Кишкова мікробіота та алергічні захворювання
Від того, які мікроорганізми пануватимуть у кишечнику дитини в ранньому віці, значною мірою залежить, чи хворітиме вона у подальшому житті на алергічні захворювання та бронхіальну астму
Справа не в різноманітті
Вельми популярною є теорія про те, що швидке поширення алергічних захворювань у розвинених країнах пов’язане з надмірною «стерильністю» середовища, яке оточує дітей, і що рання зустріч з непатогенними мікроорганізмами, а також видове різноманіття мікробіоти забезпечують нормальний розвиток імунної системи та знижують ризик алергічних захворювань.
Але результати досліджень, проведених протягом останніх років, зокрема ті, в яких використовують методи геномного аналізу, не підтверджують принципової ролі саме різноманіття кишкових симбіонтів, а свідчать про те, що для здоров’я імунної системи важливішим є співвідношення певних мікроорганізмів.
Нещодавно було опубліковано систематичний огляд, в якому підсумовано дані 47 досліджень мікробіоти дітей з алергічними захворюваннями та без них [1]. Виявлено, що у немовлят віком до 1 міс з алергічною сенситизацією (підвищеною чутливістю до того чи іншого алергену), атопічним дерматитом або бронхіальною астмою у кишковій мікробіоті спостерігається збільшення кількості представників родин Bacteroidaceae (бактероїди), Clostridiaceae (клостридії), Enterobacteriaceae (ентеробактерії) та зменшення — Lactobacillaceae (лактобактерії). У немовлят із сімейним анамнезом алергічних хвороб виявляли забагато ентеробактерій та замало — лактобактерій і Bifi dobacteriaceae (біфідобактерій).
Для дітей старше 1 міс закономірності у складі мікробіоти, пов’язані як з алергічною енситизацією, так і з бронхіальною астмою, не були однозначними. Так, алергічна сенситизація супроводжувалася збільшенням кількості клостридій та зменшенням бактероїдів і лактобактерій, але представники інших родин, зокрема біфідобактерії, Staphylococcaceae (стафілококи), Veillonellaeceae (вейллонелли), могли бути як у надлишку, так і в дефіциті. Взагалі, вже після першого місяця життя визначити якийсь специфічний бактеріальний патерн, пов’язаний з розвитком алергічних захворювань, значно складніше. Ймовірно, це можна пояснити загальним ускладненням мікробного пейзажу в травному тракті у міру росту дитини.
Антиалергічні властивості «здорового» мікробіому доповнюються потужною бар’єрною функцією пріепітеліальної бактеріальної біоплівки, що перешкоджає проникненню харчових алергенів і токсичних речовин через кишкову стінку в кровотік
В дослідах на мишах виявлено, що модифікація кишкової мікробіоти в ранньому віці захищає тварин від розвитку алергічних хвороб та бронхіальної астми в подальшому житті шляхом впливу на розвиток імунної системи.
Збільшення у складі кишкової мікробіоти людини кількості бактероїдів, клостридій та ентеробактерій при зменшенні кількості біфідо- та лактобактерій досить чітко пов’язане з алергічними захворюваннями, хоча важко точно визначити межу, за якою ці «збільшення» або «зменшення» вже є проблемою.
Окрема цікава тема — вплив на розвиток та функціонування імунної системи грибів, що мешкають в кишечнику. Грибна мікробіота — «мікобіота» — в травному тракті дуже різноманітна і поводиться подібно до бактерій, тобто порушення грибного балансу підвищує ризик розвитку різної патології, зокрема алергічних захворювань. В одному з досліджень мишей тривалий час годували протигрибковим засобом, після чого у них загострилися коліт (запалення товстої кишки), а також алергічне захворювання дихальних шляхів. Аналіз кишкових грибів показав, що під дією фунгіциду кількість деяких грибів збільшилася (Aspergillus, Wallemia, Epicoccum spp.), а деяких — зменшилася (Candida spp.). На жаль, наші знання про кишкову «мікобіоту» дуже обмежені, тому вкрай необхідними є дослідження її функції як модулятора імунної відповіді та ролі у розвитку запальних процесів. Ще менше відомо про кишковий віром — сукупність вірусів, що мешкають на слизовій оболонці травного тракту, та про його вплив на розвиток алергічних захворювань.
Критичний період
Кишкова мікробіота шляхом взаємодії із лімфоїдною тканиною травного тракту «вчить» її розрізняти резидентні бактерії (що мешкають тут в нормі), потенціальні патогени та антигени їжі. Ця складна взаємодія і визначає формування імунологічної толерантності, тобто відсутності імунної відповіді на чужорідні, але безпечні агенти. Отже, склад мікробіоти — «здоровий» або «нездоровий» — багато вирішує у цьому процесі. Особливо ці взаємодії важливі в дитячому віці, коли кишкова мікробіота і імунна система розвиваються паралельно.
В дитинстві, на думку вчених, є критичний період, протягом якого коливання у складі кишкової мікробіоти найбільшою мірою впливають на розвиток імунної системи. Це підтверджують дані про те, що у дітей, які отримували в пренатальний період та в ранньому віці антибіотики, підвищений ризик розвитку алергічних захворювань і бронхіальної астми, тоді як прийом пробіотиків у ранньому віці знижує ризик атопічної сенситизації. На жаль, на сьогодні не встановлено, скільки триває від народження цей критичний період.
Існує багато чинників, що визначають склад кишкової мікробіоти у новонароджених та дітей, зокрема гестаційний вік при народженні, спосіб розродження, раціон, прийом антибіотиків або пребіотиків матір’ю чи дитиною, кількість братів та сестер, відвідування дошкільних дитячих закладів, контакти з тваринами. Більшість цих чинників пов’язані із розвитком алергічних захворювань і бронхіальної астми, і, можливо, опосередковані змінами в кишковій мікробіоті. Так, для малюків, які народилися шляхом кесарева розтину, характерні уповільнення та зменшення колонізації кишечнику бактероїдами, біфідо- та лактобактеріями, що сприяє заселенню інших бактерій, наприклад, клостридій або ентеробактерій (крім кишкової палички). А як вже згадувалося вище, багато клостридій та мало біфідобактерій в дитячому віці підвищують ризик розвитку алергічних захворювань і бронхіальної астми. Наявність старших братів або сестер значно збільшує кількість біфідо- та лактобактерій і зменшує — клостридій у дітей віком 5 тиж, що знижує ризик розвитку в малюків атопічного дерматиту.
Все починається з плаценти
Все більше досліджень ставлять під сумнів колишні уявлення про стерильність умов плацентарного періоду розвитку плода і спростовують класичне твердження про те, що перше знайомство організму немовляти з живою мікрофлорою відбувається в родових шляхах матері. Є переконливі свідоцтва того, що становлення мікробіоти плода починається ще в період внутрішньоутробного розвитку за рахунок унікального мікробіому плаценти. При цьому виявлено розбіжності між плацентарною мікробіотою жінок, які виносили дитину повний термін, і таких, які народили передчасно, тобто патологічна мікробіота плаценти може бути чинником ризику передчасних пологів.
Контакт із симбіотичними мікроорганізмами вже в утробі майбутньої матері є ключовим механізмом тривалої адаптації плода і його імунної системи до життя у світі, насиченому мікроорганізмами. Отже, в нормальних умовах адаптація дитини до життя в мікробному світі починається задовго до народження, і від якості внутрішньоутробного мікробного оточення залежать як розвиток плода, так і фізіологічність народження і постнатальне здоров’я дитини [2]
На сьогодні не доведено, що грудне молоко напряму захищає дитину від розвитку алергічних захворювань. Однак у ньому містяться компоненти, які можуть впливати на бар’єрну функцію кишечнику, кишкову мікробіоту та індукцію пероральної толерантності — чинники, від яких своєю чергою залежить ризик розвитку алергій. Добре відомий інгібуючий вплив грудного молока на патогенні мікроорганізми та позитивний селективний вплив на симбіотичні бактерії. Так, олігосахариди грудного молока перешкоджають адгезії патогенних бактерій на слизовій оболонці кишечнику дитини, а секреторний IgA, лактоферин, лізоцим, ліпопротеїн-ліпаза, а також розчинні сигнальні молекули модулюють локальний і системний імунітет новонародженого. Встановлено, що з материнським молоком в організм дитини надходять живі бактеріальні клітини і продукти, які сприяють інокуляції або створенню імунологічної толерантності у дитини [2].
На кишкову мікробіоту впливає і географія. Так, діти з Ефіопії мають більше ентерококів та лактобактерій і менше — стафілококів і бактероїдів, ніж діти зі Швеції. Скоріш за все, це пов’язано з місцевими особливостями харчування, способу життя, наявністю поруч певних тварин. Є обмежена кількість досліджень мікробіоти дітей із неіндустріальних країн, але наявні дані свідчать про те, що й у них велика кількість клостридій і ентеробактерій асоційована з розвитком алергічних захворювань.
Читайте також: Кишкова мікробіота та серцево-судинні захворювання: зв’язок існує!
Окрім кишкової мікробіоти на ризик розвитку алергічних захворювань впливає мікробіота дихальних шляхів. Так, у дітей, які страждали від риніту та бронхообструкції в перші 18 міс життя, виявляли в назальній мікробіоті підвищену кількість представників родин Aerococcaceae і Oxalobacteraceae, тоді як у здорових дітей переважали Corynebcateriaceae (коринебактерії) і стафілококи. А у пацієнтів із алергічним риносинуситом спостерігали більше стрептококів і відносно менше — коринебактерій.
Отже, коливання в складі мікробіоти в ранньому віці, коли імунна система перебуває в стані розвитку, можуть мати довготривалі наслідки, зокрема впливати на ризик розвитку алергічних захворювань. Для оздоровлення мікробіоти можуть бути використані пробіотики — живі мікробіологічні засоби для перорального прийому. На сьогодні підтверджено, що певні пробіотики можуть знизити ризик розвитку алергічної сенситизації, а також розвитку та тяжкості атопічного дерматиту. Разом з тим немає доказів того, що пробіотики можуть вплинути на ризик розвитку бронхіальної астми. Визначення оптимальних штамів пробіотичних бактерій, дозувань і схем призначення пробіотиків, а також уточнення рамок критичного періоду, коли склад мікробіоти ще є дуже нестабільним, а її вплив на розвиток імунної системи — значним, потребують подальших досліджень.
Тетяна Ткаченко, канд. біол. наук
Література
- Zimmermann P., Messina N., Mohn W.W. et al. Association between the intestinal microbiota and allergic sensitization, eczema, and asthma: A systematic review. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 2019, 143 (2): 467-485. doi 10.1016/j.jaci.2018.09.025.
- Янковский Д.С., Широбоков В.П., Дымент Г.С. Роль микробиома в формировании здоровья ребенка. Сучасна педіатрія. Україна, 2019, 5 (101): 64-111. doi 10.15574/SP.2019.101.64
“Фармацевт Практик” #3′ 2020
