Глибокий вплив кишкових бактерій на шлунково-кишкове суспільство
Контролюйте вагу, настрій та СРК за допомогою кишкових бактерій
Клітин, не пов’язаних з людським станом, є в десять разів більше, ніж у наших людських клітинах. Кожна людина має унікальний мікробіом, який являє собою певну суміш і кількість бактерій, грибків, вірусів та інших мікроорганізмів. У нашому шлунково-кишковому тракті проживає близько 100 000 мільярдів мікробних клітин і 1 000 видів мікробів, загальна вага яких становить близько трьох-чотирьох фунтів. Понад 8 мільйонів генів у мікробіомі також впливають на 23000 генів у нашому тілі, які контролюють, ким ми є. Все більше досліджень показують зв’язок між мікробіомом людини та різними, здавалося б, проблемами здоров’я, такими як ожиріння, перепади настрою та синдром подразненого кишечника (СРК). Ми обмежимо цю статтю цими трьома станами, які мають загальні основні фізіологічні умови і на які впливають кишкові бактерії.
Ожиріння та різноманітність мікробіомів
Згідно з дослідженнями близнюків, люди з ожирінням, здається, мають менш щільну та менш різноманітну бактеріальну популяцію в ШКТ порівняно з людьми, що не страждають ожирінням. 1
Вплив мікробіому на схильність людини до ожиріння можна відчути з народження. Немовлята, народжені через родові шляхи, поглинають від матері більше бактерій, ніж ті, що народилися шляхом кесаревого розтину, що дозволяє їхньому організму колонізувати різноманітні корисні бактерії, яким не піддаються діти, народжені шляхом кесаревого розтину. Споживання антибіотиків на ранніх стадіях життя, які часто знищують як патогенні, так і корисні бактерії в кишечнику, може ще більше підірвати здатність ШКТ, що розвивається, вирощувати різноманітний і здоровий мікробіом.
Деякі дослідники вже розробляють нові методи лікування. Недавнє дослідження передбачало опромінення немовлят, народжених за допомогою кесаревого розтину, вагінальною рідиною їхніх матерів при народженні, щоб допомогти їм колонізувати різноманітну суміш корисних бактерій якомога раніше.
При інфекції C. difficile ці патогенні бактерії розмножуються в шлунково-кишковому тракті, викликаючи постійну діарею та біль у животі. Дослідження трансплантації стільця зі здорового донора в товсту кишку людей із важко піддається лікуванню інфекцією C. difficile показує, що трансплантація фекалій може стати проривним методом лікування. Трансплантація фекалій спрямована на відновлення здорової популяції корисних бактерій в ШКТ. Маючи на увазі подібну мету, вчені починають проводити дослідження трансплантації калу, щоб урізноманітнити мікробіом у людей із ожирінням.
Не всі корисні бактерії створені рівними
В недавньому дослідженні на тваринах миші, яким дослідники вводили бактерії людям з ожирінням, накопичували більше жиру в організмі і виробляли менш різноманітні мікробіоми, ніж миші, яким вводили бактерії менш важких людей. 1 Коли дослідники ввели важчим мишам суміш 39 типів бактерій з більш легких мишей, вони не виявили ефекту. Однак, коли вони вводили суміш, що містить 54 різних типи бактерій, від більш легких мишей, важчі миші відновили здорову вагу.
Це дослідження продемонструвало причинно-наслідковий зв’язок між кишковими бактеріями та вагою. Вона також припускає, що існує можливість зміни мікробіому людини. Вчені припускають, що певні типи бактерій відіграють певну роль і що певні бактерії відповідають за підтримку здорового обміну речовин і ваги. Наприклад, дослідження показують, що певні корисні бактерії допомагають придушити грелін, гормон, який викликає почуття голоду. 2
Майбутні дослідження спробують ще більше виділити ці штами бактерій.
Відповідні пробіотики та дієта
Дієти з високим вмістом оброблених продуктів харчування пов’язані з менш різноманітною популяцією бактерій в кишечнику. У тому ж дослідженні на тваринах, описаному вище, коли важчих і легших мишей збирали разом і харчувались збалансовано, з високим вмістом клітковини, корисні бактерії з легших мишей колонізували кишечник важчих мишей, які потім втрачали вагу. Навпаки, при вживанні дієти з високим вмістом оброблених продуктів і з низьким вмістом клітковини, важчі миші не змогли колонізувати корисні бактерії, які вони потрапили в організм через контакт з легшими мишами. Така ситуація свідчить про те, що пробіотичні добавки самі по собі не будуть ефективними.
Бактерії, що знаходяться в шлунково-кишковому тракті, метаболізують нерозчинні клітковини, утворюючи коротколанцюгові жирні кислоти (SCFA). SCFA пов’язані з регуляцією апетиту, здоров’ям шлунково-кишкового тракту та серцево-судинної системи та профілактикою раку. 2.3
Деякі SCFA, які потрапляють в мозок, можуть мати ефект зміни розуму (подібний до ліків від психологічних станів). 4
І клітковина, і бактерії повинні бути в шлунково-кишковому тракті, щоб виробляти ці корисні SCFA. Майбутнє лікування ожиріння, пов’язаних із ним захворювань, таких як діабет II типу, і навіть психологічних станів, таких як депресія, може включати збалансоване харчування з високим вмістом клітковини, на додаток до спеціалізованих пробіотичних добавок. 1
Психобіотики для лікування депресії та тривоги
Кілька десятиліть тому дослідники спостерігали знижений рівень лактобактерій в кишечнику стресових мишей; це основна група корисних бактерій. 5 Дослідження починають показувати, що колонізація корисних бактерій в кишечнику може мати позитивний психологічний ефект. "Психобіотики" - це новий термін, що описує пробіотики, що використовуються для лікування психологічних станів. 6
У недавньому дослідженні 55 здорових учасників (без депресії тощо) люди, які приймали пробіотичні добавки L. helveticus та B. longum щодня протягом місяця, зазнали значного зниження психологічного стресу порівняно з учасниками, які приймали плацебо. 4
Попередні дослідження показують, що, хоча більшість штамів бактерій навряд чи матиме якийсь вплив на психічне здоров'я, нові дослідження намагатимуться виділити такі штами. Важливо зазначити, що ці дослідження лише перебувають у зародковому стані, і жодна перевірена психобіотична рецептура на даний момент не доступна на ринку.
Розуміння осі кишечник-мозок
Депресія та тривожні розлади, а також ожиріння пов'язані з певними біомаркерами мозку. Дослідження на тваринах показують, що менш різноманітний мікробіом зі зниженим рівнем корисних бактерій пов'язаний з цими ж біомаркерами. У дослідженнях з мишами модифікація кишкових бактерій показала вплив на депресивну та тривожну поведінку, а також на основні біомаркери.
Ендокринна система допомагає регулювати настрій, апетит та інші функції, вивільняючи гормони із залоз, включаючи ті, що знаходяться в шлунково-кишковому тракті. Основна депресія пов’язана з високим рівнем кортизолу, гормону, що виділяється у відповідь на стрес. У дослідженнях на тваринах введення L. helveticus та B. longum знижувало рівень кортизолу. 2
Комплекс імунної системи розробив способи використання певних штамів бактерій під час боротьби з патогенними організмами. Баланс між протизапальною та протизапальною реакцією є ознакою здоров’я та корисним для наших органів, включаючи наш мозок. Основне запалення мозку, яке дослідники бачать при депресії та ожирінні, пов’язане з цією імунною відповіддю. 7,8 Багатий збалансований мікробіом допомагає контролювати ці запальні процеси.
Депресія іноді пов'язана з дефіцитом гамма-аміномасляної кислоти (ГАМК), яка є нейромедіатором. 6.7 Деякі бактерії в кишечнику виділяють ГАМК, а інші виробляють інші нейромедіатори, пов’язані з психічним здоров’ям, такі як норадреналін, серотонін та дофамін.
Наступними кроками в цій галузі є проведення досліджень на людях, які вивчатимуть конкретний мікробіом людей з депресією чи тривожним розладом. 8
Синдром подразненого кишечника
Дослідження з використанням пробіотиків для лікування синдрому роздратованого кишечника (СРК) - функціонального шлунково-кишкового розладу, що включає періодичний дискомфорт у животі та нерегулярні випорожнення кишечника - багатообіцяючі, але непослідовні. 6 Дослідники тепер пильніше розглядають цей складний стан.
В недавньому дослідженні 16 пацієнтів з переважаючою діареєю СРК (IBS-D) мали меншу різноманітність мікробіомів, знизили рівень корисних бактерій і збільшили рівень патогенних бактерій порівняно з 21 здоровим учасником контролю. 9 Дослідження показали зв'язок між стресом на ранніх стадіях життя та депресією, а також СРК. Стрес у ранньому віці також пов'язаний з розвитком менш різноманітного мікробіома, принаймні в дослідженнях на тваринах.
Близько половини пацієнтів із СРК мають психологічний стан. 5 Сучасні дослідження досліджують, як пробіотики можуть полегшити симптоми СРК, змінюючи основні психологічні стани, пов'язані з депресією та тривогою. У невеликому восьмитижневому дослідженні 77 учасників із СРК В. infantis покращив симптоми СРК порівняно з плацебо; цього не було з L. salivarius. 10
Лікування B. infantis, як видається, нормалізувало біомаркери запальної імунної відповіді у цих пацієнтів, на додаток до полегшення їх фізичних симптомів.
Майбутні дослідження
Проблемою для досліджень у цій галузі залишається проблема, а саме різниця між мікробіомами, навіть у людей, які виросли в одній громаді чи сім’ї. У майбутніх дослідженнях, швидше за все, буде проведено велике секвенування ДНК мікробіома, щоб краще зрозуміти ці відмінності та розробити більш цілеспрямовані методи лікування.