Микробиота и аллергические заболевания

Появляется все больше доказательств того, что микробиота (микробиом) кожи, пищеварительной, дыхательной и моче-половой систем оказывает существенное влияние на здоровье и развитие таких патологий, как аллергия. Понимание этого дает возможность использовать регуляцию микробиома для регуляции здоровья, профилактики и терапии нарушений.

Текущее понимание взаимосвязи состояния микробиома и риска развития аллергических заболеваний было отражено в заключительном протоколе PRACTALL. Это  документ Американской академии аллергии, астмы и иммунологии и Европейской академии аллергии и клинической иммунологии, составленный на основании анализа многочисленных многотысячных исследований по передовым темам в области аллергии и иммунологии. В основе документа лежит понимание роли микробиома в регулировании развития, течения, профилактики и терапии таких аллергических заболеваний как астма, атопический дерматит и пищевая аллергия.

история вопроса

Впервые, на клиническом уровне эта связь была установлена на основании наблюдений 1980-х годов. Тогда было выявлено, что дети в многодетных семьях имели более низкую частоту аллергического ринита и атопического дерматита (AД) по сравнению с детьми из малодетных семей. Была сформулирована гипотеза гигиены, говорящая о необходимости большого количества микроорганизмов для развития толерантности (невосприимчивости) к аллергенам. Последующие эпидемиологические исследования показали более низкий уровень аллергических заболеваний у детей, выросших в европейских сельских районах рядом с молочными фермами, по сравнению с детьми из городов. В дальнейшем было установлено, что к снижению риска развития аллергии приводит:

  • отсутствие раннего воздействия антибиотиков на младенца;
  • исключительно грудное вскармливание в течение первых 4-5 месяцев жизни;
  • роды через естественные родовые пути;
  • содержание пушистых домашних животных до и после родов;
  • отсутствие использования матерью антибиотиков во время беременности и сразу после родов;
  • Наличие старших детей в семье.

В совокупности эти клинические наблюдения установили тесную связь между микробиотой и развитием аллергических заболеваний.

микробиота кишечника влияет и на другие системы организма

Воздействие микробиоты не ограничивается местной средой. Микробиота кишечника, например, может оказывать мощное воздействие на дыхательную систему. Так, диетическая клетчатка, активируя определенные виды микробиоты кишечника, приводит к увеличению продукции ими циркулирующих короткоцепочечных жирных кислот (SCFAs). Это влияет, например, на состояние созревания предшественников дендритных клеток в костном мозге таким образом, что они снижают свою реакцию на гистамин в дыхательной системе.  А это препятствует развитию астмы, защищая от аллергического воспаления.

Обрабатывая поступающие аллергены, микробиота формирует иммунный ответ организма и регулирует его. Регуляция микробиоты в раннем детстве способствует снижению риска развития пищевой аллергии в более старшем возрасте. Выявлено, что нарушение количества и качества микробиоты в возрасте 3 месяцев связано с повышенном риском развития пищевой аллергии к возрасту 1 год. Нарушение состава кишечного микробиома в возрасте от 3 до 6 месяцев приводит к развитию аллергии на молоко. Повышение разнообразия микробиоты в первые же месяцы жизни подавляет повышение IgE и предотвращает развитие пищевой аллергии в дальнейшем.

кесарево сечение

Роды путем кесарева сечения приводят к увеличению риска развития иммунных и метаболических нарушений. Это связано с отсутствием периода прохождения ребенка через естественные родовые пути, когда ребенок получает первый набор микроорганизмов для своей микробиоты. Этот набор соответствует вагинальной микрофлоре матери. А дети от кесарева сечения этот набор не получают. В дальнейшем они позже получают грудное питание из-за антибактериальной терапии матери. В результате у них формируется совсем не физиологическая микробиота. Понимание этого привело к развитию профилактики этих нарушений путем добавления недостающих видов микроорганизмов, которые дети получают при родах естественным путем, в виде пробиотиков.

грудное вскармливание

Грудное вскармливание по крайней мере в первые 4-5 месяцев жизни способствует формированию нормального состава микробиоты младенца. Олигосахариды грудного молока приводят к увеличению колонизации кишечника SCFAs-производящими бактериями рода Bifidobacterium. Кроме того, грудное вскармливание приводит увеличению количества бактерий рода Streptococcaceae и Ruminococcaceae и снижению рода Staphylococcaceae, что снижает риск развития аллергии, воспаления и метаболических расстройств. А повышенный уровень стафилококка и сниженный уровень руминококков у детей на искусственном вскармливании в дальнейшем приводил к развитию у них атопического дерматита.

диета

Диета является важнейшим регулятором количества, состава и соотношений видов кишечной микробиоты, о чем свидетельствует большое количество исследований. Кратковременные резкие изменения в питании могут быстро изменить микробиоту кишечника, а долгосрочные привычки в питании, по-видимому, являются доминирующей силой, формирующей состав и активность микробиоты. Диетическая клетчатка, продукты органического земледелия и ферментированные продукты и чаи являются особенно важными для стимуляции повышения продукции SCFAs, снижающих степень аллергического воспаления. Разработка такого питания для детей первых месяцев и лет жизни снижает риск развития атопических реакций и астмы в дальнейшем. Модификация диеты в сочетании с соответствующими изменениями микробиоты (например, пробиотиками) может обеспечить наиболее эффективные профилактические и терапевтические эффекты.

пробиотики и пересадка микробиоты

Коррекция микробиоты ребенка в первые дни и месяцы жизни является профилактикой развития аллергии в последующем. Поэтому применяются введение недостающих видов микроорганизмов в виде пробиотиков — дозированного количества нужного вида микроорганизма. Помимо лечения детей пробиотиками, трансплантация фекальной микробиоты является эффективным методом переноса целых сообществ организмов от здорового ребенка к больному. Трансплантация фекальной микробиоты успешно применяется у пациентов мембранозным энтероколитом, вызванным C. Difficile, и при других серьезных заболеваниях.

антибиотики

Выявлено, что применение антибиотиков матерью во время беременности или у ребенка в первый месяц жизни связано с повышенным риском аллергии на коровье молоко. Использование антибактериальных средств в быту, таких как мыло с триклозаном, приводит к развитию у детей пищевой аллергии, бронхообструктивным бронхитам и астме. Причем, пищевая аллергия развивалась на всю жизнь.

домашние питомцы и старшие дети в семье снижают риск развития аллергии

Различные исследования показали, что каждое сообщество микроорганизмов предпочитает определенное место в доме. И дети контактируют, обычно, с какими-то определенными несколькими местами в доме. Это и определяет видовой состав микробиоты у детей. А собаки контактируют с несравнимо большим количеством сообществ микроорганизмов в разных местах дома и на улице, постоянно обогащая видовой состав хозяев. Старшие дети также обогащают видовой состав за счет своих социальных контактов с другими детьми. И это оказалось основным условием улучшения формирования иммунного ответа у младенцев. Разнообразный видовой состав микробиоты, воздействуя на иммунные клетки и процессы у детей, приводит к развитию толерантности (нечувствительности) к большинству окружающих аллергенов.

как улучшить микробиоту и снизить риск аллергии?

Низкий уровень микробного разнообразия с уменьшенным количеством подвидов Клостридий (Ruminococcus и Oscillospira), обилием подвидов Proteobacteria и увеличенным количеством Бактериоидов приводит к развитию аллергии. Улучшение видового разнообразия и увеличение нужных видов микроорганизмов микробиоты способны снизить риск развития аллергии. Это можно осуществить путем:

  • исключение использования антибактериальных препаратов в быту;
  • увеличения контакта детей с животными и домашними питомцами;
  • увеличения контакта детей с другими, более старшими, детьми;
  • обеспечения грудным вскармливанием по крайней мере до 4-5 месяцев жизни;
  •  формирование детского питания, состоящего из большого количества фруктов, овощей и продуктов домашнего приготовления и органического земледелия;
  • введение дополнительно недостающих видов и подвидов микроорганизмов в виде пробиотиков, дозированных в виде медпрепаратов и не дозированных в виде кисломолочных и ферментированных продуктов и чаев.