У людей с метаболическими нарушениями, такими как ожирение и диабет, был обнаружен сходный дисбиоз кишечника. Дисбиоз кишечника — нарушение состава (качественного и количественного) популяций микроорганизмов, составляющих микробиоту кишечника.
Болезнь и дисбиоз
До последнего времени к изучению возникновения болезней подходили классически с точки зрения «один микроб — одно заболевание». Вирусы, эукариоты и бактерии изучались с позиций их виновности в развитии заболеваний. Однако, дальнейшее развитие науки показало, что как и гипотеза «один ген-один фермент» оказалась чрезмерно упрощенной, чтобы быть в состоянии объяснить сложные фенотипы, так и концепция «один микроб — одно заболевание» не в состоянии объяснить механизмы развития большого количества болезней.
Теперь мы начинаем понимать тот факт, что заболевания колонизированных мириадами вирусов, эукариот и бактерий людей могут быть результатом их дисбиоза, а не присутствия одного какого-то конкретного микроорганизма. Дисбиоз — нарушение соотношения популяций микроорганизмов внутри микробиоты. Примеры таких заболеваний, связанных с микробным дисбиозом, включают аутоиммунные и аллергические заболевания, ожирение, воспалительные заболевания кишечника, диабет, гипертонию, артрит, аутизм, онкологию, депрессию.
Микробиота ожирения
Ожирение стало одной из основных проблем здоровья в странах, в которых распространена «западная» диета, и оказалось тесно связано с дисбиозом микробиоты. Исследования и эксперименты на животных моделях ожирения достоверно показали, что в развитии этого заболевания определенную, если не определяющую, роль играет дисбиоз трех основных семейств микробиома — Bacteroidetes, Prevotella и Firmicutes. При этом, развитие ожирения наблюдается при значительном увеличении Bacteroidetes и уменьшением Prevotella и Firmicutes .
При некоторых нерациональных диетах, ведущих к ожирению, снижение Prevotella сопровождалось также возрастанием содержания Actinobacterium. Этот дисбиоз приводит к развитию ожирения, диабета, гипертонии и возникновения хронического подострого воспаления в организме. Кроме ожирения при этом дисбиозе выявляется развитие сердечно-сосудистой патологии с повышением уровня холестерина и липопротеинов низкой плотности за счет развития хронического подострого воспаления. Причем, данную патологию в экспериментах на животных удалось легко получить просто путем пересадки нарушенной микробиоты от доноров с ожирением худым реципиентам. У последних очень быстро развивалось ожирение и воспаление. То есть подтвердилось предположение, что ожирение имеет в основе своей инфекционное начало.
Ожирение сопровождалось хроническим подострым воспалением за счет умеренной индукции воспалительных цитокинов, таких как TNF-α, IL-1β и CCL2, а также увеличения тучных клеток, Т-клеток и макрофагов. Было показано, что увеличение Лактобацилл и Бифидобактерий уменьшает это воспаление путем увеличения продукции похожего на глюкагон пептида-2, которое уменьшает кишечную проницаемость и таким образом уменьшает всасывание липополисахаридов, что также снижает уровень инсулина и холестерина. Хотя выяснение точных механизмов, ответственных за ожирение, все еще остается открытой и сложной проблемой, эти исследования демонстрируют связь между несбалансированной микробиотой кишечника и развитием этой патологии.
Метаболический синдром имеет инфекционно-иммунологическую основу
Важность взаимодействия между микробиотой и иммунной системой при ожирении была продемонстрирована в исследовании с генетически модифицированными мышами, не имеющими TLR5, который распознает флагеллин — один из основных микробных рецепторов в иммунной системе. У этих мышей развивается метаболический синдром вместе со значительными характерными изменениями в их кишечной микробиоте. Эти изменения в кишечной микрофлоре индуцируют развитие хронического подострого воспаления, которое в конечном итоге приводит к развитию метаболического синдрома. Кроме того, этот фенотип ожирения от этих мышей передается худым мышам дикого типа, просто перенося «микробиоту ожирения».
Эти результаты объясняют, почему в семье часто наблюдаются сердечно-сосудистые и метаболические нарушения сходного характера. Одна и та же диета и тесное общение внутри семьи с передачей микроорганизмов друг другу формируют одинаковый дисбиоз микробиоты, который, используя характерный для данной семьи иммунный ответ, вызывает сходные заболевания и метаболические нарушения.