Болезни как следствие нарушений симбиотических взаимоотношений организма хозяина с микробиотой и патогенами

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Последние достижения многих наук привели к пониманию необходимости формирования новых представлений о сущности взаимоотношений человека с окружающим и внутренним миром, его здоровья, принципах формирования заболеваний и их профилактики. Наметился переход от коллекции достижений различных наук к холистической парадигме, объединяющей человека как организм и как личность, его внутренний и окружающий мир. Стало очевидным, что это невозможно сделать в рамках прежних общих теорий медицины. С этой целью авторы предлагают новую теорию медицины — «теорию ноосферно-антропогенной гармонии». С позиций данной теории рассматриваются механизмы взаимоотношений микробиоты и патогенов с протективным и акцептивным иммунитетом здорового и больного человека, а также механизмы регулирования микробиоты. Формируемая парадигма дисбиоза как причины многих заболеваний и установленные ведущие гомеостатические механизмы, обеспечивающие симбиотические взаимоотношения микробиоты, иммунитета и его роли в механизмах естественной толерантности, формирования различных, в том числе аутоиммунных, заболеваний и опухолей, требуют изменения привычной стратегии лечения и профилактики, в основу которой положено управление микробиотой с использованием нового класса средств — метабиотиков.

Полный текст

Глобализация всех социальных, хозяйственных и промышленных процессов, ставших важнейшим фактором биосферной эволюции, а также последние достижения многих наук привели к пониманию необходимости формирования новых представлений о сущности взаимоотношений человека с окружающим и внутренним миром, его здоровья, принципах формирования заболеваний и их профилактики. Наметился переход от коллекции достижений различных наук к холистической парадигме, объединяющей человека как организм и как личность, его внутренний и окружающий мир. Стало очевидным, что это невозможно сделать в рамках прежних общих теорий медицины. С этой целью мы предлагаем новую теорию медицины — «теорию ноосферно-антропогенной гармонии», основные постулаты которой следующие.

  1. В процессе формирования ноосферы, где человек стал решающей геологической силой, приближается предел прежней парадигмы развития человеческой популяции.
  2. Наступающая глобальная экологическая катастрофа как следствие научной и хозяйственной деятельности требует перехода к управляемой социоприродной ноосферной эволюции на базе человеческого интеллекта.
  3. Развитие ноосферы как социоприродной стадии эволюции «системы Земля» требует гармоничных отношений человека с окружающим и внутренним миром (эндоэкологией и микробиотой), что является основой его здоровья и социального благополучия.
  4. Человек — «надорганизменная система», включающая микробиоту и организм хозяина, которые регулируют его метаболический фенотип и определяют состояние здоровья или болезни.
  5. Антропогенные воздействия на природу и их неблагоприятные последствия вызвали глубокие нарушения эволюционно сложившихся симбиотических микробиоценозов и человека, нарушение баланса базовых систем регуляции и истощение механизмов адаптации с развитием метаболического дисбаланса.
  6. Метаболический дисбаланс привел к формированию трех основных групп заболеваний: 1) аддикции‚ неврозы и психозы; 2) болезни нарушений обмена и опухоли; 3) дисбиозы, дисбактериозы.
  7. Микробиота участвует в формировании заболеваний. Управление микробиотой — эффективный способ профилактики и лечения.
  8. Экологические риски — соматотропные и психотропные факторы этиологии заболеваний.
  9. Социальное поведение общества и его индивидуумов требует перехода от тотального гедонизма к гармонии запросов и возможностей без ущерба для себя и окружающей среды.
  10. Интеллект — основное богатство человеческой популяции в процессе перехода от Homo sapiens (человек разумный) к Homo faber (человек умелый).

Установлено, что в процессе эволюции произошло формирование человека как «суперорганизменной системы», включающей собственно организм человека и его эндогенный микробиоценоз (микробиоту), на паритетных началах регулирующих метаболический фенотип, обеспечивающих его развитие и защиту от патогенов. Этот симбиоз следует рассматривать как один из основных факторов эволюции эукариотических организмов, определяющих их изменчивость и отбор, противостояние патогенам, обеспечение эссенциальными нутриентами, гормонами, регуляцию различных функций и метаболизм органов. Вместе с тем А.М. Уголевым [1] и его учениками [2, 3] получены данные, позволяющие рассматривать процесс ассимиляции пищи из желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) не только как источник питательных веществ и энергии, но и как источник гормонов и биологически активных веществ, образующихся в ЖКТ, а также поступающих балластных веществ, необходимых для аутохтонной микрофлоры и образования необходимых вторичных нутриентов, в том числе регуляторных. Кроме того, установлено, что масса эндокринных клеток органов пищеварения (вырабатывающих более 30 гормонов), больше, чем масса всех эндокринных органов, вместе взятых [1]. При этом энтеральная среда выполняет функцию химического гомеостаза и находится под контролем со стороны хозяина, а также со стороны симбионтов. Качественные и количественные изменения эндогенной флоры вследствие различных влияний закономерно вызывают системные структурно-функциональные изменения различных органов, т. е. болезни, по различным механизмам, связанным с нарушением потока метаболитов, регуляторных веществ, токсикантов и других нутриентов. Связанная с угнетением или избыточным ростом симбионтной флоры патология, очевидно, обусловлена рядом обстоятельств, в числе которых направленность и выраженность компенсаторных морфофункциональных изменений тех или иных органов, степень выраженности иммунодефицита и ряд других. Что касается микрофлоры, приводящей к формированию так называемой терапевтической патологии, то она имеет свои выраженные отличия, что дает основание для введения понятия «терапевтические инфекции» [2].

Постулатами теории патологии внутренних органов, связанной с терапевтическими инфекциями, являются:

1) нормальный» биоценоз организма — одно из решающих условий здоровья;

2) терапевтические инфекции обладают слабой вирулентностью и патогенностью и для формирования патологии требуют участия других факторов — «факторов риска»;

3) активация эндогенной микрофлоры, ранее сосуществовавшей в организме по принципу мутуализма или комменсализма — завершающего этапа снижения иммунобиологической защиты и формирования заболеваний;

4) формируемая патология внутренних органов детерминирована иммунобиологическими свойствами активированной микрофлоры («терапевтические инфекции») и морфофункциональными особенностями органа.

В основу данной теории положены представления о человеке как «суперорганизменной» системе, включающей и микробиоту, которая, как установлено, имеет отношение к регуляции всех основных жизненно важных процессов и формирования заболеваний [3].

При анализе эволюции представлений о сущности терапевтических заболеваний за истекшее столетие обращает внимание то, что в начале XX в. доминировала инфекционная патология, которую в конце столетия потеснили терапевтические заболевания и опухоли. Например, анализируя причины инфаркта миокарда, описанного как казуистика в 1908 г. и получившего очень широкое распространение в конце века, следует признать, что установленные для него факторы риска имели место и тогда и сейчас, но они не объясняют скачкообразного увеличения частоты этого заболевания. А изменилось лишь одно — эндогенный биоценоз в связи с неоднократным и повторяющимся воздействием различных антибактериальных средств. Произошедшая «тихая революция» в терапии, о которой гастроэнтерологи заговорили первыми, имеет, на наш взгляд, ряд предпосылок. На протяжении короткого исторического периода произошла эволюция заболеваний человека от «традиционной» инфекционной патологии к терапевтическим заболеваниям, значительную часть которых следует связать с активацией симбионтной (преимущественно суб- и анаэробной) флоры, по нашему определению, «терапевтической инфекцией», имеющей ряд общих отличительных черт. Особая роль в этом принадлежит органам желудочно-кишечного тракта, где сосредоточено около 2/3 всей микробиоты.

Сейчас интенсивно изучаются важнейшие характеристики микробиоты, кроме видового разнообразия: устойчивость к внешним воздействиям, способность к восстановлению, микробное взаимодействие, функциональная стабильность и функциональная избыточность микробиоты. Применительно к микробиоте кишечника функциональная избыточность — ее неотъемлемое свойство, характеризующее возможность выполнения сходных метаболических функций филогенетически различными микроорганизмами, т. е. фактически возможность замещения одних микроорганизмов другими без потери функции. Биологический смысл функциональной избыточности — поддержание функциональной стабильности микробиоты, обеспечивающее ей эволюционные преимущества в мутуалистических взаимоотношениях с организмом хозяина.

Все это позволило внести в передовую десятку наиболее значительных научных достижений 2013 г. выявление определяющего влияния кишечной микрофлоры на практически все процессы организма, включая мозговую деятельность. Вместе с тем новые данные о взаимодействии микробиоты и иммунной системы позволяют считать, что многие болезни — следствие нарушения симбиотических взаимоотношений микробиоты кишечника и иммунной системы [4]. Микробиота включает систему протективного иммунитета, обеспечивающего защиту от патогенов (микробов, вирусов и др.) и акцептивного иммунитета, обеспечивающего взаимодействие с комменсалами и их защиту в пределах физиологических реакций без развития воспаления [5]. Основным звеном этого взаимодействия являются механизмы распознавания с помощью микроб-ассоциированных молекулярных паттернов распознающих рецепторов клеток организма хозяина. Основной функцией акцептивного иммунитета считается синтез секреторного иммуноглобулина А (IgА), выделяющегося в просвет кишечника и обеспечивающего симбиотическое взаимодействие с микроорганизмами и комменсалами в просвете кишки и покрывающей ее биопленке. Установлена также важная роль акцептивного иммунитета в транспорте микроорганизмов через М-клетки. Секреторный IgА — основной фактор акцептивного иммунитета. IgА состоит из двух компонентов: сывороточного и секреторного. Сывороточный IgА синтезируется в виде мономеров в костном мозге, а секреторный — в виде ди-, три-, тетрамеров плазматическими клетками слизистой оболочки кишечника в laminapropria [6]. Физиологическая роль IgА обусловлена его противовоспалительным эффектом, связанным с подавлением избыточного иммунного ответа, поэтому снижение его содержания в организме повышает риск возникновения аутоиммунных заболеваний. При этом полимеры секреторного IgА способны к трансцитозу через клетки эпителия путем взаимодействия с соответствующими рецепторами этих клеток. Выходя из апикальной части эпителия, IgА присоединяет к себе часть этого рецептора, что придает ему новые свойства. Он не способен взаимодействовать с комплементом и соответствующими рецепторами на фагоцитах из-за измененной конфигурации, поэтому не является опсонином и не опосредует антител-обусловленную цитотоксичность, следовательно, не способен уничтожать патогены, а лишь способствует поддержанию нормобиоты и усилению противоинфекционного иммунного ответа при фагоцитозе патогенов дендритными клетками. Вместе с тем IgА способствует фиксации бактерий в слизи с последующим их удалением путем перистальтики из кишечника или при кашле из легких. Секреторный IgА за счет гликозилирования секреторного компонента способен функционировать в секретах с высокой концентрацией гидролаз. Он устойчив к действию ферментов протеолиза и способен взаимодействовать с белковыми компонентами слизи. Он также участвует в формировании биопленки, фиксируя вокруг себя комменсалов и таким образом удерживая их в биопленке. Еще одной важной функцией IgА является его способность участвовать в транспорте бактерий через М-клетки эпителия с последующим фагоцитозом комплекса IgА + бактерии дендритными клетками. Показана возможность переключения синтеза различных иммуноглобулинов на синтез IgА путем стимуляции толл-подобных рецепторов (Toll-like — TLR) В-1-лимфоцитов c участием эпителия и дендритных клеток [7–9].

Кроме того, выявлено большое функциональное разнообразие Т-регуляторных клеток, тимусных и индуцированных на периферии, участвующих в различных механизмах толерантности к пище, нормобиоте, иммунном ответе на патогены, взаимодействии с другими факторами механизмов воспаления и иммунитета.

Особую роль в этом клеточном ансамбле играют дендритные клетки и макрофаги. Помимо фагоцитоза микроорганизмов и презентации антигенов наивными Т-лимфоцитами, они способствуют формированию механизмов толерантности [10]. Некоторые макрофаги синтезируют для этого противовоспалительные цитокины, а миелоидные дендритные клетки продуцируют ретиноевую кислоту (RA), являющуюся метаболитом витамина А [11, 12].

Ведущая роль в симбиотическом взаимодействии с микробиотой принадлежит эпителиальным тканям и прежде всего эпителию слизистой оболочки кишечника, осуществляющей мембранное пищеварение, всасывание метаболитов, а также синтез слизи бокаловидными клетками и антибактериальных пептидов клетками Панета. Кроме того, клетки кишечного эпителия осуществляют важные иммунологические функции за счет М-клеток, расположенных над пейеровыми бляшками и фолликул-ассоциированным эпителием тонкой кишки, участвующих в индукции иммунного ответа за счет слизеобразования, синтеза интерлейкина 17 (IL-17), IL-22, антибактериальных пептидов. Установлена способность кишечного эпителия распознавать нормальную микробиоту и ее метаболиты с помощью паттерн-распознающих рецепторов, важнейшими из которых считаются TLR. В этих процессах важная роль принадлежит рецепторам G-белков, экспрессирующихся на поверхности эпителия кишечника, где они взаимодействуют с микробными метаболитами, создавая симбиотические взаимоотношения кишечника и микробиоты.

Продукцию слизи и различных пептидов следует считать самым древним механизмом акцептивного иммунитета. Основным структурным компонентом слизи является муцин, который вместе с IgА, синтезируемым плазматическими клетками подслизистого слоя, ежедневно синтезируется в большом количестве. Кроме того, в состав слизи входят и другие белки клеточного матрикса: коллаген, фибронектин, фибриноген, эластин, протеогликаны.

В тонкой кишке имеется один прерывистый тонкий слой слизи, где осуществляется контакты клеток эпителия с микроорганизмами, поэтому для защиты от проникновения бактерий здесь важную роль играет продукция антибактериальных пептидов. Также здесь происходит взаимодействие иммунной системы с комменсалами за счет их везикулярного транспорта в Пейеровы бляшки — зоны индукции иммунного ответа, а также отростков дендритных клеток, фагоцитирующих в просвете кишечника микроорганизмы [13].

В толстой кишке, в отличие от тонкой, имеется два слоя слизи. Внутренний слой плотно прилегает к эпителию и не содержит микроорганизмов, а наружный — рыхлый слой, создающий биопленку, в которой обитают микроорганизмы, протеазы которых постоянно обновляют эту биопленку. Установлено, что плотный слой слизи не содержит зон индукции иммунного ответа из-за отсутствия контактов микроорганизмов с эпителием, поэтому иммунорегулирующее влияние микробиоты осуществляется метаболитами, из которых важнейшая роль принадлежит короткоцепочечным жирным кислотам, являющимся продуктами микробной ферментации. Таким образом, слизь и эпителий представляют собой зону взаимодействия иммунологических и регуляторных влияний системы «хозяин — микробиота». Установлено, что слизь — среда обитания и источник питания комменсалов. При этом углеводные остатки гликозилированного белка муцина, обнаженные после воздействия бактериальных протеаз, служат дополнительным источником питания комменсалов при нерегулярном поступлении пищи.

В слизи также формируется биохимический барьер для защиты от адгезии и транслокации во внутреннюю среду бактерий. Он регулирует баланс между поступлением факторов жизнедеятельности комменсалов и синтезом антимикробных белков и пептидов. Вместе с тем энтероциты синтезируют лизоцим, альфа- и бета-дефенсины, лектины, ангиогенины, фосфолипазу А. Появляются сведения о противомикробных свойствах ее антибактериальных пептидов как следствии коммуникации с нормобиотой. Они проявляют иммунорегуляторные свойства, так как играют важную роль в функционировании мукозассоциированной лимфоидной ткани человека [14, 15]. В этих процессах важная роль принадлежит эпителию как продуценту ряда противовоспалительных медиаторов: трансформирующего фактора роста, IL-10, тимического стромального лимфопоэтина, RA, которые регулируют врожденный и адаптивный иммунный ответ. Установлено, что симбионты, отобранные в процессе эволюции, не оказывают на эпителий повреждающего воздействия и воспаления, так как не содержат генов вирулентности и патогенности. Патогены, напротив, содержат эти гены, которые при контакте с эпителием активируются, вызывая повреждение эпителия и транслокацию микроорганизмов во внутреннюю среду организма. Вследствие этого активируются паттерн-распознающие рецепторы эпителия, синтезируются провоспалительные цитокины, которые привлекают фагоциты, и развивается воспаление. Кроме того, поврежденные клетки эпителия продуцируют сигнальные молекулы повреждения, воспринимаемые фагоцитами как дополнительные стимулирующие факторы, вследствие чего развивается дополнительный протективный иммунный ответ, направленный на элиминацию конкретных возбудителей инфекции. В этом и состоит их отличие от реакций акцептивного иммунитета на комменсалов.

Так как эпителиоциты не являются «профессиональными» фагоцитами, они не в состоянии утилизировать большое число микроорганизмов, что вызывает повреждение мембран эпителия, освобождение различных токсинов, в том числе эндотоксина (липополисахарида грамотрицательных бактерий), проникновение их в кровь с последующим повреждением внутренних органов [10, 16]. Эти процессы зависят от соотношения состояния эпителия, свойств микроорганизмов и иммунного ответа. Описана возможность проникновения через поврежденный эпителий в мезентериальные лимфатические узлы нормальных кишечных бактерий с помощью фагоцитов вследствие незавершенного фагоцитоза [16]. Также установлена возможность транслокации микроорганизмов через М-клетки, базальная мембрана которых обладает большей порозностью по сравнению с другими энтероцитами ворсинок. При этом микробы проходят через М-клетки, не подвергаясь деградации, за счет меньшей лизосомальной активности этих клеток [10, 16]. Транслокация бактерий также возможна с участием клеток Панета.

Микробиота является продуцентом различных классов метаболитов, спектр и соотношение которых могут меняться в условиях дисбиоза. С увеличением проницаемости мембран клеток и возможностью проникновения метаболитов в системный кровоток возникает вероятность развития токсической энцефалопатии и других повреждений органов за счет аммиака, тиолов, аминов, низших, особенно разветвленных жирных кислот, гамма-аминомасляной кислоты и других метаболитов, продуцируемых собственной микробиотой. Вероятные механизмы и последовательность событий этих процессов, по мнению И.В. Домарадского и др. [17], представляются следующим образом: возникновение дисбиоза — лизис бактериального пептидогликана и освобождение Д-галактозамина — попадание его через портальный кровоток в печень — повреждение гепатоцитов — усиление выделения в системный кровоток токсических метаболитов — развитие энцефалопатии. При этом следует отметить двойственный характер собственной микробиоты. Например, бутират является основным «топливом» для колоноцитов, однако он вместе с другими метаболитами в зависимости от их сочетания и количества способен играть патологическую роль, вызывая деполяризацию и деэнергизацию мембран эпителиоцитов, глиальных, нервных клеток, увеличивая проницаемость мембран, что может быть причиной дистрофии слизистых оболочек, энцефалопатии и других видов патологии. Эта двойственность проявляется и в отношении других аспектов метаболизма хозяина.

За счет участия микробиоты в пищеварении в значительной мере происходит трофическое обеспечение кишечника, так как в толстой кишке под влиянием сахаролитических бактерий происходит гидролиз бета-гликозидных связей полисахаридов пищевых волокон с последующим гидролизом образующихся при этом олиго- и дисахаридов, подвергающихся последующему брожению также с помощью ферментов микроорганизмов с образованием жирных кислот (масляной, пропионовой, уксусной) — источника энергии для колоноцитов. Абсорбция этих кислот приводит к увеличению в толстой кишке рН, стимуляции транспорта воды и электролитов, а также секреторного IgА. Кроме энергообеспечивающей функции микробиоты, установлено ее участие в поставке регуляторных и информационных молекул, построении различных молекулярных структур организма. Таким образом, можно говорить об общей для организма энтеральной подсистеме, несмотря на известную автономизацию коэволюции микробиоты и двойственный ее характер с переходом от отношений симбиоза к состоянию взаимной агрессии с организмом хозяина под влиянием различных факторов. Этот конфликт в системе «хозяин — микробиота» вызывает нарушение регуляции и повреждение различных органов, в том числе под воздействием факторов патогенности представителей собственно микробиоты. Установлено, что переход от эндосимбиотических взаимоотношений к деструктивным процессам связан с нарушением молекулярных механизмов взаимодействия эпителия, в частности кишечника, с представителями собственной микробиоты. Происходит нарушение геометрии взаимодействующих структур эпителия и микроорганизмов. Основные физиологические параметры этих взаимодействующих структур связаны с полярностью среды контактного слоя, их реологическими, окислительно-восстановительными свойствами, а также «структурно-кинетическими скрепами», формирующими неравновесную конфигурацию молекул в виде водородных связей, S-S мостиков, взаимодействия гидрофобных доменов и др., обеспечивающих прочную фиксацию прилегающих структур [17]. Однако под влиянием различных факторов изменяются эти физико-химические параметры и, следовательно, геометрия взаимодействующих структур, которые становятся неузнаваемыеми для собственной иммунной системы. На поверхности этих клеток экспрессируется секреторный IgА с последующим их фагоцитозом «профессиональными фагоцитами» и эпителиальными клетками. Эти механизмы лежат в основе аллергических и иммунопатологических заболеваний.

На геометрию взаимодействующих структур, несомненно, влияют и физико-химические свойства воды. Это обусловлено химическим составом внутри- и внеклеточных жидкостей, состоянием их вязкости, плотности, окислительно-восстановительными свойствами, что в свою очередь связано с наличием в воде различного количества изотопов кислорода и водорода. Из возможных 45 вариантов комбинаций изотопов воды семь являются стабильными и всегда присутствуют в различном количестве в живых организмах. Из 100 мл воды 99,92% приходится на обычную воду (Н116), 0,06% — на воду с тяжелыми изотопами кислорода (О17 и О18) и 0,02% — на воду с тяжелыми изотопами водорода (Н2 — дейтерий и Н3 — тритий). Увеличение в воде этих тяжелых фракций изменяет ее физико-химические параметры (структуру, электропроводность, температуру кипения и др.) и, следовательно, биологические свойства [18]. Обычно вода состоит из мономеров Н2О, которые при различных обстоятельствах могут образовывать димеры, тримеры и более сложные структуры, что, естественно, изменяет ее свойства. Установлено, что вода имеет структуру диполя за счет смещения двух электронов атомов водорода в направлении атома кислорода, что превращает ее нейтральную молекулу в диполь с отрицательным и положительным полюсами. Благодаря этому заряду 2–6 молекул воды приобретают способность объединяться в полимеры и распадаться, что придает воде различные физико-химические и биологические свойства (информационная память, энергонасыщенность и др.) [19]. Известно, что 99% воды состоит из слабосвязанных, быстрораспадающихся молекул и только 1% — из стабильных долгоживущих ассоциатов. Пентамеры воды образуют за счет электростатического взаимодействия плотные ассоциаты связанной воды, а сферы из 12 полимеров, внутри которой часть электронов, становятся общими для всех молекул с очень сильной внутримолекулярной водородной связью, что делает структуру стабильной и долгоживущей. Эта структура определяет индивидуальные свойства воды, силу ее физиологического влияния на организм, в том числе биоэнергетическую активность, обусловленную количеством пентамеров. Они расположены вдоль мембран и митохондрий, оказывая на них влияние путем коррекции биоэнергетической активности, восполняя энергетические дефекты клеток и тканей. Предполагается, что пентамеры воды накапливают энергию и информацию по законам квантовой физики и с большой скоростью (300 000 км/с) переносят вихрь электронов на клетки [19]. Таким образом, именно вода в ее высокоэнергетическом структурном состоянии поддерживает определенный энергетический уровень клеток и определяет направленность и интенсивность метаболизма. На основании этих теоретических представлений предпринимаются попытки создания энергоинформационных препаратов воды, содержащих повышенное количество высокоэнергетических структур, накапливающих энергию в виде свободных электронов и передающих ее в виде электронный вихрей на подобные структуры внутренней воды клеток-мишеней с пониженным энергетическим потенциалом. Это зарождающееся медицинское научное направление «электронная квантовая кинетика».

Нарушения в системе взаимодействия «организм хозяина — протективный — акцептивный — иммунитет — микробиота» имеют не только регуляторные, трофические и деспотические последствия, но и лежит в основе многих заболеваний. Эти нарушения вызывают различные факторы: антибиотики, цитостатики, иммуномодуляторы, малые дозы ионизирующего излучения, «электронный смог», различные техногенные загрязнители, токсиканты, пищевые вещества и др. Они нарушают существующую геометрию взаимодействующих структур системы «человек — микробиота» в ее биопленках слизистых оболочек с последующими вышеуказанными регуляторными расстройствами. В частности, установлены нарушения микробной экологии не только при инфекционных заболеваниях, но и при многих метаболических, иммунопатологических, аллергических и других заболеваниях. Важной проблемой планетарного масштаба становится антибиотикорезистентность, появление новых штаммов и новых нетрадиционных ассоциаций наряду с увеличением числа лиц со сниженной резистентностью к различным инфекциям. Это требует разработки стратегии управления микробиотой как одного из основных факторов формирования различных заболеваний, их профилактики и лечения.

Существенным фактором поддержания нормобиоты и иммунитета являются диеты с включением продуктов функционального питания, в том числе про-, пре-, метабиотиков (часть из них зарегистрированы как лекарства).

В последние годы для этих целей начинают применяться разнообразные низкомолекулярные вещества микробного происхождения, так называемые метабиотики, или метаболические пробиотики [20]. Они представляют собой структурные компоненты пробиотических микроорганизмов и/или их метаболиты, и/или сигнальные молекулы с установленной химической структурой, способные воздействовать на регуляторные, нейрогормональные, иммунные, метаболические, информационные, эпигенетические, транспортные функции организма, связанные с деятельностью симбиотических микроорганизмов. Эффекты метабиотиков реализуются на различных уровнях: генетическом (экспрессия, транскрипция, трансляция генов), клеточном (поверхность и мембраны клеток), включая энергетический и белковый синтез в тканях и органах. Это достигается применением антиоксидантов, антиадгезивных антител и лектинов, блокирующих способность потенциальных патогенов к адгезии, специально подобранных бактериофагов, про- и метабиотиков, содержащих энтероцины, средств, повышающих выработку секреторных иммуноглобулинов и других метаболитов направленного действия. В числе «иммунометабиотиков» рассматриваются низкомолекулярные антимикробные соединения и эффекторные структурные компоненты, связанные с симбиотическими и пробиотическими микроорганизмами. Это масляная, молочная, уксусная, пропионовая, бензойная органические кислоты, перекись водорода, диоксид углерода, оксид азота, бактериоцины и микроцины, дефенсин- и бактериоцин-схожие пептиды, лизоцим и другие энзимы с антимикробными свойствами, биосурфактаны, пектины и др. В группу иммунометабиотиков также следует отнести структурные компоненты (поверхностные S-белки фимбрий, пептидогликаны, экзополисахариды, нуклеиновые кислоты), а также различные метаболиты (препептиды, белки, дезоксинуклеиновые кислоты, богатые СрG-локусами, короткоцепочечные жирные кислоты, гомосериновые лактоны, допамин, серотонин и др.).

Таким образом, формируемая в последние десятилетия парадигма дисбиоза как причина многих метаболических расстройств и заболеваний под влиянием различных внешних и внутренних факторов, а также установленные ведущие гомеостатические механизмы, обеспечивающие симбиотические взаимоотношения микробиоты, протективного и акцептивного иммунитета, его роли в механизмах естественной толерантности, возникновении аутоиммунных заболеваний и опухолей, требуют изменения привычной стратегии профилактики и лечения, в основе которой — управление микробиотой.

×

Об авторах

Евгений Иванович Ткаченко

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова МО РФ

Автор, ответственный за переписку.
Email: info@eco-vector.com

доктор медицинских наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург

Владимир Борисович Гриневич

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова МО РФ

Email: info@eco-vector.com

доктор медицинских наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург

Ирина Владимировна Губонина

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова МО РФ

Email: info@eco-vector.com

кандидат медицинских наук, доцент

Россия, Санкт-Петербург

Юрий Алексеевич Кравчук

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова МО РФ

Email: info@eco-vector.com

доктор медицинских наук, доцент

Россия, Санкт-Петербург

Василий Яковлевич Апчел

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова МО РФ; Российский государственный педагогический университет имени А.И. Герцена

Email: info@eco-vector.com
ORCID iD: 0000-0001-7658-4856
SPIN-код: 4978-0785
Scopus Author ID: 6507529350
ResearcherId: Е-8190-2019

доктор медицинских наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Елена Сергеевна Иванюк

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова МО РФ

Email: info@eco-vector.com

кандидат медицинских наук

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Уголев А.М. Трофология — новая междисциплинарная наука // Вестник АН СССР. 1980. № 1. С. 50–68.
  2. Ткаченко Е.И. Теория патологии внутренних органов, связанной с терапевтическими инфекциями // Проблемы теории и практики общественного и индивидуального здоровья в современных условиях: сборник трудов СПбГМА им. И.И. Мечникова. 1999. С. 273–273.
  3. Ткаченко Е.И. Питание, эндоэкология, здоровье, болезни. Современный взгляд на проблему их взаимосвязей // Терапевтический архив. 2004. Т. 76, № 2. С. 67–71.
  4. Ситкин С.И., Ткаченко Е.И., Вахитов Т.Я. и др. Метаболом сыворотки крови и микробиота кишечника при язвенном колите и целиакии // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. 2014. Т. 6, № 3. С. 12–22.
  5. Киселева Е.П. Акцептивный иммунитет — основа симбиотических взаимоотношений // Инфекция и иммунитет. 2015. № 2. С. 1–22. doi: 10.15789/2220-7619-2015-2-113-130
  6. Климович В.Б., Самойлович М.П. Иммуноглобулин А (IgА и его рецепторы) // Медицинская иммунология. 2006. Т. 8, № 4. С. 483–500. doi.org/10.15789/1563-0625-2006-4-483-500.
  7. Brandtzaeg P. Secretory IgA: Designed for Anti-Microbial Defense // Front Immunol. 2013. Vol. 6. No. 4. P. 222. doi: 10.3389/fimmu.2013.00222
  8. Macpherson AJ, Geuking MB, McCoy KD. Homeland security: IgA immunity at the frontiers of the body // Trends Immunol. 2012. Vol. 33. No. 4. P. 160–167. doi: 10.1016/j.it.2012.02.002
  9. Pabst O. New concepts in the generation and functions of IgA // Nat Rev Immunol. 2012. Vol. 12. No. 12. P. 821–832. doi: 10.1038/nri3322
  10. Hill DA, Artis D. Intestinal bacteria and the regulation of immune cell homeostasis // Annu Rev Immunol. 2010. Vol. 28. P. 623–667. doi: 10.1146/annurev-immunol-030409-101330
  11. Honda K, Takeda K. Regulatory mechanisms of immune responses to intestinal bacteria // Mucosal Immunol. 2009. Vol. 2. No. 3. P. 187–196. doi: 10.1038/mi.2009.8
  12. Smith PD, Smythies LE, Shen R, et al. Intestinal macrophages and response to microbial encroachment // Mucosal Immunol. 2011. Vol. 4. No. 1. P. 31–42. doi: 10.1038/mi.2010.66
  13. Johansson MЕ., Larsson JM, Hansson GC. The two mucus layers of colon are organized by the MUC2 mucin, whereas the outer layer is a legislator of host-microbial interactions. Proc Natl Acad Sci USA. 2011. Vol. 15. No.108 (Suppl 1). P. 4659–4665. doi: 10.1073/pnas.1006451107
  14. Hooper LV, Stappenbeck TS, Hong CV, Gordon JI. Angiogenins: a new class of microbicidal proteins involved in innate immunity // Nat Immunol. 2003. Vol. 4. No. 3. P. 269–273. doi: 10.1038/ni888.
  15. Stappenbeck TS, Hooper LV, Gordon JI. Developmental regulation of intestinal angiogenesis by indigenous microbes via Paneth cells // Proc Natl Acad Sci USA. 2002. Vol. 26. No. 99(24). P. 15451–15455. doi: 10.1073/pnas.202604299
  16. Brown EM, Sadarangani M, Finlay BB. The role of the immune system in governing host-microbe interactions in the intestine // Nat Immunol. 2013. Vol. 14. No. 7. P. 660–667. doi: 10.1038/ni.2611
  17. Домарадский И.В., Хохоев Т.Х., Кондракова О.А. и др. Противоречивая микроэкология // Российский химический журнал. 2002. Т. XLVI, № 3. С. 81–88.
  18. Шендеров Б.А. Функциональное питание и его роль в профилактике метаболического синдрома. М.: Дели принт, 2008. 319 с.
  19. Стехин А.А., Яковлева Г.В., Иксанова Т.И. и др. Вопросы электронной кинетики органоспецифических препаратов // Теория и практика применения инновационных нелекарственных препаратов PowerMatrix в системе профилактики и интегративной медицины: сборник материалов I и II международной научно-практической конференции. М., 2018. С. 6–18.
  20. Шендеров Б.А., Ткаченко Е.И., Лазебник Л.Б. и др. Метабиотики — новая технология профилактики и лечения заболеваний, связанных с микроэкологическими нарушениями в организме человека // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2018. № 151 (3). С. 83–92.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Ткаченко Е.И., Гриневич В.Б., Губонина И.В., Кравчук Ю.А., Апчел В.Я., Иванюк Е.С., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 77762 от 10.02.2020.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах