Головне про мікробіом кишечника та його вплив на імунну систему

За даними епідеміологічних досліджень, 20–30% дорослих та близько 40% дітей в світі страждають від алергічного риніту. Ще близько 300 мільйонів людей мають астму.

А приблизно 10% населення розвинених країн та 6-8% дітей віком до 5 років, живуть з діагнозом «харчова алергія». При цьому, з 1997 року, кількість харчових реакцій лише серед дітей зросла приблизно на 50%.

Поширеність алергічних захворювань пояснюється такими факторами як неправильне харчування, спосіб народження, наявність родичів з алергією, застосування антибіотиків, умови проживання на першому році життя, тощо. Більшість з цих факторів об'єднує один спільний знаменник – усі вони так чи інакше пов'язані з мікробами та мікробіомом.

Мікробіом – це сукупність бактерій, які живуть в людському організмі та на ньому. Нові дані вказують, що навіть ті органи, які досить тривалий час вважалися стерильними, як то легені, все ж містять різні бактерії.

Ці мікроорганізми беруть участь у синтезі вітамінів, кислот, перетравленні неперетравлюваних волокон, тощо.

Більше того, як вважається сьогодні, саме бактерії відіграють вирішальну роль у навчанні нашої імунної системи відрізняти справді небезпечні мікроорганізми від нешкідливих чужорідних молекул, пов’язаних з нашим харчуванням та навколишнім середовищем, що вкрай важливо при алергії.

Втім, якщо одні бактерії допомагають запобігати схильності до алергії, то інші навпаки – можуть сприяти її появі, наприклад, викликаючи вивільнення гістаміну з базофільних лейкоцитів людини та тучних клітин за допомогою IgE -залежних або незалежних механізмів.

Кілька досліджень показують, що бактерії також можуть індукувати диференціацію наївних Т -клітин у клітини Th2 або Th17 і викликати вивільнення цитокінів з Th2 . Бактеріальні види, такі як M. pneumonie або C. pneumoniae, індукують вироблення IL-4. Саме надлишок останнього напряму пов'язаний з алергією.

Здорова мікробіота може захистити від алергічної сенсибілізації, однак в умовах дисбактеріозу мікробіом може викликати підвищення рівня названих прозапальних речовин. Це призводить до зміни імунного середовища в кишечнику та виникнення алергії.

Фактори впливу на мікробіом людини

Антибіотики

Однією з найбільш поширених причин збою в мікробіомі людини є антибіотики.

Наприклад, середньостатистична дитина у перші два роки життя отримує три курси цих препаратів. При цьому прийом антибіотиків протягом першого місяця життя асоціюється з виникненням алергії на коров’яче молоко. А застосування антибіотиків матір’ю під час вагітності підвищує ризик розвитку астми у дитини. Так само, як і прийом дитиною антибіотиків протягом першого року життя.

Дослідження на мишах показують, що антибіотики можуть пригнічувати толерантність дихальних шляхів до алергенів, що передаються повітряно-крапельним шляхом. Наприклад, таких як спори грибів (зокрема, Aspergillus fumigatus ) або овальбумін у вигляді аерозолю.

В той же час, як свідчать результати досліджень, певні інфекції, які людина намагається викорінити з допомогою антибіотиків, насправді можуть слугувати захистом від алергії.

Наприклад, по мірі знищення гельмінтних інвазій, серед населення розвинених країн почали збільшуватися випадки алергічних захворювань.

Певний захист від алергії можуть давати і паразитарні інфекції. Це відбувається, зокрема завдяки блокуванню зв'язування алерген-специфічних антитіл з тучними клітинами. Навіть Helicobacter pylori – відомий збудник виразки шлунку, також може бути корисним і може перешкодити розвитку астми. Особливо, якщо колонізація ним відбувається у ранньому віці.

Кесарів розтин

Ще одним важливим чинником, здатним впливати на мікробіом, є спосіб появи дитини на світ. Доведено, що немовлята, народжені за допомогою кесаревого розтину, зазвичай, мають мікробіом, збагачений стафілококами та стрептококами. Це, своєю чергою, підвищує вірогідність розвитку алергічних захворювань, астми та непереносимості глютену.

Крім того, діти, народжені шляхом кесаревого розтину, мають удвічі більший ризик сенсибілізації до алергенів яєць та молока. Загалом за даними шведського дослідження, кесарів розтин підвищує ризик появи харчової алергії на 21%.

Грудне вигодовування

Порівняно з антибіотиками та кесаревим розтином, грудне вигодовування, навпаки, збільшує колонізацію кишечників малюків лакто- та біфідобактеріями.

Грудне молоко, особливо молозиво, передає пасивний імунітет у вигляді антитіл IgM, IgG та IgA від матері до дитини. IgA має особливе значення в кишечнику через його роль у імунній відповіді на харчові антигени та підтримці гомеостазу мікробіома.

А ще грудне молоко містить олігосахариди та широкий спектр жирних кислот, які позитивно впливають на мікробіом кишечника та його здатність виробляти метаболіти, які захищають від алергії та астми. Крім того, грудне молоко містить поліфеноли і вітамін Д, які також важливі для різноманітності мікробіома.

Умови проживання та контакт з тваринами

Результати деяких досліджень свідчать, що різноманітна кишкова флора в ранньому дитинстві пов'язана зі зниженням ризику алергії у віці до 5 років.

І, навпаки, якщо кількість та різноманітність грамнегативних гаммапротеобактерій, які також поширені у ґрунті та рослинності, зменшується на шкірі підлітків, це може свідчити про атопію.

Ці дані можна віднести до так званої гігієнічної теорії поширення алергій.

Ні, вона не зовсім про особисту гігієну чи чистоту в будинку. Це про те, що діти, які народились та зростають в умовах контакту з тваринами (від собак та котів до корів та коней), а також мають старших братів чи сестер, рідше хворіють на алергію і мають більш різноманітний мікробіом за рахунок частішого контакту з різними бактеріями, впливу паразитів, інфекцій, тощо. І навпаки – у дітей, які живуть в містах та не мають великих сімей і домашніх тварин, є більший ризик набути алергію через недостатню стимуляцію клітин Th1, які не можуть врівноважити ефекти клітин Th2, пов’язаних з алергією.

Теорія гігієни була доповнена гіпотезою про західний спосіб життя. За нею дисбаланс у популяції клітин Th2 призводить до продукування інтерлейкінів (IL-4 та IL-5), які, своєю чергою, індукують вироблення IgE та еозинофілів, що викликають атопію.

Кишечник та мікробіом

З усіх органів найбільш різноманітний мікробіом має шлунково-кишковий тракт.

Його бактерії відіграють фундаментальну роль у формуванні імунітету людини, врівноважуючи діяльність клітин Th-1 і клітин Th-2, які беруть участь у алергічних реакціях.

Бідне мікробне різноманіття е бути пов'язане з низьким рівнем IgA на поверхневому бар’єрі кишечника.

Воно може призвести до порушення толерантності до певної їжі, і, як наслідок, до появи харчової алергії та астми.

Крім того, бактерії з родин Lachnospiraceae та Ruminococcaceae виробляють такі нерозчинні жирні кислоти (SCFA) як пропіонат, бутират та ацетат. Вони чинять різні протизапальні ефекти на імунну систему та можуть модулювати стан при харчовій алергії та респіраторних захворюваннях.

Примітно, що по тому, які саме бактерії мешкають в людському кишечнику, можна судити про схильність людини до алергічних реакцій чи наявність алергії у минулому.

Наприклад, якщо у восьмирічної дитини мікробіом збагачений Clostridia та Firmicutes, з великою долею ймовірності можна сказати, що раніше вона переросла алергію на молоко. Деякі вчені навіть розглядають введення клостридій як потенційну профілактику харчової алергії.

Легені та мікробіом

Кишковий мікробіом може впливати і на інші органи. Дослідження на мишах показали, що епітеліальна клітина кишечника здатна формувати мікробіоту і впливати на імунну реакцію в дихальних шляхах.

Мікробіом легень може зіграти роль і у стимулюванні розвитку астми.

Колонізація легенів відбувається поступово починаючи з Staphylococcus або Corynebacterium. Згодом до них приєднуються Moraxella або Alloiococcus. Порушення розвитку мікробної популяції може призвести до змінах у регуляції осі IgE-базофіл, з підвищенням концентрації IgE у сироватці крові та збільшенням кількості циркулюючих популяцій базофілів. Як наслідок, це призводить до виникнення алергії. А от такі бактерії як Chlamydia trachomatis, Chlamydia pneumoniae та Mycoplasma pneumoniae; Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis та Streptococcus, асоціюються зі збільшенням захворюваності на астму.

А от суміш Bifidobacterium breve та неперетравних олігосахаридів може, навпаки, пригнічувати запалення дихальних шляхів легень шляхом модуляції регуляторної відповіді Т-клітин.

Пригнічувати симптоми алергічного захворювання дихальних шляхів, включаючи астму, може також Enterococcus faecalis.

Шкіра та мікробіом

Бактеріальний дисбактеріоз пов’язаний з хронічними запальними захворюваннями шкіри, такими як атопічний дерматит та псоріаз.

У новонароджених з екземою спостерігається зменшення різноманіття Bacteroidetes та протеобактерій.

Із загостреннями атопічного дерматиту корелюють такі мікроорганізми як кишкова паличка, Streptococcus або Propionibacterium.

При цьому, іноді може відігравати роль і вік, у якому відбуваються зміни у мікробіомі. Наприклад, якщо колонізація S. pneumoniae, H. influenzae або M. catarrhalis протягом першого місяця життя збільшує ризик астми, то колонізація цим мікробом у віці 12 місяців уже не тягне таких наслідків.

Наслідки змін у мікробіомі та що з цим робити

Одним із можливих наслідків дисбактеріозу може бути зниження рівня коротколанцюгових жирних кислот SCFA. Низький рівень SCFA асоціюється з алергічним фенотипом, тоді як збільшення рівня SCFA може полегшити протікання захворювання.

Покращити стан мікробіому може допомогти прийом корисних бактерій-пробіотиків.

Дослідження показали, що пероральний прийом пробіотиків може запобігти екземі та принести користь пацієнтам з алергічним ринітом. Також корисні бактерії демонструють деякі сприятливі ефекти для інших алергічних захворювань, включаючи астму.

Крім того, є дані, що пробіотики можуть викликати десенсибілізацію до арахісу та молока у 82% пацієнтів при одночасному застосуванні їх з відповідною сублінгвальною алергенною імунотерапією.

Корисними можуть бути і пребіотики. Це, зокрема, волокна та олігосахариди – поживні речовини для пробіотиків, які можуть покращити імунітет та обмін речовин.

Крім того є дані, що вживання достатньої кількості клітковини може пригнічувати симптоми алергічного риніту. А досліди на мишах показують, що вживання вагітними мишами пребіотичних продуктів може профілактувати появу алергії у їх нащадків.

 

Джерела інформації:

1.https://www.science.org/content/article/gut-microbe-stops-food-allergies

2.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6056614/

3.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1438422117305040#bib0650

4.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3874145/

5.https://www.nature.com/articles/d41586-020-02781-9

6.https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcimb.2021.650893/full

7.https://aacijournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13223-015-0102-0

8.https://www.jimmunol.org/content/198/2/581

9.https://www.gutmicrobiotaforhealth.com/gut-microbiota-and-allergies/

Цей розділ сайту містить професійну спеціалізовану інформацію про препарати, властивості, способи застосування, протипоказання, призначену виключно для дипломованих медичних спеціалістів.

Підпишіться на нові статті про алергію та її лікування!