная кишечная микробиота: важный фактор здоровья
Основные определения и развитие микробиоты
Термин микробиота предпочтительнее старого термина «флора», поскольку последний не работает для учета многих небактериальных элементов (например, архей, вирусов и грибов), которые, как теперь известно, являются нормальными обитателями кишечника.Учитывая относительно большее понимание роли бактерий, существующее в настоящее время, по сравнению с другими составляющими микробиоты в здоровье и болезнях, кишечные бактерии будут в центре внимания этого обзора. В желудочно-кишечной микробиоте человека существует сложная экосистема, состоящая примерно из 300-500 видов бактерий, включающая почти 2 миллиона генов (микробиом). 1 Действительно, количество бактерий в кишечнике примерно в 10 раз превышает количество всех клеток в организме человека, а совокупный бактериальный геном намного больше, чем геном человека.
При рождении весь кишечник бесплоден; Кишечник младенца сначала заселяется материнскими бактериями и бактериями окружающей среды во время рождения и продолжает заселяться через кормление и другие контакты. 2 Факторы, которые, как известно, влияют на колонизацию, включают гестационный возраст, способ родоразрешения (естественные роды или вспомогательные роды), диету (грудное молоко или смесь), уровень санитарии и воздействие антибиотиков. 3 , 4 Кишечная микробиота новорожденных характеризуется низким разнообразием и относительным преобладанием типов Proteobacteria и Actinobacteria ; после этого микробиота становится более разнообразной с появлением доминирования Firmicutes и Bacteroidetes , которые характеризуют микробиоту взрослых особей. 5 — 7 К концу первого года жизни микробный профиль индивидуален для каждого младенца; к 2,5 годам микробиота по составу полностью напоминает микробиоту взрослого человека. 8 , 9 Этот период созревания микробиоты может быть критическим; из ряда источников накапливаются данные о том, что нарушение микробиоты в раннем младенчестве может быть решающим фактором проявления болезни в более позднем возрасте.Отсюда следует, что вмешательства, направленные на микробиоту в более позднем возрасте, могут быть в буквальном смысле слишком запоздалыми и потенциально обреченными на провал.
В младенчестве состав микрофлоры кишечника остается относительно постоянным до более позднего возраста. Хотя было заявлено, что состав флоры каждого человека настолько уникален, что его можно использовать в качестве альтернативы снятию отпечатков пальцев, совсем недавно в микробиоме взрослого человека были описаны 3 различных энтеротипа. 10 В этих различных энтеротипах преобладают Prevotella , Ruminococcus и Bacteroides соответственно, и их внешний вид не зависит от пола, возраста, национальности и индекса массы тела. Считается, что микробиота остается стабильной до старости, когда наблюдаются изменения, возможно, связанные с изменениями в физиологии пищеварения и диете. 11 — 13 Действительно, Клаэссон и его коллеги смогли выявить четкие корреляции у пожилых людей не только между составом микробиоты кишечника и диетой, но и в отношении состояния здоровья. 14
Регулирование микробиоты
Из-за нормальной перистальтики кишечника (перистальтика и мигрирующий двигательный комплекс) и антимикробного действия желудочной кислоты, желчи, секрета поджелудочной железы и кишечника, желудка и проксимального отдела тонкой кишки, хотя, конечно, не стерильны, они содержат относительно небольшое количество бактерий у здоровых людей. 15 Интересно, что недавно из желудка человека были выделены комменсальные организмы с пробиотическими свойствами. 16 Микробиология терминального отдела подвздошной кишки представляет собой переходную зону между тощей кишкой, содержащей преимущественно аэробные виды, и плотной популяцией анаэробов, обнаруживаемых в толстой кишке. Количество бактериальных колоний может достигать 10 9 колониеобразующих единиц (КОЕ) / мл в терминальном отделе подвздошной кишки непосредственно проксимальнее илеоцекального клапана, с преобладанием грамотрицательных микроорганизмов и анаэробов. При попадании в толстую кишку концентрация бактерий и разнообразие кишечной флоры резко меняются.Могут быть обнаружены концентрации 10 12 КОЕ / мл или более, которые состоят в основном из анаэробов, таких как Bacteroides , Porphyromonas , Bifidobacterium , Lactobacillus и Clos-tridium , с анаэробными бактериями, превосходящими количество аэробных бактерий. бактерии от 100 до 1000: 1. Преобладание анаэробов в толстой кишке отражает тот факт, что концентрация кислорода в толстой кишке очень низкая; Флора просто приспособилась к выживанию в этой враждебной среде.
На любом уровне кишечника состав флоры также демонстрирует вариации по диаметру, при этом некоторые бактерии имеют тенденцию прикрепляться к поверхности слизистой оболочки, в то время как другие преобладают в просвете. Само собой разумеется, что виды бактерий, обитающие на поверхности слизистой оболочки или в слое слизи, с наибольшей вероятностью будут участвовать во взаимодействиях с иммунной системой хозяина, тогда как те, которые населяют просвет, могут иметь большее отношение к метаболическим взаимодействиям с пищей или продуктами питания. пищеварение.Теперь очевидно, что разные бактериальные популяции могут населять эти разные домены. Однако их относительный вклад в здоровье и болезнь изучен в ограниченной степени из-за относительной недоступности околоплодных популяций в толстой кишке и, особенно, в тонкой кишке. Однако большинство исследований микробиоты кишечника человека основано на анализе образцов фекалий, что является серьезным ограничением. Действительно, ряд исследований уже показал различия между популяциями люминальной (фекальной) и околоносовой популяций при таких расстройствах, как воспалительное заболевание кишечника (ВЗК) и синдром раздраженного кишечника (СРК). 17 , 18
У людей на состав флоры влияет не только возраст, но также диета и социально-экономические условия. В недавнем исследовании пожилых людей взаимодействие диеты и возраста было продемонстрировано, во-первых, тесной взаимосвязью между диетой и составом микробиоты у субъектов и, во-вторых, взаимодействием между диетой, микробиотой и состоянием здоровья. 14 Следует также помнить, что неперевариваемые или непереваренные компоненты диеты могут вносить существенный вклад в метаболизм бактерий; например, большая часть увеличения объема стула в результате приема пищевых волокон происходит из-за увеличения бактериальной массы.Тонкости взаимодействия между другими компонентами диеты и микробиотой сейчас изучаются и, несомненно, дадут важную информацию. Например, данные, указывающие на потенциальную роль определенных продуктов бактериального метаболизма в канцерогенезе толстой кишки, уже убедительно указывают на важность взаимодействия диеты и микробиоты с заболеванием. Антибиотики, назначаемые по рецепту или содержащиеся в пищевой цепи в результате их введения животным, могут серьезно повлиять на микробиоту. 19 В прошлом считалось, что эти эффекты были относительно преходящими, и полное восстановление микробиоты происходило очень скоро после завершения курса антибактериальной терапии. Однако, хотя недавние исследования подтвердили, что выздоровление многих видов происходит довольно быстро, некоторые виды и штаммы проявляют более устойчивые эффекты. 20
Взаимодействия хозяина и микробиоты
Взаимодействия кишечной комменсальной микробиоты играют фундаментальную роль в обеспечении гомеостатических функций, таких как иммуномодуляция, активация цитопротективных генов, предотвращение и регулирование апоптоза и поддержание барьерной функции. 21 Критическая роль микробиоты в развитии функции кишечника убедительно продемонстрирована судьбой стерильного животного. 22 , 23 У этих животных затронуты не только практически все компоненты кишечной и системной иммунной системы, но и развитие эпителия, сосудистой сети, нервно-мышечного аппарата и эндокринной системы кишечника. . Тонкости взаимодействия между микробиотой и хозяином иллюстрируются исследованиями, которые демонстрируют способность полисахарида, вырабатываемого бактерией Bacteroides fragilis , корректировать дефицит Т-клеток и дисбаланс Th2 / Th3 и направлять развитие лимфоидных органов. в стерильных животных. 24 Дендритные клетки кишечника, по-видимому, играют центральную роль в этих критических иммунологических взаимодействиях. 24 , 25
Как кишечная иммунная система различает друга и врага, когда дело касается бактерий, с которыми она сталкивается? 26 На уровне эпителия, например, ряд факторов может позволить эпителию переносить комменсальные (и, следовательно, пробиотические) организмы. К ним относятся маскирование или модификация ассоциированных с микробами молекулярных паттернов, которые обычно распознаются рецепторами распознавания паттернов, такими как Toll-подобные рецепторы, 27, , и ингибирование воспалительного пути NFκB. 28 Ответы на комменсалы и патогены также могут отчетливо различаться в пределах слизистой оболочки и системной иммунной системы. Например, было показано, что комменсалы, такие как Bifidobacterium infantis и Faecalibacterium prausnitzii , по-разному индуцируют регуляторные Т-клетки и приводят к продукции противовоспалительного цитокина интерлейкина (ИЛ) -10. 29 Другие комменсалы могут способствовать развитию Т-хелперных клеток, включая клетки Т H 17, и приводить к контролируемому воспалительному ответу, который защищает от патогенов частично, по крайней мере, за счет продукции IL-17. 30 Индукция воспалительного ответа низкой степени (физиологического воспаления) комменсалами, как можно видеть, заставляет иммунную систему хозяина более агрессивно бороться с прибытием патогена. 31
Благодаря этим и другим механизмам микробиота, как можно видеть, играет решающую роль в защите хозяина от колонизации патогенными видами. 32 Некоторые кишечные бактерии продуцируют различные вещества, от относительно неспецифических жирных кислот и пероксидов до высокоспецифичных бактериоцинов, 33 , 34 , которые могут подавлять или убивать другие потенциально патогенные бактерии, 35 в то время как некоторые штаммы продуцируют протеазы, способные денатурировать бактериальные токсины. 36
Микробиота и метаболизм
Хотя иммунологические взаимодействия между микробиотой и хозяином были подробно изучены в течение некоторого времени, только недавно истинная степень метаболического потенциала микробиоты начала снижаться. быть схваченным. Некоторые из этих метаболических функций были хорошо известны, например способность бактериальных дисахаридаз спасать неабсорбированные пищевые сахара, такие как лактоза и спирты, и превращать их в короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA), которые затем используются в качестве источника энергии. слизистой оболочкой толстой кишки.SCFAs способствуют росту эпителиальных клеток кишечника и контролируют их пролиферацию и дифференцировку. Также в течение некоторого времени было известно, что кишечные бактерии могут продуцировать питательные вещества и витамины, такие как фолат и витамин К, деконъюгировать соли желчных кислот, 37 и метаболизировать некоторые лекарства (такие как суль-фасалазин) в просвете кишечника, тем самым высвобождая их активные части. Однако только недавно был признан полный метаболический потенциал микробиома и оценен потенциальный вклад микробиоты в метаболический статус хозяина в состоянии здоровья и в отношении ожирения и связанных с ним расстройств.Применение геномики, метаболомики и транскриптомики теперь может с огромной детальностью раскрыть метаболический потенциал данного организма. 38 — 41
В настоящее время также известно, что некоторые комменсальные организмы также производят другие химические вещества, включая нейротрансмиттеры и нейромодуляторы, которые могут изменять другие функции кишечника, такие как моторика или ощущения. 42 — 44 Совсем недавно и, возможно, наиболее удивительно, было высказано предположение, что микробиота может влиять на развитие 45 и функцию 46 центральной нервной системы, что привело к концепции ось микробиота-кишечник-мозг. 47 — 49
Кишечная микробиота при болезнях
Точно так же, как мы только сейчас начинаем понимать ключевую роль флоры в здоровье, только в самые последние годы истинный масштаб последствия нарушений во флоре или во взаимодействии между флорой и хозяином. Некоторые из этих последствий относительно очевидны. Например, когда многие компоненты нормальной флоры устраняются или подавляются курсом антибиотиков широкого спектра действия, создается сцена для других организмов, которые могут быть патогенными, чтобы вмешаться и вызвать заболевание. 1 , 2 , 32 Классическим примером этого является диарея, связанная с антибиотиками, и ее самое смертоносное проявление, колит Clostridium difficile . Считается, что подобные нарушения во флоре связаны с разрушительной формой воспаления кишечника, которая может возникать у новорожденных и особенно недоношенных: некротический энтероколит. В других ситуациях бактерии могут просто оказаться там, где их не должно быть. Если перистальтика кишечника нарушена и / или секреция кислоты из желудка резко снижена, в результате возникает среда, способствующая размножению организмов в тонкой кишке, которые обычно ограничены толстой кишкой; следствием этого является синдром избыточного бактериального роста в тонкой кишке.В других ситуациях иммунологическое взаимодействие между флорой и хозяином нарушается, и хозяин может, например, начать распознавать составляющие нормальной флоры не как друга, а как врага, и может вызвать несоответствующий воспалительный ответ, который, в некоторых случаях полагают, может в конечном итоге привести к таким состояниям, как ВЗК. 1 , 2 , 32 В других ситуациях повреждение кишечного эпителия делает стенку кишечника протекающей и позволяет бактериям (полностью или частично) из кишечника получить доступ к подслизистым отделам или даже в большой круг кровообращения, что может вызвать катастрофический сепсис.Считается, что этот механизм объясняет многие инфекции, которые возникают, например, у тяжелобольных пациентов в отделении интенсивной терапии.
Совсем недавно качественные изменения в микробиоте были вызваны патогенезом глобальной эпидемии: ожирения. 41 Было высказано предположение, что сдвиг в составе флоры в сторону популяции, в которой преобладают бактерии, которые являются более активными экстракторами абсорбируемых питательных веществ, которые затем становятся доступными для усвоения хозяином, может играть важную роль в ожирении. 41 Такие исследования основаны на применении современных технологий (геномики, метагеномики и метаболомики) для изучения флоры толстой кишки и могут выявить истинное разнообразие и метаболический профиль микробиоты, а также реальную степень изменений в заболевании. . Вместо того, чтобы предоставлять исчерпывающий обзор всех болезненных состояний, на которые может повлиять микробиота, ниже будет представлен краткий обзор текущей информации о роли микробиоты в некоторых распространенных заболеваниях / расстройствах.
Воспалительное заболевание кишечника
Существует множество доказательств, подтверждающих гипотезу о том, что эндогенная микрофлора кишечника играет решающую роль в патогенезе ВЗК, его вариантов и связанных с ними заболеваний. 50 , 51 Некоторые из этих доказательств проверены временем, например, предрасположенность ВЗК к областям с высоким числом бактерий и роль контакта с потоком фекалий в поддержании воспаления. Другие доказательства являются более новыми и включают исследования, описанные выше, которые иллюстрируют ключевую роль микробиоты в иммунных ответах хозяина и возникновении воспалительных реакций.Эти данные дополняются экспериментальными наблюдениями за способностью стратегий, модифицирующих микробиоту (например, введение пробиотиков), модулировать воспалительный ответ в экспериментальных моделях ВЗК. 52 — 58 Исследования микробиоты кишечника при ВЗК выявили количественные и качественные изменения, 59 включая интригующее открытие в некоторых исследованиях 60 , что бактерия с противовоспалительными свойствами, F prausnitzii , у пациентов с ВЗК встречается реже, чем у здоровых людей.Важность взаимодействий микробиота-хозяин при ВЗК дополнительно подтверждается многочисленными исследованиями генетики ВЗК, которые выявили множество изменений в генах, которые кодируют молекулы, участвующие в распознавании бактерий, взаимодействии бактерий-хозяев и результирующем воспалительном каскаде. 61 На более клиническом уровне роль микробиоты подтверждается эффективностью, хотя и переменной, антибиотиков при ВЗК 62 и предположением, не всегда подтвержденным высококачественными клиническими испытаниями, что ряд пробиотических организмов , включая непатогенные Escherichia coli , Saccharomyces boulardii и Bifidobacte-rium , эффективны в поддержании ремиссии и лечении легких и умеренных обострений язвенного колита. 63 — 70 Существуют некоторые предварительные данные, позволяющие предположить, что трансплантация кала, 71 , стратегия, с большим успехом применяемая в лечении резистентной и рецидивирующей инфекции C. difficile , 72 , может быть эффективной при язвенном колите. 73 , 74
Более убедительная клиническая иллюстрация влияния модуляции микробиоты дается на примере поучита, варианта ВЗК, который встречается в неоректуме у пациентов с язвенным колитом, перенесших полную колэктомия и процедура подвздошно-анального мешка.Здесь VSL # 3 (Sigma Tau Pharmaceuticals), пробиотический коктейль, содержащий 8 различных штаммов молочнокислых бактерий, доказал свою эффективность в первичной профилактике и поддержании ремиссии у пациентов с поучитом. В одном исследовании ремиссия сохранялась у 85% пациентов, получавших VSL # 3, по сравнению с 6% пациентов, получавших плацебо. 75
Синдром раздраженного кишечника
Разнообразные доказательства предполагают роль кишечной микробиоты в СРК 76 ().Прежде всего, это клиническое наблюдение, что СРК может развиваться у людей de novo после контакта с кишечными инфекциями и инвазиями (т. Е. Постинфекционным СРК). 77 Более спорным было предположение, что пациенты с СРК могут иметь избыточный бактериальный рост в тонком кишечнике (СИБР). 78 Более косвенные доказательства роли микробиоты можно почерпнуть из некоторых метаболических функций компонентов микробиоты. Таким образом, учитывая влияние солей желчных кислот на секрецию толстой кишки, изменения деконъюгации солей желчных кислот могут привести к изменению объема и консистенции стула.Точно так же изменения в бактериальной ферментации могут привести к изменению объема и / или состава газа. Дополнительные доказательства получены из клинического воздействия терапевтических вмешательств, таких как антибиотики, пребиотики или пробиотики, которые могут изменять или модифицировать микробиоту. Таким образом, было показано, что плохо абсорбируемый антибиотик рифаксимин (Xifaxan, Salix) облегчает симптомы СРК с преобладанием диареи, 79 и некоторых пробиотиков (B infantis 35624 [Align] [Procter & Gamble], в частности 80 ) было показано, что они оказывают существенное клиническое воздействие.Последний представляет интерес, учитывая его продемонстрированную способность модулировать системный иммунный ответ у людей. 25 , 81 Также все большее распространение получает предположение о том, что микробиота толстой кишки может демонстрировать качественные и / или количественные изменения при СРК. 82
Таблица 2
Доказательства роли кишечной флоры в синдроме раздраженного кишечника
1. Прямое свидетельство измененной микробиоты кишечника
|
2.Доказательства физиологических эффектов измененной микробиоты |
3. Медиатор провоспалительного состояния |
4. Терапевтический эффект изменения микробиоты
|
Современные молекулярные микробиологические методы теперь применяются к этой сложной проблеме и действительно подтвердили, что пациенты с СРК, независимо от подтипа, действительно демонстрируют фекальную флору, которая явно отличается от флоры контрольных субъектов. 83 Исследования, проведенные мной и моими коллегами, продемонстрировали, во-первых, снижение микробного разнообразия в IBS 84 и, во-вторых, с помощью высокопроизводительного пиросеквенирования, существование различных подгрупп IBS на основе детального изучения микробиоты. 85 На уровне филума одна из этих подгрупп напоминала контрольных субъектов, тогда как другая продемонстрировала сдвиг в относительной пропорции двух основных типов, Firmicutes, и Bacteroidetes, , а также значительные изменения на уровне видов и штаммов. 82 , 84 Приоритет этих микробных сдвигов и их способность нарушать слизистую или мионевральную функцию стенки кишечника, влиять на ось мозг-кишечник или вызывать местные или системные иммунные ответы еще предстоит определить (). Наиболее интригующим было предположение, сделанное на основе исследований на животных, что кишечная микробиота может влиять на функцию и морфологию мозга. 49
Схема для обобщения возможной роли микробиоты в синдроме раздраженного кишечника.Измененная микробиота в сочетании с протекающим эпителиальным барьером позволяет бактериям и / или бактериальным продуктам получать доступ к подслизистому отделу, где активируются тучные клетки и иммунные клетки (лимфоциты), высвобождая протеазы тучных клеток, хемокины и цитокины, которые могут активировать сенсорные нейроны. Это, в свою очередь, может привести к локальным рефлексам, влияющим на моторные и секреторные функции, или к усилению висцеральных ощущений в центре.
Несколько экспериментальных наблюдений обеспечивают научную основу для использования методов лечения, которые могут изменять микробиоту при СРК. 85 — 87 Таким образом, было показано, что пероральное введение B infantis 35624 ослабляет ответы на интерферон γ, фактор некроза опухоли α (TNF-α) и IL-6 после стимуляции митогена, повышая уровни плазмы триптофан и кинуреновая кислота и, что наиболее поразительно, снижают концентрацию 5-гидроксииндолуксусной кислоты и концентрации дигидроксифенилуксусной кислоты в лобной коре и миндалине соответственно. 88
Эти наблюдения были сделаны на один шаг вперед той же исследовательской группой, продемонстрировав нормализацию иммунных ответов, устранение поведенческих дефицитов и восстановление базальных концентраций норадреналина в стволе мозга на животной модели депрессии (крыса, отделенная от матери) . 89 Хотя эти последние наблюдения могут затронуть некоторые из предложенных патофизиологических механизмов, связанных с развитием симптомов при СРК, а именно активацию иммунной системы и нарушения в оси мозг-кишечник, другие исследования предполагают, что тот же штамм может также изменять периферические механизмы, связанные с СРК. , например висцеральная гиперчувствительность. 90
Устраняя другую аномалию кишечника, выявленную при СРК, Цзэн и его коллеги частично устранили изменения проницаемости тонкого кишечника с помощью коктейля пробиотиков. 91 Другой организм, Lactobacillus acidophilus , как было показано, оказывает висцеральный анальгетический эффект за счет индукции μ-опиоидных и каннабиноидных рецепторов, 92 и Lactobacillus paracasei , как было показано, ослабляет гиперсокращение мышц кишечника на животной модели постинфекционного СРК. 93 Опять же, этот эффект был штамм-зависимым и, по-видимому, опосредован, частично, через модуляцию иммунологического ответа на первоначальную инфекцию и, частично, через прямые эффекты организма или его метаболита на кишечная мышца.В других экспериментах этот же организм был способен ослаблять индуцированную антибиотиками висцеральную гиперчувствительность у мышей. 94
Lactobacillus reuteri также подавляет висцеральную боль, вызванную растяжением толстой кишки у крыс. 95 Было показано, что этот же пробиотический организм, имеющий клиническую значимость, легко колонизирует и индуцирует иммунный ответ в тонком кишечнике человека. 96 Интересно, что с учетом значимости биосинтеза теховой кислоты в иммунологических ответах на определенные лактобациллы, Дункер и его коллеги показали, что мутант Lactobacil-lus (приводящий к истощению липотехоиновой кислоты D-аланином) также значительно подавлял восприятие висцеральной боли у здоровых крыс без воспаления. 97
Функциональные и морфологические изменения в кишечном нервно-мышечном аппарате развиваются у мышей, инфицированных Trichinella spiralis , спустя много времени после того, как глисты были изгнаны и связанная с ними воспалительная реакция стихла, что обеспечивает животную модель постинфекционного СРК. Было показано, что 98 , 99 L paracasei , но не другие штаммы, ослабляет гиперсокращаемость мышц кишечника, снижает иммунную активацию, 93 и нормализует метаболический профиль мышей в этой модели. 100
Эти экспериментальные наблюдения теперь подтверждаются клиническими исследованиями пробиотиков при СРК у людей. Результаты при СРК по-прежнему варьируются в зависимости от ряда организмов, таких как Lactobacillus GG, Lactobacillus plantarum , L acidophilus , Lactobacillus casei , пробиотический коктейль VSL # 3 и Bifidobacterium animalis , , 102 , облегчающие отдельные симптомы СРК (например, вздутие живота, метеоризм и запор), и только несколько продуктов, влияющих на боль и общие симптомы. 80 , 103 — 105 Использование других продуктов не принесло пользы. 106 , 107
Ожирение, метаболический синдром, неалкогольная жировая болезнь печени и неалкогольный стеатогепатит
Несколько механизмов, вовлекающих микробиоту в патогенез неалкогольного жирового стеатоза печени (НАЖБП) и неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП) были идентифицированы. В частности, широко исследовалась роль микробиоты в связи с диетой в патогенезе ожирения как такового. 108 , 109 Соответствующие результаты включают способность грамотрицательных анаэробов, таких как Bacteriodes thetaiotami-cron , расщеплять большинство гликозидных связей и разлагать полисахариды растений, тем самым обеспечивая хозяина от 10% до 15% его теплотворная способность. 108 — 111 Микробиота людей с ожирением, а также микробиота слепой кишки мышей ob / ob более эффективны при извлечении энергии из рациона и производстве SCFA. 110 , 112 Кроме того, было показано, что микробиота стимулирует выработку триглицеридов в печени путем подавления ингибитора липопротеинлипазы (LPL), жирового фактора, индуцированного голоданием (также известного как ангиопоэтин-подобный 4), что приводит к продолжающаяся экспрессия LPL, ключевого регулятора высвобождения жирных кислот из триглицеридов в печени. 113 Микробиота кишечника также может модулировать системный липидный метаболизм путем модификации паттернов метаболизма желчных кислот, что также напрямую влияет на свойства эмульгирования и абсорбции желчных кислот и, таким образом, косвенно на накопление жирных кислот в печени.Микробиота также участвует в развитии инсулинорезистентности, 113 , фундаментальной аномалии метаболического синдрома, влияя на энергетический баланс, метаболизм глюкозы и воспалительное состояние низкой степени, которое ассоциируется с ожирением и связанными с ним метаболическими нарушениями. Его роль в метаболизме холина, 114 — 116 , а также инактивация провоспалительных цитокинов (например, TNF-α), по-видимому, важна для развития НАЖБП и прогрессирования НАСГ.Совсем недавно исследования на экспериментальных моделях показали, что дефектное / недостаточное восприятие инфламмасом и связанный с ними дисбиоз приводят к аномальному накоплению бактериальных продуктов в портальном кровотоке и способствуют прогрессированию НАЖБП / НАСГ. 117
Более фундаментальная роль СИБР была предложена при НАЖБП, способствуя как стеатозу, так и воспалению 118 , 119 (). Потенциал микробов кишечного происхождения вызывать прогрессирующий и даже смертельный стеатогепатит был признан несколько лет назад в связи с повреждением печени, которое осложнило операции тощено-подвздошного шунтирования при патологическом ожирении; действительно, эта процедура предоставила ценную экспериментальную модель для изучения влияния микробиоты на заболевание печени.
Флора кишечника (микробиота) и печень. Избыточный бактериальный рост тонкого кишечника (SIBO), присутствующий при различных заболеваниях печени, и / или измененный состав микробиоты толстой кишки приводят к усиленному высвобождению провоспалительных цитокинов. Повышенная кишечная проницаемость, также хорошо описанная при заболеваниях печени, усиливает транслокацию бактерий, эндотоксинов или провоспалительных продуктов, таких как липополисахарид (из грамотрицательных бактерий), которые достигают печени через воротную вену или, при наличии портально-системного шунтирования. , получить прямой доступ к системному кровотоку.
Влияние диетических продуктов из винограда, богатых полифенолами, на микрофлору кишечника и морфологию кишечника цыплят-бройлеров
РЕЗЮМЕ
Виноград содержит большое количество фенольных соединений, которые могут модулировать деятельность кишечника, а также изменять структуру и функцию желудочно-кишечного тракта . Микробиологическую активность авопарцина, концентрата виноградных выжимок и экстракта виноградных косточек оценивали в исследовании in vitro. Также был проведен эксперимент in vivo для изучения влияния включения концентрата виноградных выжимок и экстракта виноградных косточек в рацион цыплят-бройлеров на продуктивность, микрофлору кишечника (по методике культивирования и методологии полиморфизма длины конечных рестрикционных фрагментов) и морфологию кишечника в возрасте 21 года. d возраста.Диетическое лечение включало диету без антибиотиков (CON), положительный контроль (AVP; 50 мг / кг авопарцина) и диеты без антибиотиков, содержащие концентрат виноградных выжимок (GPC; 60 г / кг) или экстракт виноградных косточек (GSE; 7,2 г / кг). Диета не влияла на продуктивность, за исключением птиц, получавших диету GSE, у которых наблюдалось снижение прибавки в весе. По содержанию подвздошной кишки птицы, получавшие рационы CON и GSE, имели самые высокие популяции Lactobacillus . По сравнению с диетой CON, диеты AVP, GPC и GSE увеличивали популяцию Enterococcus и снижали количество Clostridium в содержимом подвздошной кишки.В пищеварительном тракте слепой кишки птицы, получавшие рационы GPC и GSE, имели более высокие популяции Escherichia coli , Lactobacillus , Enterococcus и Clostridium , чем птицы в любой другой группе лечения. Животные, получавшие рационы GPC и GSE, показали более высокую степень биоразнообразия, чем животные, получавшие контрольные рационы. Частота обнаружения нескольких потенциальных фенол-разлагающих бактерий, а также неидентифицированных и некультивируемых организмов была увеличена у животных, получавших рационы GPC и GSE. Птицы, получавшие диету CON, имели более длинные ворсинки и большую глубину крипт, чем птицы в любой другой группе лечения.Наибольшее отношение высоты ворсинок к глубине крипты соответствовало птицам, получавшим рационы GPC и AVP, а наименьшее — тем, кто получало рационы CON и GSE. В заключение, диетические продукты из винограда, богатые полифенолами, изменяют морфологию кишечника и микрофлору кишечника и увеличивают степень биоразнообразия кишечных бактерий у цыплят-бройлеров.
ключевых слова
побочный продукт винограда
микрофлора кишечника
морфология кишечника
цыпленок
Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)
Copyright © 2011 Poultry Science Association Inc.Опубликовано Elsevier Inc.
Рекомендуемые статьи
Цитирующие статьи
Роль кишечной микробиоты в фармакологическом воздействии натуральных продуктов
Все больше данных демонстрирует, что натуральные продукты, полученные из традиционной китайской медицины, такие как женьшень, берберин и куркумин, обладают широким спектром биологической активности в отношении кишечной микробиоты, что может вызывать изменения в составе кишечной микробиоты, микробных метаболитов, структуры плотных контактов кишечника и иммунологии слизистых оболочек.Эти изменения в конечном итоге приведут к проявлению фармакологических эффектов при лечении этими натуральными продуктами. В этом обзоре мы обсудим, как часто используемые натуральные продукты влияют на микробиоту кишечника. Кроме того, ожидается, что наши результаты позволят по-новому взглянуть на то, как эти нецелевые натуральные продукты действуют через микробиоту кишечника.
1. Введение
Взаимосвязь между кишечной микробиотой и заболеваниями человека была главной темой, представляющей интерес для многих исследований.Все больше данных свидетельствует о том, что микробиота кишечника играет важную роль в развитии заболеваний, включая ожирение [1], сахарный диабет 2 типа (СД2), сердечно-сосудистые заболевания [2] и рак [3, 4]. Во многих исследованиях сообщалось, что мыши с дефицитом бактерий потребляли больше калорий, чем нормальные мыши [5], и этим мышам было труднее стать полными [6]. Исследования на стерильных мышах показали, что микробиота кишечника связана с увеличением веса, синтезом липидов и отложением жира. Кроме того, ожирение, вызванное диетой с высоким содержанием жиров (HFD-), обычно сопровождается диабетом [7], сердечно-сосудистыми заболеваниями и заболеваниями печени, такими как неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП).Кроме того, микробиота кишечника, которая может быть частью микроокружения опухоли, взаимодействует с опухолевыми клетками и некоторыми иммунными клетками [8] и может быть ключевым фактором в процессе прогрессирования рака, вызванного HFD [9].
В последнее время значительно возрос интерес к фармакологической активности натуральных продуктов. In vitro исследования и клинические данные продемонстрировали положительное влияние натуральных продуктов на многие заболевания [10, 11]. Целью этого исследования было обсудить влияние натуральных продуктов на состав кишечной микробиоты, метаболитов, белков плотного соединения кишечника и иммунитета слизистых оболочек, а также дать новое представление о будущих методах лечения.
2. Влияние натуральных продуктов на состав кишечной микробиоты
Предполагается, что кишечная микробиота играет решающую роль в метаболических заболеваниях, таких как ожирение и СД2. Все большее количество исследований показало, что натуральные продукты обладают активностью против ожирения, изменяя состав микробиоты кишечника. Например, сообщалось, что MDG-1, водорастворимый полисахарид, экстрагированный из корня Ophiopogon japonicus Ker Gawl, регулирует обмен веществ в организме, включая потерю веса, противодействие ожирению и диабет.Shi et al. [12] продемонстрировали, что у мышей с ожирением, вызванным HFD, которых лечили MDG-1 в высокой дозе 300 мг / кг в течение 12 недель, соотношение Firmicutes / Bacteroidetes (F / B) снизилось до нормального уровня. Кроме того, было обнаружено, что на модели мышей с индуцированным HFD диабетом MDG-1 уменьшал количество патогенных бактерий ( Escherichia coli и Streptococcus ) [13]. Зеленый чай, обычно потребляемый в Азии, также обладает активностью против ожирения [14], и изменение состава кишечной микробиоты считается одним из механизмов его действия.Когда высушенный зеленый чай ферментировали, он восстанавливал повышенное соотношение Bacteroides / Prevotella (B / P) [15] и значительно снижало соотношение F / B у мышей HFD после 8 недель лечения. Галлат эпигаллокатехина (EGCG), основной тип катехина в зеленом чае, может ингибировать образование жировой ткани брюшной полости крыс после 4-недельного курса лечения. В их исследовании было обнаружено, что крысы, получавшие EGCG, показали резкое снижение на Clostridium spp . и увеличение Bacteroides в кале [16].Более того, Chang et al. [17] сообщили, что водный экстракт Ganoderma lucidum (Curtis) P. Karst. (WEGL) предотвращал увеличение веса и накопление жира у мышей с ожирением, вызванным HFD. Кроме того, было обнаружено, что эндотоксемия и инсулинорезистентность уменьшаются с помощью WEGL для модификации дисбактериоза кишечника. Соотношение F / B и уровни протеобактерий, несущих эндотоксины, также были восстановлены до нормального уровня. Однако количество бактерий увеличилось ( Parabacteroides goldsteinii, Bacteroides spp ., Anaerotruncus colihominis, Roseburia hominis и Clostridium ), что отрицательно коррелировало с ожирением. Авторы предположили, что WEGL или полисахариды могут быть использованы в качестве пребиотических агентов для лечения ожирения и модуляции метаболических нарушений, связанных с ожирением [17].
Lonicerae japonicae flos славится своей противовоспалительной активностью и уже много лет широко используется в Азии. В исследованиях на животных с использованием животных, получавших HFD, введение неферментированного Flos Lonicera (UFL) или ферментированного Flos Lonicera (FFL) значительно снижало массу тела (BW) и массу жировой ткани и уменьшало накопление липидов в печени с улучшением общего содержания сыворотки. уровни холестерина, ЛПВП и триглицеридов.По предположению авторов, изменения относительной численности Lactobacillus spp . , Bifidobacterium spp ., и соотношение B / F в кишечном тракте должны были быть одним из механизмов UFL или FFL [18]. Кроме того, количество Bifidobacterium spp. в пуле слепой кишки мышей, индуцированных HFD, увеличивался за счет экстракта кожуры граната (PPE), который известен своими полезными эффектами, включая противовоспалительную и антимикробную активность [19].
Берберин, основной активный ингредиент китайской травы Coptis chinensis, известен как антидиабетический препарат и может регулировать уровень глюкозы в крови [20, 21]. Было показано, что берберин полезен при резистентности к инсулину, вызванной HFD, поскольку он улучшает чувствительность к инсулину и снижает оценку гомеостаза значения инсулинорезистентности (HOMA-IR). Как сообщили Sun и др. ., введение берберина уменьшило соотношение F / B и частично восстановило состав кишечной микробиоты, измененный кормлением HFD.Кроме того, это также показало, что как разнообразие, так и богатство кишечной микробиоты значительно уменьшились после приема берберина [22]. Эти результаты были поддержаны Zhang и др. , которые показали, что регрессионная модель частичных наименьших квадратов (PLS) предсказывала взаимосвязь между изменениями в составе кишечной микробиоты и фенотипом хозяина [23].
Помимо исследований на животных, было проведено несколько исследований натуральных продуктов на микробиоте кишечника человека.Xu et al. сообщил, что отвар Gegen Qinlian (GQD), традиционная китайская травяная формула, изменил микробиоту кишечника в клиническом исследовании, в котором приняли участие 187 пациентов с СД2. Данные показали, что симптомы СД2, такие как уровень глюкозы в крови натощак и уровни гемоглобина A1c (HbA1c), улучшились у пациентов, получавших GQD, с увеличением количества полезных бактерий, включая Faecalibacterium , Gemmiger , Bifidobacterium, и Escherichia [11].Другое клиническое исследование с участием десяти корейских женщин, страдающих ожирением, было проведено с целью изучения активности водного экстракта Ephedra sinica Stapf против ожирения, которое показало, что у семи из десяти женщин с ожирением BW и индекс массы тела (BMI) снизились после приема этого препарата. трава. Интересно, что эффект женьшеня от ожирения менялся, когда менялся состав кишечной микробиоты. Обилие Subdoligranulum , Oscillibacter и Akkermansia в кишечнике связано с изменениями BW и BMI, тогда как Lactobacillus связано с процентным содержанием жира в организме [10].
Натуральные продукты также играют важную роль в улучшении функции желудочно-кишечного тракта. Было обнаружено, что некоторые препараты китайской медицины, такие как красный женьшень и семя Coicis, облегчают симптомы язвенного колита (ЯК) [24, 25]. После лечения крыс красным женьшенем и семенем Coicis структура кишечной микробиоты была изменена, что может быть полезно для стимулирования роста пробиотиков, таких как Bifidobacterium и Lactobacillus , а также для подавления роста патогенных бактерий [25]. .В двойном слепом рандомизированном клиническом исследовании с участием 54 пациентов было выявлено, что комбинация фитотерапии ( Gwakhyangjeonggisan , GJS) и пробиотиков (Duolac7S, DUO) облегчает симптомы синдрома раздраженного кишечника с преобладанием диареи (D-IBS). ) путем изменения состава кишечной микробиоты. Подсчет полезных кишечных микробов, в том числе Bifidobacterium brevis , Bifidobacterium lactis , Streptococcus thermophilus , Lactobacillus rhamnosus , Lactobacillus rhamnosus , Lactobacillus plantarum в сочетании с лечением Gusqlus plantarum, и Lactobacillus plantarum , и Lactobacillus plantarum, комбинированное лечение Lactobacillus plantarum, и Lactobacillus plantarum, и Lactobacillus plantarum были объединены, и Lactobacillus plantarum, и Lactobacillus82 Фитотерапия и пробиотики могут иметь многообещающее значение для клинического лечения D-IBS [26, 27].
3. Влияние натуральных продуктов на метаболиты кишечной микробиоты
В кишечнике человека микробы вносят жизненно важный вклад в метаболизм хозяина, учитывая, что многие важные компоненты, такие как витамин К, фолат, индолы, гамма-аминомасляная кислота и короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA) вырабатываются микробиотой [28–30]. В целом эти метаболиты участвуют во многих физиологических и патофизиологических процессах, которые могут быть связаны с несколькими заболеваниями, включая сердечно-сосудистые заболевания [29], аллергические реакции [30], СД2 [31] и различные типы рака [8, 32]. .Изменяя бактериальную структуру, натуральные продукты могут регулировать метаболизм микробиома, Чжао и др. . обнаружили, что изобилие генов, кодирующих продукцию SCFA, и концентрация масляной кислоты в фекалиях заметно увеличивались за счет диеты с высоким содержанием клетчатки из традиционных китайских лекарственных пищевых растений, и было обнаружено, что некоторые параметры СД2 улучшились после лечения, и они идентифицировали 15 положительных ответчиков SCFA которые сыграли важную роль в поддержании гомеостаза кишечника [31].Когда общие сапонины и полисахариды (активные составляющие P. kingianum ) вводились диабетическим крысам, содержание определенных бактериальных таксонов и фекальных SCFAs у крыс повышалось, а концентрация липополисахаридов (LPS) снижалась [33]. . Эти результаты предполагают, что натуральные продукты могут лечить уровни защитных метаболитов, а вредные метаболиты могут способствовать метаболическим заболеваниям. Чен и др. . сообщили, что количество сульфатредуцирующих бактерий значительно уменьшилось после лечения Gynostemma pentaphyllum (GpS) у мышей Apc Min / + .В результате снизился и уровень вредного молекулярного сероводорода, продуцируемого сульфатредуцирующими бактериями [34].
Микробиота кишечника также может влиять на метаболизм натуральных продуктов и, следовательно, влиять на их лечебный эффект. Было продемонстрировано, что комменсальные бактерии регулируют бесчисленное количество генов, участвующих в метаболизме лекарств и экспрессии в печени ферментов, метаболизирующих лекарственные средства [35–37]. Следовательно, микробная активность в развитии метаболического фенотипа важна, особенно для фармакокинетики [35], поскольку лечебные эффекты компонентов традиционных китайских трав могут быть усилены биотрансформацией.Например, многие гликозидные соединения гидролизуются кишечной флорой при пероральном введении, и, таким образом, растворимость улучшается, что обеспечивает легкое всасывание. Гинсенсоид Rb1 [37] и агликон байкалина [38] биотрансформируются в более активную форму — агликон. После трансформации они обладают гораздо большей биодоступностью. Напротив, активность нескольких молекул может быть преобразована в неактивную форму и снижена их биологическая активность. Ru и др. . обнаружили, что берберин метаболизируется до дигидроберберина (dhBBR), который легче усваивается, но имеет менее активные свойства, хотя в крови он может окисляться до берберина [39].Некоторые травы токсичны, и их вредные метаболиты также могут быть более или менее токсичными [40, 41]. Микробиота кишечника человека может метаболизировать аконитин, алкалоид, который может вызывать системную острую токсичность, чтобы быть менее вредным для организма за счет ацетилирования и этерификации [40]. Однако аристолоховая кислота в составе Radix Aristolochiae Fangchi может вызвать острое повреждение почек, а длительное применение может повысить риск рака. Его основной микробный метаболит аристолоховая кислота I, наиболее токсичный компонент травы Aristolochia, особенно цитотоксичен для почек [42].
С другой точки зрения, микробиота кишечника играет важную роль в фармакокинетике и фармакодинамике натуральных продуктов. Утрата микробиоты кишечника или дисбактериоз могут снизить эффективность традиционной китайской медицины. Liu et al., , соавт. сообщил, что крысы, получавшие антибиотики широкого спектра действия, демонстрируют другой фармакологический ответ на отвар Shaoyao-Gancao (SGD) по сравнению с контрольными мышами. Антибиотики ингибировали абсорбцию SGD и снижали биотрансформацию SGD в толстой кишке.Два компонента SGD значительно снизили AUC после лечения антибиотиками, но период полураспада (T 1/2 ) и среднее время удерживания (MRT) существенно не изменились [43]. Кажется, что микробиота кишечника в основном влияет на концентрацию в крови и AUC лекарственных трав. Кроме того, Shen et al. использовал 5% декстрансульфат натрия (DSS) для нарушения микробного гомеостаза кишечника и наблюдал более быстрое (меньшее) всасывание и более низкую максимальную концентрацию () гинсенозида Rb1 у мышей, получавших DSS.После приема лекарств для восстановления баланса эти изменения восстанавливаются, что указывает на важность кишечной флоры в метаболизме лекарств [44]. Таким образом, важно учитывать влияние микробиоты кишечника в клинической медицине. Дигоксин является примером лекарства, которое снижает эффективность лекарства, когда он метаболизируется микробиотой. Сообщалось, что микробиота кишечника может расщеплять дигоксин до его неактивной формы, такой как дигидродигоксин и дигидродигоксигенин [45], которые с трудом связывают Na + -K + -АТФазу сердечных клеток [46].И наоборот, при взаимодействии лекарств с микробиотой кишечника могут проявляться некоторые новые эффекты. В исследовании Ru et al. Был определен механизм антигиперлипидемической функции и фармакокинетика у гончих собак. В отличие от таких эффектов, как противовоспалительная и антидиабетическая активность, берберин индуцировал производство бутирата за счет активации микробиоты, продуцирующей бутират [47]. Все исследования, связанные с новыми эффектами или механизмами, могут иметь прямое применение к клиническим лекарствам.
В заключение, натуральные продукты могут влиять на метаболизм кишечных микробов, а микробиом может изменять метаболический процесс природных компонентов.
4. Влияние натуральных продуктов на улучшение герметичности кишечника посредством регулирования кишечных микробов
В эпителиальных клетках кишечника плотные контакты обычно служат барьером для защиты от бактериального эндотоксина. Кроме того, LPS-индуцированное нарушение плотных контактов может привести к нарушению регуляции эпителиальных клеток кишечника, а также иммунной системы [48].HFD может увеличивать высвобождение LPS, вызванное кишечной микробиотой, тем самым нарушая экспрессию белков плотного соединения, что приводит к увеличению кишечной проницаемости [49]. Кроме того, HFD повышал концентрацию LPS в плазме и впоследствии увеличивал секрецию адипокинов. В недавнем исследовании было показано, что Lactobacilli положительно связаны с ИМТ человека и значениями глюкозы в крови [50]. Кроме того, сообщалось, что Lactobacilli может снижать уровень LPS, снижать уровень глюкозы в крови и воспаление у мышей HFD.Кроме того, Lactobacilli sakei OK67 может восстанавливать экспрессию экспрессии белков плотных контактов толстой кишки и уменьшать индуцированную HFD гипергликемию [51].
Более того, в предыдущих исследованиях было продемонстрировано, что наночастицы, содержащие берберин, могут защищать плотные соединения от воспаления, вызванного LPS. Наночастицы, содержащие берберин, оказались полезными для восстановления плотных контактов в эпителиальных клетках кишечника (IEC) [52]. Ли и др. и Gu et al. сообщил, что берберин может ингибировать повреждение плотного соединения эпителия кишечника, вызванное провоспалительными цитокинами [53]. Предварительная обработка берберином может снизить кишечную проницаемость и улучшить LPS-индуцированное перераспределение связанных с плотными контактами белков клаудина-1 и клаудина-4 [54]. В совокупности эти результаты показали, что берберин улучшает индуцированное бактериальным эндотоксином нарушение кишечного барьера и играет важную роль в поддержании плотного соединения кишечного эпителия.
Помимо берберина, другие натуральные продукты также продемонстрировали мощные функции по защите кишечника от индуцированной ЛПС кишечной микробиоты. В предыдущем исследовании эффекты куркумина были протестированы на клетках Caco-2 и HT-29, и было обнаружено, что куркумин может ослаблять нарушение функций кишечного эпителиального барьера. Куркумин снижает высвобождение IL-1b, секретируемого LPS, индуцирует IEC и макрофаги и предотвращает распад белков плотных контактов, таких как ZO-1, claudin-1, claudin-7 и актиновые филаменты [55].Следовательно, куркумин может быть потенциальным соединением для лечения повреждения кишечного барьера за счет увеличения экспрессии белков плотного соединения.
Точно так же Flos Lonicera , одно из самых известных традиционных китайских лекарств, может модулировать плотные контакты на клеточном уровне. Он не только восстановил побочные эффекты, вызванные LPS, но также увеличил несколько микробиоты, что оказало благотворное влияние на поддержание целостности кишечного барьера [18]. Например, Chelakkot и др. .продемонстрировали, что akkermansia-muciniphila может активировать передачу сигналов AMPK, связанную с плотными соединениями, особенно у пациентов с ожирением и СД2 [56]. В другом исследовании было высказано предположение, что полифенольное соединение ресвератрол (Res), которое содержится в виноградных косточках, кожуре винограда и красном вине, ослабляет нарушение кишечного барьера и бактериальную транслокацию, вызванную дезоксиниваленолом (DON) [57, 58]. Линг и др. . сообщили, что Res в основном способствует экспрессии claudin-4, чтобы создать комплекс плотных контактов и противостоять DON-индуцированной дисфункции барьера [59].
В совокупности эти результаты продемонстрировали, что натуральные продукты могут оказывать положительное влияние на кишечный барьер, регулируя белки плотных контактов, уменьшая воспаление и увеличивая количество пробиотиков. Нарушения микробиоты кишечника увеличивают секрецию ЛПС, что приводит к ряду метаболических заболеваний [60, 61]. Однако натуральные продукты могут прямо или косвенно воздействовать на микробы, облегчая состояние.
5. Влияние натуральных продуктов на иммунитет слизистой оболочки кишечника
Система иммунитета слизистой оболочки кишечника состоит из лимфоидной ткани, связанной с кишечником (GALT), лимфоцитов и различных факторов, связанных с иммунитетом.В настоящее время считается, что заболевания пищеварительной системы, аутоиммунные заболевания, детские аллергические заболевания и опухоли тесно связаны с иммунитетом слизистой оболочки кишечника [62, 63]. Натуральные продукты могут стать альтернативным подходом к лечению этих заболеваний.
Многие метаболические заболевания связаны с воспалением кишечника и микробиотой кишечника, и именно иммунитет слизистой оболочки кишечника является связующим звеном между ними. Как сообщалось ранее, индукция IL-22 в врожденных лимфоидных клетках и CD4 + T-клетках нарушена у мышей с ожирением, а дефицит IL-22 у мышей показал, что мыши предрасположены к развитию метаболических нарушений [64].Иммунитет слизистой оболочки кишечника у мышей с ожирением способствовал развитию инсулинорезистентности, связанной с ожирением, за счет сохранения кишечного барьера и уменьшения жирового воспаления [65].
Микробиота кишечника регулирует врожденный и адаптивный иммунитет хозяина. Дисбактериоз кишечной микробиоты может вызывать тяжелые кишечные заболевания [66]. Сегментированные нитчатые бактерии могут активировать CD4 + Т-клетки и продуцировать IL-17A, способствующий воспалению в кишечнике [67]. Микробиота, такая как кластеры Clostridium , способствовала развитию регуляторных Т-клеток кишечника (T reg), количество которых значительно снижено у мышей, свободных от микробов толстой кишки [68, 69].Более того, в тонком кишечнике клетки Th27 секретируют цитокины, такие как IL-17 / IL-22, для регулирования статуса воспаления в толстой кишке. Однако Clostridium arthromitus и метаболиты микробиоты, такие как люминальный аденозинтрифосфат и триптофан, способствовали развитию клеток Th27 [70–72]. Комменсальные бактерии модулируют количество и активацию Т-клеток, которые продуцируют IL-17, способствуя воспалению в кишечнике [73]. Микробиота кишечника также может подавлять естественные Т-клетки-киллеры (iNKT) [74, 75].
Врожденные лимфоидные клетки (ВЛК) имеют общие функциональные характеристики с Т-клетками собственной пластинки. Микробиота кишечника может регулировать ILC посредством прямого распознавания или косвенной индукции секреции цитокинов другими клетками [76]. Напротив, микробиота также может регулировать активацию ILC, индуцируя продукцию IL-25, что подтверждает мнение о важности микробиоты для гомеостаза [77, 78].
IgA составляет примерно 75% от общей продукции антител у млекопитающих и является наиболее распространенным иммуноглобулином в секретах слизистой оболочки [79].Микробиота кишечника является сильным индуктором производства IgA. Например, пероральный прием флагеллина подавлял секрецию IgA в кишечнике [80].
Недавние исследования показали, что берберин благотворно влияет на иммунные клетки кишечника и иммунные факторы. Более того, берберин также подавлял экспрессию различных иммунных факторов и уменьшал воспаление средней степени тяжести [81]. Например, берберин широко используется при лечении ЯК путем модуляции T reg-клеток и TH-клеток в толстой кишке [82].Исследователи из Китая показали, что берберин улучшает метаболизм липидов в печени, изменяя микробиоту и регулируя метаболизм желчных кислот и путь FXR в кишечнике [83]. Кроме того, M. charantia улучшала инсулинорезистентность за счет снижения соотношения F / B в кишечнике крыс с диабетом [84]. Следовательно, это улучшило воспалительный статус в кишечнике и сахарный диабет [85]. Куркумин может улучшить состояние клеток поджелудочной железы β и снизить уровень глюкозы, а также другой метаболический профиль при T2D или атеросклерозе за счет ингибирования iNOS и COX-2 [86, 87].Кроме того, диета с добавлением куркумина увеличивала количество лактобацилл и улучшала индекс опухолей толстой кишки [88]. Гинзенозид также защищает сердечную функцию и снижает уровень глюкозы в крови [89].
Натуральные продукты модулируют иммунный статус за счет изменения уровня иммунных факторов, таких как IL-22, а также активации клеток T reg или ингибирования развития клеток Th27. Натуральные продукты также могут уменьшить системное воспаление за счет улучшения инсулинорезистентности, а также других метаболических профилей.Натуральные продукты обладают многообещающим терапевтическим действием при метаболических заболеваниях за счет улучшения иммунного статуса в организме.
6. Заключение
В прошлом многочисленные исследования продемонстрировали, что натуральные продукты, полученные из традиционной китайской медицины, реализуют свои фармакологические свойства за счет восстановления гомеостаза кишечника, включая изменение состава микробиоты, корректировку метаболитов микробиоты, усиление выражения плотного соединения белки и повышение иммунитета слизистых оболочек.Таким образом, мы заключаем, что микробиота кишечника и ее последующие изменения кишечной среды играют очень важную роль в опосредовании фармакологических эффектов натуральных продуктов. Учитывая тот факт, что различные роли микробиоты кишечника постепенно выяснялись в заболеваниях и здоровье человека, мы предполагаем, что важные роли микробиоты кишечника будут возрастать и будут более осознаны и освещены. Ожидается, что будет обнаружено увеличенное количество потенциальных мишеней для лекарств, возникающих из кишечной микробиоты.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Кишечная микробиота (кишечная флора) | Inserm
Хроническое воспалительное заболевание кишечника (ВЗК) , такое как болезнь Крона и язвенный колит , связано с неправильной активацией иммунной системы кишечника. Его начало вызвано основными генетическими факторами и факторами окружающей среды (диета, возраст и т. Д.). В то же время улучшение симптомов у пациентов, получающих антибактериальную терапию, и разрешение воспалительных поражений кишечника у людей, стенка кишечника которых больше не контактирует с фекалиями (отвод фекалий), также указали на роль микробиоты.
Микробиота , несбалансированная с точки зрения провоспалительных и противовоспалительных видов бактерий и преобладающей природы определенных классов бактерий ( Enterobacteria, Fusobacteria ) или редкой природы других видов ( Clostridia , Faecalibacterium ) были описаны у лиц, страдающих ВЗК. В настоящее время невозможно установить, является ли это причиной или следствием этих заболеваний, или определить, является ли дисбактериоз, стоящий за заболеванием, врожденным или результатом другого фактора окружающей среды (диета, лекарства и т.). Была выдвинута привлекательная гипотеза: считается, что дисбактериоз развивается из-за влияния генетических факторов и факторов окружающей среды, но, по-видимому, играет роль в запуске, поддержании и степени тяжести воспаления, что приводит к порочному кругу.
Кроме того, среди десятков генов предрасположенности к ВЗК, идентифицированных в настоящее время, некоторые играют решающую роль в отношении микробиоты. Мутация гена NOD2 чаще всего наблюдается у пациентов, страдающих болезнью Крона: этот ген кодирует рецептор врожденного иммунитета, ответственный за обнаружение компонента бактериальной стенки.После мутации он больше не может выполнять эту функцию или помогать сохранять кишечный барьер. Сообщалось о других мутациях, например, в отношении гена ATG16L1 , участвующего в аутофагии иммунных клеток в присутствии бактерий, или гена MUC2 , который играет роль в синтезе кишечной слизи.
Микробиота является одной из предпочтительных терапевтических мишеней при этих воспалительных заболеваниях. До сих пор первые клинические испытания, проведенные с пробиотиками или пребиотиками, были безрезультатными.Однако ожидаются новые исследования, основанные на более рациональном выборе используемых микроорганизмов или соединений. В то же время некоторые команды пытаются создать генетически модифицированных пробиотиков , которые позволили бы имплантировать интересующий микроорганизм, придавая ему дополнительные свойства, такие как секреция иммуномодулирующих медиаторов.
Познакомьтесь с «психобиомом»: кишечными бактериями, которые могут изменить то, как вы думаете, чувствуете и действуете | Наука
Недавно изолированные бактерии, выращенные на чашках с агаром, или их продукты могут действовать как «психобиотики».”
Кен Ричардсон
Элизабет Пенниси
КЕМБРИДЖ, МАССАЧУСЕТС— Катя Гавриш ищет новые препараты для мозга в, казалось бы, маловероятном месте: образцах человеческого стула. Серьезный и целеустремленный микробиолог, прошедший обучение в России и обожающий классическую музыку, она стоит перед большой анаэробной камерой в лаборатории Holobiome, небольшой начинающей компании.Она проникает в камеру со стеклянным фасадом через рукава, похожие на Человека Мишлен, чтобы начать разбавление пробы внутри. Это первый шаг к изоляции и культивированию бактерий, которые, как надеются Гавриш и ее коллеги по Holobiome, позволят разработать новые методы лечения депрессии и других заболеваний мозга и нервной системы.
Компания из восьми человек планирует использовать растущие данные эпидемиологических исследований и исследований на животных, которые связывают кишечные бактерии с такими разнообразными состояниями, как аутизм, тревожность и болезнь Альцгеймера.С момента своего основания всего 5 лет назад Holobiome создал одну из крупнейших в мире коллекций кишечных микробов человека. Генеральный директор компании Фил Страндвиц пока не может точно сказать, какую форму примет новое лечение. Но целевые заболевания включают депрессию и бессонницу, а также запоры и висцеральную боль, типичную для синдрома раздраженного кишечника — состояния, которые могут иметь как неврологические, так и кишечные компоненты. Страндвиц, кроткий житель Среднего Запада, доктор философии. в микробиологии не склонен к провидческим заявлениям, но и у него нет недостатка в амбициях: он предсказывает, что первое испытание на людях начнется в течение 1 года.
Очарование простое: разработка лекарств от нервно-психических расстройств отстает на десятилетия, и многие существующие лекарства не работают для всех пациентов и вызывают нежелательные побочные эффекты. Все большее число исследователей видят многообещающую альтернативу в лечении на основе микробов или «психобиотиках» — термин, придуманный нейрофармакологом Джоном Крайаном и психиатром Тедом Динаном из Университетского колледжа Корка. «Это действительно молодая и действительно интересная область с огромным потенциалом», — говорит Наталья Паласиос, эпидемиолог из Массачусетского университета в Лоуэлле, которая изучает связи между кишечными микробами и болезнью Паркинсона.
Некоторые исследователи предпочитают менее поспешный подход, сосредоточенный на понимании лежащей в основе биологии. Но Holobiome и несколько других компаний стремятся нажиться на растущем многомиллиардном рынке, который уже возник для других микробных методов лечения, направленных на лечение заболеваний, включая кишечные расстройства, аллергию и ожирение. Эти компании продвигаются вперед, несмотря на множество нерешенных вопросов о том, как на самом деле могут работать психобиотические методы лечения, и о потенциальных опасностях слишком быстрого продвижения.«Существует менталитет золотой лихорадки, — говорит Роб Найт, микробиолог из Калифорнийского университета в Сан-Диего.
За последние 20 лет осознание того, что микробы, живущие внутри нас, превосходят по численности собственные клетки нашего тела, перевернуло наше представление о самих себе наизнанку. Микробиом кишечника, как его называют, весит около 2 килограммов — больше, чем 1,4 килограмм человеческого мозга — и может иметь такое же влияние на наши тела. В кишечнике обитают тысячи видов микробов (не только бактерий, но и вирусов, грибов и архей).И с 20 миллионами генов среди них эти микробы обладают геномным ударом, с которым наши жалкие 20 000 генов не могут сравниться. Кишечные бактерии могут производить и использовать питательные вещества и другие молекулы так, как не может человеческое тело, — соблазнительный источник новых методов лечения.
Мозг — это новейший рубеж, но он давно связан с кишечником. Древние греки, например, полагали, что психические расстройства возникают, когда пищеварительный тракт вырабатывает слишком много черной желчи. А задолго до открытия микробов некоторые философы и врачи утверждали, что мозг и кишечник являются партнерами в формировании поведения человека.«Вероятно, происходит то, что наш мозг и наш кишечник находятся в постоянном общении», — говорит Крайан, который в течение последнего десятилетия помогал предпринимать усилия по расшифровке этих сообщений.
Требуется кишка
Бактериальные жители кишечника могут влиять на нейроны и мозг несколькими путями.
Вещества, выделяемые микробами в кишечник, могут проникать в кровеносные сосуды и напрямую попадать в мозг. Микробы побуждают клетки нейропод в слизистой оболочке кишечника стимулировать блуждающий нерв, который напрямую соединяется с мозгом.Более косвенно микробы активируют энтероэндокринные клетки в слизистой оболочке кишечника, которые отправляют гормоны по всему телу. Еще более косвенно микробы кишечника влияют на иммунные клетки и воспаление, которое может влиять на мозг. {Font-family: ‘Roboto Condensed’, ‘Helvetica Neue ‘, Helvetica, Arial, sans-serif; font-weight: bold;} {font-family:’ Roboto Condensed ‘,’ Helvetica Neue ‘, Helvetica, Arial, sans-serif; font-weight: жирный; стиль шрифта: курсив;} BOLDREGULARITALICBOLD ITALIC {font-family: ‘Roboto Condensed’, ‘Helvetica Neue’, Helvetica, Arial, sans-serif;} {font-family: ‘Roboto Condensed’, ‘Helvetica Neue’, Helvetica, Arial, sans- serif; font-style: italic;} ЗАМЕНИТЕ {font-family: ‘RobotoCondensed-Bold’;} и т. д. НА:
В.ALTOUNIAN / НАУКА
Эпидемиологи обнаружили интересную связь между кишечными расстройствами и заболеваниями мозга. Например, многие люди с синдромом раздраженного кишечника также находятся в депрессии, люди с аутичным спектром, как правило, имеют проблемы с пищеварением, а люди с болезнью Паркинсона склонны к запорам.
Исследователи также заметили рост депрессии у людей, принимающих антибиотики, но не противовирусные или противогрибковые препараты, которые не повреждают кишечные бактерии.В прошлом году Йерун Раес, микробиолог из Католического университета Лёвена, и его коллеги проанализировали медицинские записи двух групп — одной бельгийской и одной голландской — из более чем 1000 человек, участвовавших в исследованиях их типов кишечных бактерий. У людей с депрессией был дефицит одних и тех же двух видов бактерий, сообщили авторы в апреле 2019 года в журнале Nature Microbiology .
Исследователи выясняют, каким образом кишечные микробы могут влиять на мозг. Некоторые могут выделять молекулы-посланники, которые путешествуют через кровь в мозг.Другие бактерии могут стимулировать блуждающий нерв, который проходит от основания мозга к органам в брюшной полости. Бактериальные молекулы могут передавать сигналы блуждающему нерву через недавно обнаруженные клетки «нейропода», которые находятся в слизистой оболочке кишечника, воспринимая его биохимическую среду, включая микробные соединения. У каждой клетки есть длинная «ступня», которая выходит наружу, образуя синапсовидную связь с соседними нервными клетками, включая клетки блуждающего нерва.
Могут существовать также косвенные ссылки. Все чаще исследователи считают воспаление ключевым фактором таких расстройств, как депрессия и аутизм.Кишечные бактерии являются ключом к правильному развитию и поддержанию иммунной системы, и исследования показывают, что неправильное сочетание микробов может сорвать этот процесс и вызвать воспаление. Микробные продукты могут влиять на так называемые энтероэндокринные клетки, которые находятся в слизистой оболочке кишечника и выделяют гормоны и другие пептиды. Некоторые из этих клеток помогают регулировать пищеварение и контролировать выработку инсулина, но они также выделяют нейромедиатор серотонин, который покидает кишечник и распространяется по всему телу.
Для поиска идеального психобиотика требуется культивирование, идентификация и тестирование новых кишечных микробов — работа, которая занимает много времени у команды Holobiome.
Кен Ричардсон
Хотя механизмы остаются неуловимыми, исследования на животных, проведенные Крайаном и другими, подтвердили идею о том, что кишечные микробы могут влиять на мозг.У крыс и мышей, которым была проведена трансплантация фекалий людей с болезнью Паркинсона, шизофренией, аутизмом или депрессией, часто развиваются аналогичные им проблемы у грызунов. И наоборот, трансплантация этих животных фекалий от здоровых людей иногда облегчает их симптомы. Присутствие или отсутствие определенных микробов у молодых мышей влияет на то, как мыши реагируют на стресс во взрослом возрасте, и другие исследования на мышах указали на роль микробов в развитии нервной системы.
В своей лаборатории Крайан, Динан и их коллега Джерард Кларк считают, что аминокислота триптофан, вырабатываемая некоторыми кишечными бактериями, может быть причинной связью.Микробы или собственные клетки организма могут превращать триптофан в серотонин, нейромедиатор, вызывающий депрессию и другие психические расстройства. Клетки также превращают триптофан в вещество под названием кинуренин, которое в дальнейшем вступает в реакцию с образованием продуктов, которые могут быть токсичными для нейронов. По словам Крайана, изменения в микробиоме могут повлиять на производство этих различных веществ, что ухудшит психическое здоровье. Исследования показали, например, что люди с депрессией быстрее превращают триптофан в кинуренин, чем в серотонин.
Группа
Крайана собрала множество статей и обзоров, которые помогли укрепить доводы в пользу микробного воздействия на некоторые психологические и неврологические расстройства. Но найти эффективные решения на основе этих ссылок будет сложно, говорит Кларк: «Одно дело знать, что на определенный аспект физиологии хозяина влияют наши кишечные микробы, и совсем другое — подчинить это влияние нашей воле».
Группа
Кларк сотрудничает и консультируется со многими компаниями и протестировала некоторые потенциальные психобиотики для управления стрессом на здоровых добровольцах.Но он видит долгий путь к лечению. «Будет важно лучше и точнее понять действующие механизмы».
Холобиом не такой терпеливый. Страндвиц основал компанию в 2015 году, еще будучи аспирантом микробиологической лаборатории Кима Льюиса в Северо-Восточном университете. «Он очень вежливо сказал мне, что присоединится к лаборатории только в том случае, если я помогу ему создать компанию, как только он закончит учебу», — вспоминает Льюис, известный своими открытиями и работой по коммерциализации новых антибиотиков из почвенных микробов.Льюис согласился, но он полагал, что пройдет 10 или более лет, прежде чем у Страндвица появится собственная компания. Льюис ошибался: на это ушло всего 4 года.
На Северо-Востоке Страндвиц научился тому, что он называет «искусством выращивания», от Гавриша, который работал с Льюисом над выделением почвенных микробов. В то время только около 25% кишечных бактерий можно было выращивать в лаборатории. Гавриш, который специализируется на выделении и описании новых видов микробов, научил Страндвица манипулировать питательными веществами и использовать антибиотики, чтобы дать медленнорастущим, придирчивым бактериям шанс выжить в культуре вместо того, чтобы быть вытесненными более агрессивными видами.Он начал отслеживать факторы роста, чтобы поддерживать устойчивые виды. Страндвиц говорит: «У нас в культуре около 70%» известных кишечных микробов человека. Если это правда, с этой цифрой могут сравниться несколько других лабораторий.
Один из выявленных Страндвицем факторов роста оказался ключом к реализации его предпринимательской мечты. Он и его коллеги выделили бактерию, которая не могла выжить в типичных питательных средах, и для ее развития требовалась аминокислота, называемая гамма-аминомасляная кислота (ГАМК). ГАМК — это нейромедиатор, который подавляет нервную активность в головном мозге, и его неправильная регуляция связана с депрессией и другими проблемами психического здоровья.
Исследователи пришли к выводу, что если этот микроб кишечника должен иметь ГАМК, то его должен производить какой-то другой микроб. Такие продуценты ГАМК могут быть золотой жилой для психобиотиков. Страндвиц и его коллеги начали по одному добавлять кишечные микробы в чашки Петри, содержащие ГАМК-едок. Если пожиратели ГАМК будут процветать, ученые будут знать, что нашли продуцент ГАМК. Они обнаружили таких продуцентов среди трех групп бактерий, в том числе Bactereroides . Они быстро подали патент на упаковку этих бактерий или их продуктов для лечения людей с депрессией или другими психическими расстройствами.
В Holobiome Стивен Сколник проверяет, могут ли бактериальные клетки вырабатывать ГАМК, важный нейромедиатор.
Кен Ричардсон
Перед публикацией этих результатов группа объединилась с исследователями из Weill Cornell Medicine, которые проводили сканирование мозга 23 человек с диагнозом депрессия.Они обнаружили, что у людей с меньшим количеством бактерий Bacteroides была более сильная картина гиперактивности в префронтальной коре, что некоторые исследователи связывали с тяжелой депрессией. Сотрудничество сообщило о своих выводах 10 декабря 2018 года в Nature Microbiology вместе с открытием бактерий, продуцирующих ГАМК.
Holobiome также обнаружил, что бактерии производят ГАМК в пищеварительном тракте крыс, что может повышать уровень ГАМК в головном мозге. И было обнаружено, что продуценты ГАМК снижают усвоенную беспомощность — симптом депрессии — у этих животных.Один из соавторов Страндвица, микробный эколог Джек Гилберт из Калифорнийского университета в Сан-Диего, также исследует терапевтический потенциал бактерий, продуцирующих ГАМК, на крысах. Его группа и Holobiome наблюдали, что обработанные крысы с большей вероятностью будут дольше оставаться на неудобно теплой поверхности — тест на толерантность к висцеральной боли — возможно, потому, что повышенный уровень ГАМК их успокаивает. Результаты не опубликованы, но они убедили Гилберта исследовать, могут ли эти бактерии также снижать тревожность у крыс. «Ясно, что они обладают нейромодулирующим действием», — говорит он.
ГАМК слишком велика, чтобы достичь мозга, проскальзывая через гематоэнцефалический барьер, стенку клеточной защиты, которая ограничивает размер и типы молекул, которые могут попасть в мозг из кровеносных сосудов. Вместо этого молекула может действовать через блуждающий нерв или энтероэндокринные клетки. Некоторые исследователи могут задаться вопросом, почему бактерии могут быть более полезными, чем препараты, повышающие уровень ГАМК. Но Страндвиц говорит, что бактерии могут делать больше, чем просто повышать уровень ГАМК. Он отмечает, что они производят молекулы, которые могут иметь другие эффекты на мозг и тело, тем самым устраняя другие симптомы депрессии.
Он и Гилберт не обеспокоены этой неопределенностью. «Если мы сможем продемонстрировать влияние без каких-либо побочных эффектов, я не вижу причин для отказа от проведения клинических испытаний», — говорит Гилберт.
В Holobiome Страндвиц и его коллеги определили и оценили 30 многообещающих бактерий, продуцирующих ГАМК, включая те, которые тестирует Гилберт. Теперь компания привлекает внешнего производителя, чтобы выяснить, какие бактерии, продуцирующие ГАМК, лучше всего подходят для производства в достаточно больших количествах для тестирования на людях.Исследователи надеются завершить нормативные и этические обзоры вовремя, чтобы начать испытания на людях к началу 2021 года. «Мы смогли добиться таких темпов, потому что знаем нашу микробиологию», — говорит Страндвиц. Первоначальными целевыми состояниями являются бессонница и синдром раздраженного кишечника с запором.
В конечном счете, Holobiome не знает, будут ли его лучшие продукты представлять собой отдельный вид бактерий, группу видов или соединение, созданное бактериями. «На данный момент лучше всего работают живые ошибки», — говорит Страндвиц.Он предполагает, что консорциум бактерий, который включает более широкий спектр видов, чем обычные пробиотики, будет более универсальным и сможет лечить несколько аспектов, например, депрессии.
Holobiome уже выходит за рамки производителей ГАМК. Тысячи недавно выделенных микробов ждут в замороженных флаконах в штаб-квартире компании, чтобы изучить их психобиотический потенциал. «Каждый раз, когда мы видим, что кто-то публикует новую статью о микробиоме, мы можем проверить, есть ли у нас эти бактерии, и повторить эксперименты», — говорит Стивен Сколник из Holobiome, недавно присоединившийся к компании.
Ключевым инструментом для этих экспериментов является «имитатор кишечника», серия колб, соединенных трубками, с несколькими порталами для добавления микробов и наблюдения за тем, что происходит внутри. Позволяя ложному микробиому развиваться из различных комбинаций бактерий, иногда с клетками млекопитающих в смеси, исследователи могут исследовать недавно выделенные микробы и их продукты. Если ученые видят перспективу, они могут быстро подумать о дополнительных продуктах для разработки.
Мариаэлена Кабони из Holobiome исследует клетки млекопитающих, используемые для оценки того, как микробы влияют на передачу сигналов нервных клеток в их хозяевах.
Кен Ричардсон
Сколник взял на себя инициативу по получению патента на использование Holobiome квевина — витаминоподобной молекулы, вырабатываемой только некоторыми кишечными микробами — для улучшения психического здоровья. Организм использует моллюск для создания нейромедиаторов, таких как дофамин, серотонин и мелатонин. Неясно, может ли добавление квази-продуцентов или самой молекулы в кишечник помочь людям с психическими заболеваниями, но Страндвиц говорит, что ему нравится эта идея.
«Было удивительно наблюдать стремительный рост микробиома кишечника и мозга», — говорит биолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Элейн Сяо. Как и Страндвиц, она является энтузиастом, помогая основать две компании по разработке микробной терапии нескольких расстройств, включая эпилепсию и аутизм.
Другие исследователи опасаются, что предпринимательство опережает науку. Найт говорит, что венчурные капиталисты финансируют стартапы, разрабатывающие практически любые методы лечения на основе микробиома. Некоторые концепции «очень многообещающие и подтверждаются множеством доказательств», — говорит он, но другие — нет, и они по-прежнему получают деньги.Найт говорит, что инвесторы видят возможности в нетерпеливых пациентах. (Раес говорит, что почти ежедневно получает электронные письма от депрессивных людей, ищущих помощи.)
Микробиологические методы лечения не обязательно будут соответствовать тем же стандартам эффективности, что и обычные лекарства. Чтобы продаваться как лекарство, лекарство должно пройти проверку Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США или его эквивалентом в других странах посредством клинических испытаний, которые доказывают его эффективность против конкретных заболеваний. Большинство препаратов для лечения микробиома до сих пор продаются как пробиотики, для которых нормативные пороги ниже, по крайней мере, в Соединенных Штатах, как и ограничения на заявления о здоровье, которые производитель может сделать.Holobiome разрабатывает оба типа продуктов.
В этой области все еще возникают серьезные научные вопросы. По словам Беатрис Пеньалвер Бернабе, системного репродуктивного биолога из Университета Иллинойса, Чикаго, помимо коррелятивного характера большей части исследований и обычных вопросов о том, будут ли исследования на животных перенесены на людей, существует еще и явная сложность человеческого микробиома. «Я не думаю, что это будет« что-то одно ». Нам нужно будет искать конкретные штаммы и дозировки для разных людей.И, добавляет она, необходимы новые теории и модели, чтобы предсказать, как эти штаммы повлияют на конкретное микробиомное сообщество человека.
Несмотря на препятствия, Гавриш по-прежнему уверена, что некоторые штаммы, которые она выращивает в анаэробной камере, пригодятся для лечения. В конце концов, говорит она, связь между кишечными микробами и человеческим мозгом имеет глубокие эволюционные корни. «Я искренне верю, что вы можете использовать силу сигналов, передаваемых кишечными бактериями за миллионы лет, чтобы помочь людям.”
* Исправление, 11 мая, 11:00: Эта статья была отредактирована, чтобы уточнить, что queuine не является строительным блоком для нейротрансмиттеров и что продуценты ГАМК, а не поедатели, снижают усвоенную беспомощность.
Роль микробиоты кишечника в питании и здоровье
- Ана М. Вальдес, доцент1 2,
- Йенс Вальтер, председатель CAIP по вопросам питания, микробов и здоровья желудочно-кишечного тракта4,
- Эран Сегал, профессор4,
- Тим Д. Спектор, профессор5
- 1 Школа медицины, Университет Ноттингема, Городская больница, Ноттингем NG5 1PB, Великобритания
- 2 Центр биомедицинских исследований NIHR Nottingham, Ноттингем, Великобритания
- Департамент 3 Науки о сельском хозяйстве, продуктах питания и питании и Департамент биологических наук, Университет Альберты, Эдмонтон, Канада
- 4 Департамент компьютерных наук и прикладной математики, Институт науки Вейцмана, Реховот, Израиль
- 5 Департамент исследования близнецов и генетической эпидемиологии, Королевский колледж Лондона, Лондон, Великобритания
- Для корреспонденции: T D Spector tim.spector {at} kcl.ac.uk
Ана М. Вальдес и его коллеги обсуждают стратегии регулирования кишечной микробиоты с помощью диеты и пробиотиков
Микробиом относится к коллективным геномам микроорганизмов в определенной среде и микробиоте. это сообщество самих микроорганизмов (вставка 1). Приблизительно 100 триллионов микроорганизмов (большинство из них бактерии, но также вирусы, грибы и простейшие) существуют в желудочно-кишечном тракте человека12 — микробиом сейчас лучше всего рассматривать как виртуальный орган тела.Геном человека состоит примерно из 23 000 генов, тогда как микробиом кодирует более трех миллионов генов, производящих тысячи метаболитов, которые заменяют многие функции хозяина 13, следовательно, влияя на приспособленность, фенотип и здоровье хозяина.2
Вставка 1
Глоссарий
-
Микробиом — коллективные геномы микроорганизмов в конкретной среде
-
Микробиота — сообщество самих микроорганизмов
-
Разнообразие микробиоты — мера сколько разных видов и, в зависимости от показателей разнообразия, насколько равномерно они распределены в сообществе.Низкое разнообразие считается маркером дисбактериоза (микробного дисбаланса) в кишечнике и обнаруживается при аутоиммунных заболеваниях, ожирении и кардиометаболических состояниях, а также у пожилых людей
-
Оперативная таксономическая единица — определение, используемое для классификации групп близкородственных организмов. Последовательности ДНК могут быть сгруппированы в соответствии с их сходством друг с другом, и рабочие таксономические единицы определяются на основе порога сходства (обычно 97% сходства), установленного исследователем
-
Колоноциты — эпителиальные клетки толстой кишки
-
Беспроблемные животные — животные, в которых или на них не живут микроорганизмы
-
Короткоцепочечные жирные кислоты — жирные кислоты с двумя-шестью атомами углерода, которые образуются в результате бактериальной ферментации пищевых волокон
ВЕРНУТЬСЯ К ТЕКСТУ
Изучение микробиоты кишечника
Исследования с близнецами показали, что, хотя существует наследственный компонент микробиоты кишечника, факторы окружающей среды, связанные с диетой, лекарствами и антропометрическими показателями, являются более крупными детерминантами состава микробиоты.45
Кишечные микробы играют ключевую роль во многих аспектах здоровья человека, включая иммунные6, метаболические5 и нейроповеденческие особенности (рис. 1) .78 Различные уровни доказательств подтверждают роль кишечной микробиоты в здоровье человека, полученные на животных моделях910 и исследованиях на людях 4111213
Рис. 1
Схематическое изображение роли микробиоты кишечника в здоровье и болезнях с некоторыми примерами входов и выходов. ССЗ = сердечно-сосудистые заболевания; IPA = индолепропионовая кислота; ЛПС = липополисахарид; SCFA = жирные кислоты с короткой цепью; ТМАО = N-оксид триметиламина
Модели на животных могут помочь идентифицировать кишечные микробы и механизмы, хотя степень, в которой результаты передаются людям, неизвестна.На людях обсервационные исследования могут показать перекрестные ассоциации между микробами и характеристиками здоровья, но ограничены невозможностью измерить причинно-следственные связи. Самый убедительный уровень доказательств получен в интервенционных клинических исследованиях, в частности, в рандомизированных контролируемых исследованиях.
Состав кишечной микробиоты обычно количественно определяется с использованием методов на основе ДНК, таких как секвенирование следующего поколения генов рибосомной РНК 16S или полногеномное секвенирование, которое также позволяет сделать вывод о функциях микробиоты.1415 Продукты метаболизма микробиоты теперь можно измерить в кале и сыворотке с помощью метаболомных методов.16
Что делает кишечная микробиота?
Микробиота кишечника обеспечивает необходимые возможности для ферментации неперевариваемых субстратов, таких как пищевые волокна и эндогенная кишечная слизь. Эта ферментация поддерживает рост специальных микробов, которые производят короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA) и газы.17 Основными производимыми SCFA являются ацетат, пропионат и бутират.
Бутират является основным источником энергии для колоноцитов человека, может вызывать апоптоз клеток рака толстой кишки и активировать глюконеогенез кишечника, оказывая благотворное влияние на глюкозный и энергетический гомеостаз.18 Бутират необходим эпителиальным клеткам для потребления большого количества кислорода через β окисление, вызывая состояние гипоксии, которое поддерживает кислородный баланс в кишечнике, предотвращая дисбактериоз кишечной микробиоты.19
Пропионат переносится в печень, где он регулирует глюконеогенез и передачу сигналов насыщения через взаимодействие с рецепторами жирных кислот кишечника 18 Ацетат — самый обильные SCFA и важный метаболит для роста других бактерий — достигает периферических тканей, где он используется в метаболизме холестерина и липогенезе, и может играть роль в центральной регуляции аппетита.20 Рандомизированные контролируемые испытания показали, что более высокая продукция SCFAs коррелирует с более низким ожирением, вызванным диетой21, и со снижением инсулинорезистентности22. Бутират и пропионат, но не ацетат, по-видимому, контролируют гормоны кишечника и снижают аппетит и потребление пищи у мышей.21 ферменты участвуют в метаболизме желчных кислот, генерируя неконъюгированные и вторичные желчные кислоты, которые действуют как сигнальные молекулы и регуляторы метаболизма, влияя на важные пути хозяина.23
Другие специфические продукты кишечной микробиоты непосредственно влияют на здоровье человека.Примеры включают триметиламин и индолепропионовую кислоту. Производство триметиламина из пищевого фосфатидилхолина и карнитина (из мяса и молочных продуктов) зависит от микробиоты кишечника, и, следовательно, его количество в крови варьируется у разных людей. Триметиламин окисляется в печени до N-оксида триметиламина, что положительно связано с повышенным риском атеросклероза и серьезных сердечно-сосудистых событий.24 Индолепропионовая кислота сильно коррелирует с потреблением пищевых волокон25 и обладает мощной активностью улавливания радикалов in vitro, 26 что кажется для снижения риска заболеваемости диабетом 2 типа.25
Микробиота кишечника и ожирение
Микробиота кишечника, по-видимому, играет роль в развитии и прогрессировании ожирения. Большинство исследований с участием людей с избыточным весом и ожирением показывают дисбактериоз, характеризующийся меньшим разнообразием. 31-39 Мыши без микробов, которые получают фекальные микробы от людей с ожирением, набирают больше веса, чем мыши, которые получают микробы от людей со здоровым весом.4 Крупное исследование близнецов в Великобритании показало, что род Christensenella редко встречается у людей с избыточным весом и когда давать мышам, не содержащим микробов, предотвращать увеличение веса.4 Этот и другие микробы, такие как Akkermansia , коррелируют с более низкими отложениями висцерального жира.12 Хотя большая часть подтверждающих данных получена на моделях на мышах, долгосрочное увеличение веса (более 10 лет) у людей коррелирует с низким разнообразием микробиоты, и эта связь усугубляется низким потреблением пищевых волокон.28
Дисбиоз кишечной микробиоты, вероятно, способствует ожирению, вызванному диетой, и метаболическим осложнениям за счет различных механизмов, включая иммунную дисрегуляцию, изменение регуляции энергии, изменение регуляции гормонов кишечника и провоспалительные механизмы (такие как липополисахаридные эндотоксины, проникающие через кишечник). барьер и вход в портал кровообращения 2930; рис 1 ) .
Разнообразие микробиоты и здоровье
Более низкое бактериальное разнообразие воспроизводимо наблюдается у людей с воспалительным заболеванием кишечника, 31 псориатическим артритом, 32 диабетом 1 типа, 33 атопической экземой, 34 глютеновой болезнью, 35 ожирением, 36 диабетом 2 типа, 37 и артериальным жесткость, 38, чем у здоровых людей. У курильщиков с болезнью Крона разнообразие кишечного микробиома еще ниже.39 Связь между сниженным разнообразием и заболеванием указывает на то, что богатая видами кишечная экосистема более устойчива к воздействиям окружающей среды, поскольку функционально связанные микробы в нетронутой экосистеме могут компенсировать функцию других отсутствующих разновидность.Следовательно, разнообразие, по-видимому, в целом является хорошим показателем «здорового кишечника». 4041 Но недавние интервенционные исследования показывают, что значительное увеличение количества пищевых волокон может временно уменьшить разнообразие, поскольку микробы, переваривающие клетчатку, становятся специфически обогащенными, что приводит к изменению состава и, за счет конкурентных взаимодействий, сокращение разнообразия.22
Функциональная роль микробиома кишечника у людей была продемонстрирована с помощью трансплантации фекальной микробиоты.42 Эта процедура эффективна в случаях тяжелой резистентной к лекарственным средствам инфекции Clostridium difficile и в настоящее время обычно используется для этого по всему миру.43 Для других патологий трансплантация фекалий еще не является клинической практикой, но была изучена.44 Например, трансплантация фекалий от худощавого здорового донора (аллогенного) реципиентам с метаболическим синдромом привела к лучшей чувствительности к инсулину, сопровождаемой измененным составом микробиоты, чем при использовании аутологичные фекалии.45
Влияние пищи и лекарств на микробиоту кишечника
Конкретные продукты и режим питания могут влиять на численность различных типов бактерий в кишечнике, что, в свою очередь, может влиять на здоровье (таблица 1).
Таблица 1
Примеры продуктов питания, питательных веществ и режимов питания, которые влияют на здоровье человека в связи с их влиянием на микробиоту кишечника
Высокоинтенсивные подсластители обычно используются в качестве альтернативы сахару, поскольку они во много раз слаще сахара при минимальном количестве калорий. Несмотря на то, что регулирующие органы «общепризнаны безопасными», некоторые исследования на животных показали, что эти заменители сахара могут оказывать негативное влияние на микробиоту кишечника.46 Было показано, что сукралоза, аспартам и сахарин нарушают баланс и разнообразие микробиоты кишечника.46 Крысы, получавшие сукралозу в течение 12 недель, имели значительно более высокие пропорции Bacteroides , Clostridia и общее количество аэробных бактерий в кишечнике, а также значительно более высокий pH фекалий, чем у крыс, получавших сукралозу в течение шести месяцев. экспрессия в кишечнике бактериальных провоспалительных генов и нарушенных метаболитов фекалий.48
Пищевые добавки, такие как эмульгаторы, которые повсеместно присутствуют в обработанных пищевых продуктах, также влияют на микробиоту кишечника животных.49 Мыши, которым давали относительно низкие концентрации двух обычно используемых эмульгаторов — карбоксиметилцеллюлозы и полисорбат-80, — показали снижение микробного разнообразия по сравнению с мышами, не получавшими эмульгаторы. Bacteroidales и Verrucomicrobia были уменьшены, а протеобактерии, способствующие воспалению, связанные со слизью, были обогащены .49
Другие проблемы, вызывающие беспокойство, включают побочные эффекты популярных ограничительных диет на здоровье кишечника. К ним относятся некоторые строгие веганские диеты, сыроедение или диеты «чистого питания», диеты без глютена и диеты с низким содержанием FODMAP (ферментируемых олигосахаридов, дисахаридов, моносахаридов и полиолов), используемые для лечения синдрома раздраженного кишечника.
Некоторые считают веганов более здоровыми, чем всеядные. Исследование 15 веганов и 16 оминворов выявило поразительные различия в сывороточных метаболитах, генерируемых кишечными микробами, но очень скромные различия в бактериальных сообществах кишечника.50 Эксперимент с контролируемым кормлением 10 человек всеядных животных, рандомизированных для получения диеты с высоким содержанием жиров и низким содержанием клетчатки или диеты. с низким содержанием жира и высоким содержанием клетчатки в течение 10 дней было обнаружено очень скромное влияние на состав микробиома кишечника и отсутствие разницы в производстве короткоцепочечных жирных кислот.Вместе эти данные подтверждают большую роль диеты, влияющей на метаболом, полученный из бактерий, чем только на краткосрочное бактериальное сообщество50.
Исследования на животных и in vitro показывают, что безглютеновый хлеб снижает дисбактериоз микробиоты, наблюдаемый у людей с чувствительностью к глютену или глютеновой болезнью. 5152 Но большинство людей, избегающих глютена, не страдают глютеновой болезнью или непереносимостью, и недавнее крупное обсервационное исследование показало повышенный риск сердечных заболеваний у тех, кто избегает глютена, возможно, из-за снижения потребления цельного зерна.53 Одно исследование показало, что у 21 здорового человека профиль кишечной микробиоты существенно различается после четырех недель безглютеновой диеты. У большинства людей наблюдалась более низкая численность нескольких ключевых полезных видов микробов.54
Диета с низким содержанием FODMAP была показана в шести рандомизированных контролируемых испытаниях для уменьшения симптомов синдрома раздраженного кишечника5556. с синдромом раздраженного кишечника, и реакцию на эту диету можно предсказать по бактериальному профилю фекалий.57 Диеты с низким содержанием FODMAP приводят к глубоким изменениям микробиоты и метаболома, продолжительность и клиническая значимость которых пока неизвестны.5859
Помимо диеты, лекарственные препараты являются ключевым модулятором состава микробиоты кишечника. Крупное голландско-бельгийское популяционное исследование показало, что лекарственные препараты (включая осмотические слабительные, прогестерон, ингибиторы TNF-α и рупатадин) обладают наибольшей объяснительной силой в отношении состава микробиоты (10% вариабельности в сообществе) 13. ингибиторы протонной помпы на микробное сообщество, что может объяснить более высокую частоту желудочно-кишечных инфекций у людей, принимающих эти препараты.60 Очевидно, что антибиотики действуют на кишечные микробы, и домашнему скоту обычно дают низкие дозы для увеличения их роста и веса. Большая часть антибиотиков во многих странах используется в сельском хозяйстве, особенно в интенсивном разведении птицы и говядины.61 Несколько наблюдательных исследований на людях, а также многие исследования на грызунах указали на ожирение антибиотиков у людей даже в крошечных дозах, обнаруживаемых в пище. 61 Но люди имеют очень разные ответы на антибиотики, и интервенционные исследования не показали последовательных метаболических последствий.62 Пестициды и другие химические вещества обычно распыляются на продукты питания, но, хотя уровни могут быть высокими, убедительных доказательств их вреда для здоровья кишечника и воздействия органических продуктов питания в настоящее время нет.63
Недостаточно клинических данных, чтобы сделать четкие выводы или рекомендации. для тех или иных диетических предпочтений на основе микробиоты кишечника. Но будущие исследования пищевых добавок, лекарств, а также безопасности и эффективности диетических модификаций должны учитывать эти достижения и их влияние на микробиоту кишечника.Это становится очевидным для пациентов с раком, получавших иммунохимиотерапию, реципиентов костного мозга и пациентов с аутоиммунными нарушениями на биопрепаратах, у которых небольшие изменения в их микробиоте могут вызвать серьезные изменения в их реакции.64 Более того, эксперименты на животных показали защитные эффекты фитоэстрогенов. на рак груди зависит от наличия кишечных микробов (таких как Clostridium saccharogumia , Eggerthella lenta, Blautia producta, и Lactonifactor longoviformis ), которые могут превращать изофлавоны в биоактивные соединения.65
Во вставке 2 обобщены наши текущие знания о взаимодействиях между микробиотой кишечника, питанием и здоровьем человека.
Вставка 2
Консенсус и неопределенности
Что мы знаем
-
Добавки с пробиотиками оказывают несколько положительных эффектов на здоровье человека
-
Микробы в нашем кишечнике влияют на энергетический метаболизм человека сильное влияние на состав микробиоты кишечника
-
Состав микробиоты влияет на реакцию на химиотерапию и иммунотерапию96
-
Состав микробиома определяет реакцию глюкозы на пищу и может использоваться для персонализации диеты94
-
Потребление пищевых волокон влияет на состав микробиоты кишечника и связано к лучшему здоровью8687104
Чего мы не знаем
-
Лучше ли натуральные пробиотики в пище, чем пробиотические добавки? Стоит ли принимать их в профилактических целях?
-
Могут ли микробы влиять на выбор пищи и аппетит?
-
Влияют ли низкие дозы антибиотиков в пище на здоровье человека?
-
Как пестициды, содержащиеся в пище, влияют на микробиом кишечника? Органические продукты лучше для кишечной микробиоты?
-
Следует ли проверять все новые лекарства и пищевые химикаты на микробиоте кишечника?
ВОЗВРАТ К ТЕКСТУ
Управление микробиотой кишечника с помощью диеты
Изменения микробиоты кишечника могут произойти в течение нескольких дней после смены диеты; заметные различия были обнаружены после того, как афроамериканцы и сельские африканцы сменили диету всего на две недели.66 Увеличение численности известных бактерий, продуцирующих бутират, у афроамериканцев, потребляющих сельскую африканскую диету, привело к увеличению производства бутирата в 2,5 раза и снижению синтеза вторичной желчной кислоты66. пять дней.67 Но здоровая микробиота устойчива к временным изменениям в результате диетических вмешательств, что означает, что гомеостатические реакции восстанавливают первоначальный состав сообщества, как недавно было показано в случае хлеба 68
Пребиотические продукты и пищевые волокна
Большинство национальных властей определяют диетические волокна как съедобные углеводные полимеры с тремя или более мономерными единицами, которые устойчивы к эндогенным пищеварительным ферментам и, таким образом, не подвергаются гидролизу и не всасываются в тонком кишечнике.69 Подмножество источников пищевых волокон является ферментируемым, что означает, что они служат субстратами для роста микробов в дистальном отделе кишечника.70 Некоторые неперевариваемые углеводы называются «пребиотиками», которые определяются как пищевые компоненты или ингредиенты, которые не усваиваются организмом человека, но специально или выборочно питают полезные микроорганизмы толстой кишки (вставка 3) .71 Концепция пребиотиков подвергалась критике за то, что она плохо определена и излишне узка, 72 и некоторые ученые предпочитают термин «углеводы, доступные микробиоте» 11 которые по существу эквивалентны ферментируемым диетическим волокнам в том смысле, что они становятся доступными в качестве субстратов для роста кишечных микробов, которые обладают необходимой ферментативной способностью для их использования.70
Box 3
Что такое пребиотики и пробиотики?
Количество белка, насыщенных и ненасыщенных жиров, углеводов и пищевых волокон в рационе влияет на численность различных типов бактерий в кишечнике. Микробиоту также можно изменить, добавляя в пищу живые микроорганизмы или голодая.
-
Пробиотики — это живые бактерии и дрожжи, которые при введении в жизнеспособной форме и в достаточных количествах полезны для здоровья человека.Обычно их добавляют в йогурты или принимают в качестве пищевых добавок.
-
Пребиотики определяются как субстрат, который избирательно используется микроорганизмами-хозяевами, принося пользу для здоровья. Хотя все соединения, которые считаются пребиотиками, являются углеводами, доступными для микробиоты, или ферментируемыми пищевыми волокнами, обратное неверно. Концепция пребиотиков является предметом текущих дебатов70
-
Синбиотики содержат смесь пребиотиков и пробиотиков
ВЕРНУТЬСЯ К ТЕКСТУ
Было показано, что потребление устойчивых крахмалов обогащает определенные группы бактерий ( Bifidobacterium adolescentis, Ruminococcus bromii и Eubacterium rectale ) у некоторых людей.7475 Обогащенные таксоны различаются в зависимости от типа устойчивых крахмалов и других пищевых волокон 75, что указывает на то, что сдвиги зависят от химической структуры углеводов и ферментативной способности микробов получать к ним доступ. Микробы также должны «прилипать» к субстрату и выдерживать условия, возникающие в результате ферментации (например, низкий pH) .76
Влияние доступных микробиоте углеводов на состав микробиома желудочно-кишечного тракта может быть значительным, при этом определенные виды становятся обогащенными, чтобы составлять больше. более 30% фекальной микробиоты.7577 Таким образом, углеводы, доступные для микробиоты, обеспечивают потенциальную стратегию улучшения полезных меньшинств микробиома. Эти изменения продолжаются только до тех пор, пока потребляются углеводы, и они очень индивидуальны, что обеспечивает основу для индивидуальных подходов. Многие краткосрочные испытания кормления очищенными пищевыми волокнами или даже диетами на основе цельных растений либо не влияют на разнообразие микробиоты, либо уменьшают его, 22 но все же могут иметь клинические преимущества, потенциально за счет метаболитов, таких как жирные кислоты с небольшой цепью.2267
Низкое потребление клетчатки снижает выработку низкоцепочечных жирных кислот и сдвигает метаболизм микробиоты желудочно-кишечного тракта в сторону использования менее благоприятных питательных веществ 78, что приводит к выработке потенциально вредных метаболитов.7980 Убедительные доказательства показывают, что западная диета с низким содержанием клетчатки разрушает слизистый барьер толстой кишки. , вызывая вторжение микробиоты, что приводит к восприимчивости к патогенам81 и воспалению, 82 обеспечивая потенциальный механизм связи западной диеты с хроническими заболеваниями.Два недавних исследования показали, что пагубное влияние диеты с высоким содержанием жиров на проницаемость слизистого слоя и метаболические функции можно предотвратить путем диетического введения инулина.8384 В целом, эти результаты, вместе с ролью бутирата в предотвращении кислородно-индуцированного дисбиоза микробиоты кишечника, 19 представляют собой убедительный аргумент в пользу увеличения потребления пищевых волокон для поддержания неповрежденной барьерной функции слизистой оболочки кишечника.85
Значительные данные наблюдений показывают, что потребление клетчатки полезно для здоровья человека.Два недавних метаанализа обнаружили четкую связь между диетической клетчаткой и пользой для здоровья при широком спектре патологий8687, а недавнее интервенционное исследование показало, что пищевые волокна значительно снижают инсулинорезистентность у пациентов с диабетом 2 типа, с четкой связью с изменениями в микробиоте и полезные метаболиты (такие как бутират) .45
Пробиотические продукты питания
Пробиотики — это живые микроорганизмы, которые при введении в адекватных количествах приносят пользу здоровью хозяина).88 Пробиотики (в основном виды Bifidobacterium и Lactobacillus ) могут быть включены в различные продукты, включая продукты питания, пищевые добавки или лекарства.
Есть опасения, что большинство микробных добавок не могут прижиться в кишечнике и не могут оказать влияние на местное сообщество.8990 Но пробиотики могут влиять на здоровье независимо от микробиоты кишечника через прямое воздействие на хозяина; например, посредством иммуномодуляции или производства биологически активных соединений.Терапевтический эффект пробиотических добавок изучался при широком спектре заболеваний.
Мы провели поиск в Кокрановской библиотеке систематических обзоров на предмет «пробиотик *», в результате чего было получено 39 исследований, и провели поиск в Medline по запросу «систематический обзор» или «метаанализ» и «пробиотик *», в результате чего было получено 31 исследование. Мы включили информацию о систематических обзорах рандомизированных контролируемых исследований, опубликованных за последние пять лет, в которых основным лечением были пробиотики (а не пищевые добавки в целом). Только исследования, которые были сосредоточены на сравнении пробиотиков с контрольной группой, которые содержали по крайней мере несколько рандомизированных контролируемых испытаний среднего или высокого качества по оценке авторов систематического обзора, в результате которых было подготовлено 22 систематических обзора (таблица 2 ). .Анализ 313 исследований и 46 826 участников продемонстрировал убедительные доказательства положительного воздействия пробиотических добавок в профилактике диареи, некротизирующего энтероколита, острых инфекций верхних дыхательных путей, обострений легких у детей с муковисцидозом и экземы у детей. Пробиотики также улучшают кардиометаболические параметры и снижают концентрацию в сыворотке С-реактивного белка у пациентов с диабетом 2 типа. Важно отметить, что исследования не были однородными и не обязательно соответствовали типу или дозе пробиотических добавок, а также продолжительности вмешательства, что ограничивает точные рекомендации.Новые области лечения пробиотиками включают использование новых микробов и их комбинаций, сочетание пробиотиков и пребиотиков (синбиотиков) 91 и индивидуальные подходы, основанные на профилях микробов-кандидатов при воспалении, раке, метаболизме липидов или ожирении.92 Стабильное приживление пробиотика Bifidobacterium longum , например, было показано, что он зависит от индивидуальных особенностей микробиоты кишечника, что дает обоснование для персонализации применения пробиотиков.93
Таблица 2
Резюме систематических обзоров, анализирующих роль пробиотиков в клинических исходах
Персонализированное питание и будущие направления
Учитывая различия в микробиоте кишечника между людьми, может потребоваться адаптация оптимальной диеты человека к его микробиоте кишечника.Зееви и др. 94 получили многомерный профиль микробиоты у 900 человек и отслеживали потребление пищи, постоянный уровень глюкозы в крови и физическую активность в течение одной недели. Исследователи разработали алгоритм машинного обучения для прогнозирования персонализированных ответов глюкозы после еды на основе клинических данных и данных микробиома кишечника и показали, что он позволяет делать значительно более высокие прогнозы, чем такие подходы, как подсчет углеводов или оценка гликемического индекса. В последующем двойном слепом рандомизированном перекрестном исследовании с 26 участниками персонализированные диетические вмешательства, основанные на алгоритме, успешно нормализовали уровень глюкозы в крови.94
Исследование реакции на хлеб68 с использованием рандомизированного перекрестного испытания однонедельных диетических вмешательств показало значительную межличностную вариабельность гликемической реакции на разные виды хлеба. Тип хлеба, который вызвал более низкий гликемический ответ у каждого человека, можно предсказать, основываясь исключительно на данных микробиома, собранных до вмешательства.68 Требуются гораздо больше исследований, чтобы установить, являются ли эти виды персонализированных подходов осуществимыми, устойчивыми и имеют положительный эффект по клиническим исходам.
Выводы
Мы вступаем в эпоху, когда мы можем все больше изменять здоровье с помощью еды и измерять воздействие с помощью наших микробов или метаболитов. Клетчатка является ключевым питательным веществом для здорового микробиома, и на нее не обращали внимания, пока бушевали дебаты о сахаре и жирах. Нельзя больше игнорировать неблагоприятное воздействие на микробиом лекарств и обработанных пищевых ингредиентов. Учитывая текущие пробелы в знаниях, нам нужны клинические доказательства, которые могут быть применены в клинической практике, в идеале с помощью рандомизированных контролируемых исследований, в которых используются согласованные матрицы пребиотиков или пробиотиков или трансплантация фекальной микробиоты для оценки изменений в составе микробиоты кишечника и в результатах для здоровья.
Ключевые сообщения
-
Микробиота кишечника влияет на многие области здоровья человека от врожденного иммунитета до аппетита и энергетического метаболизма
-
Нацеливание на микробиом кишечника с помощью пробиотиков или пищевых волокон приносит пользу здоровью человека и потенциально может снизить ожирение
-
Лекарства, пищевые ингредиенты, антибиотики и пестициды могут оказывать неблагоприятное воздействие на микробиоту кишечника
-
Микробиоту следует рассматривать как ключевой аспект в питании; медицинское сообщество должно адаптировать свое образование и сообщения общественного здравоохранения
-
Потребление клетчатки связано с благотворным эффектом в нескольких контекстах
Сноски
-
Участники и источники: AMV изучает молекулярные основы старения и сложных заболеваний и имеет недавно исследовали роль состава кишечного микробиома на кардиометаболические нарушения.JW изучал и широко освещал микробную экологию кишечной микробиоты, ее роль в здоровье хозяина и то, как она может регулироваться диетой. ES возглавляет многопрофильную лабораторию вычислительных биологов и ученых-экспериментаторов, специализирующуюся на питании, генетике, микробиоме и их влиянии на здоровье и болезни. Его цель — разработать индивидуальное питание и медицину. TDS возглавляет регистр TwinsUK и британский проект кишечника в качестве главы многопрофильной группы, изучающей генетические, диетические и образ жизни, определяющие состав микробиома кишечника человека и его связь с распространенными заболеваниями.Все авторы внесли, прочитали и одобрили окончательную версию.
-
Конкурирующие интересы: Мы прочитали и поняли политику BMJ в отношении конкурирующих интересов и заявляем следующее: AMV и TS являются консультантами Zoe Global. Компания JW получила финансирование исследований из промышленных источников, занимающихся производством и маркетингом пребиотиков и пищевых волокон, и является совладельцем Synbiotics Solutions, разработчика синбиотических продуктов. ES является консультантом DayTwo Inc. AMV финансируется Ноттингемским центром биомедицинских исследований NIHR.JW поддерживается через программу Campus Alberta Innovates и гранты Канадского института медицинских исследований (CIHR), Совета естественных и инженерных исследований Канады (NSERC), JPI HDHL и Канадского фонда инноваций. ES поддерживается Центром генома человека Crown; Фонд Эльзы Кроенер Фрезениус; Дональд Л. Шварц, Шерман-Окс, Калифорния; Джек Н. Халперн, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк; Лиза Стейнберг, Канада; и гранты, финансируемые Европейским исследовательским советом и Израильским научным фондом.TwinsUK финансировался Wellcome Trust; Седьмая рамочная программа Европейского сообщества (FP7 / 2007-2013). Исследование также получило поддержку от Национального института исследований в области здравоохранения (NIHR), Центра клинических исследований BioResource и Центра биомедицинских исследований, базирующегося в Фонде NHS Гая и Сент-Томаса, и Королевского колледжа Лондона. TDS — старший следователь NIHR.
-
Провенанс и экспертная оценка: Введен в эксплуатацию; внешняя экспертная оценка.
-
Эта статья является одной из серии, заказанной BMJ .Плата за открытый доступ к серии финансировалась Swiss Re, которая не участвовала в вводе в эксплуатацию или экспертной оценке статей. BMJ благодарит консультантов серии, Ниту Форухи и Дариуша Мозаффариан, за ценные советы и рекомендации по выбору тем в серии.
Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с некоммерческой лицензией Creative Commons Attribution (CC BY-NC 4.