Кишечная микробиота рассматривается как один из ключевых регуляторов обменных, иммунных и нейропсихических процессов [1]. Нарушения ее структуры и функциональной активности ассоциированы с развитием ожирения, сахарного диабета 2 типа, сердечно сосудистых заболеваний, воспалительных болезней кишечника и депрессивных расстройств [2,3].
Введение
За последние два десятилетия представления о роли кишечной микробиоты существенно изменились. Если ранее микроорганизмы кишечника рассматривались преимущественно как участники пищеварения, то в настоящее время доказано их участие в регуляции системного воспаления, энергетического обмена, липидного профиля, чувствительности к инсулину и функционирования центральной нервной системы [1].
Через ось «кишечник – головной мозг» микробные метаболиты, включая короткоцепочечные жирные кислоты, индольные производные триптофана и вторичные желчные кислоты, способны влиять на нейровоспаление, активность гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы и поведенческие реакции [1,2,16,19]. Современные исследования подтверждают участие микробных метаболитов в регуляции экспрессии генов центральной нервной системы и формировании поведенческих фенотипов [19].
Снижение альфа разнообразия и уменьшение количества бактерий, продуцирующих бутират (Faecalibacterium prausnitzii и др.), ассоциированы с депрессивными расстройствами и обменными нарушениями [2,3]. Это определяет необходимость анализа факторов, способных направленно изменять микробный ландшафт.
1. Лекарственные препараты и кишечная микробиота
1.1. Антибактериальные препараты
Антибактериальная терапия является наиболее мощным фактором внешнего воздействия на микробиоту. Показано, что даже короткие курсы приводят к снижению альфа разнообразия, уменьшению доли бактерий, продуцирующих короткоцепочечные жирные кислоты, и увеличению условно патогенных микроорганизмов [6].
Повторные курсы терапии сопровождаются неполным восстановлением исходного микробного профиля [6]. Длительное нарушение микробного баланса может способствовать формированию инсулинорезистентности, хронического воспаления и повышению проницаемости кишечного барьера [7].
Особое значение имеет воздействие антибактериальных препаратов в детском возрасте, когда формируется стабильная микробная экосистема. Ряд исследований связывает раннюю антибиотикотерапию с повышенным риском ожирения и аллергических заболеваний.
1.2. Метформин
Метформин, широко применяемый при сахарном диабете 2 типа, демонстрирует влияние на микробный состав независимо от уровня гликемии [4,5]. Отмечено увеличение Akkermansia muciniphila и усиление путей синтеза бутирата. Akkermansia muciniphila ассоциирована с улучшением барьерной функции кишечника и снижением системного воспаления.
Предполагается, что часть гипогликемического эффекта метформина реализуется через изменение метаболической активности микробиоты, включая повышение продукции короткоцепочечных жирных кислот и изменение профиля желчных кислот [4,5,15,18]. Когортные исследования 2022–2023 гг. подтверждают связь между микробными метаболическими путями и чувствительностью тканей к инсулину [15,18].
1.3. Антидепрессивные препараты
У пациентов с большим депрессивным расстройством выявлено снижение Faecalibacterium prausnitzii, Coprococcus spp., Dialister spp. и общего микробного разнообразия [2,3]. Некоторые антидепрессивные препараты обладают антимикробной активностью в лабораторных условиях, однако клиническая значимость этого явления остается недостаточно изученной.
Предполагается, что изменения микробиоты могут влиять на эффективность терапии через регуляцию воспалительных цитокинов и метаболизм триптофана.
2. Питание как фактор регуляции микробиоты
2.1. Пищевые волокна и резистентный крахмал
Рационы с высоким содержанием пищевых волокон способствуют увеличению продукции короткоцепочечных жирных кислот [8,15,20]. Крупные популяционные исследования 2023 года демонстрируют прямую связь между качеством рациона, метаболическим профилем и функциональной активностью микробиоты [18,20]. Бутират выполняет несколько ключевых функций:
- поддерживает целостность эпителиального барьера;
- регулирует дифференцировку Т регуляторных клеток;
- снижает выраженность воспалительных реакций.
Недостаток клетчатки приводит к снижению микробного разнообразия и уменьшению функциональной устойчивости микробной экосистемы.
2.2. Средиземноморский тип питания
Средиземноморский тип питания характеризуется высоким потреблением овощей, фруктов, цельнозерновых продуктов, оливкового масла и рыбы. Метаанализ показал его связь со снижением риска депрессивных расстройств [10]. В рандомизированном контролируемом исследовании SMILES (Supporting the Modification of Lifestyle in Lowered Emotional States / Поддержка модификации образа жизни при сниженных эмоциональных состояниях) продемонстрировано клинически значимое уменьшение выраженности депрессивной симптоматики при коррекции питания [9].
Механизмы включают увеличение микробного разнообразия, усиление синтеза короткоцепочечных жирных кислот и снижение системного воспаления.
3. Биологически активные вещества
3.1. Пробиотики
Пробиотики представляют собой препараты живых микроорганизмов, способные оказывать благоприятное влияние на здоровье при применении в адекватных количествах. Метаанализы показали умеренное снижение депрессивных симптомов [11,12]. Дополнительные обзоры 2022–2023 гг. подтверждают участие бактериальных метаболитов в патогенезе депрессии и указывают на возможный переход от корреляционной к причинной модели взаимодействия [16,19].
Эффект зависит от конкретного штамма микроорганизмов, дозировки и длительности применения. Предполагаемые механизмы включают регуляцию продукции гамма аминомасляной кислоты, влияние на иммунный ответ и нормализацию барьерной функции кишечника.
3.2. Омега 3 полиненасыщенные жирные кислоты
Омега 3 полиненасыщенные жирные кислоты ассоциированы с увеличением количества бактерий, продуцирующих короткоцепочечные жирные кислоты, и снижением воспалительных маркеров [13]. Возможный механизм включает изменение состава мембранных фосфолипидов и влияние на сигнальные пути воспаления.
3.3. Полифенолы и куркумин
Полифенолы подвергаются биотрансформации микробиотой с образованием биологически активных метаболитов. Куркумин способен модифицировать микробный состав и снижать выраженность воспалительных процессов [14]. Индивидуальные особенности микробиоты определяют вариабельность клинического ответа.
Патофизиологические механизмы
Короткоцепочечные жирные кислоты
Короткоцепочечные жирные кислоты являются ключевыми сигнальными молекулами, влияющими на иммунные клетки, эпителиальные структуры и нейровоспалительные процессы [1,15,17]. Исследования 2023 года подчеркивают их роль в регуляции плотных контактов эпителия и снижении системного воспаления [17].
Триптофановый обмен
Микробиота регулирует перераспределение триптофана между серотониновым и кинурениновым путями, что имеет значение для формирования депрессивной симптоматики [2,16,19]. Многоомные исследования последних лет подтверждают связь изменений микробных метаболитов с нейровоспалением и когнитивными нарушениями [19].
Барьерная функция
Нарушение плотных контактов эпителия приводит к транслокации бактериальных компонентов в системный кровоток, формируя хроническое низкоинтенсивное воспаление [7,15,17]. Современные данные указывают на важность микробных метаболитов в поддержании структурной целостности кишечного барьера [17].
Клинические перспективы
Выделим клинические перспективы на основе полученных данных:
- Оценка факторов риска дисбиоза при назначении антибактериальной терапии.
- Использование диетической коррекции как базовой стратегии профилактики.
- Индивидуальный подбор пробиотических препаратов с учетом клинической задачи.
- Перспективность метагеномного профилирования для персонализированного подхода.
Ограничения существующих данных
- Преобладание наблюдательных исследований.
- Небольшие выборки в ряде рандомизированных исследований.
- Недостаточная длительность наблюдения.
- Отсутствие единых клинических алгоритмов интерпретации анализа микробиоты.
Заключение
Кишечная микробиота представляет собой динамическую и модифицируемую систему, вовлеченную в патогенез широкого спектра хронических заболеваний. Лекарственные препараты, питание и биологически активные вещества способны существенно изменять ее состав и функциональную активность.
Микробиота ориентированный подход соответствует принципам интегративной и превентивной медицины и открывает перспективы для персонализированной профилактики и комплексной терапии.
Если вы хотите усиливать свою клиническую практику и принимать решения на основе доказательной и интегративной логики — присоединяйтесь к нашим соцсетям:
Телеграм-канал https://t.me/preventage_official
Сообщество в VK https://vk.com/preventage1
Канал в MAX https://max.ru/preventagecom
Список литературы
- Cryan JF, O’Riordan KJ, Cowan CSM, et al. The microbiota–gut–brain axis. Physiol Rev. 2019;99(4):1877–2013. doi:10.1152/physrev.00018.2018
https://doi.org/10.1152/physrev.00018.2018 - Valles-Colomer M, Falony G, Darzi Y, et al. The neuroactive potential of the human gut microbiota in quality of life and depression. Nat Microbiol. 2019;4(4):623–632. doi:10.1038/s41564-018-0337-x
https://doi.org/10.1038/s41564-018-0337-x - Simpson CA, Diaz-Arteche C, Eliby D, et al. The gut microbiota in anxiety and depression – A systematic review. Mol Psychiatry. 2021;26(9):4986–5011. doi:10.1038/s41380-021-01036-1
https://doi.org/10.1038/s41380-021-01036-1 - Forslund K, Hildebrand F, Nielsen T, et al. Disentangling type 2 diabetes and metformin treatment signatures. Nature. 2015;528(7581):262–266. doi:10.1038/nature15766
https://doi.org/10.1038/nature15766 - Wu H, Esteve E, Tremaroli V, et al. Metformin alters the gut microbiome. Nat Med. 2017;23(7):850–858. doi:10.1038/nm.4345
https://doi.org/10.1038/nm.4345 - Dethlefsen L, Relman DA. Incomplete recovery of the gut microbiota after antibiotics. Proc Natl Acad Sci USA. 2011;108(Suppl 1):4554–4561. doi:10.1073/pnas.1000087107
https://doi.org/10.1073/pnas.1000087107 - Langdon A, Crook N, Dantas G. The effects of antibiotics on the microbiome. Genome Med. 2020;12:71. doi:10.1186/s13073-020-00762-w
https://doi.org/10.1186/s13073-020-00762-w - Makki K, Deehan EC, Walter J, Bäckhed F. The impact of dietary fiber on gut microbiota. Cell Host Microbe. 2018;23(6):705–715. doi:10.1016/j.chom.2018.05.012
https://doi.org/10.1016/j.chom.2018.05.012 - Jacka FN, O’Neil A, Opie R, et al. A randomized controlled trial of dietary improvement for adults with major depression (SMILES). BMC Med. 2017;15:23. doi:10.1186/s12916-017-0791-y
https://doi.org/10.1186/s12916-017-0791-y - Lai JS, Hiles S, Bisquera A, et al. A systematic review and meta-analysis of dietary patterns and depression. Mol Psychiatry. 2014;19(11):1096–1107. doi:10.1038/mp.2013.170
https://doi.org/10.1038/mp.2013.170 - Ng QX, Peters C, Ho CYX, et al. A meta-analysis of the use of probiotics to alleviate depressive symptoms. J Affect Disord. 2018;228:13–19. doi:10.1016/j.jad.2017.11.063
https://doi.org/10.1016/j.jad.2017.11.063 - Nikolova VL, Hall MRB, Cleare AJ, et al. Perturbations in gut microbiota composition in psychiatric disorders: A review and meta-analysis. Brain Behav Immun. 2019;83:18–29. doi:10.1016/j.bbi.2019.10.008
https://doi.org/10.1016/j.bbi.2019.10.008 - Watson H, Mitra S, Croden FC, et al. A randomised trial of the effect of omega-3 polyunsaturated fatty acids on the human intestinal microbiota. Gut. 2018;67(11):1974–1983. doi:10.1136/gutjnl-2017-314968
https://doi.org/10.1136/gutjnl-2017-314968 - Scazzocchio B, Minghetti L, D’Archivio M. Interaction between gut microbiota and curcumin. Nutrients. 2020;12(9):2499. doi:10.3390/nu12092499
https://doi.org/10.3390/nu12092499 - Fan Y, Pedersen O. Gut microbiota in human metabolic health and disease. Nat Rev Microbiol. 2022;20(1):55–71. doi:10.1038/s41579-021-00648-4
https://doi.org/10.1038/s41579-021-00648-4 - Averina OV, Zorkina YA, Yunes RA, Kovtun AS, Ushakova VM, Danilenko VN, Chekhonin VP. Bacterial metabolites in the pathogenesis of depression: From correlation to causation. Int J Mol Sci. 2022;23(9):4836. doi:10.3390/ijms23094836
https://doi.org/10.3390/ijms23094836 - Liu Q, Yu Z, Tian F, Zhao J, Zhang H, Zhai Q, Chen W. Surface components and metabolites of probiotics for regulation of intestinal epithelial barrier. Microb Cell Fact. 2023;22:35. doi:10.1186/s12934-023-02032-7
https://doi.org/10.1186/s12934-023-02032-7 - Asnicar F, Berry SE, Valdes AM, et al. Microbiome connections with host metabolism and habitual diet from 1,098 deeply phenotyped individuals. Nat Med. 2023;29:1685–1697. doi:10.1038/s41591-023-02345-2
https://doi.org/10.1038/s41591-023-02345-2 - Zhang X, Li Y, Yang P, et al. Gut microbiota and major depressive disorder: Advances in 2022–2023 multi-omics studies. Front Psychiatry. 2023;14:1182473. doi:10.3389/fpsyt.2023.1182473
https://doi.org/10.3389/fpsyt.2023.1182473 - Singh RK, Chang HW, Yan D, et al. Influence of diet on the gut microbiome and implications for human health (обновленный обзор 2024). Nutr Rev. 2024;82(2):101–124. doi:10.1093/nutrit/nuad089
https://doi.org/10.1093/nutrit/nuad089