Д. В. Усенко, доктор медицинских наук
С. В. Николаева, кандидат медицинских наук
ФБУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора, Москва

Одним из десяти наиболее важных научных открытий первого десятилетия XXI века редакция журнала Science в 2010 г. назвала изучение микробиома человека — совокупности микроорганизмов (преимущественно бактерий), населяющих организм человека [1]. Безусловно, история исследования микрофлоры человеческого организма выходит далеко за рамки прошлого десятилетия. Фундамент современной концепции о кишечной микрофлоре был заложен еще в начале ХХ века в работах великого русского ученого, основоположника эволюционной патологии, эмбриологии и иммунологии, лауреата Нобелевской премии за 1908 год И. И. Мечникова. Уже тогда, на заре становления иммунологии, И. И. Мечников указывал на центральную роль биопленки из сотен видов микроорганизмов, покрывающих, как перчаткой, кожу и слизистые организма, в поддержании духовного и физического здоровья человека, его устойчивости к воздействию неблагоприятных внешних факторов. За прошедшие годы многие функции нормальной микрофлоры были тщательно исследованы. Главным сдерживающим фактором для полной расшифровки микробиома были проблемы культивирования и идентификации микроорганизмов (традиционные культуральные методы способны идентифицировать не более 5–7% присутствующих в желудочно-кишечном тракте бактерий). Технологический переворот в области молекулярной диагностики и биологии открыл новые возможности для ученых, работающих в сфере исследований микрофлоры. В 2007 г. была начата пятилетняя работа международного консорциума «Микробиом человека», крупнейшими программами которого стали «Human Microbiome Project», реализуемый в США, и европейский проект «MetaHIT» [2]. Американские исследователи (200 человек из 80 мультидисциплинарных исследовательских институтов) занимались изучением около 20 биотопов здорового человека. Европейские ученые сосредоточились на желудочно-кишечном тракте, включив в исследование не только здоровых людей, но и пациентов с болезнью Крона, а также с ожирением.

Согласно опубликованным результатам генетического анализа, собранного в ходе проекта материала, количество видов микроорганизмов, составляющих микробиом человека, достигает 10 тысяч [3]. Большинство из них (88%) попадают в четыре филы (крупнейшие таксономические единицы бактерий и архей) — Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria и Proteobacteria [4]. Благодаря такому разнообразию, объем генетического материала микроорганизмов, обитающих в организме человека, превышает 8 млн уникальных кодирующих генов, что в 360 раз больше, чем собственно человеческих (22 тыс.). Безусловно, оценить роль каждого гена бактерий и его влияние на метаболизм человеческого организма еще только предстоит.

До настоящего времени отсутствует однозначное мнение по вопросу первичности изменений состава микрофлоры отдельных биотопов и последующего развития заболеваний у людей с определенными генетическими мутациями, или же заболевания вызывают генетические изменения, проводящие к росту отдельных видов микроорганизмов. В этом направлении интересные данные были представлены группой ученых из университета Корнелла (Cornell University) во главе с Р. Блекхманом (Ran Blekhman) [5]. При сопоставлении генетического профиля 100 людей и населяющих их микроорганизмов по данным банка ДНК проекта «Микробиом человека», Р. Блекхман с коллегами обнаружили 51 мутацию в генах, связанных с численностью бактериальных колоний, живущих в 15 областях тела человека. Часть этих генетических вариаций и соответствующих им микроорганизмов оказалась связана с заболеваниями. В частности, было установлено, что повышенные количества Bacteroides в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) встречаются преимущественно у людей с мутациями в гене PCSK2. В свою очередь, мутации в том же гене связаны с диабетом второго типа. При исследовании данных кожного биотопа было установлено, что у людей с мутациями в гене CXCL12, ассоциированном с кожными заболеваниями, был значительно повышен уровень бактерий Granulicatella, чем у людей без мутаций этого гена.

Современные методы коррекции состава микрофлоры ЖКТ включают использование пробиотиков, пребиотиков, а также антибиотиков. На сегодняшний момент накоплен богатый опыт применения пробиотиков, доказана клиническая эффективность лекарственных препаратов пробиотиков в лечении непереносимости лактозы [6], антибиотик-ассоциированной диареи (ААД) [7–9], атопических заболеваний [10, 11], ротавирусного гастроэнтерита у детей [12], неспецифического язвенного колита и болезни Крона. Однако не меньший интерес вызывает и возможность предупреждения различных патологических состояний путем включения пробиотиков в повседневный рацион в виде продуктов функционального питания или биологически активных добавок (БАД) к пище.

Пробиотики в коррекции функциональных нарушений ЖКТ

Наиболее распространенными в клинике внутренних болезней являются симптомы, связанные с функциональными заболеваниями ЖКТ, в частности, с синдромом раздраженного кишечника (СРК). Часто в комплексной терапии этого заболевания назначаются пробиотики. В ряде исследований было продемонстрировано статистически достоверное облегчение симптомов СРК при использовании лекарственных препаратов пробиотиков как в монокультуре (Bifidobacterium Infantis 36524, Lactobacillus Plantarum 299v), так и в комбинации (VSL#3) [12–16]. Для уменьшения выраженности гастроинтестинальных симптомов СРК (в частности, болей в животе, метеоризма, запора) у взрослых также может быть полезным ежедневное употребление пробиотических продуктов питания. В исследовании D. Guyonnet с коллегами изучали эффективность и безопасность кисломолочного продукта, содержащего пробиотические бактерии Bifidobacterium animalis DN-173 010 (Активиа). 371 взрослый участник, сообщивший об абдоминальном дискомфорте, был распределен в три группы, ежедневно употреблявшие в течение 2 недель пробиотический продукт (2 группы, получавшие 1 или 2 стаканчика продукта) или следовавшие своей обычной диете. В начале и в конце исследования по анкетному опроснику испытуемые оценивали гастроинтестинальные симптомы (такие как вздутие живота, боли в животе, тяжесть в желудке после еды, запор, вялая работа кишечника) и общий абдоминальный дискомфорт. Улучшение абдоминального дискомфорта отметили большее количество участников, употребляющих тестируемый продукт (группа, получавшая 1 стаканчик (82,5%), группа, получавшая 2 стаканчика (84,3%)), по сравнению с контрольной группой (2,9%). Для обеих групп активного продукта почти все симптомы улучшились значительно больше, чем в контрольной группе (р < 0,001) [17]. Однако необходимо отметить, что для купирования симптомов СРК некоторые штаммы пробиотиков оказались неэффективными (Lactobacillus reuteri ATCC 55730) [18–20]. Целесообразность использования пробиотиков при СРК, несомненно, может быть связана, во-первых, с коррекцией дисбаланса микрофлоры кишечника организма-хозяина и с последующим положительным влиянием на перистальтику кишечника, его чувствительность и/или выработку газов в кишечнике [21], а во-вторых, — с коррекцией минимального воспаления или иммунных нарушений, ведущих к нервной и/или мышечной дисфункции кишечника, что сопровождается нормализацией Th1-подобного профиля провоспалительных цитокинов [15]. К сожалению, несмотря на то, что применение пробиотиков выглядит весьма перспективным, подавляющее большинство клинических исследований их эффективности при СРК, проведенных в последние годы, страдает методологической слабостью, особенно из-за малочисленности обследованных выборок (чаще всего менее 35 участников в группе [19, 22]).

Пробиотики в профилактике антибиотик-ассоциированной и Clostridium difficile-ассоциированной диареи

В систематическом обзоре, опубликованном 31 мая 2013 года в Cochrane, на основании анализа базы PubMed (1966–2013), EMBASE (1966–2013), Кокрановском центральном регистре контролируемых испытаний, CINAHL (1982–2013), AMED (1985–2013), ISI Web науки и других источников сделан вывод о безопасности и эффективности применения пробиотиков для профилактики Clostridium difficile-ассоциированной диареи (CDAD) у детей и взрослых, принимающих антибиотики [23]. Наиболее изучена профилактическая эффективность S. boulardii и L. rhamnosus GG. Их использование снижало риск ААД с 28,5% до 11,9% (RR 0,44, 95% доверительный интервал от 0,25 до 0,77). При этом было показано, что значимый профилактический эффект достигается при использовании пробиотиков в суточной дозировке более 5 × 10⁹ КОЕ (от 5,5 до 40 × 10⁹ КОЕ в сутки). Среди пробиотических продуктов достоверные результаты по оценке эффективности в профилактике ААД были получены для кисломолочного продукта, содержащего L. casei DN-114001 (Actimel) [24]. В ходе рандомизированного плацебо-контролируемого исследования было установлено, что на фоне системной антибактериальной терапии ААД возникла у 7 (12%) из 57 больных, получавших пробиотический продукт, по сравнению с 19 (34%) из 56 больных в группе плацебо (р = 0,007). Абсолютное снижение риска составило 21,6% (с доверительным интервалом (ДИ) от 6,6% до 36,6%), а необходимое число пролеченных больных для получения одного благоприятного или предупреждения одного неблагоприятного исхода (NTT) оказалось равно 5 (ДИ от 3 до 15). В основной группе участников не было выявлено ни одного случая C. difficile-диареи. Напротив, в группе плацебо такая диарея имела место у 9 из 53 больных (17%) (p = 0,001). Абсолютное снижение риска C. difficile-диареи составило 17% (ДИ от 7% до 27%).

Пробиотики в профилактике пищевой аллергии и атопического дерматита

Рост числа аллергических заболеваний среди взрослого и детского населения стимулирует поиск методов профилактики и предотвращения манифестации генетически-обусловленной атопии. Роль нарушения микрофлоры ЖКТ в патогенезе аллергических заболеваний достаточно изучена, также как и ее участие в становлении феномена пищевой толерантности у грудных детей. В этой связи профилактический потенциал пробиотиков не вызывает сомнений. В клинических исследованиях продемонстрирован выраженный лечебный эффект Bifidobacterium lactis Bb12 и Lactobacillus GG [25]. Через 2 месяца после начала приема пробиотического продукта отмечалось выраженное улучшение состояния кожи детей, снижение индекса SCORAD, на фоне значительного уменьшения уровня эозинофильного протеина Х в моче.

В двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании, в котором приняли участие 62 человека — матери с детьми с высоким риском развития атопического заболевания [26], также было выявлено, что назначение пробиотиков Lactobacillus GG и Bifidobacterium lactis Bb12 беременным и кормящим матерям значительно снижало риск развития у ребенка аллергического заболевания в течение первых 2 лет жизни. При этом у матерей, получавших пробиотики во время беременности и лактации, отмечалось увеличение уровня антивоспалительного цитокина TGF-b в молоке.

В двух последних опубликованных исследованиях, посвященных применению комбинации пробиотиков L. rhamnosus 19070–2 и L. reuteri DSM 12246 при атопическом дерматите, отмечено уменьшение выраженности кожных проявлений аллергии. При этом достоверно снижался уровень эозинофильного катионного белка, в сравнении с группой плацебо, а также изменялся уровень интерлейкинов (ИЛ) ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-10 и γ-интерферона.

Влияние пробиотиков на мозговую активность

В июне 2013 г. в журнале Gastroenterology были опубликованы результаты первого рандомизированного исследования влияния пробиотического кисломолочного продукта на активность мозга здоровых женщин без гастроинтестинальной или психиатрической патологии [27]. В результате исследования с использованием магнитно-резонансной томографии у женщин, ежедневно употреблявших в течение 4 недель по 2 порции кисломолочного продукта, содержащего Bifidobacterium animalis subsp Lactis, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus и Lactococcus lactis subsp Lactis, было выявлено достоверное снижение активности отделов головного мозга, которые управляют обработкой эмоций и чувств. В группах сравнения, употреблявших плацебо-продукт без пробиотиков и не употреблявших исследуемых продуктов, уровень мозговой активности в ответ на эмоциональные раздражители был достоверное выше (p < 0,004). На основании полученных данных авторы предполагают возможность положительного влияния пробиотиков на взаимодействие висцеральной и соматосенсорной зон головного мозга и нервной системы кишечника, что в дальнейшем позволит совершенствовать подходы к лечению СРК.

Заключение

Резюмируя вышесказанное, можно отметить, что за последние годы наши знания о механизмах действия пробиотиков значительно расширились, а содержащие их препараты и продукты питания прочно вошли в повседневную жизнь. Их адекватное использование может способствовать оптимизации состава кишечной микрофлоры, что является важным и необходимым инструментом профилактики различных заболеваний и сохранения здоровья человека.

Литература

1. Pennisi E. Body’s hardworking microbes get some overdue respect // Science. 2010; 330: 16–19.
2. Электронный ресурс: http://www.genomeweb.com //node/1089736?hq_e=el&hq_m=1293079&hq_l=1&hq_v=8701270008.
3. Pflughoeft K. J., Versalovic J. Human Microbiome in Health and Disease // Annual Review of Pathology: Mechanisms of Disease. 2012; 7: 99–122.
4. Arumugam M. Enterotypes of the human gut microbiome // Nature. 2011; 473 (7346): 174–180.
5. Saey H. Genes may influence body’s bacteria // Science News. 2012; 181: 12–15.
6. Pettoello M. M. et al. Lactose malabsorption in children with symptomatic giardia Lambiainfection: feasibility of yoghurt supplementation // J. Pediat. Gastroentero. 1989: 9; 295–300.
7. Gotz V., Romankiewicz J. A., Moss J., Murray H. W. Prophylaxis against Ampicillin associated diarrhea with a Lactobacillus preparation // Am. J. Hosp. Pharm. 1979: 36; 754–757.
8. Johnston B. C. Probiotics for pediatric antibiotic-associated diarrhea: a meta-analysis of randomized placebo-controlled trials // CMAJ. 2006; 175 (4): 377–383.
9. Rolf R. D. The role of probiotic cultures in the control of gastro intestinal Health // J. Nutr. 2000: 30; 396–402.
10. Kalliomaki M. Probiotics and prevention of atopic disease: 4-year follow-up of a randomised placebo-controlled trial // Lancet. 2003; 361 (9372): 1869–1871.
11. Taylor A. L. Probiotic supplementation for the first 6 months of life fails to reduce the risk of atopic dermatitis and increases the risk of allergen sensitization in high-risk children: a randomized controlled trial // J Allergy ClinImmunol. 2007; 119 (1): 184–191.
12. Pedone C. A., Arnaud C. C, Postaire E. R. et al. Multicentric study of the effect of milk fermented by Lactobacillus caseion the incidence of diarrhoea // Int J ClinPrac. 2000; 54 (9): 568–571.
13. Kim H. J., Vazquez Roque M. I., Camilleri M. et al. A randomized controlled trial of a probiotic combination VSL# 3 and placebo in irritable bowel syndrome with bloating // Neurogastroenterol Motil. 2005; 17: 687–696.
14. Nobaek S., Johansson M. L., Molin G., Ahrne S., Jeppsson B. Alteration of intestinal microflora is associated with reduction in abdominal bloating and pain in patients with irritable bowel syndrome // Am J Gastroenterol. 2000; 95: 1231–1238.
15. O’Mahony L., McCarthy J., Kelly P. et al. Lactobacillus and Bifidobacteriumin irritable bowel syndrome: symptom responses and relationship to cytokine profiles // Gastroenterology. 2005; 128: 541–551.
16. Whorwell P. J., Altringer L., Morel J. et al. Efficacy of an encapsulated probiotic Bifidobacteriuminfantis35624 in women with irritable bowel syndrome // Am J Gastroenterol. 2006; 101: 1581–1590.
17. Guyonnet D., Woodcock A., Stefani B., Trevisan C., Hall C. Fermented milk containing Bifidobacteriumlactis DN-173 010 improved self-reported digestive comfort amongst a general population of adults. A randomized, open-label, controlled, pilot study // J Dig Dis. 2009; 10 (1): 61–70.
18. Camilleri M. Probiotics and irritable bowel syndrome: rationale, putative mechanisms, and evidence of clinical efficacy // J Clin Gastroenterol. 2006; 40: 264–269.
19. Floch M. H. Use of diet and probiotic therapy in the irritable bowel syndrome: analysis of the literature // J Clin Gastroenterol. 2005; 39: 243–246.
20. Niv E., Naftali T., Hallak R., Vaisman N. The efficacy of Lactobacillus reuteri ATCC 55730 in the treatment of patients with irritable bowel syndrome — a double blind, placebo-controlled, randomized study // Clin Nutr. 2005; 24: 925–931.
21. Quigley E. M. The use of probiotics in functional bowel disease // Gastroenterol Clin North Am. 2005; 34: 533–545.
22. Young P., Cash B. D. Probiotic use in irritable bowel syndrome // Curr Gastroenterol Rep. 2006; 8: 321–326.
23. Goldenberg J. Z., Ma S. S. Y., Saxton J. D., Martzen M. R. et al. Probiotics for the prevention of Clostridium dif?cile-associated diarrhea in adults and children. Cochrane Database of Systematic Reviews 2013, Issue 5. Art. No.: CD006095. Doi: 10.1002/14651858.CD006095.pub3.
24. Hickson M., D’Souza A., Muthu N. et al. Use of probiotic Lactobacillus preparation to prevent diarrhoea associated with antibiotics: randomised double blind placebo controlled trial // BMJ. 2007; 335: 80–85.
25. Isolauri E., Kaila M., Mykkanen H. et al Probiotics in the management of atopic eczema // Clin. Exp. Allergy. 2000; 30 (11): 1604–1610.
26. Rautava S., Kalliomaki M., Isolauri E. Probiotics during pregnancy and breast-feeding might confer immunomodulatory protection against atopic disease in the infant // J. Allergy Clin. Immunol. 2002; 109 (1): 119–121.
27. Tillisch K., Labus J., Kilpatrick L., Jiang Z., Stains J. et al. Consumption of fermented milk product with probiotic modulates brain activity // Gastroenterology. 2013; 144 (7): 1394–401.

Статья опубликована в журнале Лечащий Врач