Дисбактериоз кишечника питание: Питание (диета) при дисбактериозе кишечника

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:

Еда: питание с последствиями | Хронический гастрит — Кишечный дисбактериоз

Заболевания органов пищеварительной системы во многом связаны с особенностями пищевого поведения. Отсутствие режима питания, неадекватные диеты, агрессивная пища, голодание наряду с перееданием — все это приводит к неблагоприятным последствиям. В группе особого риска пациенты с осложненным гастроэнтерологическим анамнезом, лица, употребляющие алкогольные напитки, курильщики. К лечению расстройств пищевого поведения подключаются психотерапевты, гастроэнтерологи, терапевты, диетологи.

Под агрессивной пищей понимают консервацию, копчености, пряности, соленья, маринады. В этот список входят промышленные соусы, сдоба, жирное мясо, фастфуд и другие. Неправильное питание и неумеренность в еде приводят к заболеваниям органов ЖКТ, снижению функции желудка и кишечника, общесоматические расстройства.

Хронический гастрит

Хронический гастрит развивается, преимущественно, при отсутствии пищевой дисциплины. Половина населения планеты страдают от гастрита. Важное клиническое значение имеет кислотность желудочного сока и уровень его секреции. При пониженной секреции патология сопровождается снижением аппетита, горечью во рту, позывами к рвоте сразу после приема пищи (чаще всего после переедания). При повышенной секреции болезнь характеризуется болью и дискомфортом в эпигастрии, тошнотой, болевым синдромом в области поджелудочной железы.

Лечение комплексное, включает коррекцию образа жизни, питания. С целью симптоматической терапии назначают антацидные, обволакивающие препараты, обезболивающие. Важно не заниматься самолечением, а пройти обследовать и подобрать индивидуальную схему терапии с учетом клинического анамнеза больного.

Гастрит часто осложняется язвенной болезнью, профузными кровотечениями или геморрагическим шоком при эрозивном поражении. При флегмонозном гастрите есть вероятность перфорации стенок органа, деформации желудка, образования свищевых ходов. При недостатке фактора Касла у 90% всех больных хроническим гастритом развивается мегалобластная анемия. При длительном течении патологического процесса есть риск озлокачествления слизистого эпителия и образования аденокарциномы.

Кишечный дисбактериоз

Дисбактериоз кишечника или кишечный симбиоз — патологическое состояние микрофлоры кишечника, обусловленное с нарушением видового состава бактерий. При дисбактериозе условно-патогенная микрофлора меняет численный состав в сторону патогенной, что сопровождается диареей, метеоризмом, отделением зловонных газов, снижением аппетита, зудом в анусе из-за частых дефекаций. Нередко при дисбактериозе в каловых массах появляется скрытая кровь (выявляется лабораторно), кровяные прожилки, которые можно рассмотреть. Появление симптома требует срочной коррекции, чтобы исключить развитие более серьезных осложнений.

С целью лечения назначают бифидобактерии, кисломолочные продукты, лактобактерии. Спустя 1-2 недели стул восстанавливается, состояние нормализуется. Коррегируют и питание. Легкие формы дисбактериоза можно вылечить питанием: кисломолочными продуктами, сбалансированным рационом, обогащением питания клетчаткой, свежими овощами, фруктами.

Аллергические реакции

Аллергией на пищу страдают более 12% взрослых и почти 35-40% детей. Увеличение статистики связано с ухудшением экологической ситуации, употреблением в пищу консервации, красителей, стабилизаторов, эмульгаторов. Аллергические реакции встречаются при употреблении промышленных продуктов питания. При отягощенном аллергоанамнезе следует уделить внимание качеству и видовому составу пищи. Чаще всего аллергия развивается на клубнику, томаты, цитрусовые, цельное молоко, какао и шоколад.

Чтобы справиться с возникновением аллергических проявлений, рекомендуется иметь под рукой антигистаминные препараты, а при тяжелейшем течении аллергореакции и гормональные препараты.

Головные боли

Частые головные боли, в том числе мигренеподобные, развиваются в результате негативного воздействия пищи. Одним из провокаторов головной боли является тирамин, который содержится в сырах и кисломолочной продукции, слабосоленой, соленой и маринованной рыбе, шоколаде, копченом мясе, колбасных продуктов.

Вызвать головную боль может и глютамат натрия — усилитель вкуса, который входит в соевый соус и блюда китайской, японской кухни. Если головные боли возникают сразу или через некоторое время после приема пищи, то можно подозревать некоторые пищевые ингредиенты.

Появление признаков пищевых расстройств и симптомов заболеваний органов ЖКТ требует обращения к доктору гастроэнтерологу. В нашей клинике А2МЕД в Симферополе пациенты могут пройти полный комплекс обследований, получить консультацию опытного диетолога. Коррекция рациона и навык правильного выбора еды для всей семьи — залог здоровья на долгие годы.

симптомы, диета, лечение в Сочи, клиника «АРМЕД»

Масса микрофлоры желудочно-кишечного тракта составляет 2,5 кг. Нормальная кишечная микрофлора выполняет ряд функций в организме человека. Она является антагонистической по отношению к патогенной и условно патогенной, что предупреждает развитие острой кишечной инфекции, синтезирует витамины, активирует иммунитет.

Термин «дисбактериоз кишечника» включает:

• изменение количественного и качественного состава микрофлоры в тонкой и толстой кишке;
• появление условно патогенных штаммов, не входящих в состав резидентной микрофлоры: Proteus, morganella, Klebsiella, Enterobacter, E.coli (с ферментативной недостаточностью или гемолизирующими свойствами).

Следует отметить, что дисбактериоз (синонимы избыточный бактериальный рост в кишечнике, дисбиоз) не является самостоятельным заболеванием и возникает у пациентов на фоне разных состояний и заболеваний, что следует учитывать в процессе выработки тактики лечения.

По статистике дисбактериоз чаще всего касается маленьких детей или женщин.

Причины возникновения

• Питание: несбалансированность, смена диеты, особенности воды.
• Ятрогения: прием антибиотиков и других лекарственных средств, вакцинация.
• Профессиональные вредности: химические производства, ночной график.
• Окружающая среда: загрязнение, изменение климата, излучение.
• Генетика: наследственность, патология ЖКТ, мутации NOD2.
• Образ жизни: стрессы, нарушения биоритмов.
• Масса тела: ожирение, дефицит веса.
• Заболевания: инфекционные, нервные, эндокринные, иммунные.

Огромное количество трудоспособного активного населения допускает нарушения в режиме питания (в современном ритме жизни человек порой заменяет полноценный завтрак, который должен проходить в неторопливой атмосфере, перекусами на бегу), испытывает частые и хронические стрессы, ведёт прием лекарственных препаратов.

Неправильно спланированное питание, как правило, сочетается с нервной нагрузкой в течение рабочего дня и неблагоприятными факторами: пробки по пути на работу, очереди, стрессы.

В итоге, один из этих факторов, либо их сочетание, становится причиной возникновения множества болезней ЖКТ, в том числе и дисбактериоза.

Клинические проявления дисбактериоза включают местные (кишечные) симптомы, а также системные нарушения, обусловленные транслокацией кишечной микрофлоры во внутреннюю среду организма (лимфатические узлы-мезадениты, мочевыводящая система-пиелонефрит, печень-стеатоз, цирроз, холестаз).

Симптомы дисбактериоза кишечника

• Жидкий стул или запор. При дисбактериозе кишечные стенки всасывают жидкость. Происходит дефицит микроэлементов;
• Вздутие и боли в животе, происходящие из-за сильного газообразования;
• Появление неприятных ощущений, таких как колики, тошнота, изжога, боль;
• Дурной запах изо рта, аллергия и потливость;
• При тяжелой форме дисбактериоза возникает анемия, бессонница, одышка, бледная кожа, сечение волос.

Дисбактериоз делится на 4 степени:

1. При первой степени происходят незначительные изменения в кишечнике, которые проявляются небольшим расстройством и со временем оно проходит самостоятельно;
2. Из-за небольшого количества ферментов для переработки пищи появляется понос с зеленным оттенком с кислым запахом, а также дополнительно появляются такие симптомы как тошнота и урчание в животе;
3. Появляется высокая температура, апатия и слабость, в кале появляются непереваренные частицы пищи;
4. Из-за большого количества патогенных микроорганизмов возникает кишечная инфекция в виде сальмонеллы или дизентерии из-за этого происходит авитаминоз, отсутствие аппетита.

Диагностика

Окончательно диагностировать данное заболевание можно только с помощью бактериологического посева или биохимического анализа. В первом случае на питательную среду высеивается кал и в течение недели специалисты получают результат соотношения бактерий. Во втором случае выявляется количество жирных кислот, а также отдел, в котором произошло нарушение и его стадия.

Одно из направлений в диагностике дисбактериоза- исследование содержания в выдыхаемом воздухе различных метаболитов, которые продуцируются с участием кишечных бактерий. Кроме того, в настоящее время внедряются в практику химические методы, позволяющие определять виды бактерий и грибов в разных средах с использованием газовой хроматографии.

Медицинский центр «АРМЕД» располагает собственной сертифицированной лабораторией. Для выявления дисбактериоза пациенту будет необходимо сдать ряд анализов, перечень которых дас ваш лечащий врач.

Лечение дисбактериоза

Терапия больных дисбактериозом включает лечение основного заболевания (на фоне которого развился дисбактериоз) и восстановление нормального состава кишечных бактерий.

В целом лечение состоит из:

• избавления от повышенного бактериального роста в желудочно-кишечном тракте, как правило, это антибактериальные препараты на 10-14 дней;
• восстановления нормальной и полезной микрофлоры в желудочно-кишечном тракте: пробиотики, пребиотики, синбиотики, метабиотики;
• улучшения всасывания полезных бактерий и кишечного пищеварения;
• стимулирования организма к сопротивлению внешним инфекциям.

Назначается диета с учётом типа диспепсии, моторных нарушений и основного заболевания.

Чтобы лечение проходило эффективнее, нужно обязательно соблюдать правила: есть небольшими порциями, но каждые 3 часа, исключить белый хлеб, солёную и жирную пищу. Напитки употреблять после приёма пищи спустя полчаса.

Таким образом, проблема дисбактериоза кишечника остаётся актуальной. Явление дисбактериоза следует рассматривать как вторичное состояние, требующее уточнение причин его развития. Лечебная тактика корректируется с учётом с основного заболевания.
Для предотвращения такого недуга как дисбактериоз к лечению нужно подходить комплексно, а также при возникновении первых признаков обратиться к врачу.

При обнаружении симптомов дисбактериоза записывайтесь на приём гастроэнтеролога в медицинском центре «АРМЕД» по телефону 8 (862) 254-55-55, мы находимся в г. Сочи по адресу: ул. Гагарина д.19 а.

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.

1. The Nutrition Source Healthy Eating Plate & Healthy Eating Pyramid \2017 The President and Fellows of Harvard College

2. The dilatory supplement pyramid

PP-BIF-RUS-0327

Правильное питание при дисбактериозе — RU.DELFI

Справиться с дисбактериозом можно не только с помощью пищевых добавок, но и при помощи диеты.

Оставить вредные бактерии без еды

Для лечения дисбактериоза нужно в первую очередь на время отказаться от еды, благодаря которой вредные бактерии в кишечнике процветают. Чтобы нормально жить, расти и размножаться, бактериям необходимы сахар и крахмал. Поэтому и диету при дисбактериозе следует исключить сладкие прохладительные напитки, картофель, хлеб, бобовые, макароны, выпечку и различные десерты, а также молоко и йогурты. Единственные углеводы, которые должны входить в диету — это фрукты, некрахмалистые овощи (например, огурцы и помидоры; в картофеле много крахмала, и от него следует отказаться), мед. Основой диеты при дисбактериозе являются жиры и белки животного происхождения.

Помочь пищеварению

Дисбактериоз может привести к нарушению пищеварения, из-за чего затрудняется выработка пищеварительных ферментов и необходимых питательных веществ. Чтобы помочь пищеварению, делайте из овощей пюре и супы, тщательно готовьте мясо и рыбу — заботьтесь о том, чтобы организм получал еду в наиболее легко перевариваемой форме.

Вылечить кишечник

В некоторых случаях дисбактериоз приводит к повреждению внутренней оболочки кишечника. В костном бульоне содержатся вещества, необходимые для восстановления кишечника. Поэтому, в течение как минимум двух недель, рекомендуется два-три раза в день выпивать по чашке костного бульона — готовьте его самостоятельно, чтоб в нем не было каких-либо химических добавок.

Восстановить баланс

Полезные для кишечника бактерии, известные как пробиотики, помогут восстановить баланс микрофлоры и предотвратить бесконтрольный рост вредных бактерий в будущем. Можно принимать добавки с пробиотиками или включить в диету ферментированные продукты питания. Пожалуй, самые популярные продукты с пробиотиками — ”живые йогурты”. Они прекрасно восстанавливают баланс микрофлоры, однако не стоит есть их дольше, чем в течение двух недель, чтобы кишечник не разучился работать без такой поддержки извне.

Питание при дисбактериозе кишечника. Большая книга о питании для здоровья

Питание при дисбактериозе кишечника

Еще в прошлом веке многие ученые были настроены против микробной флоры, населяющей наш кишечник. Преобладала такая точка зрения: не нужны человеку эти микробы. Более того, перспектива снижения заболеваемости, увеличения продолжительности жизни человека связывалась часто с уничтожением микрофлоры кишечника, с достижением его стерильности.

В последние десятилетия благодаря широкому применению антибиотиков и сульфаниламидных препаратов, сыгравших огромную роль в эффективном лечении многих заболеваний, было обращено внимание на то, что под влиянием указанных медикаментозных средств существенно меняется картина микрофлоры кишечника. Стали говорить о дисбактериозе кишечника – состоянии, сопровождающемся выраженным нарушением состава микрофлоры и нормального, привычного для человека количественного соотношения между различными микроорганизмами, средой обитания которых в процессе эволюции стал наш кишечник. Особое внимание было обращено на так называемые бифидобактерии (слово «бифидус» означает «раздвоенная палочка»), которые признаны полезными, не способными вызывать какие-либо заболевания. Они участвуют в выработке витаминов и ферментов (это доказано исследованиями, проведенными в последние годы), являются антагонистами целого ряда патогенных микроорганизмов, таких как сальмонеллы, стафилококки.

Иногда дисбактериоз кишечника протекает без выраженных клинических проявлений и выявляется только при специальном бактериологическом исследовании. Однако довольно часто дисбактериоз сопровождается неустойчивым стулом (чаще расстройством), метеоризмом, болями в животе, другими проявлениями дискомфорта системы пищеварения.

Наиболее эффективный метод нормализации микрофлоры кишечника – комплексное лечение, включающее в себя использование чистых культур различных микробов, являющихся полезными и составляющих нормальную микрофлору здорового человека, и диетотерапию.

Лечащий врач рекомендует прием бифидумбактерина, бификола, лактобактерина, что приводит к временному увеличению их количества в толстом кишечнике и нормализует «взаимоотношения жителей» этой части пищеварительной системы.

Бифидумбактерин и бификол применяют по 5 – 10 доз в течение дня за 20 – 30 мин до еды. Длительность курса лечения определяется степенью нарушения микрофлоры и составляет не менее 20 дней, а может продолжаться до 1,5 – 2 месяцев, в зависимости от результатов бактериологического исследования микрофлоры и клинической картины.

Лактобактерин назначается взрослым по 4 – 10 доз в день за 40 мин – 1 ч до принятия пищи в 2 – 3 приема. Указанный препарат применяют в том случае, если снижено представительство молочнокислых палочек в составе микрофлоры кишечника.

Что касается более конкретных рекомендаций по лечению дисбактериоза, то их можно получить только у врача, знакомого с клиническими проявлениями заболевания и результатами бактериологического анализа больного.

И, наконец, о диете, рекомендуемой при дисбактериозе кишечника. Положительно влияют на нормализацию микрофлоры кишечника молочнокислые продукты: кефир, простокваша, ацидофилин, ряженка, айран и др. Молочнокислые бактерии, содержащиеся в этих продуктах, способствуют подавлению гнилостной микрофлоры.

Полезно включать в рацион питания разнообразные овощи, фрукты, ягоды, такие как черная смородина, гранаты, клюква, малина, земляника, черника, яблоки, абрикосы. Особенно ценен сок черной смородины и черники. Фитонциды, витамины, органические кислоты, содержащиеся в них, способствуют нормализации микрофлоры кишечника.

В литературе имеются указания на то, что некоторые представители овощной зелени и пряностей, такие, например, как петрушка, сельдерей, гвоздика, корица, препятствуют развитию дрожжевых грибков, что также ведет к нормализации микрофлоры. Считается полезной и свежая морковь.

При некоторых видах дисбактериоза, сопровождающихся так называемой гнилостной диспепсией, рекомендуется ограничить употребление продуктов, содержащих животный белок (яиц, мяса, рыбы).

При сопутствующих жалобах на метеоризм ограничивают употребление мучных блюд и продуктов, усиливающих брожение: бобовых, капусты, ржаного хлеба. Уменьшают также количество сахара и кондитерских изделий.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Правильное питание при дисбактериозе кишечника — www.wday.ru

Во время лечения дисбактериоза необходимо придерживаться следующих правил питания:

1. Принимать пищу нужно как можно чаще небольшими порциями. В идеале вы должны есть не меньше 5 раз в день.
2. Не торопитесь во время еды. Пищу необходимо хорошенько пережевывать. От перекусов на бегу нужно отказаться.
3. Во время еды старайтесь не пить. Жидкость разбавляет желудочный сок, что значительно замедляет процесс пищеварения.
4. Не ешьте слишком горячую или холодную пищу. Она должна иметь комнатную температуру.
5. Если дисбактериоз сопровождается поносом или другими симптомами, то лучше продукты перед употреблением измельчать. Так вы сможете снизить нагрузку на ослабленную пищеварительную систему.

Грамотное питание при дисбактериозе кишечника должно включать в себя следующие продукты:

• ржаной хлеб;
• различные крупы. Если болезнь сопровождается запорами, то в вашем меню непременно должны присутствовать гречка и геркулес. В случае диареи стоит увеличить количество потребляемого риса;
• кисломолочные продукты. Отдавайте предпочтение натуральному йогурту, кефиру и ряженке. Творог же можно употреблять в ограниченном количестве;
• сырые овощи могут негативно сказаться на состоянии кишечника. Их лучше всего приготовить на пару или потушить;
• рыбу и мясо лучше употреблять в отварном или запеченном виде. При этом выбирайте только нежирные сорта.

Категорически запрещены следующие продукты:

• кондитерские изделия. Любые продукты, содержащие сахар, создают благоприятную обстановку для развития патогенной микрофлоры, поэтому от них нужно отказаться. Даже чай или кофе придется пить несладкими;
• выпечка, в состав которой входят дрожжи;
• алкогольные напитки. Особенно это касается пива, так как все продукты брожения ухудшают работу кишечника.

Такие простые рекомендации позволят вам отрегулировать баланс микроорганизмов в кишечнике и наладить работу всего ЖКТ в целом.

Дисбиоз кишечной микробиоты, вызванный диетой, и его влияние на иммунитет и заболевания

Резюме

Желудочно-кишечная микробиота (GI) — это совокупность микробов, которые обитают в желудочно-кишечном тракте и представляют собой крупнейший источник чужеродных антигенов в желудочно-кишечном тракте. тело человека. Желудочно-кишечный тракт функционирует как главный иммунологический орган, поскольку он должен поддерживать толерантность к комменсальным и диетическим антигенам, оставаясь при этом отзывчивым на патогенные стимулы. Если этот баланс нарушен, могут возникнуть несоответствующие воспалительные процессы, ведущие к повреждению клеток-хозяев и / или аутоиммунитету.Данные свидетельствуют о том, что состав кишечной микробиоты может влиять на восприимчивость к хроническим заболеваниям кишечного тракта, включая язвенный колит, болезнь Крона, целиакию и синдром раздраженного кишечника, а также к более системным заболеваниям, таким как ожирение, диабет 1 типа и диабет 2 типа. . Интересно, что значительный сдвиг в диете совпал с увеличением заболеваемости многими из этих воспалительных заболеваний. Первоначально считалось, что состав кишечной микробиоты был относительно стабильным с раннего детства; однако недавние данные свидетельствуют о том, что диета может вызывать дисбактериоз — изменение состава микробиоты, которое может привести к аберрантным иммунным ответам.Обсуждаются роль микробиоты и возможность возникновения дисбактериоза, вызванного диетой, при воспалительных состояниях желудочно-кишечного тракта и системных заболеваниях.

Ключевые слова: кишечная микробиота, воспаление, восприимчивость к болезням, питание

1. Введение

1.1. Кишечная микробиота

Кишечная микробиота — это совокупность микробов, обитающих в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ), и состоит из более чем 1000 различных видов, которые вносят свой вклад 3.3 миллиона уникальных микробных генов в желудочно-кишечном тракте человека [1,2]. Эта сложная микробная система включает бактерии, которые живут в симбиотических отношениях со своим хозяином, и некоторые микробы, которые обладают потенциально патогенными характеристиками. Микробиота млекопитающих сильно варьируется на более низких таксономических уровнях, однако существует четыре доминирующих типа: Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria и Proteobacteria [3]. Firmicutes и Bacteroidetes составляют> 90% популяции бактерий в толстой кишке [4], в то время как актинобактерии и протеобактерии (включая Enterobacteriaceae) присутствуют регулярно, но их мало (<1% –5%) [1].

Микробы в желудочно-кишечном тракте необходимы для пищеварения хозяина, включая расщепление сложных углеводов, включая пищевые волокна, производство короткоцепочечных жирных кислот и синтез витаминов (см. Обзор [5]). В результате состав микробиоты может влиять на метаболические функции хозяина. Микробиота желудочно-кишечного тракта также имеет решающее значение для определения восприимчивости хозяина к инфекциям желудочно-кишечного тракта [6]. Он может защищать хозяина от патогенных бактерий напрямую, предотвращая их прикрепление за счет устойчивости к колонизации, а также превосходя патогены за питательные вещества и поддерживая соответствующий pH в кишечнике [7].Недавний отчет показал, что микробиота человека, независимо от возраста, национальности, пола и индекса массы тела, попадает в один из трех основных «энтеротипов», которые различаются по своему филогенетическому составу и функциональным характеристикам [8]. Это первый отчет, в котором предполагается, что микробиота человека объединяется в функциональные группы, которые могут по-разному реагировать на диету или лекарства, и может представлять будущее направление функциональной характеристики микробиоты.

Колонизация желудочно-кишечного тракта начинается в процессе родов, когда новорожденный подвергается воздействию материнских микробов и микробов окружающей среды [9].Микробиота младенцев отличается неоднородностью и нестабильностью примерно до 2–4 лет [10,11], когда она становится более стабильной, напоминая микробиоту взрослых [12]. Первоначальная колонизация кишечника не кажется случайной [13], а скорее запрограммированной. Первоначально это было показано Rawls et al. (2006), которые выполнили реципрокную трансплантацию микробиоты у рыбок данио и мышей, которые имеют сходную микробиоту на уровне деления, но разный состав на уровне видов [14].Когда микробиота рыбок зебры была трансплантирована мышам, свободным от микробов (GF), и наоборот, у хозяина образовалось бактериальное сообщество, аналогичное его собственному виду, что показало, что генетика заранее программирует экологию наших желудочно-кишечных трактов [14]. Однако появляется все больше свидетельств того, что на микробную экологию могут влиять несколько эпигенетических факторов, включая способ родов [15], воздействие антибиотиков [16], питание новорожденных [17], питание взрослых [18], стресс [19,20]. , возраст [21] и степень гигиены [22], а также случайные события, включая бактериальную инфекцию [23].Например, младенцы, рожденные естественным путем, приобретают микрофлору влагалища и кишечника матери, включая Bacteroides , Bifidobacterium , Lactobacillus и Escherichia coli , в то время как дети, рожденные посредством кесарева сечения, имеют повышенный уровень бактерий, связанных с кожей, включая Staphylococcus . виды [24], которое сохраняется в детстве [25]. Следовательно, хотя генетика хозяина может в определенной степени предсказать микробный состав, несколько внешних факторов способствуют развитию уникального микробного отпечатка пальца человека и, как следствие, предрасположенности к нескольким заболеваниям.

1.2. Кишечная микробиота и иммунная система

Кишечная микробиота играет решающую роль в развитии местного и системного иммунитета, а также в поддержании гомеостаза толстой кишки [26,27,28]. Важность кишечной микробиоты в развитии иммунной системы подчеркивается исследованиями GF, которые показывают, что структура и функция кишечника нарушены [29] из-за снижения секреции IgA [30], уменьшения количества и функции интраэпителиальных лимфоцитов [31] и уменьшения лимфатической ткани. [32].Было показано, что микробиота управляет размножением В- и Т-клеток в пейеровских бляшках и брыжеечных лимфатических узлах, особенно CD4 + Т-лимфоцитов, включая FOXp3-экспрессирующие Т-регуляторные (T _reg ) клетки [33]. В частности, Bifidobacteria spp. усиливают созревание системы sIgA слизистой оболочки, в то время как ранняя колонизация Bacteroides fragilis подавляет реакцию на липополисахариды (ЛПС) в младенчестве [34]. После послеродового периода и во взрослом возрасте микробиота необходима для индукции регуляторных механизмов, предназначенных для поддержания баланса как слизистого, так и системного иммунитета, чтобы, несмотря на то, что мы терпимы к безвредным бактериям, мы все еще могли формировать адекватные ответы на патогены.Было показано, что многие виды бактерий оказывают специфическое воздействие на хозяина. Например, сегментированные нитчатые бактерии, которые плотно прилегают к кишечному эпителию [35], вызывают ответы Th27 [36] и увеличивают количество клеток T _reg как в тонком, так и в толстом кишечнике [37]. Предполагается, что полисахарид A, связанный с B. fragilis , активирует CD4 + Т-хелперные клетки и способствует балансу Th2 / Th3 [38]. Моноколонизация с использованием B. fragilis способствует развитию клеток T _reg и индуцирует выработку противовоспалительного цитокина IL-10, что приводит к защите от химически индуцированного колита [39].Другой ключевой группой микробов являются Clostridium coccoides и C. leptum (кластеры IV и V соответственно), которые защищают от воспалительного заболевания кишечника (ВЗК) [40]. Кроме того, моноколонизация Clostridia (46 видов из кластеров IV и V) у мышей GF сильно способствует продуцированию IL-10 клетками T _reg [41]. Хотя клетки T _reg играют решающую роль в этой регуляции, другие факторы, такие как производство короткоцепочечных жирных кислот микробами, помогают регулировать другие важные процессы, такие как гомеостаз кишечника. Clostridium coccoides являются основными продуцентами короткоцепочечных жирных кислот, особенно бутирата, который является источником энергии для колоноцитов и, как было показано, защищает от повреждающих воспалительных реакций [42]. Другие короткоцепочечные жирные кислоты, такие как пропионовая кислота, полезны при низких концентрациях, но обладают нейротоксическим действием в больших количествах и могут играть роль в развитии и сохранении симптомов аутизма [43]. Учитывая жизненно важную взаимосвязь между микробиотой и функцией кишечника, крайне важно, чтобы микробиота функционировала нормально для поддержания сбалансированного иммунитета и гомеостаза.Измененная микробиота, называемая дисбактериозом, может привести к изменению иммунных функций и повышению риска заболевания. Таким образом, колонизация кишечника микробиотой в период между младенчеством и последующими четырьмя годами жизни может представлять собой критическую контрольную точку, во время которой в результате реакции на кишечные бактерии развиваются иммунная толерантность и восприимчивость к болезням. Понимание того, как внешние факторы, такие как диета, изменяют восприимчивость к болезням через изменения в микробиоте, может дать представление о функции микробов у здоровых и больных людей.

1.3. Дисбиоз кишечной микробиоты, вызванный диетой

Влияние диеты на состав микробиоты было продемонстрировано на начальном этапе колонизации: у младенцев, вскармливаемых грудью, более высокие уровни Bifidobacteria spp. в то время как у младенцев, вскармливаемых смесью, более высокий уровень Bacteroides spp., а также повышенный уровень Clostridium coccoides и Lactobacillus spp. [44]. Предполагалось, что после послеродового периода микробиота будет относительно стабильной на протяжении всей жизни.Однако несколько недавних исследований показали, что диетические факторы изменяют микробное сообщество, что приводит к биологическим изменениям в организме хозяина (). Фактически, состав микробиоты кишечника сильно коррелирует с диетой, что продемонстрировано исследованием, оценивающим относительный вклад генетики и диеты хозяина в формирование микробиоты кишечника и модулирование фенотипов метаболического синдрома у мышей. У мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, наблюдается множество ключевых изменений популяции кишечника, таких как отсутствие защитных кишечных барьеров Bifidobacteria spp.В целом, диетические изменения могут объяснить 57% общих структурных вариаций микробиоты кишечника, тогда как генетические изменения составляют не более 12% [45]. Это указывает на то, что диета играет доминирующую роль в формировании микробиоты кишечника, а изменение ключевых групп населения может превратить здоровую микробиоту кишечника в организм, вызывающий заболевание. Например, «западная» диета с высоким содержанием сахара и жира вызывает дисбактериоз, который влияет как на метаболизм желудочно-кишечного тракта хозяина, так и на иммунный гомеостаз [46]. Это было смоделировано в модели гуманизированных мышей, где фекальная микробиота взрослого человека была трансплантирована мышам GF.Мышей кормили диетой с низким содержанием жира, богатой полисахаридами растений, и при переходе на «западную» диету состав микробиоты перешел на чрезмерный рост Firmicutes, включая Clostridium innocuum , Eubacterium dolichum , Catenibacterium mitsuokai и . Enterococcus spp., А также значительное сокращение нескольких видов Bacteroides spp. [18]. У мышей диета с пониженным содержанием углеводов приводит к увеличению популяции бактерий из группы Bacteroidetes [47], а диета с ограничением калорийности предотвращает рост Clostridium coccoides , Lactobacillus spp.и Bifidobacteria spp., которые являются основными продуцентами бутирата, необходимыми для гомеостаза колоноцитов [48]. Диеты, богатые сложными углеводами, содержат меньше патогенных видов, таких как Mycobacterium avium подвидов paratuberculosis и Enterobacteriaceae [49], чем диеты с более высоким содержанием жира или белка [48,50,51,52]. Сложные углеводы также повышают уровень полезных бифидобактерий spp. такие как B. longum подвиды longum , B.breve и B. thetaiotaomicron [53]. Рафинированный сахар, с другой стороны, опосредует чрезмерный рост условно-патогенных бактерий, таких как C. difficile [54] и C. perfringens , путем увеличения выхода желчи [55]. Вегетарианство изменяет кишечную микробиоту у людей, потому что большое количество клетчатки приводит к увеличению производства короткоцепочечных жирных кислот микробами, что снижает рН кишечника. Это предотвращает рост потенциально патогенных бактерий, таких как E.coli и другие представители Enterobacteriaceae [56]. Интересно, что было обнаружено, что у европейских детей микробиота обеднена Bacteroidetes и обогащена Enterobacteriaceae по сравнению с африканскими детьми, проживающими в сельских районах, что авторы объясняют низким потреблением пищевых волокон европейцами [57]. Хотя это еще не продемонстрировано на людях, было высказано предположение, что материнский рацион может влиять на микробиоту потомства. Диета с высоким содержанием жиров (44% сгущенного молока и 8% кукурузного масла), которую скармливали крысам и передавали их грудным детенышам с грудным молоком, вызвала специфические микробные изменения в отпечатках микробиоты их щенков, такие как увеличение популяции Lactobacillus spp.и Enterococcus spp. и истощены Bacteroides spp. и Prevotella spp . [58]. Другие исследования, проведенные на мышах, показали, что диета с высоким содержанием жиров, богатая сафлоровым маслом, полиненасыщенной жирной кислотой омега-6 (ПНЖК), снижает количество Bacteroidetes, одновременно обогащая популяции фирмикутов, актинобактерий и протеобактерий [59,60]. Авторы показали, что потребление сафлорового масла стимулировало рост δ- Proteobacteria за счет усиления бактериальных генов, отвечающих за хемотаксис и развитие жгутиков, давая им конкурентное преимущество перед другими группами бактерий, которые колонизируют желудочно-кишечный тракт [61].Однако другое исследование показало, что диета, богатая насыщенными (молочными) жирами, а не сафлоровым маслом, вызвала рост δ- Proteobacteria , в частности Bilophila wadsworthia , в слепой кишке [62]. Эти противоречивые наблюдения могут быть результатом исследования области желудочно-кишечного тракта, поскольку слепая кишка и толстая кишка различаются как по микробной среде обитания, так и по функциям. Таким образом, вывод о преимуществах сафлорового масла над молочным жиром нельзя сделать только на основании этих двух исследований.

Таблица 1

Краткое описание дисбактериоза, вызванного диетой.

, 55]

Диета	Измененные бактерии	Влияние на бактерии	Ссылки
Высокожирные	Бифидобактерии spp .	Снижено (отсутствует)	[45]
С высоким содержанием жира и сахара	Clostridium innocuum , Catenibacterium mitsuokai и Enterococcus spp.	Увеличено	[18]
	Bacteroides spp.	Снижено	[18]
Сниженное содержание углеводов	Bacteroidetes	Увеличено	[49]
Ограничение калорийности	Clostridium soccoides и Bifidobacteria spp.	Снижение (предотвращение роста)	[48]
Сложные углеводы	Mycobacterium avium подвидов paratuberculosis и Enterobacteriaceae	Снижение	[49]
Б.longum подвиды longum , B.breve и B. thetaiotaomicron	Повышенный уровень	[53]
Рафинированный сахар	C. difficile и C. perfringens	Повышенный
Вегетарианец	E. coli	Снижено	[56]
Высокое n -6 ПНЖК из сафлорового масла	Bacteroidetes	Снижено	[59,60]
	Фирмикуты, актинобактерии и протеобактерии	Увеличение	[59,60]
	δ- Proteobacteria	Увеличение	[61]
Животный молочный жир	δ- Proteobacteria	Увеличение	[62]

эффекты на воспалительные и метаболические реакции хозяина.Например, богатая белком диета увеличивает активность бактериальных ферментов, таких как β-глюкуронидаза, азоредуктаза и нитроредуктаза, которые продуцируют токсичные метаболиты, вызывающие воспалительные реакции [63]. Из-за сложного баланса, который существует внутри микробиоты, изменения в одной группе или виде могут не только напрямую влиять на хозяина, но также могут разрушить все микробное сообщество. Например, представители филы Firmicutes, Actinobacteria, Verrucomicrobium и Bacteroidetes могут разлагать сложные углеводы, не всасываемые хозяином [64], а также могут ингибировать рост условно-патогенных микроорганизмов, таких как Clostridium spp.и представители Enterobacteriaceae, такие как E. coli [65,66]. Дисбиоз также может изменять метаболическую активность других членов микробиоты кишечника [67]. Таким образом, вполне возможно, что некоторые диеты способствуют росту микробов, которые могут оказывать вредное воздействие на своего хозяина, в то время как другие диетические факторы могут способствовать развитию полезных микробов. Неизвестно, является ли дисбактериоз, вызванный диетой, временным или долгосрочным явлением. Если дисбактериоз является долговременным явлением, то послеродовое питание может быть использовано для содействия изменениям микробиоты на ранних этапах жизни во время развития более стабильной микробиоты.В подтверждение этого, потребление смеси с рыбьим жиром может изменить микробный состав младенца; однако неизвестно, будут ли эти микробные изменения продолжительными или временными [68]. Хотя это исследование не выявило конкретных микробов, которые изменились, и не изучило влияние на кишечный иммунитет, оно предполагает, что микробиота может быть изменена с помощью диетических факторов, чтобы обогатить полезные микробы и предотвратить заболевания, связанные с дисбактериозом.

2. Кишечная микробиота и болезни

Естественный гомеостаз кишечных микробных сообществ изменяется во время многих патологий, включая ожирение, метаболический синдром, диабет, воспалительное заболевание кишечника (ВЗК), синдром раздраженного кишечника (СРК) и целиакию. Во многих случаях есть данные, свидетельствующие о причастности различных диетических факторов к возникновению этих заболеваний, которые будут обсуждаться ниже. И микробиота, и слизистая оболочка кишечника подвергаются воздействию пищевых антигенов, и, как обсуждается здесь, недавние данные показали, что определенные диетические предпочтения могут вызывать дисбактериоз.Однако мало что известно о влиянии питания на индуцирование определенных микробных популяций, которые либо защищают и предотвращают определенные заболевания, либо, наоборот, разрушают и вызывают болезнь . Это важная область исследований, поскольку выбор диеты изменяет экологию кишечной микробиоты, что может повлиять на предрасположенность человека ко многим воспалительным заболеваниям. Хотя есть доказательства того, что определенные диетические факторы напрямую связаны с реакциями хозяина, влияющими на риск заболевания, также вероятно, что такой эффект, по крайней мере частично, вызван сдвигами в экологии кишечной микробиоты ().

Рисунок 1

Дисбиоз, вызванный диетой, влияет на восприимчивость к болезням. На микробиом кишечника (микробная экология и их генетический материал) влияют как генетика хозяина, так и окружающая среда, включая факторы питания. При заболеваниях, включая ВЗК, диабет и ожирение, диета участвует в качестве фактора, оказывающего непосредственное влияние на метаболизм хозяина и / или иммунные ответы. Однако недавние данные свидетельствуют о том, что диета также влияет на состав микробиома.Это, в свою очередь, может повлиять на иммунитет и метаболизм хозяина и изменить восприимчивость к болезням.

2.1. Ожирение, метаболический синдром и диабет 2 типа

Микробиота кишечника участвует в метаболизме организма, влияя на энергетический баланс, метаболизм глюкозы и слабое воспаление, связанное с ожирением и связанными с ним нарушениями обмена веществ. Ожирение связано с дисбактериозом пищеварительного тракта как у мужчин, так и у мышей. Как обсуждалось ранее, диета может влиять на дисбактериоз и метаболизм хозяина [18].Фактически, тучный микробиом демонстрирует повышенную способность собирать энергию из рациона [69], свойство, которое передается между тучными и не страдающими ожирением мышами, несмотря на одинаковое потребление энергии [70]. Firmicutes и Bacteroidetes представляют собой два крупнейших типа микробиоты человека и мыши, и изменение соотношения этих типов связано со многими заболеваниями, включая ожирение. У людей с ожирением количество Bacteroidetes ниже по сравнению с худыми людьми [70,71], а потеря веса у людей с ожирением приводит к увеличению количества Bacteroidetes [72].Однако существуют противоречивые данные о составе фенотипа микробиоты с ожирением в отношении соотношений Bacteroidetes и Firmicutes [73,74]. Дети с ожирением / избыточной массой тела также имеют повышенное содержание Enterobacteriaceae по сравнению с детьми той же возрастной группы (4–5 лет) с нормальным индексом массы тела [75]. А также Bifidobacteria spp. из филы Actinobacteria, как было показано, истощается как у тучных мышей, так и у людей [76,77]. Хотя еще не ясно, какие именно микробы вызывают или предотвращают ожирение, данные свидетельствуют о том, что микробиота является фактором.В подтверждение этого, у мышей GF не развивается ожирение [72,78], однако микробиота с ожирением вызывает ожирение у мышей GF [59]. Кроме того, мыши, получавшие ванкомиоцин, получавшие с высоким содержанием жиров, набирали меньше веса, чем мыши, получавшие ванкомицин, получавшие контрольную диету, несмотря на аналогичное потребление калорий [79]. Это показывает, что целенаправленное манипулирование микробиотой приводит к различным метаболическим результатам в зависимости от состава рациона. Микробиота связана с инсулинорезистентностью или диабетом 2 типа (СД2) через метаболический синдром, и действительно, микробиота людей с СД2 также характеризуется повышенным соотношением Bacteroidetes / Firmicutes, а также увеличением содержания Bacillus и Lactobacillus . виды[80]. Было также замечено, что соотношение Bacteriodes — Prevotella к C. coccoides — E. rectale положительно коррелировало с уровнями глюкозы, но не коррелировало с индексом массы тела [80]. Это говорит о том, что микробиота может влиять на СД2 в сочетании с ожирением или независимо от него.

Ожирение, метаболический синдром и СД2 также связаны с системным воспалением низкой степени. Одним из механизмов, который может объяснить вызванное микробами ожирение, связанное с метаболическим синдромом и СД2, является эндотоксемия, которая характеризуется избытком циркулирующего ЛПС, который вызывает системное воспаление [81,82].Мыши, которым вводили ЛПС, демонстрируют повышенную прибавку в весе и инсулинорезистентность наряду с накоплением макрофагов в белой жировой ткани [83]. У людей диета с высоким содержанием жиров в западном стиле, скармливаемая людям старше одного месяца, может вызвать повышение уровня эндотоксинов в плазме на 71%, что позволяет предположить, что эндотоксемия может развиться у людей с дисфункцией желудочно-кишечного барьера, связанной с дисбактериозом [82]. Кроме того, у пациентов с СД2 повышен уровень ЛПС в плазме [84], а у мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, увеличивается количество ЛПС-содержащих бактерий, которые способствуют системному воспалению, что приводит к метаболическому синдрому и инсулинорезистентности [81].Недавнее исследование, направленное на выяснение механизма между уровнями ЛПС и метаболизмом глюкозы, показало, что, хотя ЛПС увеличивает инфильтрацию макрофагов, необходимую для системного воспаления, предшествующего инсулинорезистентности, сам по себе ЛПС не ухудшает метаболизм глюкозы [83]. Это указывает на то, что другие факторы могут быть вовлечены в развитие инсулинорезистентности. Например, регуляция врожденного иммунитета кишечника может влиять на развитие метаболического синдрома и ожирения [85]. У мышей, лишенных толл-подобного рецептора (TLR) 5, трансмембранного белка, экспрессирующегося в слизистой оболочке кишечника, который связывает бактериальные жгутики, развивается метаболический синдром, связанный с дисбактериозом и воспалением слабой степени, который усугубляется после диеты с высоким содержанием жиров [86].Необходимы дальнейшие исследования для выяснения вовлеченных микробных факторов и их влияния на регуляцию ожирения, метаболического синдрома и СД2.

Изменения в микробиоте могут повлиять на баланс иммунной системы хозяина и привести к повышенной транслокации бактериальных антигенов к метаболически активным тканям. Это может привести к хроническому воспалительному состоянию и нарушению метаболических функций, таких как инсулинорезистентность, отложение жира в печени, невосприимчивость к инсулину и чрезмерное развитие жировой ткани.Этот дисбаланс может возникнуть в начале метаболического заболевания. Следовательно, раннее лечение дисбактериоза может замедлить или предотвратить эпидемию метаболических заболеваний и, следовательно, соответствующие летальные сердечно-сосудистые последствия [87]. Лечение пробиотиками и пребиотиками может быть подходом к обращению вспять метаболических изменений хозяина, связанных с дисбактериозом, наблюдаемым при ожирении [88]. Пребиотические волокна могут способствовать ожирению, нормализуя дисбактериоз кишечника. Используя крыс с генетическим ожирением, одна группа обнаружила, что дозирование пребиотических волокон увеличивает количество Firmicutes и снижает количество Bacteroidetes, что является микробным профилем, обнаруживаемым у худых фенотипов, наряду с увеличением количества Bifidobacteria spp.и Lactobacillus spp. [89]. Введение Lactobacillus spp. в качестве пробиотика в одном исследовании получены различные результаты в отношении прибавки в весе у людей, предполагая, что разные виды Lactobacilli по-разному влияют на изменение веса, которое зависит от хозяина [74]. Восстановление микробиоты может ослабить метаболические нарушения, связанные с ожирением, и помочь людям поддерживать здоровый вес [90].

2.2. Диабет 1 типа

Микробиота желудочно-кишечного тракта была впервые рассмотрена как фактор, способствующий развитию диабета 1 типа (T1D), когда было обнаружено, что пенетрантность диабета у мышей с диабетом без ожирения (NOD) зависела от условий содержания животных. в [91].С тех пор было показано, что модели СД1 на мышах и крысах имеют микробиоту, отмеченную сниженным разнообразием и уменьшением количества Lactobacillus spp., А также снижение соотношения Firmicutes / Bacteroidetes [92,93]. Совсем недавно клиническое исследование показало, что генетически предрасположенные младенцы, у которых развивается СД1, также имеют более низкое микробное разнообразие, чем те, у которых это заболевание не развивается [94]. Как эти специфические изменения в микробных популяциях приводят к развитию T1D, неизвестно, но есть мнение, что определенные микробные антигены способствуют T-клеткам, участвующим в разрушении β-клеток.Возможно, что этот процесс ускоряется из-за дисфункционального кишечного барьера, который долгое время был связан как клинически, так и экспериментально с СД1 [95,96,97,98]. Изменения в передаче сигналов врожденного иммунитета также могут играть критическую роль, поскольку у мышей GF NOD, у которых отсутствует ген первичного ответа миелоидной дифференцировки врожденного адапторного белка (MyD) 88, развивается устойчивый диабет, в то время как у мышей, свободных от специфических патогенов, нет, и колонизация мышей GF свободными от специфических патогенов. микробиота ослабляет диабет [93].Это говорит о том, что микробные антигены через врожденную иммунную систему участвуют в прогрессировании СД1. В частности, сегментированная нитчатая бактерия, не культивируемая и строго анаэробная, способствует дифференцировке клеток Th27 и положительно коррелирует с защитой от T1D у мышей NOD [99]. Микробиота, по-видимому, важна для поддержания баланса клеток Th27 / T _reg в тканях кишечника, мезентериальных и панкреатических лимфатических узлах, а также в развитии инсулита, хотя микробиота не контролирует прогрессирование до явного диабета [100]. .Это говорит о том, что, хотя микробиота играет важную роль в управлении воспалительными реакциями, ведущими к инсулиту, прогрессирование диабета включает другие механизмы.

Имеются данные о том, что диетические и микробные антигены независимо влияют на СД1, однако возможность индуцированного диетой дисбактериоза, ведущего к СД1, четко не определена. Пероральный прием пробиотиков и пребиотиков представляет собой способы вызвать изменения в микробиоте и показал потенциал в изменении начала диабета: Lactobacillus johnsonii N6.2 защищает BB-крыс от T1D, опосредуя функцию кишечного барьера и воспаление [101,102], а комбинированный пробиотик VSL # 3, как было показано, ослабляет инсулит и диабет у мышей NOD [103]. Пребиотики менее изучены, но есть доказательства того, что грудное вскармливание защищает детей от СД1 [104]. Грудное молоко содержит множество сложных олигосахаридов [105], которые являются пребиотиками, поскольку они способствуют росту групп полезных бактерий [106]. Определенные пищевые антигены связаны с прогрессирующей деструкцией β-клеток при СД1 у людей (коровье молоко, фруктовые соки, яйца и безалкогольные напитки) [107,108], и было показано, что многие диеты защищают от СД1 на моделях грызунов (с низким содержанием белка, высоким содержанием жиров , низкое соотношение омега-6: омега-3 ПНЖК, на основе сои и без лактозы) [109,110,111,112].Это указывает на то, что изменение микробиоты с помощью пробиотиков и пребиотиков может повлиять на прогрессирование заболевания, а диетическое вмешательство также влияет на начало диабета. Понимание вызванного диетой дисбиоза может быть многообещающим направлением для развития микробиоты, которая помогает предотвратить аутоиммунные заболевания, такие как T1D.

2.3. Воспалительное заболевание кишечника

Этиология ВЗК, включая болезнь Крона и язвенный колит, многофакторна и часто наблюдается у генетически предрасположенных лиц с нарушенной целостностью слизистой оболочки кишечника.В результате микробные антигены легче проникают через эпителиальный барьер и активируют иммунные клетки, которые вызывают нежелательное и потенциально хроническое воспаление. Микробиота имеет решающее значение для поддержания гомеостаза кишечника за счет активации TLR врожденного иммунитета [113], а также может играть причинную роль в нарушении целостности и восстановлении слизистой оболочки, наблюдаемом у пациентов с ВЗК. Фактически, дисбиотическая микробиота может вызывать колит у мышей [114] и наблюдается у пациентов с ВЗК по уменьшению микробного разнообразия [115,116], обогащению бактериями семейства Enterobacteriaceae [117,118,119] и истощению запасов бактерий типа Bacteroidetes и определенные Firmicutes [40].Механизмы, с помощью которых дисбактериоз способствует ВЗК, четко не определены, но увеличение количества инвазивных видов бактерий в сочетании с уменьшением числа защитных бактерий может привести к несоответствующей активации иммунных клеток и последующему нарушению иммунных ответов Th2 и Th27, увеличению проницаемости слизистой оболочки и потеря иммунологической толерантности. Наша группа недавно показала, что микробиота кишечника защищает от предрасположенности к летальному инфекционному колиту, регулируя защитные воспалительные и окислительно-восстановительные реакции [6].Кишечная микробиота считается основным фактором патогенеза ВЗК, и в результате существует большой интерес к определению того, какие популяции микробов способствуют защитным ответам в кишечнике.

Новые данные также указывают на то, что потребление липидов с пищей является важным фактором, влияющим на этиологию ВЗК [120,121,122,123,124,125]. По крайней мере, одно исследование датского населения показало, что чрезмерное потребление омега-6 ПНЖК увеличивает риск язвенного колита на 30%; тогда как потребление докозагексаеновой кислоты, омега-3 ПНЖК, снизило бремя болезни на 77% [122].Действительно, таблетки рыбьего жира рекламируются как «лекарство» от таких заболеваний, как ВЗК [124], но их влияние на здоровье желудочно-кишечного тракта противоречит некоторым исследованиям, показывающим положительный результат [120,122,123], и другим исследованиям, показывающим, что они действительно обостряют колит [126,127]. Хотя можно предположить, что чрезмерное потребление омега-6 ПНЖК связано с повышенным риском ВЗК, сделано предположение, что жирные кислоты с пищей напрямую изменяют иммунные ответы кишечника хозяина. Хотя это вероятно, также вероятно, что такой эффект, по крайней мере частично, вызван сдвигами в экологии микробиоты кишечника.И микробиота, и слизистая оболочка кишечника подвергаются воздействию пищевых антигенов, что предполагает возможность того, что на восприимчивость к ВЗК может влиять диета через тип микробов, на которые влияют факторы питания. В этом направлении мы показали, что микробиота, обогащенная Bacteroidetes, способствует иммунным и окислительно-восстановительным реакциям кишечника хозяина, которые защищают мышей от смертельного инфекционного колита [6]. Это демонстрирует, что микробиота управляет реакцией хозяина и изменяет восприимчивость к болезням.Однако мало что известно о влиянии питания на индуцирование определенных микробных популяций, которые либо защищают и предотвращают ВЗК, либо, наоборот, разрушают и вызывают ВЗК. Это важная область исследований, поскольку понимание того, как выбор диеты влияет на экологию кишечной микробиоты, может повлиять на индивидуальную восприимчивость к ВЗК, а также направление дальнейших разработок и клинического использования конкретных методов лечения пробиотиками. Однако до сих пор клинические испытания пробиотиков дали различные результаты против ВЗК [128], возможно, поскольку неизвестно, колонизируют ли они кишечник в долгосрочной перспективе.Таким образом, определение методов, которые способствуют развитию и поддержанию полезных микробов, которые уже присутствуют в кишечнике, чтобы помочь сбалансировать иммунную систему и поддерживать здоровье желудочно-кишечного тракта, является потенциальной профилактической мерой или лечением против ВЗК.

2.4. Синдром раздраженного кишечника

На СРК приходится до 40% амбулаторных обращений к гастроэнтерологу [129]. Хотя патогенез плохо изучен, есть доказательства того, что микробиота может быть вовлечена. Микробиота кала людей с СРК сильно отличается от таковой здоровых людей [130].У здоровых людей, по-видимому, более разнообразное микробное сообщество кишечника, чем у людей, страдающих СРК [131]. Избыточный бактериальный рост в тонком кишечнике также наблюдается в подгруппе случаев СРК [132]. Микробиота пациентов с СРК по сравнению с контрольной группой имеет двукратное увеличение соотношения Firmicutes и Bacteroidetes [133, 134]. У пациентов с СРК повышен уровень Clostridia spp. [133] и снижение уровня Bifidobacteria spp. по сравнению с контролем [133,135,136].Одно исследование также показало, что образцы фекалий пациентов с СРК имеют более высокое разнообразие Bacteroidetes и Lactobacillus spp. [137]. Напротив, другая группа не наблюдала различий между Bacteroides spp . , Bifidobacteria spp., Lactobacillus spp. И Enterococcus spp. между пациентами с СРК и контрольной группой [138]. Существует две общие классификации СРК: с преобладанием диареи и с преобладанием запора, каждая из которых, по-видимому, связана со специфическими изменениями в микробиоте.СРК с преобладанием диареи ассоциируется со значительным увеличением количества вредных бактерий, таких как Proteobacteria [139, 140], и снижением количества полезных бактерий, таких как Lactobacillus spp. [135,141], Actinobacteria и Bacteroidetes [142], а также общее сокращение микробного разнообразия [143]. Пациенты с СРК с преобладанием запора имеют повышенное количество Firmicutes [135] и снижение уровня продуцирующих лактат и утилизирующих бактерий, таких как Eubacterium hallii и Anaerostipes caccae [144].Как микробиота способствует развитию СРК, неизвестно, но одним из факторов может быть слабое воспаление слизистой оболочки, которое может быть инициировано микробиотой. В подтверждение этого у пациентов с СРК наблюдается повышенная экспрессия TLR4 и 5, которые инициируют врожденный иммунный ответ посредством микробных стимулов [145].

В когорте активных пациентов с СРК 52% связали свои симптомы с диетическими компонентами: 34% считают, что овощи вызывают неприятные симптомы СРК, 29% связывают свои симптомы с фруктами, 15% с молоком, 15% с потреблением жиров, 6% перца и специй и 4% сахара [146].Другое исследование определило, что продукты, богатые углеводами, кофе, алкоголь и острые специи являются причиной проявления симптомов у пациентов с СРК [147]. В последнее время исследования были сосредоточены на пробиотиках и пребиотиках в качестве терапевтических средств от СРК. Было показано, что пробиотики модулируют иммунную систему слизистых оболочек и улучшают барьерную функцию кишечника, подтверждая их потенциал в качестве терапевтических средств при желудочно-кишечных заболеваниях [148]. Терапевтические эффекты пробиотиков связаны со стабилизацией кишечной микробиоты [149]. Бифидобактерии видов было показано, что он эффективно облегчает СРК и значительно облегчает симптомы СРК, такие как боль / дискомфорт, вздутие живота / вздутие живота, позывы и расстройство пищеварения [150, 151]. Хотя в настоящее время не существует лечения СРК, терапия пробиотиками начинает появляться как потенциальный метод лечения.

2,5. Целиакия и другие пищевые аллергии

Целиакия — это хроническая воспалительная энтеропатия, вызванная аутоиммунным ответом на пептиды глютена, полученные из мягкой пшеницы, ячменя и ржи, которые поглощаются и представляются макрофагами, которые затем распознаются CD4 + Т-клетками. .Это запускает высвобождение провоспалительных цитокинов, которые повреждают слизистые оболочки тонкого кишечника [152, 153]. Хотя механизм прогрессирования целиакии хорошо известен, недавно появились данные, свидетельствующие о том, что микробиота играет важную роль в патофизиологии заболевания. Было показано, что кормление грудью [154], а также роды через естественные родовые пути [155] потенциально защищают от этого расстройства, способствуя здоровой микробиоте во время начальной колонизации. У предрасположенных младенцев кишечная микробиота лишена Bacteroidetes и большое количество Firmicutes [156].Многие группы обнаружили, что пациенты с глютеновой болезнью имеют микробиоту фекалий, отличную от таковой у здоровых взрослых, характеризующихся повышенным содержанием Bifidobacteria spp. [156,157,158,159], Lactobacillus spp. [157,158,160], Bacteroides spp., Staphylococcus spp. [154, 158, 161] и E. coli [160, 161]. И наоборот, некоторые группы обнаружили, что Bifidobacteria spp. были ниже у пациентов с глютеновой болезнью по сравнению с контрольной группой [154, 161]. Также Bifidobacteria spp.менее разнообразны у детей с глютеновой болезнью [162], и одна группа обнаружила, что B. longum ослабляет продукцию воспалительных цитокинов и опосредованный CD4 + T-клетками иммунный ответ на животной модели энтеропатии, индуцированной глиадином [163]. В целом, более высокая частота грамотрицательных и потенциально провоспалительных бактерий присутствует в микробиоте детей с целиакией, что связано с симптомами, связанными с заболеванием, способствуя патологическому прогрессу расстройства [164]. Измененная экспрессия генов TLR2 и 9, а также ингибирующего адаптивного белка, взаимодействующего с белком Toll или TOLLIP в биоптатах тонкого кишечника при глютеновой болезни, предполагает, что факторы, связанные с микробиотой, могут быть важны в развитии заболевания [165].

Безглютеновая диета в настоящее время является единственным методом лечения целиакии, и было показано, что бактериальный состав изменяется у пролеченных и нелеченных взрослых с целиакией [166]. Безглютеновая диета снижает количество Firmicutes и увеличивает количество Proteobacteria. У людей с глютеновой болезнью это приводит к снижению иммунных ответов, что противоречит мнению о том, что протеобактерии являются инициаторами иммунных ответов [160]. Однако безглютеновая диета может не полностью восстановить естественный баланс микробиоты, обычно наблюдаемый у здоровых людей, у тех пациентов, которые испытали дисбактериоз из-за чувствительности к глютену [158].Было обнаружено, что введение Lactobacillus casei эффективно для восстановления нормальной архитектуры слизистой оболочки и гомеостаза кишечной лимфоидной ткани на мышиной модели энтеропатии, индуцированной глиадином [167]. Это предполагает, что определенные микробы могут участвовать в стимулировании определенных иммунологических ответов у восприимчивых людей и могут быть потенциальной мишенью для снижения энтеропатии, связанной с этим заболеванием.

Дисбиоз может вызывать аберрантные иммунные реакции, ведущие к другим видам пищевой аллергии.Микробиота кишечника важна для развития оральной толерантности, которая предотвращает реакцию иммунной системы на безвредные бактериальные и пищевые антигены-комменсалы [168]. Распространенная пищевая аллергия, например, на молоко, яичные и ореховые продукты, может быть связана с дисбактериозом кишечной микробиоты. В подтверждение этого одна группа обнаружила, что стимуляция иммуноцитов кишечника с помощью Lactobacillus spp. может регулировать чрезмерные антиген-специфические цитокиновые ответы [169]. Младенцы (младше 12 месяцев) с чувствительностью к питательной смеси имеют необычно низкие уровни Bifidobacteria spp.и Lactobacillus spp. и высокие уровни Clostridia spp., Staphylococcus spp. и E. coli [170]. Кроме того, Firmicutes (в частности, Lactobacillus spp.) И Bifidobacteria spp. было показано, что они снижаются, а уровни энтеробактерий повышаются [171] у лиц с пищевой аллергией. Добавление лактозы в рацион регулирует состав кишечной микробиоты за счет увеличения общего количества фекалий Lactobacillus spp.и Bifidobacteria spp., при снижении уровней Bacteroides spp. [172].

Пробиотики были предложены для лечения пищевой аллергии. Одна группа обнаружила, что добавление Bifidobacterium , по-видимому, изменяет микробиоту кишечника таким образом, что может облегчить аллергическое воспаление, уменьшая количество E. coli , одновременно защищая от увеличения количества Bacteroidetes во время отлучения [171]. Другое исследование показало, что пробиотические бактерии индуцировали in vivo и увеличивали плазменные уровни противовоспалительного IL-10 и общего IgA у детей с аллергической предрасположенностью [173].Хотя это может представлять собой варианты лечения для людей с пищевой аллергией, необходимы дальнейшие исследования для подтверждения этих выводов.

Дисбиоз кишечной микробиоты, вызванный диетой, и его влияние на иммунитет и заболевания человеческое тело. Желудочно-кишечный тракт функционирует как главный иммунологический орган, поскольку он должен поддерживать толерантность к комменсальным и диетическим антигенам, оставаясь при этом отзывчивым на патогенные стимулы.Если этот баланс нарушен, могут возникнуть несоответствующие воспалительные процессы, ведущие к повреждению клеток-хозяев и / или аутоиммунитету. Данные свидетельствуют о том, что состав кишечной микробиоты может влиять на восприимчивость к хроническим заболеваниям кишечного тракта, включая язвенный колит, болезнь Крона, целиакию и синдром раздраженного кишечника, а также к более системным заболеваниям, таким как ожирение, диабет 1 типа и диабет 2 типа. . Интересно, что значительный сдвиг в диете совпал с увеличением заболеваемости многими из этих воспалительных заболеваний.Первоначально считалось, что состав кишечной микробиоты был относительно стабильным с раннего детства; однако недавние данные свидетельствуют о том, что диета может вызывать дисбактериоз — изменение состава микробиоты, которое может привести к аберрантным иммунным ответам. Обсуждаются роль микробиоты и возможность возникновения дисбактериоза, вызванного диетой, при воспалительных состояниях желудочно-кишечного тракта и системных заболеваниях.

Ключевые слова: кишечная микробиота, воспаление, восприимчивость к болезням, питание

1.Введение

1.1. Кишечная микробиота

Кишечная микробиота — это совокупность микробов, обитающих в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ), и состоит из более чем 1000 различных видов, которые вносят 3,3 миллиона уникальных микробных генов в ЖКТ человека [1,2]. Эта сложная микробная система включает бактерии, которые живут в симбиотических отношениях со своим хозяином, и некоторые микробы, которые обладают потенциально патогенными характеристиками. Микробиота млекопитающих сильно варьируется на более низких таксономических уровнях, однако существует четыре доминирующих типа: Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria и Proteobacteria [3].Firmicutes и Bacteroidetes составляют> 90% популяции бактерий в толстой кишке [4], в то время как актинобактерии и протеобактерии (включая Enterobacteriaceae) присутствуют регулярно, но их мало (<1% –5%) [1].

Микробы в желудочно-кишечном тракте необходимы для пищеварения хозяина, включая расщепление сложных углеводов, включая пищевые волокна, производство короткоцепочечных жирных кислот и синтез витаминов (см. Обзор [5]). В результате состав микробиоты может влиять на метаболические функции хозяина.Микробиота желудочно-кишечного тракта также имеет решающее значение для определения восприимчивости хозяина к инфекциям желудочно-кишечного тракта [6]. Он может защищать хозяина от патогенных бактерий напрямую, предотвращая их прикрепление за счет устойчивости к колонизации, а также превосходя патогены за питательные вещества и поддерживая соответствующий pH в кишечнике [7]. Недавний отчет показал, что микробиота человека, независимо от возраста, национальности, пола и индекса массы тела, попадает в один из трех основных «энтеротипов», которые различаются по своему филогенетическому составу и функциональным характеристикам [8].Это первый отчет, в котором предполагается, что микробиота человека объединяется в функциональные группы, которые могут по-разному реагировать на диету или лекарства, и может представлять будущее направление функциональной характеристики микробиоты.

Колонизация желудочно-кишечного тракта начинается в процессе родов, когда новорожденный подвергается воздействию материнских микробов и микробов окружающей среды [9]. Микробиота младенцев отличается неоднородностью и нестабильностью примерно до 2–4 лет [10,11], когда она становится более стабильной, напоминая микробиоту взрослых [12].Первоначальная колонизация кишечника не кажется случайной [13], а скорее запрограммированной. Первоначально это было показано Rawls et al. (2006), которые выполнили реципрокную трансплантацию микробиоты у рыбок данио и мышей, которые имеют сходную микробиоту на уровне деления, но разный состав на уровне видов [14]. Когда микробиота рыбок зебры была трансплантирована мышам, свободным от микробов (GF), и наоборот, у хозяина образовалось бактериальное сообщество, аналогичное его собственному виду, что показало, что генетика заранее программирует экологию наших желудочно-кишечных трактов [14].Однако появляется все больше свидетельств того, что на микробную экологию могут влиять несколько эпигенетических факторов, включая способ родов [15], воздействие антибиотиков [16], питание новорожденных [17], питание взрослых [18], стресс [19,20]. , возраст [21] и степень гигиены [22], а также случайные события, включая бактериальную инфекцию [23]. Например, младенцы, рожденные естественным путем, приобретают микрофлору влагалища и кишечника матери, включая Bacteroides , Bifidobacterium , Lactobacillus и Escherichia coli , в то время как дети, рожденные посредством кесарева сечения, имеют повышенный уровень бактерий, связанных с кожей, включая Staphylococcus . виды[24], которое сохраняется в детстве [25]. Следовательно, хотя генетика хозяина может в определенной степени предсказать микробный состав, несколько внешних факторов способствуют развитию уникального микробного отпечатка пальца человека и, как следствие, предрасположенности к нескольким заболеваниям.

1.2. Кишечная микробиота и иммунная система

Кишечная микробиота играет решающую роль в развитии местного и системного иммунитета, а также в поддержании гомеостаза толстой кишки [26,27,28].Важность кишечной микробиоты в развитии иммунной системы подчеркивается исследованиями GF, которые показывают, что структура и функция кишечника нарушены [29] из-за снижения секреции IgA [30], уменьшения количества и функции интраэпителиальных лимфоцитов [31] и уменьшения лимфатической ткани. [32]. Было показано, что микробиота управляет размножением В- и Т-клеток в пейеровских бляшках и брыжеечных лимфатических узлах, особенно CD4 + Т-лимфоцитов, включая FOXp3-экспрессирующие Т-регуляторные (T _reg ) клетки [33].В частности, Bifidobacteria spp. усиливают созревание системы sIgA слизистой оболочки, в то время как ранняя колонизация Bacteroides fragilis подавляет реакцию на липополисахариды (ЛПС) в младенчестве [34]. После послеродового периода и во взрослом возрасте микробиота необходима для индукции регуляторных механизмов, предназначенных для поддержания баланса как слизистого, так и системного иммунитета, чтобы, несмотря на то, что мы терпимы к безвредным бактериям, мы все еще могли формировать адекватные ответы на патогены.Было показано, что многие виды бактерий оказывают специфическое воздействие на хозяина. Например, сегментированные нитчатые бактерии, которые плотно прилегают к кишечному эпителию [35], вызывают ответы Th27 [36] и увеличивают количество клеток T _reg как в тонком, так и в толстом кишечнике [37]. Предполагается, что полисахарид A, связанный с B. fragilis , активирует CD4 + Т-хелперные клетки и способствует балансу Th2 / Th3 [38]. Моноколонизация с использованием B. fragilis способствует развитию клеток T _reg и индуцирует выработку противовоспалительного цитокина IL-10, что приводит к защите от химически индуцированного колита [39].Другой ключевой группой микробов являются Clostridium coccoides и C. leptum (кластеры IV и V соответственно), которые защищают от воспалительного заболевания кишечника (ВЗК) [40]. Кроме того, моноколонизация Clostridia (46 видов из кластеров IV и V) у мышей GF сильно способствует продуцированию IL-10 клетками T _reg [41]. Хотя клетки T _reg играют решающую роль в этой регуляции, другие факторы, такие как производство короткоцепочечных жирных кислот микробами, помогают регулировать другие важные процессы, такие как гомеостаз кишечника. Clostridium coccoides являются основными продуцентами короткоцепочечных жирных кислот, особенно бутирата, который является источником энергии для колоноцитов и, как было показано, защищает от повреждающих воспалительных реакций [42]. Другие короткоцепочечные жирные кислоты, такие как пропионовая кислота, полезны при низких концентрациях, но обладают нейротоксическим действием в больших количествах и могут играть роль в развитии и сохранении симптомов аутизма [43]. Учитывая жизненно важную взаимосвязь между микробиотой и функцией кишечника, крайне важно, чтобы микробиота функционировала нормально для поддержания сбалансированного иммунитета и гомеостаза.Измененная микробиота, называемая дисбактериозом, может привести к изменению иммунных функций и повышению риска заболевания. Таким образом, колонизация кишечника микробиотой в период между младенчеством и последующими четырьмя годами жизни может представлять собой критическую контрольную точку, во время которой в результате реакции на кишечные бактерии развиваются иммунная толерантность и восприимчивость к болезням. Понимание того, как внешние факторы, такие как диета, изменяют восприимчивость к болезням через изменения в микробиоте, может дать представление о функции микробов у здоровых и больных людей.

1.3. Дисбиоз кишечной микробиоты, вызванный диетой

Влияние диеты на состав микробиоты было продемонстрировано на начальном этапе колонизации: у младенцев, вскармливаемых грудью, более высокие уровни Bifidobacteria spp. в то время как у младенцев, вскармливаемых смесью, более высокий уровень Bacteroides spp., а также повышенный уровень Clostridium coccoides и Lactobacillus spp. [44]. Предполагалось, что после послеродового периода микробиота будет относительно стабильной на протяжении всей жизни.Однако несколько недавних исследований показали, что диетические факторы изменяют микробное сообщество, что приводит к биологическим изменениям в организме хозяина (). Фактически, состав микробиоты кишечника сильно коррелирует с диетой, что продемонстрировано исследованием, оценивающим относительный вклад генетики и диеты хозяина в формирование микробиоты кишечника и модулирование фенотипов метаболического синдрома у мышей. У мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, наблюдается множество ключевых изменений популяции кишечника, таких как отсутствие защитных кишечных барьеров Bifidobacteria spp.В целом, диетические изменения могут объяснить 57% общих структурных вариаций микробиоты кишечника, тогда как генетические изменения составляют не более 12% [45]. Это указывает на то, что диета играет доминирующую роль в формировании микробиоты кишечника, а изменение ключевых групп населения может превратить здоровую микробиоту кишечника в организм, вызывающий заболевание. Например, «западная» диета с высоким содержанием сахара и жира вызывает дисбактериоз, который влияет как на метаболизм желудочно-кишечного тракта хозяина, так и на иммунный гомеостаз [46]. Это было смоделировано в модели гуманизированных мышей, где фекальная микробиота взрослого человека была трансплантирована мышам GF.Мышей кормили диетой с низким содержанием жира, богатой полисахаридами растений, и при переходе на «западную» диету состав микробиоты перешел на чрезмерный рост Firmicutes, включая Clostridium innocuum , Eubacterium dolichum , Catenibacterium mitsuokai и . Enterococcus spp., А также значительное сокращение нескольких видов Bacteroides spp. [18]. У мышей диета с пониженным содержанием углеводов приводит к увеличению популяции бактерий из группы Bacteroidetes [47], а диета с ограничением калорийности предотвращает рост Clostridium coccoides , Lactobacillus spp.и Bifidobacteria spp., которые являются основными продуцентами бутирата, необходимыми для гомеостаза колоноцитов [48]. Диеты, богатые сложными углеводами, содержат меньше патогенных видов, таких как Mycobacterium avium подвидов paratuberculosis и Enterobacteriaceae [49], чем диеты с более высоким содержанием жира или белка [48,50,51,52]. Сложные углеводы также повышают уровень полезных бифидобактерий spp. такие как B. longum подвиды longum , B.breve и B. thetaiotaomicron [53]. Рафинированный сахар, с другой стороны, опосредует чрезмерный рост условно-патогенных бактерий, таких как C. difficile [54] и C. perfringens , путем увеличения выхода желчи [55]. Вегетарианство изменяет кишечную микробиоту у людей, потому что большое количество клетчатки приводит к увеличению производства короткоцепочечных жирных кислот микробами, что снижает рН кишечника. Это предотвращает рост потенциально патогенных бактерий, таких как E.coli и другие представители Enterobacteriaceae [56]. Интересно, что было обнаружено, что у европейских детей микробиота обеднена Bacteroidetes и обогащена Enterobacteriaceae по сравнению с африканскими детьми, проживающими в сельских районах, что авторы объясняют низким потреблением пищевых волокон европейцами [57]. Хотя это еще не продемонстрировано на людях, было высказано предположение, что материнский рацион может влиять на микробиоту потомства. Диета с высоким содержанием жиров (44% сгущенного молока и 8% кукурузного масла), которую скармливали крысам и передавали их грудным детенышам с грудным молоком, вызвала специфические микробные изменения в отпечатках микробиоты их щенков, такие как увеличение популяции Lactobacillus spp.и Enterococcus spp. и истощены Bacteroides spp. и Prevotella spp . [58]. Другие исследования, проведенные на мышах, показали, что диета с высоким содержанием жиров, богатая сафлоровым маслом, полиненасыщенной жирной кислотой омега-6 (ПНЖК), снижает количество Bacteroidetes, одновременно обогащая популяции фирмикутов, актинобактерий и протеобактерий [59,60]. Авторы показали, что потребление сафлорового масла стимулировало рост δ- Proteobacteria за счет усиления бактериальных генов, отвечающих за хемотаксис и развитие жгутиков, давая им конкурентное преимущество перед другими группами бактерий, которые колонизируют желудочно-кишечный тракт [61].Однако другое исследование показало, что диета, богатая насыщенными (молочными) жирами, а не сафлоровым маслом, вызвала рост δ- Proteobacteria , в частности Bilophila wadsworthia , в слепой кишке [62]. Эти противоречивые наблюдения могут быть результатом исследования области желудочно-кишечного тракта, поскольку слепая кишка и толстая кишка различаются как по микробной среде обитания, так и по функциям. Таким образом, вывод о преимуществах сафлорового масла над молочным жиром нельзя сделать только на основании этих двух исследований.

Таблица 1

Краткое описание дисбактериоза, вызванного диетой.

, 55]

Диета	Измененные бактерии	Влияние на бактерии	Ссылки
Высокожирные	Бифидобактерии spp .	Снижено (отсутствует)	[45]
С высоким содержанием жира и сахара	Clostridium innocuum , Catenibacterium mitsuokai и Enterococcus spp.	Увеличено	[18]
	Bacteroides spp.	Снижено	[18]
Сниженное содержание углеводов	Bacteroidetes	Увеличено	[49]
Ограничение калорийности	Clostridium soccoides и Bifidobacteria spp.	Снижение (предотвращение роста)	[48]
Сложные углеводы	Mycobacterium avium подвидов paratuberculosis и Enterobacteriaceae	Снижение	[49]
Б.longum подвиды longum , B.breve и B. thetaiotaomicron	Повышенный уровень	[53]
Рафинированный сахар	C. difficile и C. perfringens	Повышенный
Вегетарианец	E. coli	Снижено	[56]
Высокое n -6 ПНЖК из сафлорового масла	Bacteroidetes	Снижено	[59,60]
	Фирмикуты, актинобактерии и протеобактерии	Увеличение	[59,60]
	δ- Proteobacteria	Увеличение	[61]
Животный молочный жир	δ- Proteobacteria	Увеличение	[62]

эффекты на воспалительные и метаболические реакции хозяина.Например, богатая белком диета увеличивает активность бактериальных ферментов, таких как β-глюкуронидаза, азоредуктаза и нитроредуктаза, которые продуцируют токсичные метаболиты, вызывающие воспалительные реакции [63]. Из-за сложного баланса, который существует внутри микробиоты, изменения в одной группе или виде могут не только напрямую влиять на хозяина, но также могут разрушить все микробное сообщество. Например, представители филы Firmicutes, Actinobacteria, Verrucomicrobium и Bacteroidetes могут разлагать сложные углеводы, не всасываемые хозяином [64], а также могут ингибировать рост условно-патогенных микроорганизмов, таких как Clostridium spp.и представители Enterobacteriaceae, такие как E. coli [65,66]. Дисбиоз также может изменять метаболическую активность других членов микробиоты кишечника [67]. Таким образом, вполне возможно, что некоторые диеты способствуют росту микробов, которые могут оказывать вредное воздействие на своего хозяина, в то время как другие диетические факторы могут способствовать развитию полезных микробов. Неизвестно, является ли дисбактериоз, вызванный диетой, временным или долгосрочным явлением. Если дисбактериоз является долговременным явлением, то послеродовое питание может быть использовано для содействия изменениям микробиоты на ранних этапах жизни во время развития более стабильной микробиоты.В подтверждение этого, потребление смеси с рыбьим жиром может изменить микробный состав младенца; однако неизвестно, будут ли эти микробные изменения продолжительными или временными [68]. Хотя это исследование не выявило конкретных микробов, которые изменились, и не изучило влияние на кишечный иммунитет, оно предполагает, что микробиота может быть изменена с помощью диетических факторов, чтобы обогатить полезные микробы и предотвратить заболевания, связанные с дисбактериозом.

2. Кишечная микробиота и болезни

Естественный гомеостаз кишечных микробных сообществ изменяется во время многих патологий, включая ожирение, метаболический синдром, диабет, воспалительное заболевание кишечника (ВЗК), синдром раздраженного кишечника (СРК) и целиакию. Во многих случаях есть данные, свидетельствующие о причастности различных диетических факторов к возникновению этих заболеваний, которые будут обсуждаться ниже. И микробиота, и слизистая оболочка кишечника подвергаются воздействию пищевых антигенов, и, как обсуждается здесь, недавние данные показали, что определенные диетические предпочтения могут вызывать дисбактериоз.Однако мало что известно о влиянии питания на индуцирование определенных микробных популяций, которые либо защищают и предотвращают определенные заболевания, либо, наоборот, разрушают и вызывают болезнь . Это важная область исследований, поскольку выбор диеты изменяет экологию кишечной микробиоты, что может повлиять на предрасположенность человека ко многим воспалительным заболеваниям. Хотя есть доказательства того, что определенные диетические факторы напрямую связаны с реакциями хозяина, влияющими на риск заболевания, также вероятно, что такой эффект, по крайней мере частично, вызван сдвигами в экологии кишечной микробиоты ().

Рисунок 1

Дисбиоз, вызванный диетой, влияет на восприимчивость к болезням. На микробиом кишечника (микробная экология и их генетический материал) влияют как генетика хозяина, так и окружающая среда, включая факторы питания. При заболеваниях, включая ВЗК, диабет и ожирение, диета участвует в качестве фактора, оказывающего непосредственное влияние на метаболизм хозяина и / или иммунные ответы. Однако недавние данные свидетельствуют о том, что диета также влияет на состав микробиома.Это, в свою очередь, может повлиять на иммунитет и метаболизм хозяина и изменить восприимчивость к болезням.

2.1. Ожирение, метаболический синдром и диабет 2 типа

Микробиота кишечника участвует в метаболизме организма, влияя на энергетический баланс, метаболизм глюкозы и слабое воспаление, связанное с ожирением и связанными с ним нарушениями обмена веществ. Ожирение связано с дисбактериозом пищеварительного тракта как у мужчин, так и у мышей. Как обсуждалось ранее, диета может влиять на дисбактериоз и метаболизм хозяина [18].Фактически, тучный микробиом демонстрирует повышенную способность собирать энергию из рациона [69], свойство, которое передается между тучными и не страдающими ожирением мышами, несмотря на одинаковое потребление энергии [70]. Firmicutes и Bacteroidetes представляют собой два крупнейших типа микробиоты человека и мыши, и изменение соотношения этих типов связано со многими заболеваниями, включая ожирение. У людей с ожирением количество Bacteroidetes ниже по сравнению с худыми людьми [70,71], а потеря веса у людей с ожирением приводит к увеличению количества Bacteroidetes [72].Однако существуют противоречивые данные о составе фенотипа микробиоты с ожирением в отношении соотношений Bacteroidetes и Firmicutes [73,74]. Дети с ожирением / избыточной массой тела также имеют повышенное содержание Enterobacteriaceae по сравнению с детьми той же возрастной группы (4–5 лет) с нормальным индексом массы тела [75]. А также Bifidobacteria spp. из филы Actinobacteria, как было показано, истощается как у тучных мышей, так и у людей [76,77]. Хотя еще не ясно, какие именно микробы вызывают или предотвращают ожирение, данные свидетельствуют о том, что микробиота является фактором.В подтверждение этого, у мышей GF не развивается ожирение [72,78], однако микробиота с ожирением вызывает ожирение у мышей GF [59]. Кроме того, мыши, получавшие ванкомиоцин, получавшие с высоким содержанием жиров, набирали меньше веса, чем мыши, получавшие ванкомицин, получавшие контрольную диету, несмотря на аналогичное потребление калорий [79]. Это показывает, что целенаправленное манипулирование микробиотой приводит к различным метаболическим результатам в зависимости от состава рациона. Микробиота связана с инсулинорезистентностью или диабетом 2 типа (СД2) через метаболический синдром, и действительно, микробиота людей с СД2 также характеризуется повышенным соотношением Bacteroidetes / Firmicutes, а также увеличением содержания Bacillus и Lactobacillus . виды[80]. Было также замечено, что соотношение Bacteriodes — Prevotella к C. coccoides — E. rectale положительно коррелировало с уровнями глюкозы, но не коррелировало с индексом массы тела [80]. Это говорит о том, что микробиота может влиять на СД2 в сочетании с ожирением или независимо от него.

Ожирение, метаболический синдром и СД2 также связаны с системным воспалением низкой степени. Одним из механизмов, который может объяснить вызванное микробами ожирение, связанное с метаболическим синдромом и СД2, является эндотоксемия, которая характеризуется избытком циркулирующего ЛПС, который вызывает системное воспаление [81,82].Мыши, которым вводили ЛПС, демонстрируют повышенную прибавку в весе и инсулинорезистентность наряду с накоплением макрофагов в белой жировой ткани [83]. У людей диета с высоким содержанием жиров в западном стиле, скармливаемая людям старше одного месяца, может вызвать повышение уровня эндотоксинов в плазме на 71%, что позволяет предположить, что эндотоксемия может развиться у людей с дисфункцией желудочно-кишечного барьера, связанной с дисбактериозом [82]. Кроме того, у пациентов с СД2 повышен уровень ЛПС в плазме [84], а у мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, увеличивается количество ЛПС-содержащих бактерий, которые способствуют системному воспалению, что приводит к метаболическому синдрому и инсулинорезистентности [81].Недавнее исследование, направленное на выяснение механизма между уровнями ЛПС и метаболизмом глюкозы, показало, что, хотя ЛПС увеличивает инфильтрацию макрофагов, необходимую для системного воспаления, предшествующего инсулинорезистентности, сам по себе ЛПС не ухудшает метаболизм глюкозы [83]. Это указывает на то, что другие факторы могут быть вовлечены в развитие инсулинорезистентности. Например, регуляция врожденного иммунитета кишечника может влиять на развитие метаболического синдрома и ожирения [85]. У мышей, лишенных толл-подобного рецептора (TLR) 5, трансмембранного белка, экспрессирующегося в слизистой оболочке кишечника, который связывает бактериальные жгутики, развивается метаболический синдром, связанный с дисбактериозом и воспалением слабой степени, который усугубляется после диеты с высоким содержанием жиров [86].Необходимы дальнейшие исследования для выяснения вовлеченных микробных факторов и их влияния на регуляцию ожирения, метаболического синдрома и СД2.

Изменения в микробиоте могут повлиять на баланс иммунной системы хозяина и привести к повышенной транслокации бактериальных антигенов к метаболически активным тканям. Это может привести к хроническому воспалительному состоянию и нарушению метаболических функций, таких как инсулинорезистентность, отложение жира в печени, невосприимчивость к инсулину и чрезмерное развитие жировой ткани.Этот дисбаланс может возникнуть в начале метаболического заболевания. Следовательно, раннее лечение дисбактериоза может замедлить или предотвратить эпидемию метаболических заболеваний и, следовательно, соответствующие летальные сердечно-сосудистые последствия [87]. Лечение пробиотиками и пребиотиками может быть подходом к обращению вспять метаболических изменений хозяина, связанных с дисбактериозом, наблюдаемым при ожирении [88]. Пребиотические волокна могут способствовать ожирению, нормализуя дисбактериоз кишечника. Используя крыс с генетическим ожирением, одна группа обнаружила, что дозирование пребиотических волокон увеличивает количество Firmicutes и снижает количество Bacteroidetes, что является микробным профилем, обнаруживаемым у худых фенотипов, наряду с увеличением количества Bifidobacteria spp.и Lactobacillus spp. [89]. Введение Lactobacillus spp. в качестве пробиотика в одном исследовании получены различные результаты в отношении прибавки в весе у людей, предполагая, что разные виды Lactobacilli по-разному влияют на изменение веса, которое зависит от хозяина [74]. Восстановление микробиоты может ослабить метаболические нарушения, связанные с ожирением, и помочь людям поддерживать здоровый вес [90].

2.2. Диабет 1 типа

Микробиота желудочно-кишечного тракта была впервые рассмотрена как фактор, способствующий развитию диабета 1 типа (T1D), когда было обнаружено, что пенетрантность диабета у мышей с диабетом без ожирения (NOD) зависела от условий содержания животных. в [91].С тех пор было показано, что модели СД1 на мышах и крысах имеют микробиоту, отмеченную сниженным разнообразием и уменьшением количества Lactobacillus spp., А также снижение соотношения Firmicutes / Bacteroidetes [92,93]. Совсем недавно клиническое исследование показало, что генетически предрасположенные младенцы, у которых развивается СД1, также имеют более низкое микробное разнообразие, чем те, у которых это заболевание не развивается [94]. Как эти специфические изменения в микробных популяциях приводят к развитию T1D, неизвестно, но есть мнение, что определенные микробные антигены способствуют T-клеткам, участвующим в разрушении β-клеток.Возможно, что этот процесс ускоряется из-за дисфункционального кишечного барьера, который долгое время был связан как клинически, так и экспериментально с СД1 [95,96,97,98]. Изменения в передаче сигналов врожденного иммунитета также могут играть критическую роль, поскольку у мышей GF NOD, у которых отсутствует ген первичного ответа миелоидной дифференцировки врожденного адапторного белка (MyD) 88, развивается устойчивый диабет, в то время как у мышей, свободных от специфических патогенов, нет, и колонизация мышей GF свободными от специфических патогенов. микробиота ослабляет диабет [93].Это говорит о том, что микробные антигены через врожденную иммунную систему участвуют в прогрессировании СД1. В частности, сегментированная нитчатая бактерия, не культивируемая и строго анаэробная, способствует дифференцировке клеток Th27 и положительно коррелирует с защитой от T1D у мышей NOD [99]. Микробиота, по-видимому, важна для поддержания баланса клеток Th27 / T _reg в тканях кишечника, мезентериальных и панкреатических лимфатических узлах, а также в развитии инсулита, хотя микробиота не контролирует прогрессирование до явного диабета [100]. .Это говорит о том, что, хотя микробиота играет важную роль в управлении воспалительными реакциями, ведущими к инсулиту, прогрессирование диабета включает другие механизмы.

Имеются данные о том, что диетические и микробные антигены независимо влияют на СД1, однако возможность индуцированного диетой дисбактериоза, ведущего к СД1, четко не определена. Пероральный прием пробиотиков и пребиотиков представляет собой способы вызвать изменения в микробиоте и показал потенциал в изменении начала диабета: Lactobacillus johnsonii N6.2 защищает BB-крыс от T1D, опосредуя функцию кишечного барьера и воспаление [101,102], а комбинированный пробиотик VSL # 3, как было показано, ослабляет инсулит и диабет у мышей NOD [103]. Пребиотики менее изучены, но есть доказательства того, что грудное вскармливание защищает детей от СД1 [104]. Грудное молоко содержит множество сложных олигосахаридов [105], которые являются пребиотиками, поскольку они способствуют росту групп полезных бактерий [106]. Определенные пищевые антигены связаны с прогрессирующей деструкцией β-клеток при СД1 у людей (коровье молоко, фруктовые соки, яйца и безалкогольные напитки) [107,108], и было показано, что многие диеты защищают от СД1 на моделях грызунов (с низким содержанием белка, высоким содержанием жиров , низкое соотношение омега-6: омега-3 ПНЖК, на основе сои и без лактозы) [109,110,111,112].Это указывает на то, что изменение микробиоты с помощью пробиотиков и пребиотиков может повлиять на прогрессирование заболевания, а диетическое вмешательство также влияет на начало диабета. Понимание вызванного диетой дисбиоза может быть многообещающим направлением для развития микробиоты, которая помогает предотвратить аутоиммунные заболевания, такие как T1D.

2.3. Воспалительное заболевание кишечника

Этиология ВЗК, включая болезнь Крона и язвенный колит, многофакторна и часто наблюдается у генетически предрасположенных лиц с нарушенной целостностью слизистой оболочки кишечника.В результате микробные антигены легче проникают через эпителиальный барьер и активируют иммунные клетки, которые вызывают нежелательное и потенциально хроническое воспаление. Микробиота имеет решающее значение для поддержания гомеостаза кишечника за счет активации TLR врожденного иммунитета [113], а также может играть причинную роль в нарушении целостности и восстановлении слизистой оболочки, наблюдаемом у пациентов с ВЗК. Фактически, дисбиотическая микробиота может вызывать колит у мышей [114] и наблюдается у пациентов с ВЗК по уменьшению микробного разнообразия [115,116], обогащению бактериями семейства Enterobacteriaceae [117,118,119] и истощению запасов бактерий типа Bacteroidetes и определенные Firmicutes [40].Механизмы, с помощью которых дисбактериоз способствует ВЗК, четко не определены, но увеличение количества инвазивных видов бактерий в сочетании с уменьшением числа защитных бактерий может привести к несоответствующей активации иммунных клеток и последующему нарушению иммунных ответов Th2 и Th27, увеличению проницаемости слизистой оболочки и потеря иммунологической толерантности. Наша группа недавно показала, что микробиота кишечника защищает от предрасположенности к летальному инфекционному колиту, регулируя защитные воспалительные и окислительно-восстановительные реакции [6].Кишечная микробиота считается основным фактором патогенеза ВЗК, и в результате существует большой интерес к определению того, какие популяции микробов способствуют защитным ответам в кишечнике.

Новые данные также указывают на то, что потребление липидов с пищей является важным фактором, влияющим на этиологию ВЗК [120,121,122,123,124,125]. По крайней мере, одно исследование датского населения показало, что чрезмерное потребление омега-6 ПНЖК увеличивает риск язвенного колита на 30%; тогда как потребление докозагексаеновой кислоты, омега-3 ПНЖК, снизило бремя болезни на 77% [122].Действительно, таблетки рыбьего жира рекламируются как «лекарство» от таких заболеваний, как ВЗК [124], но их влияние на здоровье желудочно-кишечного тракта противоречит некоторым исследованиям, показывающим положительный результат [120,122,123], и другим исследованиям, показывающим, что они действительно обостряют колит [126,127]. Хотя можно предположить, что чрезмерное потребление омега-6 ПНЖК связано с повышенным риском ВЗК, сделано предположение, что жирные кислоты с пищей напрямую изменяют иммунные ответы кишечника хозяина. Хотя это вероятно, также вероятно, что такой эффект, по крайней мере частично, вызван сдвигами в экологии микробиоты кишечника.И микробиота, и слизистая оболочка кишечника подвергаются воздействию пищевых антигенов, что предполагает возможность того, что на восприимчивость к ВЗК может влиять диета через тип микробов, на которые влияют факторы питания. В этом направлении мы показали, что микробиота, обогащенная Bacteroidetes, способствует иммунным и окислительно-восстановительным реакциям кишечника хозяина, которые защищают мышей от смертельного инфекционного колита [6]. Это демонстрирует, что микробиота управляет реакцией хозяина и изменяет восприимчивость к болезням.Однако мало что известно о влиянии питания на индуцирование определенных микробных популяций, которые либо защищают и предотвращают ВЗК, либо, наоборот, разрушают и вызывают ВЗК. Это важная область исследований, поскольку понимание того, как выбор диеты влияет на экологию кишечной микробиоты, может повлиять на индивидуальную восприимчивость к ВЗК, а также направление дальнейших разработок и клинического использования конкретных методов лечения пробиотиками. Однако до сих пор клинические испытания пробиотиков дали различные результаты против ВЗК [128], возможно, поскольку неизвестно, колонизируют ли они кишечник в долгосрочной перспективе.Таким образом, определение методов, которые способствуют развитию и поддержанию полезных микробов, которые уже присутствуют в кишечнике, чтобы помочь сбалансировать иммунную систему и поддерживать здоровье желудочно-кишечного тракта, является потенциальной профилактической мерой или лечением против ВЗК.

2.4. Синдром раздраженного кишечника

На СРК приходится до 40% амбулаторных обращений к гастроэнтерологу [129]. Хотя патогенез плохо изучен, есть доказательства того, что микробиота может быть вовлечена. Микробиота кала людей с СРК сильно отличается от таковой здоровых людей [130].У здоровых людей, по-видимому, более разнообразное микробное сообщество кишечника, чем у людей, страдающих СРК [131]. Избыточный бактериальный рост в тонком кишечнике также наблюдается в подгруппе случаев СРК [132]. Микробиота пациентов с СРК по сравнению с контрольной группой имеет двукратное увеличение соотношения Firmicutes и Bacteroidetes [133, 134]. У пациентов с СРК повышен уровень Clostridia spp. [133] и снижение уровня Bifidobacteria spp. по сравнению с контролем [133,135,136].Одно исследование также показало, что образцы фекалий пациентов с СРК имеют более высокое разнообразие Bacteroidetes и Lactobacillus spp. [137]. Напротив, другая группа не наблюдала различий между Bacteroides spp . , Bifidobacteria spp., Lactobacillus spp. И Enterococcus spp. между пациентами с СРК и контрольной группой [138]. Существует две общие классификации СРК: с преобладанием диареи и с преобладанием запора, каждая из которых, по-видимому, связана со специфическими изменениями в микробиоте.СРК с преобладанием диареи ассоциируется со значительным увеличением количества вредных бактерий, таких как Proteobacteria [139, 140], и снижением количества полезных бактерий, таких как Lactobacillus spp. [135,141], Actinobacteria и Bacteroidetes [142], а также общее сокращение микробного разнообразия [143]. Пациенты с СРК с преобладанием запора имеют повышенное количество Firmicutes [135] и снижение уровня продуцирующих лактат и утилизирующих бактерий, таких как Eubacterium hallii и Anaerostipes caccae [144].Как микробиота способствует развитию СРК, неизвестно, но одним из факторов может быть слабое воспаление слизистой оболочки, которое может быть инициировано микробиотой. В подтверждение этого у пациентов с СРК наблюдается повышенная экспрессия TLR4 и 5, которые инициируют врожденный иммунный ответ посредством микробных стимулов [145].

В когорте активных пациентов с СРК 52% связали свои симптомы с диетическими компонентами: 34% считают, что овощи вызывают неприятные симптомы СРК, 29% связывают свои симптомы с фруктами, 15% с молоком, 15% с потреблением жиров, 6% перца и специй и 4% сахара [146].Другое исследование определило, что продукты, богатые углеводами, кофе, алкоголь и острые специи являются причиной проявления симптомов у пациентов с СРК [147]. В последнее время исследования были сосредоточены на пробиотиках и пребиотиках в качестве терапевтических средств от СРК. Было показано, что пробиотики модулируют иммунную систему слизистых оболочек и улучшают барьерную функцию кишечника, подтверждая их потенциал в качестве терапевтических средств при желудочно-кишечных заболеваниях [148]. Терапевтические эффекты пробиотиков связаны со стабилизацией кишечной микробиоты [149]. Бифидобактерии видов было показано, что он эффективно облегчает СРК и значительно облегчает симптомы СРК, такие как боль / дискомфорт, вздутие живота / вздутие живота, позывы и расстройство пищеварения [150, 151]. Хотя в настоящее время не существует лечения СРК, терапия пробиотиками начинает появляться как потенциальный метод лечения.

2,5. Целиакия и другие пищевые аллергии

Целиакия — это хроническая воспалительная энтеропатия, вызванная аутоиммунным ответом на пептиды глютена, полученные из мягкой пшеницы, ячменя и ржи, которые поглощаются и представляются макрофагами, которые затем распознаются CD4 + Т-клетками. .Это запускает высвобождение провоспалительных цитокинов, которые повреждают слизистые оболочки тонкого кишечника [152, 153]. Хотя механизм прогрессирования целиакии хорошо известен, недавно появились данные, свидетельствующие о том, что микробиота играет важную роль в патофизиологии заболевания. Было показано, что кормление грудью [154], а также роды через естественные родовые пути [155] потенциально защищают от этого расстройства, способствуя здоровой микробиоте во время начальной колонизации. У предрасположенных младенцев кишечная микробиота лишена Bacteroidetes и большое количество Firmicutes [156].Многие группы обнаружили, что пациенты с глютеновой болезнью имеют микробиоту фекалий, отличную от таковой у здоровых взрослых, характеризующихся повышенным содержанием Bifidobacteria spp. [156,157,158,159], Lactobacillus spp. [157,158,160], Bacteroides spp., Staphylococcus spp. [154, 158, 161] и E. coli [160, 161]. И наоборот, некоторые группы обнаружили, что Bifidobacteria spp. были ниже у пациентов с глютеновой болезнью по сравнению с контрольной группой [154, 161]. Также Bifidobacteria spp.менее разнообразны у детей с глютеновой болезнью [162], и одна группа обнаружила, что B. longum ослабляет продукцию воспалительных цитокинов и опосредованный CD4 + T-клетками иммунный ответ на животной модели энтеропатии, индуцированной глиадином [163]. В целом, более высокая частота грамотрицательных и потенциально провоспалительных бактерий присутствует в микробиоте детей с целиакией, что связано с симптомами, связанными с заболеванием, способствуя патологическому прогрессу расстройства [164]. Измененная экспрессия генов TLR2 и 9, а также ингибирующего адаптивного белка, взаимодействующего с белком Toll или TOLLIP в биоптатах тонкого кишечника при глютеновой болезни, предполагает, что факторы, связанные с микробиотой, могут быть важны в развитии заболевания [165].

Безглютеновая диета в настоящее время является единственным методом лечения целиакии, и было показано, что бактериальный состав изменяется у пролеченных и нелеченных взрослых с целиакией [166]. Безглютеновая диета снижает количество Firmicutes и увеличивает количество Proteobacteria. У людей с глютеновой болезнью это приводит к снижению иммунных ответов, что противоречит мнению о том, что протеобактерии являются инициаторами иммунных ответов [160]. Однако безглютеновая диета может не полностью восстановить естественный баланс микробиоты, обычно наблюдаемый у здоровых людей, у тех пациентов, которые испытали дисбактериоз из-за чувствительности к глютену [158].Было обнаружено, что введение Lactobacillus casei эффективно для восстановления нормальной архитектуры слизистой оболочки и гомеостаза кишечной лимфоидной ткани на мышиной модели энтеропатии, индуцированной глиадином [167]. Это предполагает, что определенные микробы могут участвовать в стимулировании определенных иммунологических ответов у восприимчивых людей и могут быть потенциальной мишенью для снижения энтеропатии, связанной с этим заболеванием.

Дисбиоз может вызывать аберрантные иммунные реакции, ведущие к другим видам пищевой аллергии.Микробиота кишечника важна для развития оральной толерантности, которая предотвращает реакцию иммунной системы на безвредные бактериальные и пищевые антигены-комменсалы [168]. Распространенная пищевая аллергия, например, на молоко, яичные и ореховые продукты, может быть связана с дисбактериозом кишечной микробиоты. В подтверждение этого одна группа обнаружила, что стимуляция иммуноцитов кишечника с помощью Lactobacillus spp. может регулировать чрезмерные антиген-специфические цитокиновые ответы [169]. Младенцы (младше 12 месяцев) с чувствительностью к питательной смеси имеют необычно низкие уровни Bifidobacteria spp.и Lactobacillus spp. и высокие уровни Clostridia spp., Staphylococcus spp. и E. coli [170]. Кроме того, Firmicutes (в частности, Lactobacillus spp.) И Bifidobacteria spp. было показано, что они снижаются, а уровни энтеробактерий повышаются [171] у лиц с пищевой аллергией. Добавление лактозы в рацион регулирует состав кишечной микробиоты за счет увеличения общего количества фекалий Lactobacillus spp.и Bifidobacteria spp., при снижении уровней Bacteroides spp. [172].

Пробиотики были предложены для лечения пищевой аллергии. Одна группа обнаружила, что добавление Bifidobacterium , по-видимому, изменяет микробиоту кишечника таким образом, что может облегчить аллергическое воспаление, уменьшая количество E. coli , одновременно защищая от увеличения количества Bacteroidetes во время отлучения [171]. Другое исследование показало, что пробиотические бактерии индуцировали in vivo и увеличивали плазменные уровни противовоспалительного IL-10 и общего IgA у детей с аллергической предрасположенностью [173].Хотя это может представлять собой варианты лечения для людей с пищевой аллергией, необходимы дальнейшие исследования для подтверждения этих выводов.

Дисбиоз кишечной микробиоты, вызванный диетой, и его влияние на иммунитет и заболевания человеческое тело. Желудочно-кишечный тракт функционирует как главный иммунологический орган, поскольку он должен поддерживать толерантность к комменсальным и диетическим антигенам, оставаясь при этом отзывчивым на патогенные стимулы.Если этот баланс нарушен, могут возникнуть несоответствующие воспалительные процессы, ведущие к повреждению клеток-хозяев и / или аутоиммунитету. Данные свидетельствуют о том, что состав кишечной микробиоты может влиять на восприимчивость к хроническим заболеваниям кишечного тракта, включая язвенный колит, болезнь Крона, целиакию и синдром раздраженного кишечника, а также к более системным заболеваниям, таким как ожирение, диабет 1 типа и диабет 2 типа. . Интересно, что значительный сдвиг в диете совпал с увеличением заболеваемости многими из этих воспалительных заболеваний.Первоначально считалось, что состав кишечной микробиоты был относительно стабильным с раннего детства; однако недавние данные свидетельствуют о том, что диета может вызывать дисбактериоз — изменение состава микробиоты, которое может привести к аберрантным иммунным ответам. Обсуждаются роль микробиоты и возможность возникновения дисбактериоза, вызванного диетой, при воспалительных состояниях желудочно-кишечного тракта и системных заболеваниях.

Ключевые слова: кишечная микробиота, воспаление, восприимчивость к болезням, питание

1.Введение

1.1. Кишечная микробиота

Кишечная микробиота — это совокупность микробов, обитающих в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ), и состоит из более чем 1000 различных видов, которые вносят 3,3 миллиона уникальных микробных генов в ЖКТ человека [1,2]. Эта сложная микробная система включает бактерии, которые живут в симбиотических отношениях со своим хозяином, и некоторые микробы, которые обладают потенциально патогенными характеристиками. Микробиота млекопитающих сильно варьируется на более низких таксономических уровнях, однако существует четыре доминирующих типа: Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria и Proteobacteria [3].Firmicutes и Bacteroidetes составляют> 90% популяции бактерий в толстой кишке [4], в то время как актинобактерии и протеобактерии (включая Enterobacteriaceae) присутствуют регулярно, но их мало (<1% –5%) [1].

Микробы в желудочно-кишечном тракте необходимы для пищеварения хозяина, включая расщепление сложных углеводов, включая пищевые волокна, производство короткоцепочечных жирных кислот и синтез витаминов (см. Обзор [5]). В результате состав микробиоты может влиять на метаболические функции хозяина.Микробиота желудочно-кишечного тракта также имеет решающее значение для определения восприимчивости хозяина к инфекциям желудочно-кишечного тракта [6]. Он может защищать хозяина от патогенных бактерий напрямую, предотвращая их прикрепление за счет устойчивости к колонизации, а также превосходя патогены за питательные вещества и поддерживая соответствующий pH в кишечнике [7]. Недавний отчет показал, что микробиота человека, независимо от возраста, национальности, пола и индекса массы тела, попадает в один из трех основных «энтеротипов», которые различаются по своему филогенетическому составу и функциональным характеристикам [8].Это первый отчет, в котором предполагается, что микробиота человека объединяется в функциональные группы, которые могут по-разному реагировать на диету или лекарства, и может представлять будущее направление функциональной характеристики микробиоты.

Колонизация желудочно-кишечного тракта начинается в процессе родов, когда новорожденный подвергается воздействию материнских микробов и микробов окружающей среды [9]. Микробиота младенцев отличается неоднородностью и нестабильностью примерно до 2–4 лет [10,11], когда она становится более стабильной, напоминая микробиоту взрослых [12].Первоначальная колонизация кишечника не кажется случайной [13], а скорее запрограммированной. Первоначально это было показано Rawls et al. (2006), которые выполнили реципрокную трансплантацию микробиоты у рыбок данио и мышей, которые имеют сходную микробиоту на уровне деления, но разный состав на уровне видов [14]. Когда микробиота рыбок зебры была трансплантирована мышам, свободным от микробов (GF), и наоборот, у хозяина образовалось бактериальное сообщество, аналогичное его собственному виду, что показало, что генетика заранее программирует экологию наших желудочно-кишечных трактов [14].Однако появляется все больше свидетельств того, что на микробную экологию могут влиять несколько эпигенетических факторов, включая способ родов [15], воздействие антибиотиков [16], питание новорожденных [17], питание взрослых [18], стресс [19,20]. , возраст [21] и степень гигиены [22], а также случайные события, включая бактериальную инфекцию [23]. Например, младенцы, рожденные естественным путем, приобретают микрофлору влагалища и кишечника матери, включая Bacteroides , Bifidobacterium , Lactobacillus и Escherichia coli , в то время как дети, рожденные посредством кесарева сечения, имеют повышенный уровень бактерий, связанных с кожей, включая Staphylococcus . виды[24], которое сохраняется в детстве [25]. Следовательно, хотя генетика хозяина может в определенной степени предсказать микробный состав, несколько внешних факторов способствуют развитию уникального микробного отпечатка пальца человека и, как следствие, предрасположенности к нескольким заболеваниям.

1.2. Кишечная микробиота и иммунная система

Кишечная микробиота играет решающую роль в развитии местного и системного иммунитета, а также в поддержании гомеостаза толстой кишки [26,27,28].Важность кишечной микробиоты в развитии иммунной системы подчеркивается исследованиями GF, которые показывают, что структура и функция кишечника нарушены [29] из-за снижения секреции IgA [30], уменьшения количества и функции интраэпителиальных лимфоцитов [31] и уменьшения лимфатической ткани. [32]. Было показано, что микробиота управляет размножением В- и Т-клеток в пейеровских бляшках и брыжеечных лимфатических узлах, особенно CD4 + Т-лимфоцитов, включая FOXp3-экспрессирующие Т-регуляторные (T _reg ) клетки [33].В частности, Bifidobacteria spp. усиливают созревание системы sIgA слизистой оболочки, в то время как ранняя колонизация Bacteroides fragilis подавляет реакцию на липополисахариды (ЛПС) в младенчестве [34]. После послеродового периода и во взрослом возрасте микробиота необходима для индукции регуляторных механизмов, предназначенных для поддержания баланса как слизистого, так и системного иммунитета, чтобы, несмотря на то, что мы терпимы к безвредным бактериям, мы все еще могли формировать адекватные ответы на патогены.Было показано, что многие виды бактерий оказывают специфическое воздействие на хозяина. Например, сегментированные нитчатые бактерии, которые плотно прилегают к кишечному эпителию [35], вызывают ответы Th27 [36] и увеличивают количество клеток T _reg как в тонком, так и в толстом кишечнике [37]. Предполагается, что полисахарид A, связанный с B. fragilis , активирует CD4 + Т-хелперные клетки и способствует балансу Th2 / Th3 [38]. Моноколонизация с использованием B. fragilis способствует развитию клеток T _reg и индуцирует выработку противовоспалительного цитокина IL-10, что приводит к защите от химически индуцированного колита [39].Другой ключевой группой микробов являются Clostridium coccoides и C. leptum (кластеры IV и V соответственно), которые защищают от воспалительного заболевания кишечника (ВЗК) [40]. Кроме того, моноколонизация Clostridia (46 видов из кластеров IV и V) у мышей GF сильно способствует продуцированию IL-10 клетками T _reg [41]. Хотя клетки T _reg играют решающую роль в этой регуляции, другие факторы, такие как производство короткоцепочечных жирных кислот микробами, помогают регулировать другие важные процессы, такие как гомеостаз кишечника. Clostridium coccoides являются основными продуцентами короткоцепочечных жирных кислот, особенно бутирата, который является источником энергии для колоноцитов и, как было показано, защищает от повреждающих воспалительных реакций [42]. Другие короткоцепочечные жирные кислоты, такие как пропионовая кислота, полезны при низких концентрациях, но обладают нейротоксическим действием в больших количествах и могут играть роль в развитии и сохранении симптомов аутизма [43]. Учитывая жизненно важную взаимосвязь между микробиотой и функцией кишечника, крайне важно, чтобы микробиота функционировала нормально для поддержания сбалансированного иммунитета и гомеостаза.Измененная микробиота, называемая дисбактериозом, может привести к изменению иммунных функций и повышению риска заболевания. Таким образом, колонизация кишечника микробиотой в период между младенчеством и последующими четырьмя годами жизни может представлять собой критическую контрольную точку, во время которой в результате реакции на кишечные бактерии развиваются иммунная толерантность и восприимчивость к болезням. Понимание того, как внешние факторы, такие как диета, изменяют восприимчивость к болезням через изменения в микробиоте, может дать представление о функции микробов у здоровых и больных людей.

1.3. Дисбиоз кишечной микробиоты, вызванный диетой

Влияние диеты на состав микробиоты было продемонстрировано на начальном этапе колонизации: у младенцев, вскармливаемых грудью, более высокие уровни Bifidobacteria spp. в то время как у младенцев, вскармливаемых смесью, более высокий уровень Bacteroides spp., а также повышенный уровень Clostridium coccoides и Lactobacillus spp. [44]. Предполагалось, что после послеродового периода микробиота будет относительно стабильной на протяжении всей жизни.Однако несколько недавних исследований показали, что диетические факторы изменяют микробное сообщество, что приводит к биологическим изменениям в организме хозяина (). Фактически, состав микробиоты кишечника сильно коррелирует с диетой, что продемонстрировано исследованием, оценивающим относительный вклад генетики и диеты хозяина в формирование микробиоты кишечника и модулирование фенотипов метаболического синдрома у мышей. У мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, наблюдается множество ключевых изменений популяции кишечника, таких как отсутствие защитных кишечных барьеров Bifidobacteria spp.В целом, диетические изменения могут объяснить 57% общих структурных вариаций микробиоты кишечника, тогда как генетические изменения составляют не более 12% [45]. Это указывает на то, что диета играет доминирующую роль в формировании микробиоты кишечника, а изменение ключевых групп населения может превратить здоровую микробиоту кишечника в организм, вызывающий заболевание. Например, «западная» диета с высоким содержанием сахара и жира вызывает дисбактериоз, который влияет как на метаболизм желудочно-кишечного тракта хозяина, так и на иммунный гомеостаз [46]. Это было смоделировано в модели гуманизированных мышей, где фекальная микробиота взрослого человека была трансплантирована мышам GF.Мышей кормили диетой с низким содержанием жира, богатой полисахаридами растений, и при переходе на «западную» диету состав микробиоты перешел на чрезмерный рост Firmicutes, включая Clostridium innocuum , Eubacterium dolichum , Catenibacterium mitsuokai и . Enterococcus spp., А также значительное сокращение нескольких видов Bacteroides spp. [18]. У мышей диета с пониженным содержанием углеводов приводит к увеличению популяции бактерий из группы Bacteroidetes [47], а диета с ограничением калорийности предотвращает рост Clostridium coccoides , Lactobacillus spp.и Bifidobacteria spp., которые являются основными продуцентами бутирата, необходимыми для гомеостаза колоноцитов [48]. Диеты, богатые сложными углеводами, содержат меньше патогенных видов, таких как Mycobacterium avium подвидов paratuberculosis и Enterobacteriaceae [49], чем диеты с более высоким содержанием жира или белка [48,50,51,52]. Сложные углеводы также повышают уровень полезных бифидобактерий spp. такие как B. longum подвиды longum , B.breve и B. thetaiotaomicron [53]. Рафинированный сахар, с другой стороны, опосредует чрезмерный рост условно-патогенных бактерий, таких как C. difficile [54] и C. perfringens , путем увеличения выхода желчи [55]. Вегетарианство изменяет кишечную микробиоту у людей, потому что большое количество клетчатки приводит к увеличению производства короткоцепочечных жирных кислот микробами, что снижает рН кишечника. Это предотвращает рост потенциально патогенных бактерий, таких как E.coli и другие представители Enterobacteriaceae [56]. Интересно, что было обнаружено, что у европейских детей микробиота обеднена Bacteroidetes и обогащена Enterobacteriaceae по сравнению с африканскими детьми, проживающими в сельских районах, что авторы объясняют низким потреблением пищевых волокон европейцами [57]. Хотя это еще не продемонстрировано на людях, было высказано предположение, что материнский рацион может влиять на микробиоту потомства. Диета с высоким содержанием жиров (44% сгущенного молока и 8% кукурузного масла), которую скармливали крысам и передавали их грудным детенышам с грудным молоком, вызвала специфические микробные изменения в отпечатках микробиоты их щенков, такие как увеличение популяции Lactobacillus spp.и Enterococcus spp. и истощены Bacteroides spp. и Prevotella spp . [58]. Другие исследования, проведенные на мышах, показали, что диета с высоким содержанием жиров, богатая сафлоровым маслом, полиненасыщенной жирной кислотой омега-6 (ПНЖК), снижает количество Bacteroidetes, одновременно обогащая популяции фирмикутов, актинобактерий и протеобактерий [59,60]. Авторы показали, что потребление сафлорового масла стимулировало рост δ- Proteobacteria за счет усиления бактериальных генов, отвечающих за хемотаксис и развитие жгутиков, давая им конкурентное преимущество перед другими группами бактерий, которые колонизируют желудочно-кишечный тракт [61].Однако другое исследование показало, что диета, богатая насыщенными (молочными) жирами, а не сафлоровым маслом, вызвала рост δ- Proteobacteria , в частности Bilophila wadsworthia , в слепой кишке [62]. Эти противоречивые наблюдения могут быть результатом исследования области желудочно-кишечного тракта, поскольку слепая кишка и толстая кишка различаются как по микробной среде обитания, так и по функциям. Таким образом, вывод о преимуществах сафлорового масла над молочным жиром нельзя сделать только на основании этих двух исследований.

Таблица 1

Краткое описание дисбактериоза, вызванного диетой.

, 55]

Диета	Измененные бактерии	Влияние на бактерии	Ссылки
Высокожирные	Бифидобактерии spp .	Снижено (отсутствует)	[45]
С высоким содержанием жира и сахара	Clostridium innocuum , Catenibacterium mitsuokai и Enterococcus spp.	Увеличено	[18]
	Bacteroides spp.	Снижено	[18]
Сниженное содержание углеводов	Bacteroidetes	Увеличено	[49]
Ограничение калорийности	Clostridium soccoides и Bifidobacteria spp.	Снижение (предотвращение роста)	[48]
Сложные углеводы	Mycobacterium avium подвидов paratuberculosis и Enterobacteriaceae	Снижение	[49]
Б.longum подвиды longum , B.breve и B. thetaiotaomicron	Повышенный уровень	[53]
Рафинированный сахар	C. difficile и C. perfringens	Повышенный
Вегетарианец	E. coli	Снижено	[56]
Высокое n -6 ПНЖК из сафлорового масла	Bacteroidetes	Снижено	[59,60]
	Фирмикуты, актинобактерии и протеобактерии	Увеличение	[59,60]
	δ- Proteobacteria	Увеличение	[61]
Животный молочный жир	δ- Proteobacteria	Увеличение	[62]

эффекты на воспалительные и метаболические реакции хозяина.Например, богатая белком диета увеличивает активность бактериальных ферментов, таких как β-глюкуронидаза, азоредуктаза и нитроредуктаза, которые продуцируют токсичные метаболиты, вызывающие воспалительные реакции [63]. Из-за сложного баланса, который существует внутри микробиоты, изменения в одной группе или виде могут не только напрямую влиять на хозяина, но также могут разрушить все микробное сообщество. Например, представители филы Firmicutes, Actinobacteria, Verrucomicrobium и Bacteroidetes могут разлагать сложные углеводы, не всасываемые хозяином [64], а также могут ингибировать рост условно-патогенных микроорганизмов, таких как Clostridium spp.и представители Enterobacteriaceae, такие как E. coli [65,66]. Дисбиоз также может изменять метаболическую активность других членов микробиоты кишечника [67]. Таким образом, вполне возможно, что некоторые диеты способствуют росту микробов, которые могут оказывать вредное воздействие на своего хозяина, в то время как другие диетические факторы могут способствовать развитию полезных микробов. Неизвестно, является ли дисбактериоз, вызванный диетой, временным или долгосрочным явлением. Если дисбактериоз является долговременным явлением, то послеродовое питание может быть использовано для содействия изменениям микробиоты на ранних этапах жизни во время развития более стабильной микробиоты.В подтверждение этого, потребление смеси с рыбьим жиром может изменить микробный состав младенца; однако неизвестно, будут ли эти микробные изменения продолжительными или временными [68]. Хотя это исследование не выявило конкретных микробов, которые изменились, и не изучило влияние на кишечный иммунитет, оно предполагает, что микробиота может быть изменена с помощью диетических факторов, чтобы обогатить полезные микробы и предотвратить заболевания, связанные с дисбактериозом.

2. Кишечная микробиота и болезни

Естественный гомеостаз кишечных микробных сообществ изменяется во время многих патологий, включая ожирение, метаболический синдром, диабет, воспалительное заболевание кишечника (ВЗК), синдром раздраженного кишечника (СРК) и целиакию. Во многих случаях есть данные, свидетельствующие о причастности различных диетических факторов к возникновению этих заболеваний, которые будут обсуждаться ниже. И микробиота, и слизистая оболочка кишечника подвергаются воздействию пищевых антигенов, и, как обсуждается здесь, недавние данные показали, что определенные диетические предпочтения могут вызывать дисбактериоз.Однако мало что известно о влиянии питания на индуцирование определенных микробных популяций, которые либо защищают и предотвращают определенные заболевания, либо, наоборот, разрушают и вызывают болезнь . Это важная область исследований, поскольку выбор диеты изменяет экологию кишечной микробиоты, что может повлиять на предрасположенность человека ко многим воспалительным заболеваниям. Хотя есть доказательства того, что определенные диетические факторы напрямую связаны с реакциями хозяина, влияющими на риск заболевания, также вероятно, что такой эффект, по крайней мере частично, вызван сдвигами в экологии кишечной микробиоты ().

Рисунок 1

Дисбиоз, вызванный диетой, влияет на восприимчивость к болезням. На микробиом кишечника (микробная экология и их генетический материал) влияют как генетика хозяина, так и окружающая среда, включая факторы питания. При заболеваниях, включая ВЗК, диабет и ожирение, диета участвует в качестве фактора, оказывающего непосредственное влияние на метаболизм хозяина и / или иммунные ответы. Однако недавние данные свидетельствуют о том, что диета также влияет на состав микробиома.Это, в свою очередь, может повлиять на иммунитет и метаболизм хозяина и изменить восприимчивость к болезням.

2.1. Ожирение, метаболический синдром и диабет 2 типа

Микробиота кишечника участвует в метаболизме организма, влияя на энергетический баланс, метаболизм глюкозы и слабое воспаление, связанное с ожирением и связанными с ним нарушениями обмена веществ. Ожирение связано с дисбактериозом пищеварительного тракта как у мужчин, так и у мышей. Как обсуждалось ранее, диета может влиять на дисбактериоз и метаболизм хозяина [18].Фактически, тучный микробиом демонстрирует повышенную способность собирать энергию из рациона [69], свойство, которое передается между тучными и не страдающими ожирением мышами, несмотря на одинаковое потребление энергии [70]. Firmicutes и Bacteroidetes представляют собой два крупнейших типа микробиоты человека и мыши, и изменение соотношения этих типов связано со многими заболеваниями, включая ожирение. У людей с ожирением количество Bacteroidetes ниже по сравнению с худыми людьми [70,71], а потеря веса у людей с ожирением приводит к увеличению количества Bacteroidetes [72].Однако существуют противоречивые данные о составе фенотипа микробиоты с ожирением в отношении соотношений Bacteroidetes и Firmicutes [73,74]. Дети с ожирением / избыточной массой тела также имеют повышенное содержание Enterobacteriaceae по сравнению с детьми той же возрастной группы (4–5 лет) с нормальным индексом массы тела [75]. А также Bifidobacteria spp. из филы Actinobacteria, как было показано, истощается как у тучных мышей, так и у людей [76,77]. Хотя еще не ясно, какие именно микробы вызывают или предотвращают ожирение, данные свидетельствуют о том, что микробиота является фактором.В подтверждение этого, у мышей GF не развивается ожирение [72,78], однако микробиота с ожирением вызывает ожирение у мышей GF [59]. Кроме того, мыши, получавшие ванкомиоцин, получавшие с высоким содержанием жиров, набирали меньше веса, чем мыши, получавшие ванкомицин, получавшие контрольную диету, несмотря на аналогичное потребление калорий [79]. Это показывает, что целенаправленное манипулирование микробиотой приводит к различным метаболическим результатам в зависимости от состава рациона. Микробиота связана с инсулинорезистентностью или диабетом 2 типа (СД2) через метаболический синдром, и действительно, микробиота людей с СД2 также характеризуется повышенным соотношением Bacteroidetes / Firmicutes, а также увеличением содержания Bacillus и Lactobacillus . виды[80]. Было также замечено, что соотношение Bacteriodes — Prevotella к C. coccoides — E. rectale положительно коррелировало с уровнями глюкозы, но не коррелировало с индексом массы тела [80]. Это говорит о том, что микробиота может влиять на СД2 в сочетании с ожирением или независимо от него.

Ожирение, метаболический синдром и СД2 также связаны с системным воспалением низкой степени. Одним из механизмов, который может объяснить вызванное микробами ожирение, связанное с метаболическим синдромом и СД2, является эндотоксемия, которая характеризуется избытком циркулирующего ЛПС, который вызывает системное воспаление [81,82].Мыши, которым вводили ЛПС, демонстрируют повышенную прибавку в весе и инсулинорезистентность наряду с накоплением макрофагов в белой жировой ткани [83]. У людей диета с высоким содержанием жиров в западном стиле, скармливаемая людям старше одного месяца, может вызвать повышение уровня эндотоксинов в плазме на 71%, что позволяет предположить, что эндотоксемия может развиться у людей с дисфункцией желудочно-кишечного барьера, связанной с дисбактериозом [82]. Кроме того, у пациентов с СД2 повышен уровень ЛПС в плазме [84], а у мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, увеличивается количество ЛПС-содержащих бактерий, которые способствуют системному воспалению, что приводит к метаболическому синдрому и инсулинорезистентности [81].Недавнее исследование, направленное на выяснение механизма между уровнями ЛПС и метаболизмом глюкозы, показало, что, хотя ЛПС увеличивает инфильтрацию макрофагов, необходимую для системного воспаления, предшествующего инсулинорезистентности, сам по себе ЛПС не ухудшает метаболизм глюкозы [83]. Это указывает на то, что другие факторы могут быть вовлечены в развитие инсулинорезистентности. Например, регуляция врожденного иммунитета кишечника может влиять на развитие метаболического синдрома и ожирения [85]. У мышей, лишенных толл-подобного рецептора (TLR) 5, трансмембранного белка, экспрессирующегося в слизистой оболочке кишечника, который связывает бактериальные жгутики, развивается метаболический синдром, связанный с дисбактериозом и воспалением слабой степени, который усугубляется после диеты с высоким содержанием жиров [86].Необходимы дальнейшие исследования для выяснения вовлеченных микробных факторов и их влияния на регуляцию ожирения, метаболического синдрома и СД2.

Изменения в микробиоте могут повлиять на баланс иммунной системы хозяина и привести к повышенной транслокации бактериальных антигенов к метаболически активным тканям. Это может привести к хроническому воспалительному состоянию и нарушению метаболических функций, таких как инсулинорезистентность, отложение жира в печени, невосприимчивость к инсулину и чрезмерное развитие жировой ткани.Этот дисбаланс может возникнуть в начале метаболического заболевания. Следовательно, раннее лечение дисбактериоза может замедлить или предотвратить эпидемию метаболических заболеваний и, следовательно, соответствующие летальные сердечно-сосудистые последствия [87]. Лечение пробиотиками и пребиотиками может быть подходом к обращению вспять метаболических изменений хозяина, связанных с дисбактериозом, наблюдаемым при ожирении [88]. Пребиотические волокна могут способствовать ожирению, нормализуя дисбактериоз кишечника. Используя крыс с генетическим ожирением, одна группа обнаружила, что дозирование пребиотических волокон увеличивает количество Firmicutes и снижает количество Bacteroidetes, что является микробным профилем, обнаруживаемым у худых фенотипов, наряду с увеличением количества Bifidobacteria spp.и Lactobacillus spp. [89]. Введение Lactobacillus spp. в качестве пробиотика в одном исследовании получены различные результаты в отношении прибавки в весе у людей, предполагая, что разные виды Lactobacilli по-разному влияют на изменение веса, которое зависит от хозяина [74]. Восстановление микробиоты может ослабить метаболические нарушения, связанные с ожирением, и помочь людям поддерживать здоровый вес [90].

2.2. Диабет 1 типа

Микробиота желудочно-кишечного тракта была впервые рассмотрена как фактор, способствующий развитию диабета 1 типа (T1D), когда было обнаружено, что пенетрантность диабета у мышей с диабетом без ожирения (NOD) зависела от условий содержания животных. в [91].С тех пор было показано, что модели СД1 на мышах и крысах имеют микробиоту, отмеченную сниженным разнообразием и уменьшением количества Lactobacillus spp., А также снижение соотношения Firmicutes / Bacteroidetes [92,93]. Совсем недавно клиническое исследование показало, что генетически предрасположенные младенцы, у которых развивается СД1, также имеют более низкое микробное разнообразие, чем те, у которых это заболевание не развивается [94]. Как эти специфические изменения в микробных популяциях приводят к развитию T1D, неизвестно, но есть мнение, что определенные микробные антигены способствуют T-клеткам, участвующим в разрушении β-клеток.Возможно, что этот процесс ускоряется из-за дисфункционального кишечного барьера, который долгое время был связан как клинически, так и экспериментально с СД1 [95,96,97,98]. Изменения в передаче сигналов врожденного иммунитета также могут играть критическую роль, поскольку у мышей GF NOD, у которых отсутствует ген первичного ответа миелоидной дифференцировки врожденного адапторного белка (MyD) 88, развивается устойчивый диабет, в то время как у мышей, свободных от специфических патогенов, нет, и колонизация мышей GF свободными от специфических патогенов. микробиота ослабляет диабет [93].Это говорит о том, что микробные антигены через врожденную иммунную систему участвуют в прогрессировании СД1. В частности, сегментированная нитчатая бактерия, не культивируемая и строго анаэробная, способствует дифференцировке клеток Th27 и положительно коррелирует с защитой от T1D у мышей NOD [99]. Микробиота, по-видимому, важна для поддержания баланса клеток Th27 / T _reg в тканях кишечника, мезентериальных и панкреатических лимфатических узлах, а также в развитии инсулита, хотя микробиота не контролирует прогрессирование до явного диабета [100]. .Это говорит о том, что, хотя микробиота играет важную роль в управлении воспалительными реакциями, ведущими к инсулиту, прогрессирование диабета включает другие механизмы.

Имеются данные о том, что диетические и микробные антигены независимо влияют на СД1, однако возможность индуцированного диетой дисбактериоза, ведущего к СД1, четко не определена. Пероральный прием пробиотиков и пребиотиков представляет собой способы вызвать изменения в микробиоте и показал потенциал в изменении начала диабета: Lactobacillus johnsonii N6.2 защищает BB-крыс от T1D, опосредуя функцию кишечного барьера и воспаление [101,102], а комбинированный пробиотик VSL # 3, как было показано, ослабляет инсулит и диабет у мышей NOD [103]. Пребиотики менее изучены, но есть доказательства того, что грудное вскармливание защищает детей от СД1 [104]. Грудное молоко содержит множество сложных олигосахаридов [105], которые являются пребиотиками, поскольку они способствуют росту групп полезных бактерий [106]. Определенные пищевые антигены связаны с прогрессирующей деструкцией β-клеток при СД1 у людей (коровье молоко, фруктовые соки, яйца и безалкогольные напитки) [107,108], и было показано, что многие диеты защищают от СД1 на моделях грызунов (с низким содержанием белка, высоким содержанием жиров , низкое соотношение омега-6: омега-3 ПНЖК, на основе сои и без лактозы) [109,110,111,112].Это указывает на то, что изменение микробиоты с помощью пробиотиков и пребиотиков может повлиять на прогрессирование заболевания, а диетическое вмешательство также влияет на начало диабета. Понимание вызванного диетой дисбиоза может быть многообещающим направлением для развития микробиоты, которая помогает предотвратить аутоиммунные заболевания, такие как T1D.

2.3. Воспалительное заболевание кишечника

Этиология ВЗК, включая болезнь Крона и язвенный колит, многофакторна и часто наблюдается у генетически предрасположенных лиц с нарушенной целостностью слизистой оболочки кишечника.В результате микробные антигены легче проникают через эпителиальный барьер и активируют иммунные клетки, которые вызывают нежелательное и потенциально хроническое воспаление. Микробиота имеет решающее значение для поддержания гомеостаза кишечника за счет активации TLR врожденного иммунитета [113], а также может играть причинную роль в нарушении целостности и восстановлении слизистой оболочки, наблюдаемом у пациентов с ВЗК. Фактически, дисбиотическая микробиота может вызывать колит у мышей [114] и наблюдается у пациентов с ВЗК по уменьшению микробного разнообразия [115,116], обогащению бактериями семейства Enterobacteriaceae [117,118,119] и истощению запасов бактерий типа Bacteroidetes и определенные Firmicutes [40].Механизмы, с помощью которых дисбактериоз способствует ВЗК, четко не определены, но увеличение количества инвазивных видов бактерий в сочетании с уменьшением числа защитных бактерий может привести к несоответствующей активации иммунных клеток и последующему нарушению иммунных ответов Th2 и Th27, увеличению проницаемости слизистой оболочки и потеря иммунологической толерантности. Наша группа недавно показала, что микробиота кишечника защищает от предрасположенности к летальному инфекционному колиту, регулируя защитные воспалительные и окислительно-восстановительные реакции [6].Кишечная микробиота считается основным фактором патогенеза ВЗК, и в результате существует большой интерес к определению того, какие популяции микробов способствуют защитным ответам в кишечнике.

Новые данные также указывают на то, что потребление липидов с пищей является важным фактором, влияющим на этиологию ВЗК [120,121,122,123,124,125]. По крайней мере, одно исследование датского населения показало, что чрезмерное потребление омега-6 ПНЖК увеличивает риск язвенного колита на 30%; тогда как потребление докозагексаеновой кислоты, омега-3 ПНЖК, снизило бремя болезни на 77% [122].Действительно, таблетки рыбьего жира рекламируются как «лекарство» от таких заболеваний, как ВЗК [124], но их влияние на здоровье желудочно-кишечного тракта противоречит некоторым исследованиям, показывающим положительный результат [120,122,123], и другим исследованиям, показывающим, что они действительно обостряют колит [126,127]. Хотя можно предположить, что чрезмерное потребление омега-6 ПНЖК связано с повышенным риском ВЗК, сделано предположение, что жирные кислоты с пищей напрямую изменяют иммунные ответы кишечника хозяина. Хотя это вероятно, также вероятно, что такой эффект, по крайней мере частично, вызван сдвигами в экологии микробиоты кишечника.И микробиота, и слизистая оболочка кишечника подвергаются воздействию пищевых антигенов, что предполагает возможность того, что на восприимчивость к ВЗК может влиять диета через тип микробов, на которые влияют факторы питания. В этом направлении мы показали, что микробиота, обогащенная Bacteroidetes, способствует иммунным и окислительно-восстановительным реакциям кишечника хозяина, которые защищают мышей от смертельного инфекционного колита [6]. Это демонстрирует, что микробиота управляет реакцией хозяина и изменяет восприимчивость к болезням.Однако мало что известно о влиянии питания на индуцирование определенных микробных популяций, которые либо защищают и предотвращают ВЗК, либо, наоборот, разрушают и вызывают ВЗК. Это важная область исследований, поскольку понимание того, как выбор диеты влияет на экологию кишечной микробиоты, может повлиять на индивидуальную восприимчивость к ВЗК, а также направление дальнейших разработок и клинического использования конкретных методов лечения пробиотиками. Однако до сих пор клинические испытания пробиотиков дали различные результаты против ВЗК [128], возможно, поскольку неизвестно, колонизируют ли они кишечник в долгосрочной перспективе.Таким образом, определение методов, которые способствуют развитию и поддержанию полезных микробов, которые уже присутствуют в кишечнике, чтобы помочь сбалансировать иммунную систему и поддерживать здоровье желудочно-кишечного тракта, является потенциальной профилактической мерой или лечением против ВЗК.

2.4. Синдром раздраженного кишечника

На СРК приходится до 40% амбулаторных обращений к гастроэнтерологу [129]. Хотя патогенез плохо изучен, есть доказательства того, что микробиота может быть вовлечена. Микробиота кала людей с СРК сильно отличается от таковой здоровых людей [130].У здоровых людей, по-видимому, более разнообразное микробное сообщество кишечника, чем у людей, страдающих СРК [131]. Избыточный бактериальный рост в тонком кишечнике также наблюдается в подгруппе случаев СРК [132]. Микробиота пациентов с СРК по сравнению с контрольной группой имеет двукратное увеличение соотношения Firmicutes и Bacteroidetes [133, 134]. У пациентов с СРК повышен уровень Clostridia spp. [133] и снижение уровня Bifidobacteria spp. по сравнению с контролем [133,135,136].Одно исследование также показало, что образцы фекалий пациентов с СРК имеют более высокое разнообразие Bacteroidetes и Lactobacillus spp. [137]. Напротив, другая группа не наблюдала различий между Bacteroides spp . , Bifidobacteria spp., Lactobacillus spp. И Enterococcus spp. между пациентами с СРК и контрольной группой [138]. Существует две общие классификации СРК: с преобладанием диареи и с преобладанием запора, каждая из которых, по-видимому, связана со специфическими изменениями в микробиоте.СРК с преобладанием диареи ассоциируется со значительным увеличением количества вредных бактерий, таких как Proteobacteria [139, 140], и снижением количества полезных бактерий, таких как Lactobacillus spp. [135,141], Actinobacteria и Bacteroidetes [142], а также общее сокращение микробного разнообразия [143]. Пациенты с СРК с преобладанием запора имеют повышенное количество Firmicutes [135] и снижение уровня продуцирующих лактат и утилизирующих бактерий, таких как Eubacterium hallii и Anaerostipes caccae [144].Как микробиота способствует развитию СРК, неизвестно, но одним из факторов может быть слабое воспаление слизистой оболочки, которое может быть инициировано микробиотой. В подтверждение этого у пациентов с СРК наблюдается повышенная экспрессия TLR4 и 5, которые инициируют врожденный иммунный ответ посредством микробных стимулов [145].

В когорте активных пациентов с СРК 52% связали свои симптомы с диетическими компонентами: 34% считают, что овощи вызывают неприятные симптомы СРК, 29% связывают свои симптомы с фруктами, 15% с молоком, 15% с потреблением жиров, 6% перца и специй и 4% сахара [146].Другое исследование определило, что продукты, богатые углеводами, кофе, алкоголь и острые специи являются причиной проявления симптомов у пациентов с СРК [147]. В последнее время исследования были сосредоточены на пробиотиках и пребиотиках в качестве терапевтических средств от СРК. Было показано, что пробиотики модулируют иммунную систему слизистых оболочек и улучшают барьерную функцию кишечника, подтверждая их потенциал в качестве терапевтических средств при желудочно-кишечных заболеваниях [148]. Терапевтические эффекты пробиотиков связаны со стабилизацией кишечной микробиоты [149]. Бифидобактерии видов было показано, что он эффективно облегчает СРК и значительно облегчает симптомы СРК, такие как боль / дискомфорт, вздутие живота / вздутие живота, позывы и расстройство пищеварения [150, 151]. Хотя в настоящее время не существует лечения СРК, терапия пробиотиками начинает появляться как потенциальный метод лечения.

2,5. Целиакия и другие пищевые аллергии

Целиакия — это хроническая воспалительная энтеропатия, вызванная аутоиммунным ответом на пептиды глютена, полученные из мягкой пшеницы, ячменя и ржи, которые поглощаются и представляются макрофагами, которые затем распознаются CD4 + Т-клетками. .Это запускает высвобождение провоспалительных цитокинов, которые повреждают слизистые оболочки тонкого кишечника [152, 153]. Хотя механизм прогрессирования целиакии хорошо известен, недавно появились данные, свидетельствующие о том, что микробиота играет важную роль в патофизиологии заболевания. Было показано, что кормление грудью [154], а также роды через естественные родовые пути [155] потенциально защищают от этого расстройства, способствуя здоровой микробиоте во время начальной колонизации. У предрасположенных младенцев кишечная микробиота лишена Bacteroidetes и большое количество Firmicutes [156].Многие группы обнаружили, что пациенты с глютеновой болезнью имеют микробиоту фекалий, отличную от таковой у здоровых взрослых, характеризующихся повышенным содержанием Bifidobacteria spp. [156,157,158,159], Lactobacillus spp. [157,158,160], Bacteroides spp., Staphylococcus spp. [154, 158, 161] и E. coli [160, 161]. И наоборот, некоторые группы обнаружили, что Bifidobacteria spp. были ниже у пациентов с глютеновой болезнью по сравнению с контрольной группой [154, 161]. Также Bifidobacteria spp.менее разнообразны у детей с глютеновой болезнью [162], и одна группа обнаружила, что B. longum ослабляет продукцию воспалительных цитокинов и опосредованный CD4 + T-клетками иммунный ответ на животной модели энтеропатии, индуцированной глиадином [163]. В целом, более высокая частота грамотрицательных и потенциально провоспалительных бактерий присутствует в микробиоте детей с целиакией, что связано с симптомами, связанными с заболеванием, способствуя патологическому прогрессу расстройства [164]. Измененная экспрессия генов TLR2 и 9, а также ингибирующего адаптивного белка, взаимодействующего с белком Toll или TOLLIP в биоптатах тонкого кишечника при глютеновой болезни, предполагает, что факторы, связанные с микробиотой, могут быть важны в развитии заболевания [165].

Безглютеновая диета в настоящее время является единственным методом лечения целиакии, и было показано, что бактериальный состав изменяется у пролеченных и нелеченных взрослых с целиакией [166]. Безглютеновая диета снижает количество Firmicutes и увеличивает количество Proteobacteria. У людей с глютеновой болезнью это приводит к снижению иммунных ответов, что противоречит мнению о том, что протеобактерии являются инициаторами иммунных ответов [160]. Однако безглютеновая диета может не полностью восстановить естественный баланс микробиоты, обычно наблюдаемый у здоровых людей, у тех пациентов, которые испытали дисбактериоз из-за чувствительности к глютену [158].Было обнаружено, что введение Lactobacillus casei эффективно для восстановления нормальной архитектуры слизистой оболочки и гомеостаза кишечной лимфоидной ткани на мышиной модели энтеропатии, индуцированной глиадином [167]. Это предполагает, что определенные микробы могут участвовать в стимулировании определенных иммунологических ответов у восприимчивых людей и могут быть потенциальной мишенью для снижения энтеропатии, связанной с этим заболеванием.

Дисбиоз может вызывать аберрантные иммунные реакции, ведущие к другим видам пищевой аллергии.Микробиота кишечника важна для развития оральной толерантности, которая предотвращает реакцию иммунной системы на безвредные бактериальные и пищевые антигены-комменсалы [168]. Распространенная пищевая аллергия, например, на молоко, яичные и ореховые продукты, может быть связана с дисбактериозом кишечной микробиоты. В подтверждение этого одна группа обнаружила, что стимуляция иммуноцитов кишечника с помощью Lactobacillus spp. может регулировать чрезмерные антиген-специфические цитокиновые ответы [169]. Младенцы (младше 12 месяцев) с чувствительностью к питательной смеси имеют необычно низкие уровни Bifidobacteria spp.и Lactobacillus spp. и высокие уровни Clostridia spp., Staphylococcus spp. и E. coli [170]. Кроме того, Firmicutes (в частности, Lactobacillus spp.) И Bifidobacteria spp. было показано, что они снижаются, а уровни энтеробактерий повышаются [171] у лиц с пищевой аллергией. Добавление лактозы в рацион регулирует состав кишечной микробиоты за счет увеличения общего количества фекалий Lactobacillus spp.и Bifidobacteria spp., при снижении уровней Bacteroides spp. [172].

Пробиотики были предложены для лечения пищевой аллергии. Одна группа обнаружила, что добавление Bifidobacterium , по-видимому, изменяет микробиоту кишечника таким образом, что может облегчить аллергическое воспаление, уменьшая количество E. coli , одновременно защищая от увеличения количества Bacteroidetes во время отлучения [171]. Другое исследование показало, что пробиотические бактерии индуцировали in vivo и увеличивали плазменные уровни противовоспалительного IL-10 и общего IgA у детей с аллергической предрасположенностью [173].Хотя это может представлять собой варианты лечения для людей с пищевой аллергией, необходимы дальнейшие исследования для подтверждения этих выводов.

Дисбиоз кишечной микробиоты, вызванный диетой, и его влияние на иммунитет и заболевания человеческое тело. Желудочно-кишечный тракт функционирует как главный иммунологический орган, поскольку он должен поддерживать толерантность к комменсальным и диетическим антигенам, оставаясь при этом отзывчивым на патогенные стимулы.Если этот баланс нарушен, могут возникнуть несоответствующие воспалительные процессы, ведущие к повреждению клеток-хозяев и / или аутоиммунитету. Данные свидетельствуют о том, что состав кишечной микробиоты может влиять на восприимчивость к хроническим заболеваниям кишечного тракта, включая язвенный колит, болезнь Крона, целиакию и синдром раздраженного кишечника, а также к более системным заболеваниям, таким как ожирение, диабет 1 типа и диабет 2 типа. . Интересно, что значительный сдвиг в диете совпал с увеличением заболеваемости многими из этих воспалительных заболеваний.Первоначально считалось, что состав кишечной микробиоты был относительно стабильным с раннего детства; однако недавние данные свидетельствуют о том, что диета может вызывать дисбактериоз — изменение состава микробиоты, которое может привести к аберрантным иммунным ответам. Обсуждаются роль микробиоты и возможность возникновения дисбактериоза, вызванного диетой, при воспалительных состояниях желудочно-кишечного тракта и системных заболеваниях.

Ключевые слова: кишечная микробиота, воспаление, восприимчивость к болезням, питание

1.Введение

1.1. Кишечная микробиота

Кишечная микробиота — это совокупность микробов, обитающих в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ), и состоит из более чем 1000 различных видов, которые вносят 3,3 миллиона уникальных микробных генов в ЖКТ человека [1,2]. Эта сложная микробная система включает бактерии, которые живут в симбиотических отношениях со своим хозяином, и некоторые микробы, которые обладают потенциально патогенными характеристиками. Микробиота млекопитающих сильно варьируется на более низких таксономических уровнях, однако существует четыре доминирующих типа: Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria и Proteobacteria [3].Firmicutes и Bacteroidetes составляют> 90% популяции бактерий в толстой кишке [4], в то время как актинобактерии и протеобактерии (включая Enterobacteriaceae) присутствуют регулярно, но их мало (<1% –5%) [1].

Микробы в желудочно-кишечном тракте необходимы для пищеварения хозяина, включая расщепление сложных углеводов, включая пищевые волокна, производство короткоцепочечных жирных кислот и синтез витаминов (см. Обзор [5]). В результате состав микробиоты может влиять на метаболические функции хозяина.Микробиота желудочно-кишечного тракта также имеет решающее значение для определения восприимчивости хозяина к инфекциям желудочно-кишечного тракта [6]. Он может защищать хозяина от патогенных бактерий напрямую, предотвращая их прикрепление за счет устойчивости к колонизации, а также превосходя патогены за питательные вещества и поддерживая соответствующий pH в кишечнике [7]. Недавний отчет показал, что микробиота человека, независимо от возраста, национальности, пола и индекса массы тела, попадает в один из трех основных «энтеротипов», которые различаются по своему филогенетическому составу и функциональным характеристикам [8].Это первый отчет, в котором предполагается, что микробиота человека объединяется в функциональные группы, которые могут по-разному реагировать на диету или лекарства, и может представлять будущее направление функциональной характеристики микробиоты.

Колонизация желудочно-кишечного тракта начинается в процессе родов, когда новорожденный подвергается воздействию материнских микробов и микробов окружающей среды [9]. Микробиота младенцев отличается неоднородностью и нестабильностью примерно до 2–4 лет [10,11], когда она становится более стабильной, напоминая микробиоту взрослых [12].Первоначальная колонизация кишечника не кажется случайной [13], а скорее запрограммированной. Первоначально это было показано Rawls et al. (2006), которые выполнили реципрокную трансплантацию микробиоты у рыбок данио и мышей, которые имеют сходную микробиоту на уровне деления, но разный состав на уровне видов [14]. Когда микробиота рыбок зебры была трансплантирована мышам, свободным от микробов (GF), и наоборот, у хозяина образовалось бактериальное сообщество, аналогичное его собственному виду, что показало, что генетика заранее программирует экологию наших желудочно-кишечных трактов [14].Однако появляется все больше свидетельств того, что на микробную экологию могут влиять несколько эпигенетических факторов, включая способ родов [15], воздействие антибиотиков [16], питание новорожденных [17], питание взрослых [18], стресс [19,20]. , возраст [21] и степень гигиены [22], а также случайные события, включая бактериальную инфекцию [23]. Например, младенцы, рожденные естественным путем, приобретают микрофлору влагалища и кишечника матери, включая Bacteroides , Bifidobacterium , Lactobacillus и Escherichia coli , в то время как дети, рожденные посредством кесарева сечения, имеют повышенный уровень бактерий, связанных с кожей, включая Staphylococcus . виды[24], которое сохраняется в детстве [25]. Следовательно, хотя генетика хозяина может в определенной степени предсказать микробный состав, несколько внешних факторов способствуют развитию уникального микробного отпечатка пальца человека и, как следствие, предрасположенности к нескольким заболеваниям.

1.2. Кишечная микробиота и иммунная система

Кишечная микробиота играет решающую роль в развитии местного и системного иммунитета, а также в поддержании гомеостаза толстой кишки [26,27,28].Важность кишечной микробиоты в развитии иммунной системы подчеркивается исследованиями GF, которые показывают, что структура и функция кишечника нарушены [29] из-за снижения секреции IgA [30], уменьшения количества и функции интраэпителиальных лимфоцитов [31] и уменьшения лимфатической ткани. [32]. Было показано, что микробиота управляет размножением В- и Т-клеток в пейеровских бляшках и брыжеечных лимфатических узлах, особенно CD4 + Т-лимфоцитов, включая FOXp3-экспрессирующие Т-регуляторные (T _reg ) клетки [33].В частности, Bifidobacteria spp. усиливают созревание системы sIgA слизистой оболочки, в то время как ранняя колонизация Bacteroides fragilis подавляет реакцию на липополисахариды (ЛПС) в младенчестве [34]. После послеродового периода и во взрослом возрасте микробиота необходима для индукции регуляторных механизмов, предназначенных для поддержания баланса как слизистого, так и системного иммунитета, чтобы, несмотря на то, что мы терпимы к безвредным бактериям, мы все еще могли формировать адекватные ответы на патогены.Было показано, что многие виды бактерий оказывают специфическое воздействие на хозяина. Например, сегментированные нитчатые бактерии, которые плотно прилегают к кишечному эпителию [35], вызывают ответы Th27 [36] и увеличивают количество клеток T _reg как в тонком, так и в толстом кишечнике [37]. Предполагается, что полисахарид A, связанный с B. fragilis , активирует CD4 + Т-хелперные клетки и способствует балансу Th2 / Th3 [38]. Моноколонизация с использованием B. fragilis способствует развитию клеток T _reg и индуцирует выработку противовоспалительного цитокина IL-10, что приводит к защите от химически индуцированного колита [39].Другой ключевой группой микробов являются Clostridium coccoides и C. leptum (кластеры IV и V соответственно), которые защищают от воспалительного заболевания кишечника (ВЗК) [40]. Кроме того, моноколонизация Clostridia (46 видов из кластеров IV и V) у мышей GF сильно способствует продуцированию IL-10 клетками T _reg [41]. Хотя клетки T _reg играют решающую роль в этой регуляции, другие факторы, такие как производство короткоцепочечных жирных кислот микробами, помогают регулировать другие важные процессы, такие как гомеостаз кишечника. Clostridium coccoides являются основными продуцентами короткоцепочечных жирных кислот, особенно бутирата, который является источником энергии для колоноцитов и, как было показано, защищает от повреждающих воспалительных реакций [42]. Другие короткоцепочечные жирные кислоты, такие как пропионовая кислота, полезны при низких концентрациях, но обладают нейротоксическим действием в больших количествах и могут играть роль в развитии и сохранении симптомов аутизма [43]. Учитывая жизненно важную взаимосвязь между микробиотой и функцией кишечника, крайне важно, чтобы микробиота функционировала нормально для поддержания сбалансированного иммунитета и гомеостаза.Измененная микробиота, называемая дисбактериозом, может привести к изменению иммунных функций и повышению риска заболевания. Таким образом, колонизация кишечника микробиотой в период между младенчеством и последующими четырьмя годами жизни может представлять собой критическую контрольную точку, во время которой в результате реакции на кишечные бактерии развиваются иммунная толерантность и восприимчивость к болезням. Понимание того, как внешние факторы, такие как диета, изменяют восприимчивость к болезням через изменения в микробиоте, может дать представление о функции микробов у здоровых и больных людей.

1.3. Дисбиоз кишечной микробиоты, вызванный диетой

Влияние диеты на состав микробиоты было продемонстрировано на начальном этапе колонизации: у младенцев, вскармливаемых грудью, более высокие уровни Bifidobacteria spp. в то время как у младенцев, вскармливаемых смесью, более высокий уровень Bacteroides spp., а также повышенный уровень Clostridium coccoides и Lactobacillus spp. [44]. Предполагалось, что после послеродового периода микробиота будет относительно стабильной на протяжении всей жизни.Однако несколько недавних исследований показали, что диетические факторы изменяют микробное сообщество, что приводит к биологическим изменениям в организме хозяина (). Фактически, состав микробиоты кишечника сильно коррелирует с диетой, что продемонстрировано исследованием, оценивающим относительный вклад генетики и диеты хозяина в формирование микробиоты кишечника и модулирование фенотипов метаболического синдрома у мышей. У мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, наблюдается множество ключевых изменений популяции кишечника, таких как отсутствие защитных кишечных барьеров Bifidobacteria spp.В целом, диетические изменения могут объяснить 57% общих структурных вариаций микробиоты кишечника, тогда как генетические изменения составляют не более 12% [45]. Это указывает на то, что диета играет доминирующую роль в формировании микробиоты кишечника, а изменение ключевых групп населения может превратить здоровую микробиоту кишечника в организм, вызывающий заболевание. Например, «западная» диета с высоким содержанием сахара и жира вызывает дисбактериоз, который влияет как на метаболизм желудочно-кишечного тракта хозяина, так и на иммунный гомеостаз [46]. Это было смоделировано в модели гуманизированных мышей, где фекальная микробиота взрослого человека была трансплантирована мышам GF.Мышей кормили диетой с низким содержанием жира, богатой полисахаридами растений, и при переходе на «западную» диету состав микробиоты перешел на чрезмерный рост Firmicutes, включая Clostridium innocuum , Eubacterium dolichum , Catenibacterium mitsuokai и . Enterococcus spp., А также значительное сокращение нескольких видов Bacteroides spp. [18]. У мышей диета с пониженным содержанием углеводов приводит к увеличению популяции бактерий из группы Bacteroidetes [47], а диета с ограничением калорийности предотвращает рост Clostridium coccoides , Lactobacillus spp.и Bifidobacteria spp., которые являются основными продуцентами бутирата, необходимыми для гомеостаза колоноцитов [48]. Диеты, богатые сложными углеводами, содержат меньше патогенных видов, таких как Mycobacterium avium подвидов paratuberculosis и Enterobacteriaceae [49], чем диеты с более высоким содержанием жира или белка [48,50,51,52]. Сложные углеводы также повышают уровень полезных бифидобактерий spp. такие как B. longum подвиды longum , B.breve и B. thetaiotaomicron [53]. Рафинированный сахар, с другой стороны, опосредует чрезмерный рост условно-патогенных бактерий, таких как C. difficile [54] и C. perfringens , путем увеличения выхода желчи [55]. Вегетарианство изменяет кишечную микробиоту у людей, потому что большое количество клетчатки приводит к увеличению производства короткоцепочечных жирных кислот микробами, что снижает рН кишечника. Это предотвращает рост потенциально патогенных бактерий, таких как E.coli и другие представители Enterobacteriaceae [56]. Интересно, что было обнаружено, что у европейских детей микробиота обеднена Bacteroidetes и обогащена Enterobacteriaceae по сравнению с африканскими детьми, проживающими в сельских районах, что авторы объясняют низким потреблением пищевых волокон европейцами [57]. Хотя это еще не продемонстрировано на людях, было высказано предположение, что материнский рацион может влиять на микробиоту потомства. Диета с высоким содержанием жиров (44% сгущенного молока и 8% кукурузного масла), которую скармливали крысам и передавали их грудным детенышам с грудным молоком, вызвала специфические микробные изменения в отпечатках микробиоты их щенков, такие как увеличение популяции Lactobacillus spp.и Enterococcus spp. и истощены Bacteroides spp. и Prevotella spp . [58]. Другие исследования, проведенные на мышах, показали, что диета с высоким содержанием жиров, богатая сафлоровым маслом, полиненасыщенной жирной кислотой омега-6 (ПНЖК), снижает количество Bacteroidetes, одновременно обогащая популяции фирмикутов, актинобактерий и протеобактерий [59,60]. Авторы показали, что потребление сафлорового масла стимулировало рост δ- Proteobacteria за счет усиления бактериальных генов, отвечающих за хемотаксис и развитие жгутиков, давая им конкурентное преимущество перед другими группами бактерий, которые колонизируют желудочно-кишечный тракт [61].Однако другое исследование показало, что диета, богатая насыщенными (молочными) жирами, а не сафлоровым маслом, вызвала рост δ- Proteobacteria , в частности Bilophila wadsworthia , в слепой кишке [62]. Эти противоречивые наблюдения могут быть результатом исследования области желудочно-кишечного тракта, поскольку слепая кишка и толстая кишка различаются как по микробной среде обитания, так и по функциям. Таким образом, вывод о преимуществах сафлорового масла над молочным жиром нельзя сделать только на основании этих двух исследований.

Таблица 1

Краткое описание дисбактериоза, вызванного диетой.

, 55]

Диета	Измененные бактерии	Влияние на бактерии	Ссылки
Высокожирные	Бифидобактерии spp .	Снижено (отсутствует)	[45]
С высоким содержанием жира и сахара	Clostridium innocuum , Catenibacterium mitsuokai и Enterococcus spp.	Увеличено	[18]
	Bacteroides spp.	Снижено	[18]
Сниженное содержание углеводов	Bacteroidetes	Увеличено	[49]
Ограничение калорийности	Clostridium soccoides и Bifidobacteria spp.	Снижение (предотвращение роста)	[48]
Сложные углеводы	Mycobacterium avium подвидов paratuberculosis и Enterobacteriaceae	Снижение	[49]
Б.longum подвиды longum , B.breve и B. thetaiotaomicron	Повышенный уровень	[53]
Рафинированный сахар	C. difficile и C. perfringens	Повышенный
Вегетарианец	E. coli	Снижено	[56]
Высокое n -6 ПНЖК из сафлорового масла	Bacteroidetes	Снижено	[59,60]
	Фирмикуты, актинобактерии и протеобактерии	Увеличение	[59,60]
	δ- Proteobacteria	Увеличение	[61]
Животный молочный жир	δ- Proteobacteria	Увеличение	[62]

эффекты на воспалительные и метаболические реакции хозяина.Например, богатая белком диета увеличивает активность бактериальных ферментов, таких как β-глюкуронидаза, азоредуктаза и нитроредуктаза, которые продуцируют токсичные метаболиты, вызывающие воспалительные реакции [63]. Из-за сложного баланса, который существует внутри микробиоты, изменения в одной группе или виде могут не только напрямую влиять на хозяина, но также могут разрушить все микробное сообщество. Например, представители филы Firmicutes, Actinobacteria, Verrucomicrobium и Bacteroidetes могут разлагать сложные углеводы, не всасываемые хозяином [64], а также могут ингибировать рост условно-патогенных микроорганизмов, таких как Clostridium spp.и представители Enterobacteriaceae, такие как E. coli [65,66]. Дисбиоз также может изменять метаболическую активность других членов микробиоты кишечника [67]. Таким образом, вполне возможно, что некоторые диеты способствуют росту микробов, которые могут оказывать вредное воздействие на своего хозяина, в то время как другие диетические факторы могут способствовать развитию полезных микробов. Неизвестно, является ли дисбактериоз, вызванный диетой, временным или долгосрочным явлением. Если дисбактериоз является долговременным явлением, то послеродовое питание может быть использовано для содействия изменениям микробиоты на ранних этапах жизни во время развития более стабильной микробиоты.В подтверждение этого, потребление смеси с рыбьим жиром может изменить микробный состав младенца; однако неизвестно, будут ли эти микробные изменения продолжительными или временными [68]. Хотя это исследование не выявило конкретных микробов, которые изменились, и не изучило влияние на кишечный иммунитет, оно предполагает, что микробиота может быть изменена с помощью диетических факторов, чтобы обогатить полезные микробы и предотвратить заболевания, связанные с дисбактериозом.

2. Кишечная микробиота и болезни

Естественный гомеостаз кишечных микробных сообществ изменяется во время многих патологий, включая ожирение, метаболический синдром, диабет, воспалительное заболевание кишечника (ВЗК), синдром раздраженного кишечника (СРК) и целиакию. Во многих случаях есть данные, свидетельствующие о причастности различных диетических факторов к возникновению этих заболеваний, которые будут обсуждаться ниже. И микробиота, и слизистая оболочка кишечника подвергаются воздействию пищевых антигенов, и, как обсуждается здесь, недавние данные показали, что определенные диетические предпочтения могут вызывать дисбактериоз.Однако мало что известно о влиянии питания на индуцирование определенных микробных популяций, которые либо защищают и предотвращают определенные заболевания, либо, наоборот, разрушают и вызывают болезнь . Это важная область исследований, поскольку выбор диеты изменяет экологию кишечной микробиоты, что может повлиять на предрасположенность человека ко многим воспалительным заболеваниям. Хотя есть доказательства того, что определенные диетические факторы напрямую связаны с реакциями хозяина, влияющими на риск заболевания, также вероятно, что такой эффект, по крайней мере частично, вызван сдвигами в экологии кишечной микробиоты ().

Рисунок 1

Дисбиоз, вызванный диетой, влияет на восприимчивость к болезням. На микробиом кишечника (микробная экология и их генетический материал) влияют как генетика хозяина, так и окружающая среда, включая факторы питания. При заболеваниях, включая ВЗК, диабет и ожирение, диета участвует в качестве фактора, оказывающего непосредственное влияние на метаболизм хозяина и / или иммунные ответы. Однако недавние данные свидетельствуют о том, что диета также влияет на состав микробиома.Это, в свою очередь, может повлиять на иммунитет и метаболизм хозяина и изменить восприимчивость к болезням.

2.1. Ожирение, метаболический синдром и диабет 2 типа

Микробиота кишечника участвует в метаболизме организма, влияя на энергетический баланс, метаболизм глюкозы и слабое воспаление, связанное с ожирением и связанными с ним нарушениями обмена веществ. Ожирение связано с дисбактериозом пищеварительного тракта как у мужчин, так и у мышей. Как обсуждалось ранее, диета может влиять на дисбактериоз и метаболизм хозяина [18].Фактически, тучный микробиом демонстрирует повышенную способность собирать энергию из рациона [69], свойство, которое передается между тучными и не страдающими ожирением мышами, несмотря на одинаковое потребление энергии [70]. Firmicutes и Bacteroidetes представляют собой два крупнейших типа микробиоты человека и мыши, и изменение соотношения этих типов связано со многими заболеваниями, включая ожирение. У людей с ожирением количество Bacteroidetes ниже по сравнению с худыми людьми [70,71], а потеря веса у людей с ожирением приводит к увеличению количества Bacteroidetes [72].Однако существуют противоречивые данные о составе фенотипа микробиоты с ожирением в отношении соотношений Bacteroidetes и Firmicutes [73,74]. Дети с ожирением / избыточной массой тела также имеют повышенное содержание Enterobacteriaceae по сравнению с детьми той же возрастной группы (4–5 лет) с нормальным индексом массы тела [75]. А также Bifidobacteria spp. из филы Actinobacteria, как было показано, истощается как у тучных мышей, так и у людей [76,77]. Хотя еще не ясно, какие именно микробы вызывают или предотвращают ожирение, данные свидетельствуют о том, что микробиота является фактором.В подтверждение этого, у мышей GF не развивается ожирение [72,78], однако микробиота с ожирением вызывает ожирение у мышей GF [59]. Кроме того, мыши, получавшие ванкомиоцин, получавшие с высоким содержанием жиров, набирали меньше веса, чем мыши, получавшие ванкомицин, получавшие контрольную диету, несмотря на аналогичное потребление калорий [79]. Это показывает, что целенаправленное манипулирование микробиотой приводит к различным метаболическим результатам в зависимости от состава рациона. Микробиота связана с инсулинорезистентностью или диабетом 2 типа (СД2) через метаболический синдром, и действительно, микробиота людей с СД2 также характеризуется повышенным соотношением Bacteroidetes / Firmicutes, а также увеличением содержания Bacillus и Lactobacillus . виды[80]. Было также замечено, что соотношение Bacteriodes — Prevotella к C. coccoides — E. rectale положительно коррелировало с уровнями глюкозы, но не коррелировало с индексом массы тела [80]. Это говорит о том, что микробиота может влиять на СД2 в сочетании с ожирением или независимо от него.

Ожирение, метаболический синдром и СД2 также связаны с системным воспалением низкой степени. Одним из механизмов, который может объяснить вызванное микробами ожирение, связанное с метаболическим синдромом и СД2, является эндотоксемия, которая характеризуется избытком циркулирующего ЛПС, который вызывает системное воспаление [81,82].Мыши, которым вводили ЛПС, демонстрируют повышенную прибавку в весе и инсулинорезистентность наряду с накоплением макрофагов в белой жировой ткани [83]. У людей диета с высоким содержанием жиров в западном стиле, скармливаемая людям старше одного месяца, может вызвать повышение уровня эндотоксинов в плазме на 71%, что позволяет предположить, что эндотоксемия может развиться у людей с дисфункцией желудочно-кишечного барьера, связанной с дисбактериозом [82]. Кроме того, у пациентов с СД2 повышен уровень ЛПС в плазме [84], а у мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, увеличивается количество ЛПС-содержащих бактерий, которые способствуют системному воспалению, что приводит к метаболическому синдрому и инсулинорезистентности [81].Недавнее исследование, направленное на выяснение механизма между уровнями ЛПС и метаболизмом глюкозы, показало, что, хотя ЛПС увеличивает инфильтрацию макрофагов, необходимую для системного воспаления, предшествующего инсулинорезистентности, сам по себе ЛПС не ухудшает метаболизм глюкозы [83]. Это указывает на то, что другие факторы могут быть вовлечены в развитие инсулинорезистентности. Например, регуляция врожденного иммунитета кишечника может влиять на развитие метаболического синдрома и ожирения [85]. У мышей, лишенных толл-подобного рецептора (TLR) 5, трансмембранного белка, экспрессирующегося в слизистой оболочке кишечника, который связывает бактериальные жгутики, развивается метаболический синдром, связанный с дисбактериозом и воспалением слабой степени, который усугубляется после диеты с высоким содержанием жиров [86].Необходимы дальнейшие исследования для выяснения вовлеченных микробных факторов и их влияния на регуляцию ожирения, метаболического синдрома и СД2.

Изменения в микробиоте могут повлиять на баланс иммунной системы хозяина и привести к повышенной транслокации бактериальных антигенов к метаболически активным тканям. Это может привести к хроническому воспалительному состоянию и нарушению метаболических функций, таких как инсулинорезистентность, отложение жира в печени, невосприимчивость к инсулину и чрезмерное развитие жировой ткани.Этот дисбаланс может возникнуть в начале метаболического заболевания. Следовательно, раннее лечение дисбактериоза может замедлить или предотвратить эпидемию метаболических заболеваний и, следовательно, соответствующие летальные сердечно-сосудистые последствия [87]. Лечение пробиотиками и пребиотиками может быть подходом к обращению вспять метаболических изменений хозяина, связанных с дисбактериозом, наблюдаемым при ожирении [88]. Пребиотические волокна могут способствовать ожирению, нормализуя дисбактериоз кишечника. Используя крыс с генетическим ожирением, одна группа обнаружила, что дозирование пребиотических волокон увеличивает количество Firmicutes и снижает количество Bacteroidetes, что является микробным профилем, обнаруживаемым у худых фенотипов, наряду с увеличением количества Bifidobacteria spp.и Lactobacillus spp. [89]. Введение Lactobacillus spp. в качестве пробиотика в одном исследовании получены различные результаты в отношении прибавки в весе у людей, предполагая, что разные виды Lactobacilli по-разному влияют на изменение веса, которое зависит от хозяина [74]. Восстановление микробиоты может ослабить метаболические нарушения, связанные с ожирением, и помочь людям поддерживать здоровый вес [90].

2.2. Диабет 1 типа

Микробиота желудочно-кишечного тракта была впервые рассмотрена как фактор, способствующий развитию диабета 1 типа (T1D), когда было обнаружено, что пенетрантность диабета у мышей с диабетом без ожирения (NOD) зависела от условий содержания животных. в [91].С тех пор было показано, что модели СД1 на мышах и крысах имеют микробиоту, отмеченную сниженным разнообразием и уменьшением количества Lactobacillus spp., А также снижение соотношения Firmicutes / Bacteroidetes [92,93]. Совсем недавно клиническое исследование показало, что генетически предрасположенные младенцы, у которых развивается СД1, также имеют более низкое микробное разнообразие, чем те, у которых это заболевание не развивается [94]. Как эти специфические изменения в микробных популяциях приводят к развитию T1D, неизвестно, но есть мнение, что определенные микробные антигены способствуют T-клеткам, участвующим в разрушении β-клеток.Возможно, что этот процесс ускоряется из-за дисфункционального кишечного барьера, который долгое время был связан как клинически, так и экспериментально с СД1 [95,96,97,98]. Изменения в передаче сигналов врожденного иммунитета также могут играть критическую роль, поскольку у мышей GF NOD, у которых отсутствует ген первичного ответа миелоидной дифференцировки врожденного адапторного белка (MyD) 88, развивается устойчивый диабет, в то время как у мышей, свободных от специфических патогенов, нет, и колонизация мышей GF свободными от специфических патогенов. микробиота ослабляет диабет [93].Это говорит о том, что микробные антигены через врожденную иммунную систему участвуют в прогрессировании СД1. В частности, сегментированная нитчатая бактерия, не культивируемая и строго анаэробная, способствует дифференцировке клеток Th27 и положительно коррелирует с защитой от T1D у мышей NOD [99]. Микробиота, по-видимому, важна для поддержания баланса клеток Th27 / T _reg в тканях кишечника, мезентериальных и панкреатических лимфатических узлах, а также в развитии инсулита, хотя микробиота не контролирует прогрессирование до явного диабета [100]. .Это говорит о том, что, хотя микробиота играет важную роль в управлении воспалительными реакциями, ведущими к инсулиту, прогрессирование диабета включает другие механизмы.

Имеются данные о том, что диетические и микробные антигены независимо влияют на СД1, однако возможность индуцированного диетой дисбактериоза, ведущего к СД1, четко не определена. Пероральный прием пробиотиков и пребиотиков представляет собой способы вызвать изменения в микробиоте и показал потенциал в изменении начала диабета: Lactobacillus johnsonii N6.2 защищает BB-крыс от T1D, опосредуя функцию кишечного барьера и воспаление [101,102], а комбинированный пробиотик VSL # 3, как было показано, ослабляет инсулит и диабет у мышей NOD [103]. Пребиотики менее изучены, но есть доказательства того, что грудное вскармливание защищает детей от СД1 [104]. Грудное молоко содержит множество сложных олигосахаридов [105], которые являются пребиотиками, поскольку они способствуют росту групп полезных бактерий [106]. Определенные пищевые антигены связаны с прогрессирующей деструкцией β-клеток при СД1 у людей (коровье молоко, фруктовые соки, яйца и безалкогольные напитки) [107,108], и было показано, что многие диеты защищают от СД1 на моделях грызунов (с низким содержанием белка, высоким содержанием жиров , низкое соотношение омега-6: омега-3 ПНЖК, на основе сои и без лактозы) [109,110,111,112].Это указывает на то, что изменение микробиоты с помощью пробиотиков и пребиотиков может повлиять на прогрессирование заболевания, а диетическое вмешательство также влияет на начало диабета. Понимание вызванного диетой дисбиоза может быть многообещающим направлением для развития микробиоты, которая помогает предотвратить аутоиммунные заболевания, такие как T1D.

2.3. Воспалительное заболевание кишечника

Этиология ВЗК, включая болезнь Крона и язвенный колит, многофакторна и часто наблюдается у генетически предрасположенных лиц с нарушенной целостностью слизистой оболочки кишечника.В результате микробные антигены легче проникают через эпителиальный барьер и активируют иммунные клетки, которые вызывают нежелательное и потенциально хроническое воспаление. Микробиота имеет решающее значение для поддержания гомеостаза кишечника за счет активации TLR врожденного иммунитета [113], а также может играть причинную роль в нарушении целостности и восстановлении слизистой оболочки, наблюдаемом у пациентов с ВЗК. Фактически, дисбиотическая микробиота может вызывать колит у мышей [114] и наблюдается у пациентов с ВЗК по уменьшению микробного разнообразия [115,116], обогащению бактериями семейства Enterobacteriaceae [117,118,119] и истощению запасов бактерий типа Bacteroidetes и определенные Firmicutes [40].Механизмы, с помощью которых дисбактериоз способствует ВЗК, четко не определены, но увеличение количества инвазивных видов бактерий в сочетании с уменьшением числа защитных бактерий может привести к несоответствующей активации иммунных клеток и последующему нарушению иммунных ответов Th2 и Th27, увеличению проницаемости слизистой оболочки и потеря иммунологической толерантности. Наша группа недавно показала, что микробиота кишечника защищает от предрасположенности к летальному инфекционному колиту, регулируя защитные воспалительные и окислительно-восстановительные реакции [6].Кишечная микробиота считается основным фактором патогенеза ВЗК, и в результате существует большой интерес к определению того, какие популяции микробов способствуют защитным ответам в кишечнике.

Новые данные также указывают на то, что потребление липидов с пищей является важным фактором, влияющим на этиологию ВЗК [120,121,122,123,124,125]. По крайней мере, одно исследование датского населения показало, что чрезмерное потребление омега-6 ПНЖК увеличивает риск язвенного колита на 30%; тогда как потребление докозагексаеновой кислоты, омега-3 ПНЖК, снизило бремя болезни на 77% [122].Действительно, таблетки рыбьего жира рекламируются как «лекарство» от таких заболеваний, как ВЗК [124], но их влияние на здоровье желудочно-кишечного тракта противоречит некоторым исследованиям, показывающим положительный результат [120,122,123], и другим исследованиям, показывающим, что они действительно обостряют колит [126,127]. Хотя можно предположить, что чрезмерное потребление омега-6 ПНЖК связано с повышенным риском ВЗК, сделано предположение, что жирные кислоты с пищей напрямую изменяют иммунные ответы кишечника хозяина. Хотя это вероятно, также вероятно, что такой эффект, по крайней мере частично, вызван сдвигами в экологии микробиоты кишечника.И микробиота, и слизистая оболочка кишечника подвергаются воздействию пищевых антигенов, что предполагает возможность того, что на восприимчивость к ВЗК может влиять диета через тип микробов, на которые влияют факторы питания. В этом направлении мы показали, что микробиота, обогащенная Bacteroidetes, способствует иммунным и окислительно-восстановительным реакциям кишечника хозяина, которые защищают мышей от смертельного инфекционного колита [6]. Это демонстрирует, что микробиота управляет реакцией хозяина и изменяет восприимчивость к болезням.Однако мало что известно о влиянии питания на индуцирование определенных микробных популяций, которые либо защищают и предотвращают ВЗК, либо, наоборот, разрушают и вызывают ВЗК. Это важная область исследований, поскольку понимание того, как выбор диеты влияет на экологию кишечной микробиоты, может повлиять на индивидуальную восприимчивость к ВЗК, а также направление дальнейших разработок и клинического использования конкретных методов лечения пробиотиками. Однако до сих пор клинические испытания пробиотиков дали различные результаты против ВЗК [128], возможно, поскольку неизвестно, колонизируют ли они кишечник в долгосрочной перспективе.Таким образом, определение методов, которые способствуют развитию и поддержанию полезных микробов, которые уже присутствуют в кишечнике, чтобы помочь сбалансировать иммунную систему и поддерживать здоровье желудочно-кишечного тракта, является потенциальной профилактической мерой или лечением против ВЗК.

2.4. Синдром раздраженного кишечника

На СРК приходится до 40% амбулаторных обращений к гастроэнтерологу [129]. Хотя патогенез плохо изучен, есть доказательства того, что микробиота может быть вовлечена. Микробиота кала людей с СРК сильно отличается от таковой здоровых людей [130].У здоровых людей, по-видимому, более разнообразное микробное сообщество кишечника, чем у людей, страдающих СРК [131]. Избыточный бактериальный рост в тонком кишечнике также наблюдается в подгруппе случаев СРК [132]. Микробиота пациентов с СРК по сравнению с контрольной группой имеет двукратное увеличение соотношения Firmicutes и Bacteroidetes [133, 134]. У пациентов с СРК повышен уровень Clostridia spp. [133] и снижение уровня Bifidobacteria spp. по сравнению с контролем [133,135,136].Одно исследование также показало, что образцы фекалий пациентов с СРК имеют более высокое разнообразие Bacteroidetes и Lactobacillus spp. [137]. Напротив, другая группа не наблюдала различий между Bacteroides spp . , Bifidobacteria spp., Lactobacillus spp. И Enterococcus spp. между пациентами с СРК и контрольной группой [138]. Существует две общие классификации СРК: с преобладанием диареи и с преобладанием запора, каждая из которых, по-видимому, связана со специфическими изменениями в микробиоте.СРК с преобладанием диареи ассоциируется со значительным увеличением количества вредных бактерий, таких как Proteobacteria [139, 140], и снижением количества полезных бактерий, таких как Lactobacillus spp. [135,141], Actinobacteria и Bacteroidetes [142], а также общее сокращение микробного разнообразия [143]. Пациенты с СРК с преобладанием запора имеют повышенное количество Firmicutes [135] и снижение уровня продуцирующих лактат и утилизирующих бактерий, таких как Eubacterium hallii и Anaerostipes caccae [144].Как микробиота способствует развитию СРК, неизвестно, но одним из факторов может быть слабое воспаление слизистой оболочки, которое может быть инициировано микробиотой. В подтверждение этого у пациентов с СРК наблюдается повышенная экспрессия TLR4 и 5, которые инициируют врожденный иммунный ответ посредством микробных стимулов [145].

В когорте активных пациентов с СРК 52% связали свои симптомы с диетическими компонентами: 34% считают, что овощи вызывают неприятные симптомы СРК, 29% связывают свои симптомы с фруктами, 15% с молоком, 15% с потреблением жиров, 6% перца и специй и 4% сахара [146].Другое исследование определило, что продукты, богатые углеводами, кофе, алкоголь и острые специи являются причиной проявления симптомов у пациентов с СРК [147]. В последнее время исследования были сосредоточены на пробиотиках и пребиотиках в качестве терапевтических средств от СРК. Было показано, что пробиотики модулируют иммунную систему слизистых оболочек и улучшают барьерную функцию кишечника, подтверждая их потенциал в качестве терапевтических средств при желудочно-кишечных заболеваниях [148]. Терапевтические эффекты пробиотиков связаны со стабилизацией кишечной микробиоты [149]. Бифидобактерии видов было показано, что он эффективно облегчает СРК и значительно облегчает симптомы СРК, такие как боль / дискомфорт, вздутие живота / вздутие живота, позывы и расстройство пищеварения [150, 151]. Хотя в настоящее время не существует лечения СРК, терапия пробиотиками начинает появляться как потенциальный метод лечения.

2,5. Целиакия и другие пищевые аллергии

Целиакия — это хроническая воспалительная энтеропатия, вызванная аутоиммунным ответом на пептиды глютена, полученные из мягкой пшеницы, ячменя и ржи, которые поглощаются и представляются макрофагами, которые затем распознаются CD4 + Т-клетками. .Это запускает высвобождение провоспалительных цитокинов, которые повреждают слизистые оболочки тонкого кишечника [152, 153]. Хотя механизм прогрессирования целиакии хорошо известен, недавно появились данные, свидетельствующие о том, что микробиота играет важную роль в патофизиологии заболевания. Было показано, что кормление грудью [154], а также роды через естественные родовые пути [155] потенциально защищают от этого расстройства, способствуя здоровой микробиоте во время начальной колонизации. У предрасположенных младенцев кишечная микробиота лишена Bacteroidetes и большое количество Firmicutes [156].Многие группы обнаружили, что пациенты с глютеновой болезнью имеют микробиоту фекалий, отличную от таковой у здоровых взрослых, характеризующихся повышенным содержанием Bifidobacteria spp. [156,157,158,159], Lactobacillus spp. [157,158,160], Bacteroides spp., Staphylococcus spp. [154, 158, 161] и E. coli [160, 161]. И наоборот, некоторые группы обнаружили, что Bifidobacteria spp. были ниже у пациентов с глютеновой болезнью по сравнению с контрольной группой [154, 161]. Также Bifidobacteria spp.менее разнообразны у детей с глютеновой болезнью [162], и одна группа обнаружила, что B. longum ослабляет продукцию воспалительных цитокинов и опосредованный CD4 + T-клетками иммунный ответ на животной модели энтеропатии, индуцированной глиадином [163]. В целом, более высокая частота грамотрицательных и потенциально провоспалительных бактерий присутствует в микробиоте детей с целиакией, что связано с симптомами, связанными с заболеванием, способствуя патологическому прогрессу расстройства [164]. Измененная экспрессия генов TLR2 и 9, а также ингибирующего адаптивного белка, взаимодействующего с белком Toll или TOLLIP в биоптатах тонкого кишечника при глютеновой болезни, предполагает, что факторы, связанные с микробиотой, могут быть важны в развитии заболевания [165].

Безглютеновая диета в настоящее время является единственным методом лечения целиакии, и было показано, что бактериальный состав изменяется у пролеченных и нелеченных взрослых с целиакией [166]. Безглютеновая диета снижает количество Firmicutes и увеличивает количество Proteobacteria. У людей с глютеновой болезнью это приводит к снижению иммунных ответов, что противоречит мнению о том, что протеобактерии являются инициаторами иммунных ответов [160]. Однако безглютеновая диета может не полностью восстановить естественный баланс микробиоты, обычно наблюдаемый у здоровых людей, у тех пациентов, которые испытали дисбактериоз из-за чувствительности к глютену [158].Было обнаружено, что введение Lactobacillus casei эффективно для восстановления нормальной архитектуры слизистой оболочки и гомеостаза кишечной лимфоидной ткани на мышиной модели энтеропатии, индуцированной глиадином [167]. Это предполагает, что определенные микробы могут участвовать в стимулировании определенных иммунологических ответов у восприимчивых людей и могут быть потенциальной мишенью для снижения энтеропатии, связанной с этим заболеванием.

Дисбиоз может вызывать аберрантные иммунные реакции, ведущие к другим видам пищевой аллергии.Микробиота кишечника важна для развития оральной толерантности, которая предотвращает реакцию иммунной системы на безвредные бактериальные и пищевые антигены-комменсалы [168]. Распространенная пищевая аллергия, например, на молоко, яичные и ореховые продукты, может быть связана с дисбактериозом кишечной микробиоты. В подтверждение этого одна группа обнаружила, что стимуляция иммуноцитов кишечника с помощью Lactobacillus spp. может регулировать чрезмерные антиген-специфические цитокиновые ответы [169]. Младенцы (младше 12 месяцев) с чувствительностью к питательной смеси имеют необычно низкие уровни Bifidobacteria spp.и Lactobacillus spp. и высокие уровни Clostridia spp., Staphylococcus spp. и E. coli [170]. Кроме того, Firmicutes (в частности, Lactobacillus spp.) И Bifidobacteria spp. было показано, что они снижаются, а уровни энтеробактерий повышаются [171] у лиц с пищевой аллергией. Добавление лактозы в рацион регулирует состав кишечной микробиоты за счет увеличения общего количества фекалий Lactobacillus spp.и Bifidobacteria spp., при снижении уровней Bacteroides spp. [172].

Пробиотики были предложены для лечения пищевой аллергии. Одна группа обнаружила, что добавление Bifidobacterium , по-видимому, изменяет микробиоту кишечника таким образом, что может облегчить аллергическое воспаление, уменьшая количество E. coli , одновременно защищая от увеличения количества Bacteroidetes во время отлучения [171]. Другое исследование показало, что пробиотические бактерии индуцировали in vivo и увеличивали плазменные уровни противовоспалительного IL-10 и общего IgA у детей с аллергической предрасположенностью [173].Хотя это может представлять собой варианты лечения для людей с пищевой аллергией, необходимы дальнейшие исследования для подтверждения этих выводов.

Дисбиоз кишечной микробиоты, вызванный диетой, и его влияние на иммунитет и заболевания человеческое тело. Желудочно-кишечный тракт функционирует как главный иммунологический орган, поскольку он должен поддерживать толерантность к комменсальным и диетическим антигенам, оставаясь при этом отзывчивым на патогенные стимулы.Если этот баланс нарушен, могут возникнуть несоответствующие воспалительные процессы, ведущие к повреждению клеток-хозяев и / или аутоиммунитету. Данные свидетельствуют о том, что состав кишечной микробиоты может влиять на восприимчивость к хроническим заболеваниям кишечного тракта, включая язвенный колит, болезнь Крона, целиакию и синдром раздраженного кишечника, а также к более системным заболеваниям, таким как ожирение, диабет 1 типа и диабет 2 типа. . Интересно, что значительный сдвиг в диете совпал с увеличением заболеваемости многими из этих воспалительных заболеваний.Первоначально считалось, что состав кишечной микробиоты был относительно стабильным с раннего детства; однако недавние данные свидетельствуют о том, что диета может вызывать дисбактериоз — изменение состава микробиоты, которое может привести к аберрантным иммунным ответам. Обсуждаются роль микробиоты и возможность возникновения дисбактериоза, вызванного диетой, при воспалительных состояниях желудочно-кишечного тракта и системных заболеваниях.

Ключевые слова: кишечная микробиота, воспаление, восприимчивость к болезням, питание

1.Введение

1.1. Кишечная микробиота

Кишечная микробиота — это совокупность микробов, обитающих в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ), и состоит из более чем 1000 различных видов, которые вносят 3,3 миллиона уникальных микробных генов в ЖКТ человека [1,2]. Эта сложная микробная система включает бактерии, которые живут в симбиотических отношениях со своим хозяином, и некоторые микробы, которые обладают потенциально патогенными характеристиками. Микробиота млекопитающих сильно варьируется на более низких таксономических уровнях, однако существует четыре доминирующих типа: Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria и Proteobacteria [3].Firmicutes и Bacteroidetes составляют> 90% популяции бактерий в толстой кишке [4], в то время как актинобактерии и протеобактерии (включая Enterobacteriaceae) присутствуют регулярно, но их мало (<1% –5%) [1].

Микробы в желудочно-кишечном тракте необходимы для пищеварения хозяина, включая расщепление сложных углеводов, включая пищевые волокна, производство короткоцепочечных жирных кислот и синтез витаминов (см. Обзор [5]). В результате состав микробиоты может влиять на метаболические функции хозяина.Микробиота желудочно-кишечного тракта также имеет решающее значение для определения восприимчивости хозяина к инфекциям желудочно-кишечного тракта [6]. Он может защищать хозяина от патогенных бактерий напрямую, предотвращая их прикрепление за счет устойчивости к колонизации, а также превосходя патогены за питательные вещества и поддерживая соответствующий pH в кишечнике [7]. Недавний отчет показал, что микробиота человека, независимо от возраста, национальности, пола и индекса массы тела, попадает в один из трех основных «энтеротипов», которые различаются по своему филогенетическому составу и функциональным характеристикам [8].Это первый отчет, в котором предполагается, что микробиота человека объединяется в функциональные группы, которые могут по-разному реагировать на диету или лекарства, и может представлять будущее направление функциональной характеристики микробиоты.

Колонизация желудочно-кишечного тракта начинается в процессе родов, когда новорожденный подвергается воздействию материнских микробов и микробов окружающей среды [9]. Микробиота младенцев отличается неоднородностью и нестабильностью примерно до 2–4 лет [10,11], когда она становится более стабильной, напоминая микробиоту взрослых [12].Первоначальная колонизация кишечника не кажется случайной [13], а скорее запрограммированной. Первоначально это было показано Rawls et al. (2006), которые выполнили реципрокную трансплантацию микробиоты у рыбок данио и мышей, которые имеют сходную микробиоту на уровне деления, но разный состав на уровне видов [14]. Когда микробиота рыбок зебры была трансплантирована мышам, свободным от микробов (GF), и наоборот, у хозяина образовалось бактериальное сообщество, аналогичное его собственному виду, что показало, что генетика заранее программирует экологию наших желудочно-кишечных трактов [14].Однако появляется все больше свидетельств того, что на микробную экологию могут влиять несколько эпигенетических факторов, включая способ родов [15], воздействие антибиотиков [16], питание новорожденных [17], питание взрослых [18], стресс [19,20]. , возраст [21] и степень гигиены [22], а также случайные события, включая бактериальную инфекцию [23]. Например, младенцы, рожденные естественным путем, приобретают микрофлору влагалища и кишечника матери, включая Bacteroides , Bifidobacterium , Lactobacillus и Escherichia coli , в то время как дети, рожденные посредством кесарева сечения, имеют повышенный уровень бактерий, связанных с кожей, включая Staphylococcus . виды[24], которое сохраняется в детстве [25]. Следовательно, хотя генетика хозяина может в определенной степени предсказать микробный состав, несколько внешних факторов способствуют развитию уникального микробного отпечатка пальца человека и, как следствие, предрасположенности к нескольким заболеваниям.

1.2. Кишечная микробиота и иммунная система

Кишечная микробиота играет решающую роль в развитии местного и системного иммунитета, а также в поддержании гомеостаза толстой кишки [26,27,28].Важность кишечной микробиоты в развитии иммунной системы подчеркивается исследованиями GF, которые показывают, что структура и функция кишечника нарушены [29] из-за снижения секреции IgA [30], уменьшения количества и функции интраэпителиальных лимфоцитов [31] и уменьшения лимфатической ткани. [32]. Было показано, что микробиота управляет размножением В- и Т-клеток в пейеровских бляшках и брыжеечных лимфатических узлах, особенно CD4 + Т-лимфоцитов, включая FOXp3-экспрессирующие Т-регуляторные (T _reg ) клетки [33].В частности, Bifidobacteria spp. усиливают созревание системы sIgA слизистой оболочки, в то время как ранняя колонизация Bacteroides fragilis подавляет реакцию на липополисахариды (ЛПС) в младенчестве [34]. После послеродового периода и во взрослом возрасте микробиота необходима для индукции регуляторных механизмов, предназначенных для поддержания баланса как слизистого, так и системного иммунитета, чтобы, несмотря на то, что мы терпимы к безвредным бактериям, мы все еще могли формировать адекватные ответы на патогены.Было показано, что многие виды бактерий оказывают специфическое воздействие на хозяина. Например, сегментированные нитчатые бактерии, которые плотно прилегают к кишечному эпителию [35], вызывают ответы Th27 [36] и увеличивают количество клеток T _reg как в тонком, так и в толстом кишечнике [37]. Предполагается, что полисахарид A, связанный с B. fragilis , активирует CD4 + Т-хелперные клетки и способствует балансу Th2 / Th3 [38]. Моноколонизация с использованием B. fragilis способствует развитию клеток T _reg и индуцирует выработку противовоспалительного цитокина IL-10, что приводит к защите от химически индуцированного колита [39].Другой ключевой группой микробов являются Clostridium coccoides и C. leptum (кластеры IV и V соответственно), которые защищают от воспалительного заболевания кишечника (ВЗК) [40]. Кроме того, моноколонизация Clostridia (46 видов из кластеров IV и V) у мышей GF сильно способствует продуцированию IL-10 клетками T _reg [41]. Хотя клетки T _reg играют решающую роль в этой регуляции, другие факторы, такие как производство короткоцепочечных жирных кислот микробами, помогают регулировать другие важные процессы, такие как гомеостаз кишечника. Clostridium coccoides являются основными продуцентами короткоцепочечных жирных кислот, особенно бутирата, который является источником энергии для колоноцитов и, как было показано, защищает от повреждающих воспалительных реакций [42]. Другие короткоцепочечные жирные кислоты, такие как пропионовая кислота, полезны при низких концентрациях, но обладают нейротоксическим действием в больших количествах и могут играть роль в развитии и сохранении симптомов аутизма [43]. Учитывая жизненно важную взаимосвязь между микробиотой и функцией кишечника, крайне важно, чтобы микробиота функционировала нормально для поддержания сбалансированного иммунитета и гомеостаза.Измененная микробиота, называемая дисбактериозом, может привести к изменению иммунных функций и повышению риска заболевания. Таким образом, колонизация кишечника микробиотой в период между младенчеством и последующими четырьмя годами жизни может представлять собой критическую контрольную точку, во время которой в результате реакции на кишечные бактерии развиваются иммунная толерантность и восприимчивость к болезням. Понимание того, как внешние факторы, такие как диета, изменяют восприимчивость к болезням через изменения в микробиоте, может дать представление о функции микробов у здоровых и больных людей.

1.3. Дисбиоз кишечной микробиоты, вызванный диетой

Влияние диеты на состав микробиоты было продемонстрировано на начальном этапе колонизации: у младенцев, вскармливаемых грудью, более высокие уровни Bifidobacteria spp. в то время как у младенцев, вскармливаемых смесью, более высокий уровень Bacteroides spp., а также повышенный уровень Clostridium coccoides и Lactobacillus spp. [44]. Предполагалось, что после послеродового периода микробиота будет относительно стабильной на протяжении всей жизни.Однако несколько недавних исследований показали, что диетические факторы изменяют микробное сообщество, что приводит к биологическим изменениям в организме хозяина (). Фактически, состав микробиоты кишечника сильно коррелирует с диетой, что продемонстрировано исследованием, оценивающим относительный вклад генетики и диеты хозяина в формирование микробиоты кишечника и модулирование фенотипов метаболического синдрома у мышей. У мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, наблюдается множество ключевых изменений популяции кишечника, таких как отсутствие защитных кишечных барьеров Bifidobacteria spp.В целом, диетические изменения могут объяснить 57% общих структурных вариаций микробиоты кишечника, тогда как генетические изменения составляют не более 12% [45]. Это указывает на то, что диета играет доминирующую роль в формировании микробиоты кишечника, а изменение ключевых групп населения может превратить здоровую микробиоту кишечника в организм, вызывающий заболевание. Например, «западная» диета с высоким содержанием сахара и жира вызывает дисбактериоз, который влияет как на метаболизм желудочно-кишечного тракта хозяина, так и на иммунный гомеостаз [46]. Это было смоделировано в модели гуманизированных мышей, где фекальная микробиота взрослого человека была трансплантирована мышам GF.Мышей кормили диетой с низким содержанием жира, богатой полисахаридами растений, и при переходе на «западную» диету состав микробиоты перешел на чрезмерный рост Firmicutes, включая Clostridium innocuum , Eubacterium dolichum , Catenibacterium mitsuokai и . Enterococcus spp., А также значительное сокращение нескольких видов Bacteroides spp. [18]. У мышей диета с пониженным содержанием углеводов приводит к увеличению популяции бактерий из группы Bacteroidetes [47], а диета с ограничением калорийности предотвращает рост Clostridium coccoides , Lactobacillus spp.и Bifidobacteria spp., которые являются основными продуцентами бутирата, необходимыми для гомеостаза колоноцитов [48]. Диеты, богатые сложными углеводами, содержат меньше патогенных видов, таких как Mycobacterium avium подвидов paratuberculosis и Enterobacteriaceae [49], чем диеты с более высоким содержанием жира или белка [48,50,51,52]. Сложные углеводы также повышают уровень полезных бифидобактерий spp. такие как B. longum подвиды longum , B.breve и B. thetaiotaomicron [53]. Рафинированный сахар, с другой стороны, опосредует чрезмерный рост условно-патогенных бактерий, таких как C. difficile [54] и C. perfringens , путем увеличения выхода желчи [55]. Вегетарианство изменяет кишечную микробиоту у людей, потому что большое количество клетчатки приводит к увеличению производства короткоцепочечных жирных кислот микробами, что снижает рН кишечника. Это предотвращает рост потенциально патогенных бактерий, таких как E.coli и другие представители Enterobacteriaceae [56]. Интересно, что было обнаружено, что у европейских детей микробиота обеднена Bacteroidetes и обогащена Enterobacteriaceae по сравнению с африканскими детьми, проживающими в сельских районах, что авторы объясняют низким потреблением пищевых волокон европейцами [57]. Хотя это еще не продемонстрировано на людях, было высказано предположение, что материнский рацион может влиять на микробиоту потомства. Диета с высоким содержанием жиров (44% сгущенного молока и 8% кукурузного масла), которую скармливали крысам и передавали их грудным детенышам с грудным молоком, вызвала специфические микробные изменения в отпечатках микробиоты их щенков, такие как увеличение популяции Lactobacillus spp.и Enterococcus spp. и истощены Bacteroides spp. и Prevotella spp . [58]. Другие исследования, проведенные на мышах, показали, что диета с высоким содержанием жиров, богатая сафлоровым маслом, полиненасыщенной жирной кислотой омега-6 (ПНЖК), снижает количество Bacteroidetes, одновременно обогащая популяции фирмикутов, актинобактерий и протеобактерий [59,60]. Авторы показали, что потребление сафлорового масла стимулировало рост δ- Proteobacteria за счет усиления бактериальных генов, отвечающих за хемотаксис и развитие жгутиков, давая им конкурентное преимущество перед другими группами бактерий, которые колонизируют желудочно-кишечный тракт [61].Однако другое исследование показало, что диета, богатая насыщенными (молочными) жирами, а не сафлоровым маслом, вызвала рост δ- Proteobacteria , в частности Bilophila wadsworthia , в слепой кишке [62]. Эти противоречивые наблюдения могут быть результатом исследования области желудочно-кишечного тракта, поскольку слепая кишка и толстая кишка различаются как по микробной среде обитания, так и по функциям. Таким образом, вывод о преимуществах сафлорового масла над молочным жиром нельзя сделать только на основании этих двух исследований.

Таблица 1

Краткое описание дисбактериоза, вызванного диетой.

, 55]

Диета	Измененные бактерии	Влияние на бактерии	Ссылки
Высокожирные	Бифидобактерии spp .	Снижено (отсутствует)	[45]
С высоким содержанием жира и сахара	Clostridium innocuum , Catenibacterium mitsuokai и Enterococcus spp.	Увеличено	[18]
	Bacteroides spp.	Снижено	[18]
Сниженное содержание углеводов	Bacteroidetes	Увеличено	[49]
Ограничение калорийности	Clostridium soccoides и Bifidobacteria spp.	Снижение (предотвращение роста)	[48]
Сложные углеводы	Mycobacterium avium подвидов paratuberculosis и Enterobacteriaceae	Снижение	[49]
Б.longum подвиды longum , B.breve и B. thetaiotaomicron	Повышенный уровень	[53]
Рафинированный сахар	C. difficile и C. perfringens	Повышенный
Вегетарианец	E. coli	Снижено	[56]
Высокое n -6 ПНЖК из сафлорового масла	Bacteroidetes	Снижено	[59,60]
	Фирмикуты, актинобактерии и протеобактерии	Увеличение	[59,60]
	δ- Proteobacteria	Увеличение	[61]
Животный молочный жир	δ- Proteobacteria	Увеличение	[62]

эффекты на воспалительные и метаболические реакции хозяина.Например, богатая белком диета увеличивает активность бактериальных ферментов, таких как β-глюкуронидаза, азоредуктаза и нитроредуктаза, которые продуцируют токсичные метаболиты, вызывающие воспалительные реакции [63]. Из-за сложного баланса, который существует внутри микробиоты, изменения в одной группе или виде могут не только напрямую влиять на хозяина, но также могут разрушить все микробное сообщество. Например, представители филы Firmicutes, Actinobacteria, Verrucomicrobium и Bacteroidetes могут разлагать сложные углеводы, не всасываемые хозяином [64], а также могут ингибировать рост условно-патогенных микроорганизмов, таких как Clostridium spp.и представители Enterobacteriaceae, такие как E. coli [65,66]. Дисбиоз также может изменять метаболическую активность других членов микробиоты кишечника [67]. Таким образом, вполне возможно, что некоторые диеты способствуют росту микробов, которые могут оказывать вредное воздействие на своего хозяина, в то время как другие диетические факторы могут способствовать развитию полезных микробов. Неизвестно, является ли дисбактериоз, вызванный диетой, временным или долгосрочным явлением. Если дисбактериоз является долговременным явлением, то послеродовое питание может быть использовано для содействия изменениям микробиоты на ранних этапах жизни во время развития более стабильной микробиоты.В подтверждение этого, потребление смеси с рыбьим жиром может изменить микробный состав младенца; однако неизвестно, будут ли эти микробные изменения продолжительными или временными [68]. Хотя это исследование не выявило конкретных микробов, которые изменились, и не изучило влияние на кишечный иммунитет, оно предполагает, что микробиота может быть изменена с помощью диетических факторов, чтобы обогатить полезные микробы и предотвратить заболевания, связанные с дисбактериозом.

2. Кишечная микробиота и болезни

Естественный гомеостаз кишечных микробных сообществ изменяется во время многих патологий, включая ожирение, метаболический синдром, диабет, воспалительное заболевание кишечника (ВЗК), синдром раздраженного кишечника (СРК) и целиакию. Во многих случаях есть данные, свидетельствующие о причастности различных диетических факторов к возникновению этих заболеваний, которые будут обсуждаться ниже. И микробиота, и слизистая оболочка кишечника подвергаются воздействию пищевых антигенов, и, как обсуждается здесь, недавние данные показали, что определенные диетические предпочтения могут вызывать дисбактериоз.Однако мало что известно о влиянии питания на индуцирование определенных микробных популяций, которые либо защищают и предотвращают определенные заболевания, либо, наоборот, разрушают и вызывают болезнь . Это важная область исследований, поскольку выбор диеты изменяет экологию кишечной микробиоты, что может повлиять на предрасположенность человека ко многим воспалительным заболеваниям. Хотя есть доказательства того, что определенные диетические факторы напрямую связаны с реакциями хозяина, влияющими на риск заболевания, также вероятно, что такой эффект, по крайней мере частично, вызван сдвигами в экологии кишечной микробиоты ().

Рисунок 1

Дисбиоз, вызванный диетой, влияет на восприимчивость к болезням. На микробиом кишечника (микробная экология и их генетический материал) влияют как генетика хозяина, так и окружающая среда, включая факторы питания. При заболеваниях, включая ВЗК, диабет и ожирение, диета участвует в качестве фактора, оказывающего непосредственное влияние на метаболизм хозяина и / или иммунные ответы. Однако недавние данные свидетельствуют о том, что диета также влияет на состав микробиома.Это, в свою очередь, может повлиять на иммунитет и метаболизм хозяина и изменить восприимчивость к болезням.

2.1. Ожирение, метаболический синдром и диабет 2 типа

Микробиота кишечника участвует в метаболизме организма, влияя на энергетический баланс, метаболизм глюкозы и слабое воспаление, связанное с ожирением и связанными с ним нарушениями обмена веществ. Ожирение связано с дисбактериозом пищеварительного тракта как у мужчин, так и у мышей. Как обсуждалось ранее, диета может влиять на дисбактериоз и метаболизм хозяина [18].Фактически, тучный микробиом демонстрирует повышенную способность собирать энергию из рациона [69], свойство, которое передается между тучными и не страдающими ожирением мышами, несмотря на одинаковое потребление энергии [70]. Firmicutes и Bacteroidetes представляют собой два крупнейших типа микробиоты человека и мыши, и изменение соотношения этих типов связано со многими заболеваниями, включая ожирение. У людей с ожирением количество Bacteroidetes ниже по сравнению с худыми людьми [70,71], а потеря веса у людей с ожирением приводит к увеличению количества Bacteroidetes [72].Однако существуют противоречивые данные о составе фенотипа микробиоты с ожирением в отношении соотношений Bacteroidetes и Firmicutes [73,74]. Дети с ожирением / избыточной массой тела также имеют повышенное содержание Enterobacteriaceae по сравнению с детьми той же возрастной группы (4–5 лет) с нормальным индексом массы тела [75]. А также Bifidobacteria spp. из филы Actinobacteria, как было показано, истощается как у тучных мышей, так и у людей [76,77]. Хотя еще не ясно, какие именно микробы вызывают или предотвращают ожирение, данные свидетельствуют о том, что микробиота является фактором.В подтверждение этого, у мышей GF не развивается ожирение [72,78], однако микробиота с ожирением вызывает ожирение у мышей GF [59]. Кроме того, мыши, получавшие ванкомиоцин, получавшие с высоким содержанием жиров, набирали меньше веса, чем мыши, получавшие ванкомицин, получавшие контрольную диету, несмотря на аналогичное потребление калорий [79]. Это показывает, что целенаправленное манипулирование микробиотой приводит к различным метаболическим результатам в зависимости от состава рациона. Микробиота связана с инсулинорезистентностью или диабетом 2 типа (СД2) через метаболический синдром, и действительно, микробиота людей с СД2 также характеризуется повышенным соотношением Bacteroidetes / Firmicutes, а также увеличением содержания Bacillus и Lactobacillus . виды[80]. Было также замечено, что соотношение Bacteriodes — Prevotella к C. coccoides — E. rectale положительно коррелировало с уровнями глюкозы, но не коррелировало с индексом массы тела [80]. Это говорит о том, что микробиота может влиять на СД2 в сочетании с ожирением или независимо от него.

Ожирение, метаболический синдром и СД2 также связаны с системным воспалением низкой степени. Одним из механизмов, который может объяснить вызванное микробами ожирение, связанное с метаболическим синдромом и СД2, является эндотоксемия, которая характеризуется избытком циркулирующего ЛПС, который вызывает системное воспаление [81,82].Мыши, которым вводили ЛПС, демонстрируют повышенную прибавку в весе и инсулинорезистентность наряду с накоплением макрофагов в белой жировой ткани [83]. У людей диета с высоким содержанием жиров в западном стиле, скармливаемая людям старше одного месяца, может вызвать повышение уровня эндотоксинов в плазме на 71%, что позволяет предположить, что эндотоксемия может развиться у людей с дисфункцией желудочно-кишечного барьера, связанной с дисбактериозом [82]. Кроме того, у пациентов с СД2 повышен уровень ЛПС в плазме [84], а у мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, увеличивается количество ЛПС-содержащих бактерий, которые способствуют системному воспалению, что приводит к метаболическому синдрому и инсулинорезистентности [81].Недавнее исследование, направленное на выяснение механизма между уровнями ЛПС и метаболизмом глюкозы, показало, что, хотя ЛПС увеличивает инфильтрацию макрофагов, необходимую для системного воспаления, предшествующего инсулинорезистентности, сам по себе ЛПС не ухудшает метаболизм глюкозы [83]. Это указывает на то, что другие факторы могут быть вовлечены в развитие инсулинорезистентности. Например, регуляция врожденного иммунитета кишечника может влиять на развитие метаболического синдрома и ожирения [85]. У мышей, лишенных толл-подобного рецептора (TLR) 5, трансмембранного белка, экспрессирующегося в слизистой оболочке кишечника, который связывает бактериальные жгутики, развивается метаболический синдром, связанный с дисбактериозом и воспалением слабой степени, который усугубляется после диеты с высоким содержанием жиров [86].Необходимы дальнейшие исследования для выяснения вовлеченных микробных факторов и их влияния на регуляцию ожирения, метаболического синдрома и СД2.

Изменения в микробиоте могут повлиять на баланс иммунной системы хозяина и привести к повышенной транслокации бактериальных антигенов к метаболически активным тканям. Это может привести к хроническому воспалительному состоянию и нарушению метаболических функций, таких как инсулинорезистентность, отложение жира в печени, невосприимчивость к инсулину и чрезмерное развитие жировой ткани.Этот дисбаланс может возникнуть в начале метаболического заболевания. Следовательно, раннее лечение дисбактериоза может замедлить или предотвратить эпидемию метаболических заболеваний и, следовательно, соответствующие летальные сердечно-сосудистые последствия [87]. Лечение пробиотиками и пребиотиками может быть подходом к обращению вспять метаболических изменений хозяина, связанных с дисбактериозом, наблюдаемым при ожирении [88]. Пребиотические волокна могут способствовать ожирению, нормализуя дисбактериоз кишечника. Используя крыс с генетическим ожирением, одна группа обнаружила, что дозирование пребиотических волокон увеличивает количество Firmicutes и снижает количество Bacteroidetes, что является микробным профилем, обнаруживаемым у худых фенотипов, наряду с увеличением количества Bifidobacteria spp.и Lactobacillus spp. [89]. Введение Lactobacillus spp. в качестве пробиотика в одном исследовании получены различные результаты в отношении прибавки в весе у людей, предполагая, что разные виды Lactobacilli по-разному влияют на изменение веса, которое зависит от хозяина [74]. Восстановление микробиоты может ослабить метаболические нарушения, связанные с ожирением, и помочь людям поддерживать здоровый вес [90].

2.2. Диабет 1 типа

Микробиота желудочно-кишечного тракта была впервые рассмотрена как фактор, способствующий развитию диабета 1 типа (T1D), когда было обнаружено, что пенетрантность диабета у мышей с диабетом без ожирения (NOD) зависела от условий содержания животных. в [91].С тех пор было показано, что модели СД1 на мышах и крысах имеют микробиоту, отмеченную сниженным разнообразием и уменьшением количества Lactobacillus spp., А также снижение соотношения Firmicutes / Bacteroidetes [92,93]. Совсем недавно клиническое исследование показало, что генетически предрасположенные младенцы, у которых развивается СД1, также имеют более низкое микробное разнообразие, чем те, у которых это заболевание не развивается [94]. Как эти специфические изменения в микробных популяциях приводят к развитию T1D, неизвестно, но есть мнение, что определенные микробные антигены способствуют T-клеткам, участвующим в разрушении β-клеток.Возможно, что этот процесс ускоряется из-за дисфункционального кишечного барьера, который долгое время был связан как клинически, так и экспериментально с СД1 [95,96,97,98]. Изменения в передаче сигналов врожденного иммунитета также могут играть критическую роль, поскольку у мышей GF NOD, у которых отсутствует ген первичного ответа миелоидной дифференцировки врожденного адапторного белка (MyD) 88, развивается устойчивый диабет, в то время как у мышей, свободных от специфических патогенов, нет, и колонизация мышей GF свободными от специфических патогенов. микробиота ослабляет диабет [93].Это говорит о том, что микробные антигены через врожденную иммунную систему участвуют в прогрессировании СД1. В частности, сегментированная нитчатая бактерия, не культивируемая и строго анаэробная, способствует дифференцировке клеток Th27 и положительно коррелирует с защитой от T1D у мышей NOD [99]. Микробиота, по-видимому, важна для поддержания баланса клеток Th27 / T _reg в тканях кишечника, мезентериальных и панкреатических лимфатических узлах, а также в развитии инсулита, хотя микробиота не контролирует прогрессирование до явного диабета [100]. .Это говорит о том, что, хотя микробиота играет важную роль в управлении воспалительными реакциями, ведущими к инсулиту, прогрессирование диабета включает другие механизмы.

Имеются данные о том, что диетические и микробные антигены независимо влияют на СД1, однако возможность индуцированного диетой дисбактериоза, ведущего к СД1, четко не определена. Пероральный прием пробиотиков и пребиотиков представляет собой способы вызвать изменения в микробиоте и показал потенциал в изменении начала диабета: Lactobacillus johnsonii N6.2 защищает BB-крыс от T1D, опосредуя функцию кишечного барьера и воспаление [101,102], а комбинированный пробиотик VSL # 3, как было показано, ослабляет инсулит и диабет у мышей NOD [103]. Пребиотики менее изучены, но есть доказательства того, что грудное вскармливание защищает детей от СД1 [104]. Грудное молоко содержит множество сложных олигосахаридов [105], которые являются пребиотиками, поскольку они способствуют росту групп полезных бактерий [106]. Определенные пищевые антигены связаны с прогрессирующей деструкцией β-клеток при СД1 у людей (коровье молоко, фруктовые соки, яйца и безалкогольные напитки) [107,108], и было показано, что многие диеты защищают от СД1 на моделях грызунов (с низким содержанием белка, высоким содержанием жиров , низкое соотношение омега-6: омега-3 ПНЖК, на основе сои и без лактозы) [109,110,111,112].Это указывает на то, что изменение микробиоты с помощью пробиотиков и пребиотиков может повлиять на прогрессирование заболевания, а диетическое вмешательство также влияет на начало диабета. Понимание вызванного диетой дисбиоза может быть многообещающим направлением для развития микробиоты, которая помогает предотвратить аутоиммунные заболевания, такие как T1D.

2.3. Воспалительное заболевание кишечника

Этиология ВЗК, включая болезнь Крона и язвенный колит, многофакторна и часто наблюдается у генетически предрасположенных лиц с нарушенной целостностью слизистой оболочки кишечника.В результате микробные антигены легче проникают через эпителиальный барьер и активируют иммунные клетки, которые вызывают нежелательное и потенциально хроническое воспаление. Микробиота имеет решающее значение для поддержания гомеостаза кишечника за счет активации TLR врожденного иммунитета [113], а также может играть причинную роль в нарушении целостности и восстановлении слизистой оболочки, наблюдаемом у пациентов с ВЗК. Фактически, дисбиотическая микробиота может вызывать колит у мышей [114] и наблюдается у пациентов с ВЗК по уменьшению микробного разнообразия [115,116], обогащению бактериями семейства Enterobacteriaceae [117,118,119] и истощению запасов бактерий типа Bacteroidetes и определенные Firmicutes [40].Механизмы, с помощью которых дисбактериоз способствует ВЗК, четко не определены, но увеличение количества инвазивных видов бактерий в сочетании с уменьшением числа защитных бактерий может привести к несоответствующей активации иммунных клеток и последующему нарушению иммунных ответов Th2 и Th27, увеличению проницаемости слизистой оболочки и потеря иммунологической толерантности. Наша группа недавно показала, что микробиота кишечника защищает от предрасположенности к летальному инфекционному колиту, регулируя защитные воспалительные и окислительно-восстановительные реакции [6].Кишечная микробиота считается основным фактором патогенеза ВЗК, и в результате существует большой интерес к определению того, какие популяции микробов способствуют защитным ответам в кишечнике.

Новые данные также указывают на то, что потребление липидов с пищей является важным фактором, влияющим на этиологию ВЗК [120,121,122,123,124,125]. По крайней мере, одно исследование датского населения показало, что чрезмерное потребление омега-6 ПНЖК увеличивает риск язвенного колита на 30%; тогда как потребление докозагексаеновой кислоты, омега-3 ПНЖК, снизило бремя болезни на 77% [122].Действительно, таблетки рыбьего жира рекламируются как «лекарство» от таких заболеваний, как ВЗК [124], но их влияние на здоровье желудочно-кишечного тракта противоречит некоторым исследованиям, показывающим положительный результат [120,122,123], и другим исследованиям, показывающим, что они действительно обостряют колит [126,127]. Хотя можно предположить, что чрезмерное потребление омега-6 ПНЖК связано с повышенным риском ВЗК, сделано предположение, что жирные кислоты с пищей напрямую изменяют иммунные ответы кишечника хозяина. Хотя это вероятно, также вероятно, что такой эффект, по крайней мере частично, вызван сдвигами в экологии микробиоты кишечника.И микробиота, и слизистая оболочка кишечника подвергаются воздействию пищевых антигенов, что предполагает возможность того, что на восприимчивость к ВЗК может влиять диета через тип микробов, на которые влияют факторы питания. В этом направлении мы показали, что микробиота, обогащенная Bacteroidetes, способствует иммунным и окислительно-восстановительным реакциям кишечника хозяина, которые защищают мышей от смертельного инфекционного колита [6]. Это демонстрирует, что микробиота управляет реакцией хозяина и изменяет восприимчивость к болезням.Однако мало что известно о влиянии питания на индуцирование определенных микробных популяций, которые либо защищают и предотвращают ВЗК, либо, наоборот, разрушают и вызывают ВЗК. Это важная область исследований, поскольку понимание того, как выбор диеты влияет на экологию кишечной микробиоты, может повлиять на индивидуальную восприимчивость к ВЗК, а также направление дальнейших разработок и клинического использования конкретных методов лечения пробиотиками. Однако до сих пор клинические испытания пробиотиков дали различные результаты против ВЗК [128], возможно, поскольку неизвестно, колонизируют ли они кишечник в долгосрочной перспективе.Таким образом, определение методов, которые способствуют развитию и поддержанию полезных микробов, которые уже присутствуют в кишечнике, чтобы помочь сбалансировать иммунную систему и поддерживать здоровье желудочно-кишечного тракта, является потенциальной профилактической мерой или лечением против ВЗК.

2.4. Синдром раздраженного кишечника

На СРК приходится до 40% амбулаторных обращений к гастроэнтерологу [129]. Хотя патогенез плохо изучен, есть доказательства того, что микробиота может быть вовлечена. Микробиота кала людей с СРК сильно отличается от таковой здоровых людей [130].У здоровых людей, по-видимому, более разнообразное микробное сообщество кишечника, чем у людей, страдающих СРК [131]. Избыточный бактериальный рост в тонком кишечнике также наблюдается в подгруппе случаев СРК [132]. Микробиота пациентов с СРК по сравнению с контрольной группой имеет двукратное увеличение соотношения Firmicutes и Bacteroidetes [133, 134]. У пациентов с СРК повышен уровень Clostridia spp. [133] и снижение уровня Bifidobacteria spp. по сравнению с контролем [133,135,136].Одно исследование также показало, что образцы фекалий пациентов с СРК имеют более высокое разнообразие Bacteroidetes и Lactobacillus spp. [137]. Напротив, другая группа не наблюдала различий между Bacteroides spp . , Bifidobacteria spp., Lactobacillus spp. И Enterococcus spp. между пациентами с СРК и контрольной группой [138]. Существует две общие классификации СРК: с преобладанием диареи и с преобладанием запора, каждая из которых, по-видимому, связана со специфическими изменениями в микробиоте.СРК с преобладанием диареи ассоциируется со значительным увеличением количества вредных бактерий, таких как Proteobacteria [139, 140], и снижением количества полезных бактерий, таких как Lactobacillus spp. [135,141], Actinobacteria и Bacteroidetes [142], а также общее сокращение микробного разнообразия [143]. Пациенты с СРК с преобладанием запора имеют повышенное количество Firmicutes [135] и снижение уровня продуцирующих лактат и утилизирующих бактерий, таких как Eubacterium hallii и Anaerostipes caccae [144].Как микробиота способствует развитию СРК, неизвестно, но одним из факторов может быть слабое воспаление слизистой оболочки, которое может быть инициировано микробиотой. В подтверждение этого у пациентов с СРК наблюдается повышенная экспрессия TLR4 и 5, которые инициируют врожденный иммунный ответ посредством микробных стимулов [145].

В когорте активных пациентов с СРК 52% связали свои симптомы с диетическими компонентами: 34% считают, что овощи вызывают неприятные симптомы СРК, 29% связывают свои симптомы с фруктами, 15% с молоком, 15% с потреблением жиров, 6% перца и специй и 4% сахара [146].Другое исследование определило, что продукты, богатые углеводами, кофе, алкоголь и острые специи являются причиной проявления симптомов у пациентов с СРК [147]. В последнее время исследования были сосредоточены на пробиотиках и пребиотиках в качестве терапевтических средств от СРК. Было показано, что пробиотики модулируют иммунную систему слизистых оболочек и улучшают барьерную функцию кишечника, подтверждая их потенциал в качестве терапевтических средств при желудочно-кишечных заболеваниях [148]. Терапевтические эффекты пробиотиков связаны со стабилизацией кишечной микробиоты [149]. Бифидобактерии видов было показано, что он эффективно облегчает СРК и значительно облегчает симптомы СРК, такие как боль / дискомфорт, вздутие живота / вздутие живота, позывы и расстройство пищеварения [150, 151]. Хотя в настоящее время не существует лечения СРК, терапия пробиотиками начинает появляться как потенциальный метод лечения.

2,5. Целиакия и другие пищевые аллергии

Целиакия — это хроническая воспалительная энтеропатия, вызванная аутоиммунным ответом на пептиды глютена, полученные из мягкой пшеницы, ячменя и ржи, которые поглощаются и представляются макрофагами, которые затем распознаются CD4 + Т-клетками. .Это запускает высвобождение провоспалительных цитокинов, которые повреждают слизистые оболочки тонкого кишечника [152, 153]. Хотя механизм прогрессирования целиакии хорошо известен, недавно появились данные, свидетельствующие о том, что микробиота играет важную роль в патофизиологии заболевания. Было показано, что кормление грудью [154], а также роды через естественные родовые пути [155] потенциально защищают от этого расстройства, способствуя здоровой микробиоте во время начальной колонизации. У предрасположенных младенцев кишечная микробиота лишена Bacteroidetes и большое количество Firmicutes [156].Многие группы обнаружили, что пациенты с глютеновой болезнью имеют микробиоту фекалий, отличную от таковой у здоровых взрослых, характеризующихся повышенным содержанием Bifidobacteria spp. [156,157,158,159], Lactobacillus spp. [157,158,160], Bacteroides spp., Staphylococcus spp. [154, 158, 161] и E. coli [160, 161]. И наоборот, некоторые группы обнаружили, что Bifidobacteria spp. были ниже у пациентов с глютеновой болезнью по сравнению с контрольной группой [154, 161]. Также Bifidobacteria spp.менее разнообразны у детей с глютеновой болезнью [162], и одна группа обнаружила, что B. longum ослабляет продукцию воспалительных цитокинов и опосредованный CD4 + T-клетками иммунный ответ на животной модели энтеропатии, индуцированной глиадином [163]. В целом, более высокая частота грамотрицательных и потенциально провоспалительных бактерий присутствует в микробиоте детей с целиакией, что связано с симптомами, связанными с заболеванием, способствуя патологическому прогрессу расстройства [164]. Измененная экспрессия генов TLR2 и 9, а также ингибирующего адаптивного белка, взаимодействующего с белком Toll или TOLLIP в биоптатах тонкого кишечника при глютеновой болезни, предполагает, что факторы, связанные с микробиотой, могут быть важны в развитии заболевания [165].

Безглютеновая диета в настоящее время является единственным методом лечения целиакии, и было показано, что бактериальный состав изменяется у пролеченных и нелеченных взрослых с целиакией [166]. Безглютеновая диета снижает количество Firmicutes и увеличивает количество Proteobacteria. У людей с глютеновой болезнью это приводит к снижению иммунных ответов, что противоречит мнению о том, что протеобактерии являются инициаторами иммунных ответов [160]. Однако безглютеновая диета может не полностью восстановить естественный баланс микробиоты, обычно наблюдаемый у здоровых людей, у тех пациентов, которые испытали дисбактериоз из-за чувствительности к глютену [158].Было обнаружено, что введение Lactobacillus casei эффективно для восстановления нормальной архитектуры слизистой оболочки и гомеостаза кишечной лимфоидной ткани на мышиной модели энтеропатии, индуцированной глиадином [167]. Это предполагает, что определенные микробы могут участвовать в стимулировании определенных иммунологических ответов у восприимчивых людей и могут быть потенциальной мишенью для снижения энтеропатии, связанной с этим заболеванием.

Дисбиоз может вызывать аберрантные иммунные реакции, ведущие к другим видам пищевой аллергии.Микробиота кишечника важна для развития оральной толерантности, которая предотвращает реакцию иммунной системы на безвредные бактериальные и пищевые антигены-комменсалы [168]. Распространенная пищевая аллергия, например, на молоко, яичные и ореховые продукты, может быть связана с дисбактериозом кишечной микробиоты. В подтверждение этого одна группа обнаружила, что стимуляция иммуноцитов кишечника с помощью Lactobacillus spp. может регулировать чрезмерные антиген-специфические цитокиновые ответы [169]. Младенцы (младше 12 месяцев) с чувствительностью к питательной смеси имеют необычно низкие уровни Bifidobacteria spp.и Lactobacillus spp. и высокие уровни Clostridia spp., Staphylococcus spp. и E. coli [170]. Кроме того, Firmicutes (в частности, Lactobacillus spp.) И Bifidobacteria spp. было показано, что они снижаются, а уровни энтеробактерий повышаются [171] у лиц с пищевой аллергией. Добавление лактозы в рацион регулирует состав кишечной микробиоты за счет увеличения общего количества фекалий Lactobacillus spp.и Bifidobacteria spp., при снижении уровней Bacteroides spp. [172].

Пробиотики были предложены для лечения пищевой аллергии. Одна группа обнаружила, что добавление Bifidobacterium , по-видимому, изменяет микробиоту кишечника таким образом, что может облегчить аллергическое воспаление, уменьшая количество E. coli , одновременно защищая от увеличения количества Bacteroidetes во время отлучения [171]. Другое исследование показало, что пробиотические бактерии индуцировали in vivo и увеличивали плазменные уровни противовоспалительного IL-10 и общего IgA у детей с аллергической предрасположенностью [173].Хотя это может представлять собой варианты лечения для людей с пищевой аллергией, необходимы дальнейшие исследования для подтверждения этих выводов.

Факты о дисбактериозе кишечника и о том, как его вылечить

Вы разделяете свое тело с триллионами микроскопических организмов. Когда они не ладят, это называется «дисбактериозом», и это имеет негативные последствия для вашего здоровья.

Дисбиоз — это современная проблема, которая возникла, когда ученые обнаружили поразительное разнообразие микробов, обитающих в человеческом теле и в нем.По большей части эти одноклеточные организмы безвредны (некоторые даже хороши) и живут в симбиозе с вами, хозяином.

Но микробы — чувствительные маленькие существа, и их гармоничные сообщества легко вывести из равновесия. Это позволяет менее дружелюбным насекомым брать на себя ответственность и делать то, что им лучше всего подходит — а это не всегда то, что нужно вашему организму. Это упрощенное определение дисбактериоза .

В этой статье вы познакомитесь с причинами дисбактериоза, его симптомами, тестированием и лечением.Вы обнаружите, что дисбактериоз — удивительно распространенная проблема, и почему исследователи до сих пор не уверены в том, что первично: дисбактериоз или болезнь.

☝️ ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ☝Эта статья предназначена только для информационных целей. Он не предназначен для использования в качестве замены профессиональных медицинских рекомендаций, диагностики или лечения.

---

Содержание

---

Что такое дисбактериоз?

Дисбиоз определяется как негативные изменения в микробных сообществах вашего тела, которые связаны с проблемами со здоровьем и заболеваниями.Выделяют два основных типа дисбактериоза: бактериальный и грибковый. Однако дисбактериоз не является заболеванием.

Дисбиоз — это универсальный термин, потому что не существует «идеального» микробиома. Каждый человек уникален, а это означает, что каждый микробиом тоже уникален. Однако исследователи выявили некоторые общие признаки дисбактериоза, которые связаны с количеством одних микробов по сравнению с другими:

• чрезмерный рост некоторых бактерий или дрожжей
• Отсутствие или недостаток полезных бактерий
• низкое видовое разнообразие в микробиоме

Грибковый дисбактериоз

В организме также обитает небольшое количество дрожжей, которые по большей части безвредны.Тем не менее чрезмерный рост грибков — частая причина инфекций уха, микоза, молочницы и вагинальных инфекций, многие из которых вызываются дрожжами Candida и плесенью Aspergillus.

☝️ СОВЕТ ☝️ Значение дисбактериоза происходит от древнегреческого: dys- (плохой или больной) и biosis (образ жизни).

Что такое дисбактериоз кишечника?

Самая известная микробная экосистема — это микробиом кишечника. Расположенный в толстой кишке, он содержит триллионы бактериальных клеток, которые работают с кишечником, чтобы поддерживать его здоровье.Также там есть дрожжи, грибы и археи.

Здоровый и сбалансированный микробиом содержит достаточно нужных бактерий для производства важных питательных веществ, которые поддерживают здоровье слизистой оболочки кишечника и защищают от вторжений, которые могут вызвать дисбактериоз, захватив экосистему.

Разнообразие — это ключевой показатель для измерения дисбактериоза кишечного микробиома. В здоровом микробиоме присутствует более 1000 различных видов бактерий. Они контролируют чужеродные бактерии и потенциально инфекционные микробы, чтобы они не могли размножаться и вызывать болезни.

Что вызывает дисбактериоз кишечника?

Иллюстрация сделана на основе обзора о дисбактериозе, проведенного ДеГруттола А.К. и другие.

В вашей повседневной жизни есть множество факторов, которые могут повлиять на дисбактериоз толстой кишки и здоровье микробиома, самым большим из которых являются антибиотики. Даже всего один курс антибиотиков может вызвать дисбактериоз, который длится месяцами. Многократный прием антибиотиков может даже навсегда нарушить микробиом кишечника.

Другие факторы, связанные с дисбактериозом кишечника, включают вашу диету и образ жизни.Вечеринки каждый вечер и питание за счет фаст-фуда и сладких напитков не принесут пользы вашему кишечнику, а вот употребление большого количества цельных продуктов, фруктов и овощей и регулярные физические упражнения принесут пользу.

Практически невозможно определить, является ли дисбактериоз частью проблемы или просто следствием болезни. Исследователи полагают, что это, вероятно, порочный круг, в котором микробиом кишечника и организм создают условия для болезни.

Действительно, болезнь (и даже прием лекарств) может повлиять на микробиом, вызывая дисбактериоз, который затем подпитывает болезнь.Точно так же считается, что дисбактериоз может вызывать проблемы с обменом веществ в организме, которые в дальнейшем повышают восприимчивость человека к болезням.

Симптомы дисбактериоза

Симптомы дисбактериоза кишечника очень расплывчаты и совпадают со многими распространенными проблемами со здоровьем, включая синдром раздраженного кишечника, воспалительное заболевание кишечника и целиакию. Исследования также показывают, что дисбактериоз является фактором риска развития этих состояний.

Общие симптомы дисбактериоза кишечника:

• метеоризм
• вздутие живота
• боль в животе
• понос
• запор

Просто помните, что если у вас есть симптомы дисбактериоза кишечника, вам всегда следует обращаться к врачу для диагностики, чтобы убедиться, что у вас нет серьезных проблем со здоровьем.

Тесты на дисбактериоз

Дисбактериоз — это слово, используемое для описания функционального состояния. Это не диагноз, потому что оно не считается состоянием здоровья.

Если вы хотите проверить наличие дисбактериоза кишечника, вы можете пройти тест на микробиом кишечника, например, тест на микробиом Атласа. Их не называют тестами на дисбактериоз кишечника, потому что они анализируют многие особенности кишечной микробиоты, а не только дисбактериоз.

Вы можете заказать тест на микробиом Атлас онлайн прямо сейчас и получить набор для сбора, который будет доставлен к вам домой.Все, что вам нужно сделать, это собрать небольшой образец стула и вернуть его. Ваш образец анализируется в лаборатории, чтобы определить бактерии в кишечнике и их влияние на ваше здоровье.

Отчет	Что вы узнаете
Разнообразие микробиома	Узнайте, насколько разнообразен микробиом вашего кишечника и является ли дисбактериоз проблемой.
Полезные бактерии	Узнайте о полезных бактериях в кишечнике и о том, достаточно ли у вас их для защиты от дисбактериоза.
Уровни бутирата	Узнайте, вырабатывают ли ваши бактерии достаточно бутирата, чтобы поддерживать здоровье кишечника.
Метаболизм пищевых волокон	Выясните, насколько хорошо кишечные микробы расщепляют различные пищевые волокна.
Защита от болезней	Узнайте, как кишечные микробы защищают вас от 5 болезней, связанных с дисбактериозом.
Синтез витаминов	Узнайте, производят ли ваши микробы достаточно витаминов B и K, чтобы прокормить сообщество.
Диета при дисбактериозе	Открывайте для себя индивидуальные списки продуктов каждую неделю, чтобы восстановить микробиом кишечника и бороться с дисбактериозом.

Несмотря на то, что универсального определения дисбактериоза не существует, существует достаточно доказательств, чтобы знать, как выглядит сбалансированный микробиом. Вот почему тесты на микробиом кишечника — хороший вариант, если вас беспокоит дисбактериоз.

Тест разнообразия на дисбактериоз

Микробиомные тесты — лучший способ проверить разнообразие вашего микробиома — основной индикатор здоровья — который показывает, здоровы ли и сбалансированы ли ваши кишечные бактерии, или есть ли избыток одних бактерий и недостаток других.

Когда в кишечнике недостаточно полезных и пробиотических бактерий, вы более подвержены дисбактериозу. Вот почему микробиомный тест Atlas также проверяет количество пробиотических бактерий, таких как Lactobacillus и Bifidobacteria , а также других полезных бактерий в кишечнике.

Питательный тест на дисбактериоз

Тесты, такие как микробиомный тест Атлас, могут оценить уровень бутирата (критически важной короткоцепочечной жирной кислоты), вырабатываемой вашими бактериями для поддержания здоровья кишечника.Кишечные микробы также производят витамины, которые питают другие бактерии, и вы можете увидеть, как здесь живет ваш микробиом.

Статус защиты от болезней

Дисбактериоз часто наблюдается при серьезных заболеваниях, и наш тест на микробиом может оценить, насколько микробиом вашего кишечника похож или отличается от пяти распространенных заболеваний:

• Болезнь Крона
• Язвенный колит
• Ожирение
• Болезнь сердца
• Сахарный диабет II типа

Лечение дисбактериоза кишечника

Лечение дисбактериоза следует подбирать индивидуально для каждого человека с учетом результатов теста на микробиом кишечника.Протокол дисбактериоза кишечника может включать комбинацию диетических изменений, пробиотических добавок и изменений образа жизни для создания оптимальных условий для процветания полезных бактерий.

Получите еженедельные индивидуальные рекомендации по питанию для борьбы с дисбактериозом

Не существует лекарства, которое могло бы лечить симптомы дисбактериоза кишечника, и лечение обычно разрабатывается для каждого конкретного случая. При умеренном дисбалансе микробиома, выявленном с помощью теста микробиома Атласа, ваши еженедельные рекомендации по питанию — это диета для лечения дисбактериоза.

Кормя свой микробиом пребиотическими продуктами, вы подпитываете полезные бактерии в кишечнике, чтобы они могли процветать и восстанавливать баланс в экосистеме. Пребиотики — это просто причудливое слово для обозначения растительной пищи, потому что хорошие кишечные бактерии питаются пищевыми волокнами и питательными веществами для растений.

Дневник питания Atlas Biomed для здоровья микробиома

Эта индивидуальная диета от дисбактериоза — естественное средство от дисбактериоза, не требующее никаких добавок или лекарств. Все, что вам нужно сделать, это следовать своим еженедельным рекомендациям по питанию и записывать свой прогресс в приложении Atlas Health.

В этом приложении есть встроенная функция подсчета очков, позволяющая оценивать ваши блюда на основе того, насколько они благоприятны для микробиома, чтобы помочь вам придерживаться диеты при дисбактериозе кишечника. Кроме того, вы можете получить бесплатную консультацию диетолога и попросить совета у профессионала.

Отслеживайте состояние своего микробиома с течением времени с помощью нашей тестовой подписки

. Вы даже можете отслеживать, насколько эффективна ваша диета для лечения дисбактериоза кишечника с помощью нашей подписки. Проходите тест на микробиом Atlas каждые три месяца, чтобы увидеть, как меняется ваш микробиом и как он реагирует на улучшения в выборе продуктов питания.

---

Другие виды дисбактериоза

Дисбактериоз поражает не только толстую кишку. Это может повлиять на любую часть тела, которая имеет свою особую экосистему микробов, потому что бактерии повсюду от вашего рта до ваших мочевыводящих путей.

Дисбактериоз кожи

Только ваша кожа имеет несколько нишевых микробиомов, зависящих от местной окружающей среды. Например, микробы, которым нравится жирная кожа вашего носа, скорее всего, не будут получать столько удовольствия от ваших потных подмышек.

Действительно, некоторые исследования показали, что перхоть и себорейный дерматит (зудящая сыпь с шелушащимися чешуйками) связаны с грибковым и бактериальным дисбиозом. Атопический дерматит, более известный как экзема, также связан с дисбактериозом микробиома кожи.

Дисбактериоз полости рта

Дисбактериоз полости рта — еще одна распространенная проблема, которая может иметь серьезные последствия. Гингивит и пародонтит (две стадии заболевания десен) связаны с дисбактериозом ротовой полости, вызываемым бактерией Porphyromonas gingivalis .

Чрезмерный рост P. gingivalis означает, что эти микробы могут путешествовать с вашей слюной в пищеварительный тракт, где они могут активировать вашу иммунную систему, вызывая хроническое воспаление и дисбактериоз микробиома кишечника.

Чрезмерный бактериальный рост в тонком кишечнике (SIBO)

Ваш кишечник состоит из двух частей. Тонкий кишечник извлекает большую часть энергии и питательных веществ из пищи, в то время как толстый кишечник поглощает воду, электролиты и некоторые другие питательные вещества и избавляется от продуктов жизнедеятельности.

СИБР — это тип дисбактериоза, при котором избыточный бактериальный рост приводит к избыточному производству метана или водорода. Эти газы влияют на клетки слизистой оболочки кишечника, вызывая вздутие живота, боли в животе, газообразование, диарею и иногда запор.

Кандидозный дисбактериоз

Candida — это обычно безвредные дрожжи, которые иногда бесконтрольно вырастают и захватывают местный микробиом с неприятными побочными эффектами. Чрезмерный рост Candida — это форма дисбактериоза, известная как кандидоз.

Дрожжи Candida могут вызывать молочницу — грибковый дисбактериоз ротовой полости — с неприятными симптомами, такими как болезненность, белые или желтые пятна, которые кровоточат при царапании, неприятный привкус во рту, сухость и трещины на краях рта.

Другой распространенный тип грибкового дисбиоза Candida поражает только женщин: дрожжевые инфекции. В вагинальном микробиоме преобладают бактерии Lactobacillus , которые поддерживают кислотность окружающей среды для отпугивания патогенов. Когда эта экосистема нарушена (например, антибиотиками), дрожжи кандиды могут взять верх и вызвать вагинальную инфекцию.

☝️ ФАКТ ☝️ Микробиомные тесты не могут показать вам, есть ли у вас грибковый рост, дисбактериоз кожи или паразитарная инфекция.

Дисбиоз, пищевые волокна и FODMAP

Добро пожаловать в нашу серию статей «Beat The Bloat», в которой исследуются все распространенные причины вздутия живота и то, что вы можете сделать, чтобы облегчить его.

☝️ ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ Всегда консультируйтесь с терапевтом перед тем, как исключить группы продуктов из своего рациона. Изменения в привычках питания должны контролироваться зарегистрированными медицинскими работниками, которые обладают квалификацией, чтобы направлять пациентов в правильном применении и применении диет по медицинским показаниям.

На этой неделе мы собираемся изучить, как дисбактериоз, потребление клетчатки и продукты с FODMAP могут вызвать вздутие живота, как воздушный шар, и что с этим делать.

При описании этих ощущений дискомфорта может возникнуть некоторая путаница. Когда врачи говорят о вздутии живота , они часто имеют в виду газообразование и чувство переполнения вокруг талии. Если вокруг кишечника наблюдается заметная опухоль, это называется вздутием живота .

В некоторых случаях вы можете заметить вздутие живота, потому что ваше обручальное кольцо слишком плотно сидит на вашем пальце или ваша одежда кажется немного меньше, чем была вчера. В этом случае вы можете сказать, что чувствуете вздутие живота, но на самом деле это может быть задержка жидкости .

Дисбактериоз: несчастливый микробиом кишечника

Многие вещи могут негативно повлиять на кишечные микробы, особенно диета и антибиотики. В частности, плохая диета, состоящая в основном из обработанных пищевых продуктов и рафинированного сахара, может уменьшить разнообразие ваших микробов и увеличить количество газообразующих бактерий.

Кроме того, антибиотики, инфекции и стресс могут влиять на состав вашего микробиома, вызывая чрезмерный рост условно-патогенных микробов, вызывающих желудочно-кишечные расстройства. Эти условно-патогенные микробы могут выделять различные типы газов, которые имеют клиническую связь с расстройствами пищеварения.

Под расстройством пищеварения мы подразумеваем газы и другие симптомы, такие как спазмы и боль. Хотя от странного звука старого рога можно получить много удовольствия, чрезмерное газообразование может вызвать серьезный дискомфорт.

Боль и спазмы могут привести к вялости и нежеланию идти на работу, резвиться или даже проводить время с друзьями. В некоторых случаях у вас может не получиться выключить противотуманный рожок. В других случаях от вас могут исходить настолько невыразимые запахи, что вы даже чувствуете отвращение к себе.

🥦 ПОБЕДИТЕСЬ НА ПУСКУ Добавьте в свой рацион растения и ингредиенты, которые вы можете узнать. Овощи, фрукты, семена, орехи и бобовые служат пищей для ваших полезных бактерий, которые помогают держать под контролем оппортунистических животных.Регулярная физическая активность, даже ходьба, также может разнообразить кишечные микробы и способствовать формированию «полезных» бактерий в толстой кишке. Вы также можете добавить в свой рацион ферментированные продукты, такие как йогурт с живыми культурами, кефир, кимчи и мисо.

Потребление клетчатки: не будь героем

Это правда, что большинство людей страдают от недостатка клетчатки в своем рационе. Однако радикальное увеличение потребления пищевых волокон и пребиотиков за счет увеличения количества потребляемой вами трудно перевариваемой растительной пищи также имеет несколько временных недостатков.

Кишечные бактерии способны расщеплять гораздо больше пищевых волокон, чем пищеварительная система человека. И при этом они превращают эти волокна в полезные вещества, такие как бутират и витамины, полезные для здоровья. К сожалению, при этом они могут выделять газы.

Это все хорошо и хорошо для тех, кто длительное время придерживается фруктов, овощей, орехов, бобовых и цельнозерновых, потому что их микробы адаптировались: они разнообразны и способны эффективно управлять этими трудноусвояемыми волокнами.

В то же время растворимые волокна притягивают больше воды в стул, увеличивая его размер и вызывая чувство вздутия живота. Тем не менее, этот тип клетчатки помогает пищевым отходам перемещаться по кишечнику в канализацию, что делает его важным компонентом здорового питания.

В одном исследовании изучалось влияние диеты с высоким содержанием клетчатки на метеоризм у группы людей путем чередования средней диеты и «сложной» диеты, богатой клетчаткой. Исследователи обнаружили, что такие диеты увеличивают частоту анального газа, но не общий объем газа, вырабатываемого в кишечнике, тем самым опровергая жалобы пациентов на «чрезмерную эвакуацию газов через анус».

В любом случае такие симптомы обычно проходят после короткого переходного периода: множество неподтвержденных данных указывает на то, что всего через 1-2 недели после первоначального изменения диеты. FODMAP, специфические типы волокон, вызывающие желудочно-кишечный дискомфорт, обсуждаются ниже.

📝 ПОБЕДИТЕСЬ, ЧТО Каждый человеческий организм и каждый микробиом кишечника уникальны, вот что важно. Обращайте внимание на то, что вы едите, следите за приемами пищи и не переедайте продукты, которые, как вы знаете, заставят вас наполняться горячим воздухом.Банку черных бобов не приготовить на ужин, так что перемешайте. Готовьте разнообразные овощи для еженедельного приема пищи и добавляйте их в небольших количествах в блюда. По сути, не будь героем — это лучший способ разрушить ваши добрые намерения.

FODMAP: больше, чем сложная аббревиатура

Он показан при подтипе синдрома раздраженного кишечника, который сопровождается избыточным бактериальным ростом тонкой кишки (СИБР). Врачи также могут следовать этому протоколу в особых случаях функциональных желудочно-кишечных симптомов, таких как газы, боль и спазмы.

пищевых волокон типа FODMAP — это растительные продукты, которые могут вызывать дискомфорт, поскольку они ферментируются (расщепляются кишечными микробами) в процессе пищеварения. Он включает в себя этап исключения из длинного списка фруктов, овощей, бобовых и цельнозерновых, за которым следует этап постепенного повторного введения тех же продуктов для определения чувствительности пищеварения.

Было указано, что эти продукты могут вызывать реакцию иммунной системы после того, как в исследованиях пациентов с СРК были выявлены повышенные маркеры гистамина.Гистамин — это соединение, участвующее в иммунных реакциях, включая аллергию. Однако авторы обзора 2017 года под названием «Споры и недавние разработки диеты с низким содержанием FODMAP» обсудили несколько аспектов этой диеты.

Обзор подтвердил, что пациенты, соблюдающие диету с низким содержанием FODMAP, имеют более низкий уровень гистамина. Но исследователи усомнились в эффективности фазы исключения. Кроме того, они предполагают, как и ряд исследований, что «диета с низким содержанием FODMAP может вызвать потенциальные« нездоровые »изменения на микробном уровне, но требует долгосрочных исследований.”

В то же время этот обзор также показал, что кишечная гипнотерапия обеспечивает аналогичный успех в облегчении симптомов. Кроме того, он выявил несколько рисков, помимо изменений микробиома кишечника, в том числе неправильное применение диеты, ведущее к неадекватности питания и возможному увеличению риска нарушения пищевого поведения.

👩‍⚕️ ВЗГЛЯД Хронический дискомфорт в области пищеварения может серьезно повлиять на качество вашей жизни. И хотя Интернет — фантастический инструмент для самообразования, абсолютно необходимо проконсультироваться с квалифицированным практикующим врачом, у которого есть доступ к утвержденным диагностическим инструментам, чтобы определить, является ли диета с низким содержанием FODMAP подходящим решением.Биологические механизмы раздражения пищеварительной системы сложны и могут потребовать нескольких различных тестов для определения причины.

В следующий раз на Beat the Bloat

Мы уже хорошо знакомы с азами вздутия живота и надеемся, что вы узнали что-то новое о диете, газовых выбросах и кишечных микробах. В нашем последнем выпуске этой серии Beat The Bloat мы разберемся с неопровержимыми фактами о непереносимости лактозы, менструации и соли.

Стоит ли делать анализ кишечных микробов?

В Atlas Biomed мы особенно увлечены вашими кишечными микробами и тем, как они могут повлиять на ваше здоровье.Фактически, наша команда исследователей микробиома и экспертов-биостатистов, разработавшая этот тест, работает над проектами по всему миру и опубликовала статьи в научных журналах. Вот почему мы так много знаем о вздутии живота, метеоризме и о том, как бактерии могут вызывать дискомфорт при пищеварении.

Вы можете узнать больше о составе микробиома кишечника и о том, как он влияет на ваше здоровье, с помощью теста на микробиом Atlas Biomed. Персонализированный отчет о состоянии здоровья включает:

• Общий балл за функции микробиома и защиту от болезней
• Углубленный профиль ваших микробов (%), включая M.уровни смити
• Способность к синтезу питательных веществ, включая бутират и витамины
• Способность расщеплять клетчатку и индивидуальные рекомендации по питанию
• Отчет о новых пробиотиках и полезных бактериях

Мы используем расширенное генетическое секвенирование для анализа вашего микробиома, получения результатов и рекомендаций с использованием алгоритмов, основанных на результатах тысяч клинических испытаний и научных работ.Это позволяет нам определять ваши индивидуальные особенности и составлять индивидуальные рекомендации по питанию для улучшения вашего микробиома и общего состояния здоровья.

Если вы уже прошли тест, вот ссылки на ваши результаты и интересные функции в вашем личном кабинете.

• A. Young Seo et al., Вздутие живота: патофизиология и лечение
• Газы и вздутие живота — Контроль выбросов
• Кирсти Браун и др., Дисбиоз кишечной микробиоты, вызванный диетой, и его влияние на иммунитет и болезни
• М.Конлон и А. Бёрд, Влияние диеты и образа жизни на кишечную микробиоту и здоровье человека
• Chaysavanh Manichanh et al., Отвод газов из анального канала и микробиота толстой кишки у пациентов с метеоризмом: влияние диеты
• Beatrice Salvioli et al., Причина задержки газа и симптомы у пациентов с вздутием живота
• K. Triantafyllou et al., Метаногены, метан и моторика желудочно-кишечного тракта
• Анна Фоули и др., Стратегии лечения вздутия живота и вздутия живота
• Chaysavanh Manichanh et al., Отвод газов из анального канала и микробиота толстой кишки у пациентов с метеоризмом: влияние диеты
• K. McIntosh et al., FODMAPs изменяют симптомы и метаболом пациентов с СРК: рандомизированное контролируемое исследование
• K. Murray et al., Дифференциальное воздействие FODMAP (ферментируемых олиго-, ди-, моносахаридов и полиолов) на содержимое тонкого и толстого кишечника у здоровых субъектов, показанное с помощью МРТ
• M. Pimentel et al., Газ и микробиом
• Пета Хилл и др., Противоречия и недавние разработки диеты с низким содержанием FODMAP
• Комментарий эксперта — Вздутие живота, вздутие живота и синдром раздраженного кишечника
• Сатиш С.К. Рао и др., Затуманенность мозга, газы и вздутие живота: связь между СИБР, пробиотиками и метаболическим ацидозом
• J. Dionne et al., Систематический обзор и метаанализ, оценивающий эффективность безглютеновой диеты и диеты с низким содержанием FODMAP в лечении симптомов синдрома раздраженного кишечника

.

Дисбактериоз кишечника питание: Питание (диета) при дисбактериозе кишечника