Терапевтическое использование
Исследования показывают, что прием бифидобактерий в качестве пробиотика (о котором я расскажу в главе 9) может помочь уменьшить воспаление при сахарном диабете I типа, целиакии, воспалительных заболеваниях кишечника, рассеянном склерозе и псориазе [48]. Более того, они, по всей видимости, играют ключевую роль в работе кишечно-мозговой оси, тесной двусторонней связи между кишечником и головным мозгом. Ученые также выяснили, что определенные штаммы этих бактерий могут оказывать благотворное влияние на течение депрессии и уровень тревожности [49].
Обилие бифидобактерий – одного из ключевых видов в микробиоме – имеет решающее значение для поддержания здоровья всей экосистемы. Один из важных механизмов – «перекрестное питание» – происходит как раз между ними и другими полезными видами в микробиоме. Во время этого процесса метаболиты, вырабатываемые одним видом бактерий, оказывают благотворное воздействие на другие виды, опосредуя взаимодействия внутри микробиоты. Например, лактат, вырабатываемый бифидобактериями, потребляется полезными эубактериями, которые, в свою очередь, производят бутират [50].
Бактероиды – основные представители одной из наиболее распространенных категорий бактерий в микробиоте, называемой Bacteroidetes; они составляют от 10 до 25 % всей кишечной микробиоты [51]. Это анаэробные бактерии, и в присутствии кислорода они погибают. Их клеточные мембраны содержат ЛПС.
Бактероиды считаются патобионтами, то есть организмами, которые обычно нейтральны или полезны, но при определенных обстоятельствах могут нанести вред, и с ними справиться уже чуть сложнее, чем с тремя предыдущими ключевыми видами [52]. Тем не менее, поскольку бактероиды составляют такой значительный процент микробиоты, крайне важно разобраться в том, что можно сделать, чтобы поддерживать их уровень в нужном для здоровья диапазоне и не допустить болезнетворного влияния со стороны этих бактерий.
«Доктор Джекил и мистер Хайд»[9] в мире бактерий
Бактероиды могут нанести серьезный вред организму, если вырвутся из кишечника – это наиболее распространенная анаэробная бактериальная причина инфекций, не связанных с желудочно-кишечным трактом (абсцессы, инфекции костей или крови и т. д.). Однако есть от них и польза. Бактероиды способствуют нормальному развитию и созреванию иммунной системы, обеспечивают устойчивость к таким патогенам, как сальмонелла и C. difficile, и расщепляют неперевариваемые компоненты пищи на соединения, которые поддерживают рост полезных кишечных бактерий [53]. Бактероиды производят пропионат короткоцепочечных жирных кислот, который, как выяснили ученые, помогает противостоять сальмонеллезу [54].
Однако среди негативных последствий избытка бактерий этого семейства – снижение разнообразия микробиома и резистентность к инсулину [55]. Бактероиды расщепляют белки, образуя в процессе их ферментации вредные соединения. Так, вследствие утилизации белков в кишечнике повышается содержание аминов, индолов и аммиака, воздействие которых нельзя назвать положительным – скорее наоборот.
Как бактероиды влияют на процесс детоксикации
Бактероиды являются одним из основных продуцентов бета-глюкуронидазы – фермента, который влияет на успешность детоксикации организма. Высокий уровень этого фермента препятствует выведению токсинов и, следовательно, ограничивает положительный эффект очищения от вредных веществ. Токсины и избыток гормонов, от которых хотела бы избавиться печень, соединяются с глюкуронидом и выделяются в желудочно-кишечный тракт, откуда должны будут выводиться с калом. Однако бета-глюкуронидаза расщепляет это глюкуронидное соединение, заставляя токсины и гормоны (например, эстроген) снова задерживаться в организме, а не покидать его, как предполагалось. Это объясняет тот факт, что повышенный уровень бета-глюкуронидазы связан со случаями рака молочной железы [57] и толстой кишки [58].
Теперь механизмы, с помощью которых дисбактериоз может повлиять на успех детоксикации, стали очевидны. Если бактероидов или других бактерий, продуцирующих бета-глюкуронидазу, слишком много, организму будет куда труднее выводить токсины. Бактероиды могут превращать первичные желчные кислоты, вырабатываемые печенью для облегчения пищеварения, в так называемые вторичные желчные кислоты, которые являются потенциальными канцерогенами, способными вызвать повреждение ДНК в клетках толстой кишки.
Совет профессионала
В главе 3 мы уже говорили об ЛПС, однако стоит заметить, что они тоже бывают разными, и уровень их токсичности зависит от вида бактерий, в состав мембраны которых они входят. Например, полисахариды бактероидов имеют довольно низкий воспалительный эффект – по крайней мере в 100 раз меньше, чем те, что содержатся в более патогенных бактериях, например E. coli, Salmonella, Shigella, Klebsiella, Pseudomonas и Citrobacter (и это лишь часть провоспалительных микроорганизмов, относящихся к типу протеобактерий) [56].
Все дело в том, что полисахариды разных бактерий имеют разную структуру, скажем, ЛПС бактероидов будет отличаться от тех, что содержатся в E. coli. Однако нам повезло: бактероидов в нашем кишечнике гораздо больше, они могут составлять до 25 % всего объема микробиома, а иногда и больше, в то время как на долю E. coli приходится от 0,01 до 0,1 % здоровой микробиоты. Но стоит помнить, что ЛПС бактероидов все-таки может оказывать негативный эффект, вызывая воспаление, поэтому списывать со счетов его тоже нельзя.
Роль в развитии аутоиммунитета
Высокие уровни бактероидов наблюдаются в микробиоте пациентов с доклиническим сахарным диабетом I типа, когда уже есть антитела, но заболевание еще не прогрессирует; отсутствие разнообразия и дефицит бактерий, продуцирующих бутират, также наблюдаются на этих стадиях, что указывает на наличие дисбактериоза [59].
И хотя на деле бактероиды отчасти положительно воздействуют на наш организм, не стоит забывать о другой стороне медали – важно тщательно следить за их уровнем. Ученые выяснили, что снизить рост бактерий этого семейства помогает поддержание оптимального кислого рН в толстой кишке, ограничение потребления животных жиров и молочных продуктов и включение в рацион определенных пребиотиков, таких как FOS, GOSS и полифенолы (мы рассмотрим их подробнее в главе 10).
Бактерии семейства Lactobacillaceae широко известны – их давно и активно используют в пробиотиках, однако на деле их содержание в микробиоте составляет от 0,01 до 1 %. Своей популярностью лактобактерии обязаны российскому ученому, лауреату Нобелевской премии Илье Мечникову (его часто называют отцом пробиотиков). В начале 1900-х годов он подтвердил значимость Lactobacillus delbrueckii, болгарской молочнокислой палочки, которая входила в состав йогуртов – любимого лакомства болгарских крестьян. Именно этим бактериям он приписывал долголетие и крепкое здоровье, которым могли похвастаться жители Болгарии. Поскольку вырастить эти бактерии довольно просто, их изучали и включали в различные пробиотические добавки на протяжении многих лет.
Лактобактерии получили свое название из-за их способности ферментировать углеводы в молочную кислоту. Благодаря этому они стали незаменимым ингредиентом в производстве различных ферментированных пищевых продуктов. Роль этих бактерий крайне важна, поскольку, среди прочего, они защищают микробиоту от роста патогенов, способствуют развитию регуляторных Т-клеток в иммунной системе, продуцируют полезные короткоцепочечные жирные кислоты и определенные нейромедиаторы, например гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК). Кроме того, лактобактерии участвуют в процессе преобразования полифенолов, контролируя, какие из них будут усваиваться микробиотой, а какие – выводиться из организма [61]. Они также занимают ключевые позиции на защите целостности кишечного барьера и поддержании нормальной проницаемости кишечника [62].
Главные бактерии вагинальной микрофлоры
В большей степени, чем в микробиоте кишечника, лактобактерии влияют на микробиоту влагалища (в которой парадоксально низкое разнообразие является признаком здоровой экосистемы, а повышенное связано с ее нарушением, примером которого может быть бактериальный вагиноз) [63]. Лактобактерии, как правило, являются доминирующими, наиболее распространенными видами в здоровой вагинальной микрофлоре, а значит, именно они первыми колонизируют кишечный микробиом новорожденного после естественных родов.
Влияние на аутоиммунитет
У детей с аутоиммунным сахарным диабетом I типа уровень лактобактерий значительно ниже, чем у здоровых [64]. Ученые выяснили, что у пациентов с аутоиммунным гепатитом их содержание в микробиоте гораздо ниже нормы, и оно постепенно уменьшается по мере прогрессирования и ухудшения симптомов аутоиммунного заболевания [65]. Несколько исследований показали, что прием различных видов лактобактерий может помочь уменьшить воспаление и болевой синдром у тех, кто страдает ревматоидным артритом [66]. Подробный разбор пробиотиков с лактобактериями ждет вас в главе 9.
Разумеется, есть еще сотни видов бактерий, населяющих микрофлору кишечника, и мы находимся в самом начале пути к понимаю их функций. Подробно разбирать их многообразие в этой книге нет возможности, и все же некоторые из них заслуживают упоминания в знак признательности за их вклад в выработку бутирата и других положительных эффектов, которые они оказывают на микробиоту. Как мы уже говорили, бутират является одним из наиболее важных противовоспалительных соединений для всего нашего организма.
Среди ключевых продуцентов бутирата – эубактерии (Eubacterium), руминококки (Ruminococcus) и розебурия (Roseburia) [67] (каждая из которых может составлять до 10–15 % всего объема здорового микробиома), а также менее заметные игроки: копрококки (