Когда у нас появляется микробиом и как он влияет на иммунитет?

Первые бактерии попадают в организм человека при рождении, так начинает формироваться его индивидуальный микробиом. Мы живём в симбиозе с микроорганизмами всю жизнь, причём их состав преобразуется в зависимости от наших пищевых привычек, физической активности, быта, заболеваний, приёма лекарств.

Если обратиться к термину, микробиом — это комплекс всех находящихся в нашем теле микроорганизмов, с которыми мы сосуществуем. Сюда относятся бактерии, грибки, вирусы, археи. Некоторые учёные разделяют понятия «микробиом», «микробиота» и «микрофлора», другие — считают их синонимичными. Первые называют микробиомом все микроорганизмы, живущие внутри нас, а микробиотой или микрофлорой — в конкретном месте, например, на коже. Кстати, основная часть сосредоточена в кишечнике.

Влияние этих жителей на нас, как и нашего образа жизни на них, пока не изучено полностью, хотя бы потому что в каждом человеке их триллионы. Но уже достаточно доказательств связи микробиоты с нашим иммунитетом.

Например, современные исследования ассоциируют распространение аллергий и аутоиммунных заболеваний среди детей с переходом к более стерильной и «городской» жизни, поскольку человеку эволюционно необходимо биоразнообразие. Только в тесной взаимосвязи с окружающей средой иммунитет учится справляться с опасностями в виде микробов, биогенных химических веществ, вирусов. Конечно, будет сумасшествием «возвращаться к природе». Но нужно позволять детям знакомиться с миром: гладить соседских питомцев, пить из горного ручья, дегустировать листву и другие «страшные» для мам активности.

Эта гипотеза уже имеет научное подтверждение. Заселение микробиоты в младенческом и раннем возрасте критически важно в формировании иммунной системы млекопитающих. Учёные называют этот возраст «окном возможностей», поскольку события, происходящие в это время, имеют долгосрочные последствия — могут как формировать толерантность организма к опасным факторам, так и способствовать развитию заболеваний в будущем, включая аллергии, астму и воспалительные заболевания кишечника.

С чего всё начинается?

Большинство учёных сходятся в определении факторов, воздействующих на формирование микробиома:

  • вид родов (естественные или кесарево сечение),
  • питание матери во время беременности и кормления,
  • тип вскармливания (грудное или искусственное),
  • прикорм,
  • приём антибиотиков в первые два года жизни.

Начнём с вида родоразрешения, так как это — неочевидный маркер. Изучение показало, что дети, появившиеся на свет с помощью планового кесаревого сечения (КС) подвержены риску респираторных заболеваний, в том числе инфекционных, астмы и апноэ во сне. Другие исследователи выяснили, что микробиота детей, рождённых КС, отличается от показателей тех, кто родился естественным путём. И эти различия оказывают влияние на возникновение респираторных заболеваний в первый год жизни.

Тип вскармливания. Сегодняшние смеси для искусственного вскармливания гораздо больше продвинулись в сторону схожести с грудным молоком. Появились варианты на белке козьего молока, который расщепляется легче коровьего, и даже варианты для младенцев с непереносимостью лактозы. Однако им всё ещё далеко до количества питательных элементов, попадающих в организм при грудном вскармливании. Это витамины, минералы, лейкоциты, антитела к болезням, перенесённым матерью в прошлом. То есть в этом случае ребёнок получает не только пищу, но ещё биоразнообразие для микробиома и обучение иммунных клеток.

После начинается прикорм — знакомство ребёнка с пищей. На этом этапе необходимо обеспечить разнообразие продуктов, большое количество клетчатки (овощи, фрукты, зелень) и знакомство с аллергенами. До 70% кишечной микрофлоры формируется в первые годы жизни, и в это же время закладывается фундамент нашего иммунитета. Введение в рацион потенциальных аллергенов снижает риск проявления аллергических реакций в будущем, и наоборот.

Влияние питания на микробиом и иммунитет

Находится всё больше причин соблюдения «здоровой» диеты, то есть потребления достаточного количества белков, жиров, сложных углеводов, клетчатки. Оно имеет ключевое значение и для поддержки кишечной микробиоты. Тип, качество и происхождение нашей пищи формируют состав микрофлоры, влияют на её функции и, как следствие, на наше здоровье. Некоторые пищевые волокна взаимодействуют с кишечными микробами напрямую и приводят к выработке метаболитов, например, короткоцепочечных жирных кислот.

Вспомним забытые уроки биологии: эпителий кишечника покрыт и защищён слоем слизи, таким образом отделяя бактерии от слизистой оболочки. Неповреждённый слизистый слой защищает нас от восприимчивости к инфекциям и инвазий патогенных микробов. Чтобы поддерживать его в таком состоянии, необходимо хорошо кормить кишечный микробиом. Иначе его сбалансированный состав нарушается и наша уязвимость перед инфекциями и развитием хронических воспалительных заболеваний растёт. Детальный разбор можно прочитать здесь.

Под загадочным словосочетанием «пищевые волокна» скрывается клетчатка, содержащаяся в овощах, фруктах, злаках, орехах, семенах, бобовых культурах. Но признаемся честно, в «западной диете», которой мы тоже часто придерживаемся, доминируют промышленно переработанные продукты с повышенным количеством жиров, сахара, соли и малым количеством питания тех самых полезных микробов. Таким образом мы сами уменьшаем микробное разнообразие, что ведёт к исчезновению некоторых видов полезных бактерий. Эти изменения в свою очередь ведут к дисфункциям кишечной микробиоты, развитию хронических воспалительных и аутоиммунных заболеваний, колоректального рака, аллергий, ожирения и его последствий.

Закончить хотелось бы позитивным моментом — мы имеем возможность преобразовывать микробиом в течение жизни, например, с помощью диеты, а значит улучшать самочувствие и укреплять иммунитет.

Микробиом. Влияют ли на него питание и физическая активность?

Микробиом человека — это совокупность бактерий, грибков и вирусов, населяющих наше тело. Вы могли слышать о микробиоме кишечника или кожи, но микроорганизмы находятся также во рту, ушах, глазах, внутренних органах, слюне. Часто этот термин заменяют на «микробиоту» или «микрофлору».

Он выполняет ряд важных функций. Например, улучшение обменных процессов, всасывание питательных веществ, ферментирование пищи, выведение токсинов, синтез витаминов и белков. Является также нашим «щитом», поскольку мы «окутаны» им изнутри и снаружи. Только микробиота желудочно-кишечного тракта составляет около 2 кг.

Влияние образа жизни на микробиом

Питание

На состав микробиоты влияют гены, возраст, окружающая среда, приём лекарств. Но одну из наиболее важных ролей играет питание. 

Учёные разных стран проводят исследования, чтобы найти взаимосвязь между потребляемой пищей, микробиомом и заболеваниями. Например, так выяснилось, что средиземноморская диета (животный белок из рыбы и морепродуктов, неограниченное количество овощей и фруктов, цельнозерновые продукты) стимулирует рост бактерий Akkermansia, являющихся маркером здорового кишечника, и сокращение числа патогенных бактерий Fusobacterium, что снижает риск воспалительных заболеваний кишечника и колоректального рака.

Другой научный эксперимент показал, что уже после 75 дней диеты с низким содержанием насыщенных жиров (жирное мясо и молочные продукты, сало, пальмовое масло), облегчился метаболический синдром, а вместе с ним уходили «плохой холестерин», липопротеины низкой плотности и непереносимость глюкозы. В совокупности эти факторы снижают риск атеросклероза. Диета выравнивала баланс кишечной микробиоты — уменьшалось соотношение бактерий Prevotella/Bacteroides, увеличивалось содержание Akkermansia muciniphila и Faecalibacterium prausnitzii.

Физическая активность

Основой ещё одного исследования стала гипотеза о том, что высокоинтенсивные интервальные тренировки и непрерывные упражнения средней тяжести положительно сказываются на кишечном метаболизме и микробиоте людей с инсулинорезистентностью. В микрофлоре испытуемых росло количество Bacteroidetes phylum и падало соотношение Firmicutes/Bacteroidetes, также наблюдалось снижение содержания Clostridium genus и Blautia. 

Оказалось, что поглощение глюкозы связано с составом микробиоты кишечника и чувствительностью всего организма к инсулину. А физические нагрузки снижают системные и кишечные воспалительные маркеры, что улучшает микрофлору и редуцирует эндотоксемию (патологическое состояние, при котором в крови накапливаются эндотоксины).

То есть мы имеем возможность в любой момент жизни преобразовывать состав микробиома с помощью продуктов питания и тренировок и, соответственно, улучшать состояние здоровья.