В организме детей, начиная от рождения и практически до юношеского возраста, обитают штаммы бифидобактерий-«долгожителей», которые по мере взросления ребенка постепенно заменяются на возрастные, специфические. Ученые рассказали отделу науки, зачем человеку нужны бифидобактерии и почему применение пробиотиков может быть неэффективным.
Бифидобактерии были открыты французским врачом-исследователем Генри Тиссье в конце XIX века — именно тогда, работая в Институте Пастера, он описал бактерии необычной, Y-образной формы, которые в больших количествах присутствовали в стуле детей, находящихся на грудном вскармливании.
Тиссье предположил, что бифидобактерии защищают ребенка от инфекций, и уже в 1905 году описал применение культуры («биомассы») живых бифидобактерий для лечения диареи у детей, став, таким образом, одним из пионеров бактериотерапии, а именно — той ее разновидности, которая сейчас именуется «пробиотикотерапией».
Предположение Тиссье о полезной роли бифидобактерий в организме человека подтвердилось в последующих многочисленных, уже более чем вековых исследованиях: современные работы с применением молекулярных методов подтверждают, что бифидобактерии являются одними из основных бактерий-симбионтов кишечника человека. У новорожденных детей они составляют до 80% от всех бактерий, а их доля в микробиоте взрослых людей достигает 34%.
Это огромная цифра: если общее число микроорганизмов, сосуществующих с организмом человека, составляет около 100 трлн клеток, то количество бифидобактерий, имеющихся у одного человека, примерно равно количеству его собственных клеток.
Бифидобактерии играют важную роль в стимулировании работы иммунной системы организма, вырабатывают антибактериальные вещества, предотвращают прикрепление патогенных микробов к стенке кишечника, синтезируют витамины и участвуют в пищеварении за счет способности расщеплять сложные пищевые углеводы, которые не могут быть усвоены организмом. Именно поэтому в случае нарушения баланса микробиоты — например, после употребления антибиотиков — необходимо восстанавливать нормальный уровень бифидобактерий в организме.
Исследовательская группа ученых из Российского национального исследовательского института и Медицинского института Северо-Кавказской государственной гуманитарно-технологической академии опубликовала в журнале PLоS One статью, в которой представлены результаты исследования индивидуальной стабильности бифидобактерий на протяжении более чем десяти первых лет жизни детей.
В ходе исследования, используя методы сравнительной геномики, авторы установили, что по крайней мере
у некоторых детей в составе микробиоты кишечника начиная с возраста около 1 года и вплоть 11 лет действительно сохраняются чрезвычайно сходные и близкородственные (то есть имеющие общего недавнего предка) штаммы бифидобактерий с процентом идентичности геномов 99,7–99,8%.
Такие штаммы можно назвать штаммами-«долгожителями» или «универсальными», так как они способны обитать в организме конкретного ребенка в течение всего детства.
Кроме того, ученые выяснили, что в ходе развития ребенка штаммы бифидобактерий заменяются на неродственные: такая замена может происходить как в промежутке от 1 года до 5–6 лет, так и позднее, между 5–6 и 10–11 годами. По всей видимости, «возраст-специфические» штаммы обладают некоторыми генетическими особенностями, делающими их более конкурентоспособными по сравнению с их предшественниками, но для идентификации таких генов необходимы дополнительные исследования.
— Какие вопросы вы ставили перед собой во время начала работы?
Владимир Смеянов, доцент кафедры естественных наук Медицинского института (Северо-Кавказская государственная гуманитарно-технологическая академия):
— Прежде всего нас интересовало следующее: будут ли определенные штаммы бифидобактерий, передаваемые, как считается, ребенку от матери при рождении, существовать в кишечнике ребенка на протяжении нескольких лет? Если да, то какие генетические факторы определяют способность конкретных штаммов бифидобактерий формировать устойчивую связь с организмом человека? Будет ли происходить смена штаммов бифидобактерий? Если да, то по какой причине?
Эти вопросы чрезвычайно важны: дело в том, что виды и штаммы бифидобактерий значительно отличаются друг от друга по биологическим свойствам, в частности — по способности конкурировать с патогенными микробами, по характеру питательных веществ, которые они перерабатывают, а также по характеру влияния на иммунную систему.
Например, одни штаммы способны стимулировать воспалительные реакции, а другие — подавлять. Кроме того, информация о механизмах долговременной стабильности бифидофлоры кишечника является незаменимой для создания более эффективных препаратов-пробиотиков.
— Вы выяснили, что у детей в течение первого десятилетия жизни в организме сохраняются близкородственные штаммы бифидобактерий. Какую роль в организме они выполняют?
Андрей Шкопоров, старший научный сотрудник Лаборатории микробиологии и биологической безопасности (Российский национальный исследовательский медицинский университет):
— Наши данные позволяют предположить, что в кишечнике новорожденных присутствует популяция весьма близких вариантов одного штамма бифидобактерий, выполняющая роль своеобразной «скамейки запасных» или адаптационного резерва, из которого в процессе роста и развития ребенка, а также под влиянием внешних факторов происходит селекция наиболее подходящих для данных условий, бутылочке йогурта, который продается у нас в магазинах и предназначен для ежедневного питания детей.
Возможно, нужно было испытать различные дозировки LGG, ведь официальное определение пробиотика, данное в 2014 году ВОЗ и ООН, гласит: пробиотики — это живые микроорганизмы, которые при введении в адекватных количествах приносят пользу здоровью организма-хозяина. Впрочем, и сами авторы признают проблемы с экспериментальным дизайном их исследования. К самокритике авторов еще необходимо добавить, что пробиотики — это живые бактерии, и, конечно, трудно ожидать какого-либо эффекта от их применения у больных, находящихся на интенсивной антибактериальной терапии. Если, конечно, используемый пробиотик не обладает устойчивостью к используемым одновременно с ним антибиотикам, как, например, штамм бифидобактерий, который был разработан и успешно использован для лечения пациентов, в том числе критически больных, в 1980-е годы в нашей стране.
