Ученые экспериментально подтвердили один из механизмов, с помощью которых пробиотики могут защищать сердце. Они показали, что введение комбинации пробиотических штаммов Lactobacillus acidophilus (LA-5) и Bifidobacterium animalis subsp. lactis (BB-12) в рацион крысам снижает повреждения сердечной мышцы при воспалительных процессах в организме, улучшает состав кишечной микробиоты и увеличивает уровень полезных жирных кислот в крови. Данные помогут в разработке безопасных и естественных способов защиты сердца, создании новых профилактических и лечебных подходов при воспалительных и сердечно-сосудистых заболеваниях, а также в улучшении здоровья кишечной микробиоты. Результаты исследования, поддержанногогрантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences.
Согласно данным ВОЗ, сердечно-сосудистые заболевания ежегодно становятся причиной около 30% смертей в мире. Традиционных лекарственных подходов часто недостаточно, чтобы остановить рост заболеваемости. В последние годы усилился интерес к нефармакологическим методам поддержки сердца, например использованию биологически активных веществ, в частности пробиотиков. Известно, что некоторые штаммы полезных бактерий способны влиять на обмен веществ, иммунные реакции, состояние кишечной микробиоты и, как следствие, на работу сердца. Однако молекулярные механизмы такой защиты до конца не были понятны, что ограничивало разработку безопасных профилактических подходов.
Ученые из Национального медицинского исследовательского центра имени В.А. Алмазова Минздрава России(Санкт-Петербург) с коллегами проверили, какую роль в кардиозащитном эффекте играют АТФ-чувствительные калиевые каналы — специальные белковые структуры в мембране сердечных клеток, которые регулируют реакцию миокарда на стресс. Исследователи изучали сразу два их типа: каналы митохондрий (mKATP) и каналы наружной мембраны клетки (sKATP). Для анализа использовали модель системного воспаления у крыс, сочетающую ожирение, дисбиоз и химически индуцированный колит — состояния, максимально приближенные к сложным клиническим случаям.
Животным в течение недели давали комбинацию пробиотических штаммов Lactobacillus acidophilus (LA-5) иBifidobacterium animalis subsp. lactis (BB-12). После этого сердце животных изучали в специальной лабораторной системе, где искусственно воспроизводили ситуацию, когда кровоток сначала прекращается (имитация ишемии), а затем восстанавливается (реперфузии), чтобы оценить, как орган реагирует на повреждение. Оба пробиотика заметно уменьшали площадь инфаркта миокарда. Этот эффект сопровождался снижением уровней провоспалительных молекул — интерлейкина-1β, фактора некроза опухоли-α и интерферона-γ, а также восстановлением нормального состава кишечной микробиоты и повышением концентрации короткоцепочечных жирных кислот в крови — важных метаболитов, регулирующих воспаление.
Чтобы определить, какие именно каналы ответственны за защиту сердца, ученые блокировали их работу. Выяснилось, что, если заранее «выключить» сарколеммальные калиевые каналы (sKATP), пробиотики перестают оказывать защитный эффект. А ингибирование митохондриальных каналов (mKATP) на результат не влияло. Это позволило авторам предположить, что именно каналы sKATP участвуют в передаче сигнала, запускающего защитные механизмы сердца под действием пробиотиков.
Созданная исследователями комплексная модель системного воспаления демонстрирует, что пробиотики могут поддерживать сердце за счет нормализации кишечной микробиоты, укрепления барьерной функции кишечника, регуляции уровней короткоцепочечных жирных кислот и уменьшения воспаления. Такое направление может стать основой для создания новых профилактических рекомендаций.
«Пробиотическая модуляция иммунных реакций — один из наиболее физиологических и безопасных способов контролировать хроническое воспаление. На фоне ограничений фармакотерапии, побочных эффектов и высокой стоимости некоторых современных препаратов, поиск простых и надежных средств на основе полезных бактерий становится особенно актуальным. Полученные нами результаты подчеркивают перспективность применения пробиотиков в комплексной терапии заболеваний, связанных с воспалением и повышенной нагрузкой на сердечно-сосудистую систему. В дальнейшем мы планируем экспериментально доказать лечебно-профилактический потенциал пробиотических штаммов в более широком смысле, с учетом их метаболических возможностей», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Михаил Галагудза, доктор медицинских наук, директор Института экспериментальной медицины НМИЦ имени В.А. Алмазова Минздрава России.
В исследовании принимали участие сотрудники Института экспериментальной медицины (Санкт-Петербург), Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И.П. Павлова (Санкт-Петербург) и Санкт-Петербургского государственного педиатрического медицинского университета (Санкт-Петербург).
***
Больше результатов исследований грантополучателей Российского научного фонда и актуальных новостей из мира науки доступны в социальных сетях РНФ Вконтакте и Телеграм. Подписывайтесь на канал РНФ в национальном мессенджере MAX.