Мікробіом людини, який охоплює бактерії, віруси, грибки та археї, став об’єктом підвищеної уваги в останні роки через його величезний вплив на різні аспекти здоров’я.
Ці мікроорганізми, що переважно мешкають у кишечнику, перевищують за кількістю клітини людського тіла і відіграють ключову роль у регулюванні безлічі фізіологічних процесів.
Здоровий мікробіом сприяє підтримці сильної імунної системи, оптимальної метаболічної функції та стабільного психічного здоров’я, тоді як його дисбаланс, відомий як дисбіоз, може призвести до цілої низки захворювань.
У цій статті ми детально розглянемо, як мікробіом впливає на імунну систему, психічне здоров’я та обмін речовин, ґрунтуючись на останніх наукових дослідженнях, а також обговоримо перспективи персоналізованої медицини на основі мікробіологічних даних.
Мікробіом та імунна система
Роль мікробіома в розвитку імунітету
Імунна система людини та мікробіом підтримують симбіотичні відносини.
Бактерії кишечника беруть участь у динамічній взаємодії з імунними клітинами через складні сигнальні шляхи, сприяючи як вродженому, так і адаптивному імунітету.
Наприклад, бактерії кишечника стимулюють вироблення цитокінів і антитіл, важливих для регуляції імунних процесів.
Приклад дослідження:
Дослідження 2017 року, проведене в Каліфорнійському університеті, засвідчило, що присутність бактерій роду Bacteroides і Firmicutes у кишечнику посилює імунну відповідь на патогени.
Ці мікроорганізми не тільки захищають організм від інфекцій, а й допомагають імунній системі відрізняти безпечні речовини від потенційних загроз, що знижує ризик розвитку аутоімунних захворювань, таких як ревматоїдний артрит і вовчак.
Дисбіоз і його наслідки
Дисбіоз – порушення балансу мікробіоти кишківника, пов’язаний із підвищеною сприйнятливістю до запальних захворювань.
У людей із такими станами, як хвороба Крона та виразковий коліт, спостерігається значне зниження різноманітності мікробіоти, що пов’язано з посиленням запальних процесів.
Розширена таблиця 1: Вплив дисбіозу на імунну систему
| Вид мікробів | Метаболічні захворювання | Функція в метаболізмі |
|---|---|---|
| Akkermansia muciniphila | Ожиріння, цукровий діабет 2 типу | Регуляція ліпідного і вуглеводного обміну |
| Faecalibacterium prausnitzii | Метаболічний синдром | Виробництво КЦЖК та підтримка енергетичного балансу |
| Bacteroides thetaiotaomicron | Непереносимість вуглеводів | Розщеплення складних вуглеводів |
| Roseburia intestinalis | Інсулінорезистентність | Регуляція запальних маркерів у жировій тканині |
Додаткові дані
Сучасні дослідження показують, що ранній вплив мікробів (наприклад, через природні пологи та грудне вигодовування) критично важливий для правильного формування імунної системи.
У немовлят, народжених за допомогою кесаревого розтину або вигодуваних сумішшю, склад мікробіоти відрізняється, що може пояснювати вищу поширеність алергій і астми в цих групах.
Мікробіом і психічне здоров’я
Вісь “кишечник – мозок”: двостороння комунікація
Вісь “кишківник – мозок” являє собою двосторонню систему зв’язку між мікробіомом кишківника і центральною нервовою системою (ЦНС).
Бактерії кишечника виробляють нейроактивні сполуки, такі як серотонін, дофамін і гамма-аміномасляна кислота (ГАМК), які безпосередньо впливають на роботу мозку і регуляцію настрою.
Дослідження 2019 року, проведене Оксфордським університетом, показало, що застосування пробіотиків, які містять Bifidobacterium longum, покращувало психічний стан у 70% пацієнтів із клінічною депресією, знижуючи рівень тривожності та покращуючи когнітивні функції.
Це дає багатообіцяючі докази того, що цілеспрямований вплив на мікробіом може стати новим підходом до лікування психічних розладів.
Розширена таблиця 2: Вплив мікробіоти на психічне здоров’я
| Вид мікробів | Зв’язок з психічним здоров’ям | Роль в осі “кишківник — мозок” |
|---|---|---|
| Bifidobacterium longum | Зниження тривожності та депресії | Виробництво серотоніну і ГАМК |
| Lactobacillus rhamnosus | Покращення реакції на стрес | Модуляція осі гіпоталамус-гіпофіз-наднирники та рівня кортизолу |
| Faecalibacterium prausnitzii | Підвищення когнітивних функцій | Протизапальна дія на ЦНС |
Пробіотики та психічне здоров’я
Дослідження засвідчили, що пробіотики та пребіотики (речовини, що живлять корисні бактерії кишківника) можуть чинити терапевтичний ефект на психічне здоров’я.
Метааналіз 2020 року показав, що у людей із легким і середнім ступенем депресії спостерігалося значне поліпшення стану після прийому пробіотиків, що містять штами Lactobacillus і Bifidobacterium.
Мікробіом і обмін речовин
Роль мікробіоти в метаболічних процесах
Мікробіота кишківника чинить значний вплив на метаболізм, допомагаючи в розщепленні харчових волокон на коротколанцюгові жирні кислоти (КЦЖК), які регулюють обмін глюкози та ліпідів.
Ба більше, різноманітність мікробіоти впливає на засвоєння поживних речовин, синтез вітамінів і енергетичний баланс.
Дослідження 2020 року, проведене в Корнельському університеті, показало, що у людей з ожирінням спостерігався нижчий рівень Akkermansia muciniphila – бактерії, пов’язаної з поліпшенням ліпідного обміну і гомеостазу глюкози.
Було встановлено, що вживання Akkermansia у людей з ожирінням сприяло зниженню ваги та поліпшенню чутливості до інсуліну.
Розширена таблиця 3: Роль мікробіоти в обміні речовин
| Вид мікробів | Метаболічні захворювання | Функція в метаболізмі |
|---|---|---|
| Akkermansia muciniphila | Ожиріння, цукровий діабет 2 типу | Регуляція ліпідного і вуглеводного обміну |
| Faecalibacterium prausnitzii | Метаболічний синдром | Виробництво КЦЖК та підтримка енергетичного балансу |
| Bacteroides thetaiotaomicron | Непереносимість вуглеводів | Розщеплення складних вуглеводів |
| Roseburia intestinalis | Інсулінорезистентність | Регуляція запальних маркерів у жировій тканині |
Додаткові дані
Дисбіоз був пов’язаний із розвитком ожиріння, цукрового діабету 2 типу та метаболічного синдрому.
У людей з ожирінням частіше трапляються бактерії роду Firmicutes, тоді як у худих людей більше бактерій роду Bacteroidetes.
Ця зміна в мікробіоті, як вважається, змінює спосіб вилучення енергії з їжі, що сприяє набору ваги.
Висновок
Мікробіом людини – це складна екосистема, що відіграє важливу роль у регуляції імунної системи, психічного здоров’я та обміну речовин.
Здоровий мікробіом підтримує загальне здоров’я організму, тоді як дисбіоз сприяє розвитку широкого спектра хронічних захворювань, таких як аутоімунні розлади, депресія та метаболічні порушення.
Для підтримання здорового мікробіома необхідно дотримуватися різноманітного та збалансованого харчування, що включає клітковину, пребіотики та пробіотики, а також мінімізувати застосування антибіотиків без медичних показань.
Нові дослідження показують, що персоналізовані мікробіомні терапії можуть стати основою майбутніх медичних підходів, пропонуючи індивідуальні рішення для поліпшення стану здоров’я.
Потенціал мікробіомних втручань як у профілактичній, так і в терапевтичній медицині величезний.
У міру того, як наше розуміння мікробіологічної науки поглиблюється, очікується, що найближчим десятиліттям ми станемо свідками значних проривів у цій царині, що радикально змінить підходи до лікування та управління здоров’ям.
Про автора
