В главе 1 представлена концепция микробиома, в которую мы теперь собираемся углубиться. Во-первых, я хотел бы представить вам нескольких наиболее важных игроков в команде микробиома. Их называют ключевыми видами: эти малоизученные бактерии играют важнейшую, но при этом непризнанную роль в модулировании воспаления, аутоиммунитета и общего здоровья кишечника и всего организма в целом. Например, жизненно важная бактерия Faecalibacterium prausnitzii обычно является наиболее распространенным видом во всем микробиоме и имеет фундаментальное значение для здоровья, но о ней мало кто слышал.
Одна из причин этой досадной безвестности заключается в том, что есть бактерии, которые относительно легко выращивать и культивировать в лаборатории. Это аэробные бактерии, которые выживают в присутствии кислорода в воздухе. Именно поэтому многие из них так хорошо изучены. Например, кишечная палочка, она же Escherichia coli (E. coli), которая была открыта в 1884 году немецким педиатром Теодором Эшерихом и с тех пор является объектом многочисленных исследований [2].
Другие же бактерии – фактически их в микробиоме большинство – являются анаэробными, и их трудно культивировать, поскольку они погибают в присутствии кислорода. Именно поэтому мы так мало знали о них до того момента, когда появились новые, более совершенные методы их изучения.
Важно отметить, что нет двух здоровых людей с одинаковым микробиомом – он всегда будет разным, даже если в нем нет патогенов. Определенные виды могут, конечно, совпадать, но их вряд ли будет много (а в некоторых случаях два здоровых микробиома будут абсолютно разными и ни в чем не похожими) [3]. Тем не менее некоторые закономерности все же можно установить. В следующих разделах мы рассмотрим пять наиболее важных ключевых бактерий, выявленных на данный момент, и рассмотрим нормальные функции и типичные диапазоны численности этих бактерий у людей.
Я столкнулся с этой бактерией, широко известной как F. prausnitzii, когда изучал COVID-19 и микробиом. Faecalibacterium prausnitzii (названа в честь немецкого бактериолога Отто Праусница), как правило, является единственной наиболее распространенной бактерией во всей микробиоте здоровых взрослых людей, составляя от 5 до 15 % от общей популяции бактерий [4]. В последние годы все большее число исследований документально подтверждает огромную важность этой бактерии при ряде воспалительных и иммуноопосредованных состояний. Изучая результаты научных изысканий, я обнаружил, что связь между коронавирусом и здоровьем кишечника определенно существует.
Микробиом и COVID-19
У пациентов с COVID-19 наблюдались изменения в составе кишечного микробиома, во многом соответствующие дисбактериозу. Некоторые полезные виды, которые, как известно, модулируют иммунную систему, те же F. prausnitzii, были истощены – эти данные удалось получить в ходе исследования 100 пациентов с COVID-19. При этом дисбактериоз сохранялся даже после выведения вируса из организма [5].
Другое исследование у пациентов, госпитализированных с коронавирусом, выявило снижение количества полезных бактерий и чрезмерный рост условно патогенных микроорганизмов (т. е. дисбактериоз); уровни Faecalibacterium prausnitzii были обратно пропорциональны тяжести заболевания [6]. Это означает, что чем выше показатель содержания этих бактерий в микробиоме, тем менее серьезен случай COVID-19, – по-видимому, они защищают организм от развития тяжелого течения заболевания, хотя для подтверждения этого предположения необходимы дополнительные исследования. Тот факт, что у пациентов с тяжелым течением COVID-19, скорее всего, значительно снижен уровень Faecalibacterium prausnitzii и других полезных бактерий, заинтриговал меня.
Основной производитель бутирата
По мере того, как я узнавал больше об этой бактерии, стало понятно, насколько она важна, хотя и не очень широко известна. Faecalibacterium – это анаэробная бактерия, что означает, что она погибает в присутствии кислорода. Таким образом, процветая в ЖКТ, она все же очень быстро гибнет на открытом воздухе даже в лаборатории, поэтому ее очень трудно выращивать.
Однако F. prausnitzii – один из основных продуцентов бутирата, одного из класса важных соединений, вырабатываемых кишечной микробиотой и называемых короткоцепочечными жирными кислотами. Последние способствуют функционированию регуляторных Т-клеток, упомянутых в главе 1, которые, как мы выяснили, имеют решающее значение для регуляции иммунной системы и стимулирования здоровых иммунных реакций, а не аутоиммунитета [7].
Совет профессионала
Анализ кала позволяет измерить уровень бутирата и других короткоцепочечных жирных кислот в кишечнике. Чтобы увеличить количество этих важных соединений, нужно либо поощрять развитие полезных бактерий, которые их вырабатывают, либо принимать бутират в качестве экзогенной добавки. Я предпочитаю первое.
Обычно использование пребиотиков для повышения уровня ключевых бактерий довольно эффективно и впоследствии приводит к увеличению выработки короткоцепочечных жирных кислот, включая бутират. Последующий анализ кала может это подтвердить. Если успеха достичь не удалось, можно рассмотреть непосредственный прием бутирата. Исследования на животных (среди людей их проводилось слишком мало) показывают, что экзогенный бутират может помочь улучшить проницаемость кишечника и уменьшить воспаление [13]. Проконсультируйтесь со своим врачом, если вы хотите попробовать включить в свой рацион подобные добавки.
Бутират представляется своего рода некой «кишечной амброзией» – так широка и значительна его польза.
Бутират в основном служит топливом для клеток кишечника [8]. Он уменьшает воспаление ЖКТ, нормализует проницаемость кишечника, поддерживает здоровую выработку слизи для оболочки кишечника и улучшает перистальтику толстой кишки (помогая ее содержимому продвигаться с надлежащей скоростью) [9]. Он также обладает целым рядом системных преимуществ, включая ограничение негативного воздействия ЛПС, уменьшение воспаления во всем организме, повышение чувствительности к инсулину, поддержание здорового настроения и противоопухолевый эффект [10].
Бутират помогает снизить висцеральную гиперчувствительность, при которой нервы в кишечнике становятся сверхреактивными к нормальному количеству газов и движению в ЖКТ, – считается, что это одна из ключевых проблем у пациентов с синдромом раздраженного кишечника [11]. Он даже улучшает работу кишечно-мозговой оси и может помочь в процессе лечения «дырявого мозга» – нарушения гематоэнцефалического барьера, обычно связанного с проблемами проницаемости кишечника [12]. Таким образом, бутират, без сомнения, является одним из наиболее важных противовоспалительных соединений в организме – и он должен вырабатываться ключевыми бактериями, такими как Faecalibacterium.
Связь с аутоиммунитетом
Снижение количества Faecalibacterium наблюдается на фоне аутоиммунных заболеваний, включая целиакию, болезнь Крона, язвенный колит и псориаз, а также при других хронических болезнях, среди которых диабет II типа, рак толстой кишки и синдром раздраженного кишечника [14].
Особняком стоит болезнь Крона. Исследования показывают, что более низкие уровни F. prausnitzii связаны с более высокой частотой рецидивов обострений этого недуга; повышение уровня этой бактерии обращает вспять дисбактериоз, наблюдаемый при колите у животных моделей [15]. Противовоспалительные эффекты этой бактерии опосредуются множеством механизмов, включая повышение уровня полезных Т-регуляторных клеток в иммунной системе с помощью бутиратов и других метаболитов, а также стимуляцией выработки цитокинов (например, интерлейкина-10), которые уменьшают воспаление [16].
Как повысить уровень Faecalibacterium
На рынке нет пробиотиков, содержащих F. prausnitzii. Лучший способ повысить их уровень – это прием разнообразных пребиотических продуктов (подробнее об этом в главе 10).
Еще один ключевой вид наиболее распространенных в микробиоме бактерий – Akkermansia muciniphila. Ее содержание колеблется от 1 до 5 % от общего числа всех видов [17]. Это анаэробная бактерия: она процветает в бедной кислородом среде кишечника, но погибает на воздухе.
Любительница слизи
Свое название эта бактерия получила в честь голландского микробиолога Антуана Аккерманса [18]. Muciniphila по-латыни означает «любящая слизь» – это своего рода отсылка к тому факту, что аккермансия питается слизью, выстилающей кишечник (слой муцина, как мы узнали в главе 1). Поглощая муцин, эта бактерия фактически провоцирует повышенную его выработку, что в конечном счете приводит к утолщению слоя слизи в целом, укреплению барьерной функции ЖКТ и предотвращению синдрома дырявого кишечника; добиться подобного эффекта можно увеличением количества клеток эпителия, вырабатывающих слизь, – так называемых бокаловидных клеток, – в слизистой оболочке кишечника [19].
Низкие уровни аккермансии связывают с повышенной проницаемостью кишечника, которая занимает центральное место в патогенезе аутоиммунных заболеваний, как мы обсуждали ранее.
Аккермансия улучшает здоровье кишечника
Исследования показывают, что аккермансия помогает укрепить барьерную функцию кишечника и снижает уровень ЛПС в плазме крови [20]. Как уже было сказано, транслокация ЛПС в кровь усиливает системное воспаление, а также резистентность к инсулину и может использоваться в качестве маркера повышенной проницаемости кишечника. Но на этом полезные свойства аккермансии не заканчиваются: вслед за поглощением муцина она производит ацетат и пропионат, две из самых мощных противовоспалительных короткоцепочечных жирных кислот, помимо бутирата [21]. Кроме того, присутствие аккермансии во многом способствует заживлению кишечника.