• Изтегляне на цитата
  • https://doi.org/10.1080/13102818.2018.1481350
  • CrossMark

ПРЕГЛЕД; МЕДИЦИНСКА БИОТЕХНОЛОГИЯ

  • Пълен член
  • Цифри и данни
  • Препратки
  • Цитати
  • Метрика
  • Лицензиране
  • Препечатки и разрешения
  • PDF

РЕЗЮМЕ

Смята се, че стомашно-чревният тракт на човека е колонизиран от над 10 14 бактерии, приблизително 10 пъти от общия брой клетки в човешкото тяло. Наскоро беше открита важна роля на състава на микробиотата на червата в много области, като нормалното развитие, съзряването на имунната система, функциите на ЦНС. Също така, натрупването на доказателства предполага, че чревните бактерии играят решаваща роля в поддържането на човешкото здраве в много аспекти. Дисбиозата на чревната микробиота може да доведе до редица заболявания, включително стомашно-чревни разстройства, затлъстяване, сърдечно-съдови заболявания, алергии и заболявания, свързани с централната нервна система. В този преглед ние предлагаме, че новите ефективни и безопасни терапевтични методи за човешки заболявания, базирани на модулация на чревната микробиота, биха привлекли повече внимание както от учени, така и от клиницисти.

лоши

Въведение

Смята се, че стомашно-чревният тракт на човека е колонизиран от над 10 14 бактерии, приблизително 10 пъти от общия брой клетки в човешкото тяло [1]. Нарушенията на микробиома са свързани с тежки патологии на гостоприемника, включително метаболитни заболявания, рак и възпалителни заболявания на червата [2–4]. Неотдавнашни проучвания, базирани на 16 s секвениране на рибозомно-РНК гени и метагеномни анализи, започнаха да изследват видовото разнообразие на чревния микробиом вътре и между индивидите [5–8]. Сред около 1000 бактериални вида, колонизирани в човешките черва, доминиращите родове включват Бактероиди, Клостридий, Fusobacterium, Eubacterium, Руминокок, Пептококи, Пептострептококи и Bifidobacterium [9]. Други родове, като Ешерихия и Лактобацилус, присъстват и в червата, но в по-ниска степен. Все още има много видове, които не са идентифицирани, тъй като много от тях не могат да бъдат култивирани инвитро.

Чревни бактерии и здраве

Натрупващите се данни показват, че чревните бактерии играят решаваща роля в поддържането на човешкото здраве в много аспекти. Например, чревните бактерии могат да тренират имунната система, да предотвратят растежа на патогенни бактерии, да регулират развитието на червата, да поддържат епителната цялост и да оформят развитието на невроните [17–19].

Предполага се, че чревните бактерии са длъжни да поддържат епителната цялост чрез регулиране на пропускливостта на плътните връзки. Lactobacillus plantarum, например се съобщава, че регулира протеините с плътно свързване, за да предпази от индуцирано от химикали разрушаване на епителната бариера [20]. Загубата на целостта на чревния епител ще позволи на чревните бактерии, бактериални токсини, непълно усвоени мазнини и протеини и отпадъците да преминат епитела в кръвния поток, предизвиквайки възпалителни реакции и водещи до стомашно-чревни проблеми, като подуване на корема, прекомерно газове и спазми и хранителна чувствителност. Тези симптоми са характерни за синдром на спукан черва, който проявява чревна хиперпропускливост. Неотдавнашно проучване при мишки идентифицира получените от коменсални бактерии късоверижни мастни киселини (SCFAs) като модулатори на епителната бариерна функция [21]. SCFAs, получени от бактериален метаболизъм, особено бутират, стимулират консумацията на вътреклетъчен кислород, за да образуват състояние на хипоксия в дебелото черво, което води до стабилизиране на транскрипционния фактор HIF-1 и повишаване на епителната цялост.

Чревни бактерии и болести

Все повече доказателства предполагат, че дисбиозата на чревната микробиота би довела до редица заболявания, включително стомашно-чревни разстройства [2, 33–35], затлъстяване [36–38], сърдечно-съдови заболявания [39–41], алергия [42–44] и ЦНС свързани заболявания [30, 45], които засягат голяма част от населението в света. Освен това настроението и поведението също са податливи на промени в чревната микробиота [3]. Експериментални и клинични изпитвания за лечение на тези заболявания, базирани на модулиране на състава на чревните бактерии, показаха обещания като терапевтична стратегия на чревната микробиота върху човешки заболявания.

Освен това е доказано, че двупосочната комуникация между стомашно-чревния тракт и ЦНС се осъществява непрекъснато по няколко пътища (включително хормонални, имунни и невронални пътища), които са обусловени най-вече от състава на микробиотата, което е довело до появата на „микробиота - концепция за оста на червата и мозъка. Промененият състав на микробиотата в червата може да доведе до стадий на хронично възпаление, което може да изостри възпалителни заболявания на ЦНС, като множествена склероза [57–64].

Все повече доказателства показват, че промените в състава и разнообразието на чревната микробиота оказват съществено влияние върху патологията на нарушенията на ЦНС и следователно нараства вниманието към терапиите на базата на микробиота, включително пробиотици, пребиотици и трансплантации на фекална микробиота [ 65]. Например последните изследвания показват лечение с Bacteroides fragilis коригира нивата на стегнати връзки протеини и цитокини при мишки неврологични симптоми, свързани с аутистичен спектър разстройство (ASD) [66–68]. Съвсем наскоро Liang et al. [69] съобщи, че Lactobacillus helveticus Добавките NS8 могат значително да подобрят поведенческите, когнитивните и биохимичните отклонения, причинени от хроничен стрес, както при плъхове, така и при деца. Заедно тези изследвания потвърждават и демонстрират хипотезата, че пробиотичните добавки могат да бъдат ефективна и безопасна терапия за мозъчни и поведенчески разстройства.

Перспективи

Няма съмнение, че чревната микробиота ще повлияе на имунната система на гостоприемника и ще повлияе впоследствие върху здравето и болестта на гостоприемника. Новите доказателства показват, че ранната колонизация на микробиоти може да повлияе на появата на болести (микробно програмиране) по-късно [72]. Не е трудно да си представим, че всяко заболяване може да има уникален модел на чревната микробиота. Съответно, чревната микробиота може да бъде мощен биомаркер за диагностика на заболяването. Сега е ясно, че междуличностното разнообразие в състава на микробиотата играе важна роля за определяне на податливостта към голямо разнообразие от заболявания [73]. Въпреки това, идентифицирането на точните промени в състава на микробиотите, които играят причинно-следствени роли, остава до голяма степен нереализирана цел [73].

Различните чревни бактерии не само играят решаваща роля за здравето на гостоприемника, но и продуктите на чревната микробиота, съдържащи протеини, малки молекулярни химикали и дори ДНК могат да участват в много събития, напр. чревната микробиота осигурява уникален принос за разнообразието на жлъчните киселини в пула на жлъчните киселини [74, 75]. Въз основа на всички тези характеристики, чревната микробиота може да секретира различни молекулярни сигнатури, обозначаващи различни заболявания. Междувременно идентифицирането на молекули, получени от чревни бактерии, значително би улеснило лечението на тези заболявания.

Освен това здравето на гостоприемника се състои от два аспекта: физиологично здраве и психологическо здраве. Напоследък множество открития потвърждават, че чревната микробиота участва в почти всички здравословни проблеми на гостоприемника, докато връзката между чревните бактерии и психологичните състояния все още е ограничена. По този начин трябва да се обърне повече внимание на тази област. Например, деца с ASD, които имат стомашно-чревни разстройства, могат да се проявят с поведенчески прояви [76–78], а в близко бъдеще чревната микробиота може да се превърне в новия идентификатор на всеки пациент с психологически разстройства.

Заключения

Чревната микробиота е необходима за развитието на животните и за организма хомеостаза при възрастни. Натрупващите се данни показват тясна връзка на промените в състава на чревната микробиота с няколко хронични състояния, включително физиологични и психологични заболявания. Идентифицирането на състава на микробиотата и молекулите, получени от чревни бактерии, както и въвеждането на нови методи за възстановяване на нормалния състав на чревната микробиота значително би улеснило лечението на тези заболявания, сред които запазването на собствената здрава микробиота в младостта за лечение на заболявания в бъдеще трябва да бъде обещаваща стратегия.

Декларация за оповестяване

Авторите не съобщават за потенциален конфликт на интереси.