Главная \ 3. Пробиотики \ Микробиом, иммунитет и пробиотики

Микробиом, иммунитет и пробиотики

КИШЕЧНАЯ МИКРОФЛОРА (МИКРОБИОТА), ИММУНИТЕТ И ПРОБИОТИКИ  

иммунитет и микробиом человека

МИКРОБИОТА КИШЕЧНИКА И ИММУНИТЕТ

СОДЕРЖАНИЕ:

1. Иммунитет - основные понятия.

Об иммунитете написано многое, но важно запомнить, что понятие «иммунитет» неразрывно с понятием «иммунная система», «органы иммунной системы» и «клетки иммунной системы».

Иммунитет (лат. immunitas — освобождение, избавление от чего-либо) — это способность иммунной системы избавлять организм от генетически чужеродных объектов.

Иммунная система — система органов, существующая у позвоночных животных и объединяющая органы и ткани, которые защищают организм от заболеваний, идентифицируя и уничтожая опухолевые клетки и патогены.

К органам иммунной системы относятся: красный костный мозг, тимус, селезёнка, лимфатические узлы.

Иммунная система представлена лимфоидными клетками, мононуклеарными фагоцитами и гранулоцитами. Главным элементом иммунной системы являются лимфоидные клетки.


2. Микробиом и иммунитет

В последнее десятилетие исследователи усердно изучали виляние бактерий на иммунную систему в пищеварительном отделе — доме для большинства бактерий-симбионтов человека и прочих млекопитающих. Удалось установить, что дисбаланс между дружественными и откровенно патогенными бактериями приводит к резкому повышению количества иммунных клеток, ответственных за воспалительную реакцию.

Сегодня уже нет сомнений, что благоприятное воздействие на структуру и функции кишечной микрофлоры и, соответственно, на секрецию ей факторов, регулирующих множество воспалительных и метаболических путей, может стать эффективным способом увеличения продолжительности жизни и улучшения самочувствия человека.

Кишечная микрофлора вырабатывает особые молекулы, помогающие делению и дифференциации регуляторных T-клеток (а регуляторные Т-клетки играют важную роль в контроле воспаления и аутоиммунных реакций). Выявлена сильная взаимосвязь между диетой и составом микрофлоры, и между составом микрофлоры и заболеваемостью, а также уровнем воспаления (см. рис.1)

Влияние микрофлоры на иммунитет и воспаление - Рисунок с сайта biomolecula.ru

Рис. 1 - Влияние микрофлоры на иммунитет и воспаление

2.1. О роли пробиотиков и кишечной микробиоты в регуляции врожденной и адаптивной иммунной системы

  • Во-вторых, нормальная микрофлора вытесняет патогенные бактерии, не давая им размножаться.
  • В-третьих, сегментированные филаментные бактерии способствуют развитию T-хелперов 17, участвующих в защите от внеклеточных патогенов.

Одновременно накапливались данные о том, что влияние бактерий-симбионтов не ограничивается лишь кишечником, а может распространяться и на другие органы. Бактерии способны активировать белковые комплексы, запускающие воспалительные реакции при вторжении различных патогенов в различные части организма. Тем самым стимулируется созревание белков иммунного ответа, которые подают сигналы иммунным клеткам о том, что им нужно отправляться в ТЕ или ИНЫЕ органы...

Хотя точный способ действия пробиотиков (в т.ч. симбионтных, комменсальных непатогенных микроорганизмов) продолжает изучаться, вполне вероятно, что несколько механизмов работают вместе. Пробиотические и др. нормобиотные микроорганизмы выполняют микробиологическую функцию, препятствуя условно-патогенным микроорганизмам занимать функциональные ниши в микробном сообществе кишечника, блокируя эпителиальное прикрепление патогенных бактерий, подавляя их рост с продукцией молочной кислоты, пропионовой кислоты, уксусной кислоты, бактериоцинов и активных форм кислорода (АФК);  они также играют питательную роль, производя ряд витаминов, лактазу и полезные вещества. Кроме того, они регулируют кишечный транзит и укрепляют кишечный барьер, влияя на проницаемость кишечника. Кроме того, пробиотики и др. представители нормобиоты играют важную роль в регуляции как врожденной, так и адаптивной иммунной системы, активируя макрофагиNK-клетки и цитотоксические Т-лимфоциты, модулируя продукцию IgA, стимулируя toll-подобные рецепторы и модифицируя профиль экспрессии цитокинов [1,2,3,4]. Пробиотики и нормофлора воздействует на иммунную систему и удаленные органы и ткани через различные пути и метаболиты. Например, большое значение для здоровья хозяина играют короткоцепочечные жирные кислоты. Например, французские ученые в своем недавнем исследовании [5] показали, что гриппозная инфекция дистанционно изменяет продукцию короткоцепочечных жирных кислот (SCFAs) кишечной микробиотой, которая просто убивает активность альвеолярных макрофагов, что может привести к легочной пневмококковой суперинфекции. И здесь пробиотики могут сыграть важную роль по стимулированию продукции SCFAs, что было показано в ряде исследований. Но это лишь один из примеров. Действие пробиотиков на иммунитет намного обширнее. Большой плюс еще в том, что пробиотики влияют на иммунную систему и удаленные органы и ткани через различные пути, не требуя прямого воздействия. Поэтому укрепление иммунитета с помощью пробиотиков для защиты организма от инфекций более чем оправдано и рекомендовано в качестве наиболее мощного средства профилактики. В пятом пункте данного раздела даны некоторые ссылки, более подробно объясняющие механизмы взаимодействия кишечной микробиоты с иммунной системой. Изучение данного вопроса можно также начать с девятого пункта или последующих материалов.

3. Регуляция иммунитета и микробиома

Введение

  • Кишечник человека в начале жизни колонизируется микробиотой.
  • В настоящее время признано, что бактерии в кишечнике выполняют множество полезных функций и играют ключевую роль в развитии иммунной системы и защите от патогенов.
  • При рождении кишка ребенка считается стерильной и становится колонизированной бактериями во время родов.
  • После этого микробное содержание кишечника определяется воздействием окружающей среды и генетикой хозяина.
  • Послеродовая диета, возможно, является самой большой детерминантой кишечной микробиоты с высокой вариабельностью в кишечном микробиоме в течение первого года жизни.
  • Кроме того, были отмечены значительные различия в микробном составе кишечника взрослого человека в разных культурах, где прототипический западный рацион питания характеризуется низким содержанием клетчатки с преобладанием Фирмикутов (Firmicutes) и низким содержанием Бактероидетов (Bacteroidetes), тогда как у представителей развивающихся страна с рационом с высоким содержанием клетчатки более распространены Бактероидеты.
  • Таким образом, состав кишечного микробиома специфичен для хозяина, динамичен и чувствителен к влиянию диеты, особенно в младенческом возрасте.

3.1. Микробиота и иммунный гомеостаз.

  • Роль микробиоты кишечника все чаще признается ведущей в регуляции гомеостаза иммунных клеток.
  • Сигналы от кишечных бактерий известны тем, что запускают системные иммунные реакции и регулируют про- и противовоспалительные иммунные реакции хозяина.
  • К ним относятся T регуляторные клетки (Tregs) и T-хелперы 17 (Th17)
  • Эти взаимосвязи между тканями кишечника и микробиотой являются деликатными и могут быть легко нарушены
  • Последствия нарушения могут включать воспаление и сепсис.
  • Дифференцировка клеток Treg в мышиной модели облегчается в кишечнике комменсальными организмами, такими как Bacteroides fragilis и Clostridial.
  • Кроме того, сегментированные нитчатые бактерии (SFB) ответственны за индукцию кишечных цитокинов Th17 у мышей.
  • Поскольку клетки Th17 играют важную роль в защите хозяина от вторжения бактериальных патогенов, изменения в составе этих клеток могут привести к повышенной восприимчивости к болезням.
  • Кишечные бактерии также влияют на судьбу кишечных эпителиальных клеток (IECs).
  • Как у мышей без микробов, так и у мышей, получавших антибиотики, у которых отсутствовали бактерии, IECs имеют более низкую экспрессию рецепторов распознавания образов (бактериального паттерна), что повышает восприимчивость к болезням
  • Большие изменения в микробном составе могут привести к дисбалансу сообщества, состоянию, известному как дисбиоз.

3.2. Врожденная защита эпителиального барьера

  • Для здоровья хозяина чрезвычайно важно, чтобы кишечная микробиота держалась на расстоянии от IECs, минимизируя вероятность повреждения тканей и инвазии.
  • Врожденные иммунные стратегии включают использование слоя слизи, антимикробных пептидов (AMPs) и врожденных лимфоидных клеток (ILCs), функционирующих совместно, чтобы ограничить большую часть сообщества в просвете кишечного тракта
  • Используемые стратегии различны в толстом и тонком кишечнике, но в конечном счете работают на поощрение взаимных взаимодействий и анатомического сдерживания микробиоты (Рис. 2)

Анатомическая локализация микробиоты вдоль кишечника

Рисунок 2. Анатомическая локализация микробиоты вдоль кишечника. Кишечный эпителий состоит из одного слоя энтероцитов или колоноцитов, и именно роль иммунной системы заключается в защите целостности этого барьера. В тонком кишечнике потребность в поглощении энтероцитов приводит к образованию прерывистого слоя слизи с меньшим количеством бокаловидных клеток (goblet cells).Здесь клетки Панета (Paneth cells) обогащены криптами, секретирующими антимикробные пептиды (AMPs), которые могут сшиваться со слоем слизи. Через этот барьер отбор микроб-ассоциированных молекулярных паттернов (MAMPs) может быть опосредован поглощением антигена М-клетками (M cells) и бокаловидными клетками к дендритным клеткам (DCs), а также прямым трансэпителиальным люминальным отбором образцов из DCs. RAR-связанные рецепторы-γt (RORγt) могут воспринимать микробные сигналы и вырабатывать интерлейкин-22 (IL-22) для помощи в барьерной функции кишечных эпителиальных клеток (IECs). Комменсал-специфический иммуноглобулин А (IgA) продуцируется плазматическими клетками (plasma B cells) собственной пластинки (lamina propria), опосредованными DCs в независимом от T-клеток механизме. Толстая кишка использует толстый, непрерывный слой слизи, чтобы разделить микробиоту, при этом IgA и AMPs играют вторичную роль. [Brown E, Sadarangani M, & B Finlay B. The role of the immune system in governing host-microbe interactions in the intestine. Nature Immunology 2013; 14(7): 660-667]


  • Слой слизи является жизненно важным компонентом врожденной иммунной системы, отделяя микробиоту от кишечного эпителия.
  • Специализированные эпителиальные клетки, называемые бокаловидными клетками, секретируют муциновые гликопротеины (слизь)
  • Толщина внутреннего слоя слизи является важной физиологической особенностью и играет определенную роль в восприимчивости к патоген-индуцированному и комменсально-индуцированному воспалению.
  • Наружный слой слизи играет важную роль в формировании ассоциированной со слизистой оболочкой микробиоты, обеспечивая гликанами в качестве источника питательных веществ.
  • Плотность внутреннего слоя также ограничивает прямой контакт этих бактерий с эпителиальными клетками
  • Слой слизи в тонком кишечнике не имеет четких внутренних и наружных слоев и прерывисто выделяется по апикальной поверхности
  • Следовательно, обширные арсеналы антимикробных пептидов (AMPs) играют большую роль в отделении микробиоты от эпителия.
  • Панет-клетки необходимы для содержания микробиоты, и потеря Панет-клеток приводит к увеличению инвазии эпителиального барьера патогенными и симбиотическими микробами

3.3. Врожденные иммунные барьеры

  • Врожденные барьеры обеспечивают толерантную реакцию на микробиоту.
  • Наличие функционального барьера с нормальным количеством PRRs, слизи, AMPs и секретируемого IgA способствует кишечному гомеостазу с микробиотой.
  • Микробиота отделена от эпителиальных клеток (IECs), и иммунная система кишечника направляет в значительной степени толерантный ответ на резидентных комменсалов.
  • Микроб-ассоциированные молекулярные паттерны (MAMPs) стимулируют эпителиальную секрецию IL-33, TGF-β, TSLP, BAFF и APRIL, все они способствуют развитию иммуногенных клеточных реакций на микробиоту.
  • Эта цитокиновая среда обогащает CD103+ дендритные клетки (DCs), которые помогают в развитии Treg-клеток, секретирующих IL-10 и TGF-β.
  • Treg-клетки и CD103+ DCs стимулируют выработку комменсал-специфического IgA.
  • Барьерная целостность IECs усиливается секрецией IL-22 через RORγt ILCs в этой среде.
  • При иммунодефиците или воспалительных синдромах с дефектом врожденного барьера (например, ВЗК, CVID или ВИЧ-инфекция) иммунная система кишечника направляет потенциально вредную провоспалительную реакцию на микробиоту, чтобы очистить от проникновения бактерий, и возникает дисбактериоз.
  • В этой среде эпителий может секретировать IL-1 и IL-6 в ответ на сигналы опасности.
  • Секреция IL-12 и IL-23 DCs и макрофагами способствует ответу TH1 и TH17.
  • Эти T-хелперные клетки секретируют высокие уровни IFN-γ и IL-17A, соответственно, и T-bet + ILCs также накапливаются, чтобы продуцировать IFN-γ.
  • Нарушение микробиоты в эпителиальном барьере в этой ситуации также может привести к повышению уровня В-клеток, секретирующих комменсал-специфический иммуноглобулин G (IgG).
  • На рисунке 3 показано, как эти разные иммунные компоненты сочетаются друг с другом.

Иммунные факторы, которые участвуют в функциональном барьере

Рисунок 3. Иммунные факторы, которые участвуют в функциональном барьере в кишечном иммунном тракте и позволяют сосуществовать с комменсальными бактериями, контрастируя с дефектом барьера, который приводит к дисбиозу и дисрегуляции иммунных реакций [Brown E, Sadarangani M, & B Finlay B. The role of the immune system in governing host-microbe interactions in the intestine. Nature Immunology 2013; 14(7): 660-667]


3.4. Клетки Treg и микробиом

  • Считается, что клетки Treg регулируются микробиотой.
  • По данным исследований на мышах, в популяции CD4+ Т-клеток (прим. ред.: основным фенотипическим признаком Т-хелперов служит наличие на поверхности клетки молекулы CD4) в толстой кишке и, в меньшей степени, в тонкой кишке доля Treg-клеток выше, чем в лимфатических узлах или других вторичных лимфоидных органах.
  • Удаление микробной флоры (с помощью антибиотиков) приводит к увеличению доли клеток Treg в тонкой кишке, хотя общее количество CD4+ T-клеток меньше, а Th17 отсутствуют.
  • В толстой кишке, напротив, наблюдается значительное снижение количества клеток Treg у мышей без микробов.
  • Это снижение в значительной степени наблюдается в популяции индуцированных регуляторных Т-клеток (iTreg), что определяется отсутствием экспрессии транскрипционного фактора Helios.
  • Клетки iTreg были в основном восстановлены путем колонизации безмикробных мышей смесью штаммов клостридий (Clostridial).
  • Колонизации смешанной клостридией также было достаточно для индукции IL-10, противовоспалительного цитокина, и CTLA4, молекулы, которая ингибирует активацию Т-клеток, в значительной части клеток iTreg.
  • Когда новорожденным животным, содержавшимся в обычном специфическом учреждении, свободном от патогенов, давали клостридию, животные были защищены от воспаления, индуцированного DSS или оксазалоном, и обнаруживали более низкие уровни IgE, индуцированного овальбумином.
  • Кроме того, клостридия увеличила долю клеток Treg не только в кишечнике, но и в других органах, включая легкие, печень и кожу.
  • Одна из возможностей увеличения числа клеток iTreg в ответ на Clostridia заключается в том, что а) эти клетки имеют уникальный репертуар TCRs, который придает специфичность для комменсальных бактерий, и / или b) бактериальные продукты могут влиять на баланс Th17: Treg, потенциально способствуя дифференцировке или расширению клеток iTreg
  • Таким образом, индукция iTreg является механизмом, благодаря которому повышается толерантность к конкретным комменсальным бактериям.

3.5. Врожденные лимфоидные клетки (ILC) и микробиом

  • Как обсуждалось в других разделах, адаптивные иммунные реакции регулируются отбором репертуаров Т- и В-клеточных рецепторов
  • Существует антиген (Ag)–пептид-MHC-родственное распознавание антиген-специфичных Т-хелперных (TH) клеток, что приводит к пролиферации и дифференцировке в эффекторные подмножества TH-клеток с различимыми цитокиновыми профилями.
  • Регулирование приверженности, расширения и сокращения этих реакций частично обеспечивается транскрипционными сетями.
  • Как описано в предыдущих разделах, различные подмножества Th-клеток расширяются и уменьшаются, такие как Th1, Th2, Th9, Th17 и Tregs.
  • Было описано относительно новое подмножество клеток, которые выступают в качестве первой линии защиты на слизистых барьерах - врожденные лимфоидные клетки (ILCs).
  • ILCs принадлежат к лимфоидной линии и развиваются из обычных лимфоидных клеток-предшественников, но в отличие от T- и B-клеток, они не имеют перестроенных Ag-рецепторов.
  • ILCs обнаружены не только в слизистой оболочке (кишечник и легкие), но также в коже, печени и жире
  • Клетки зависят от экспрессии общей цитокиновой рецепторной γ-цепи (γc-цепь) и транскрипционного репрессорного ингибитора связывания ДНК 2 (ID2) для их развития.
  • ILCs подразделяются на три группы, которые способны немедленно реагировать на микробные и воспалительные процессы с продукцией цитокинов и, таким образом, ограничивать распространение патогенных микроорганизмов и повреждение тканей.Существует также определенный уровень пластичности между группами ILCs, и его не следует считать жестким
    • ILCs группы 1 состоят из циркулирующих NK-клеток и так называемых вспомогательных ILCs1; оба секретируют цитокин TH1-типа IFN-γ.
    • ILCs группы 2 характеризуются продуцированием цитокинов TH2-типа IL-4, IL-5 и / или IL-13.
    • ILCs группы 3 включают клетки-индукторы фетальной лимфоидной ткани (LTi), а также взрослые ILC3s, либо экспрессирующие естественный рецептор цитотоксичности (NCR) NKp46 (NCR+ ILC3s), либо не имеющие этой молекулы (NCR ILC3s).
  • Например, ILCs могут модулировать свою фенотипическую и транскрипционную сигнатуру при активации и воспалении и могут переключать функции.
  • ILCs могут быстро воспринимать сигналы окружающей среды и воспаления и реагировать секрецией цитокинов, важных для иммунной защиты, аллергических реакций и восстановления тканей
  • ILCs группы 3 важны для защиты тканей слизистой оболочки, а подмножество ILC3 зависит от транскрипционного фактора RORγt для их развития и продуцирования IL-22 (цитокин Th17-типа).
  • На рисунке 4 показана интерактивная природа ILC3 с CD4+ T-клетками, DCs, кишечным эпителием и комменсальными бактериями как в кишечнике, так и в селезенке.

Взаимодействие ILC-CD4+ Т-клеток в группе 3

Рисунок 4. Взаимодействие ILC-CD4+ Т-клеток в группе 3. Тканевая локализация значительно влияет на исход Ag-зависимого взаимодействия Т-клеток с ILC3. Кишечные ILC3s поддерживают толерантность к комменсальной микробиоте, в то время как селезеночные ILC3s эффективны в индукции антиген(Ag)-специфических CD4+ Т-клеточных реакций и выживаемости CD4+ Т-клеток памяти. [von Burg N, Turchinovich G and Finke D (2015) Maintenance of immune homeostasis through ILC/T cell interactions. Front. Immunol. 6:416]


  • IL-22 защищает IECs от бактериальных инфекций и способствует восстановлению тканей, и было показано на мышах, что ILC3s важны для защиты от кишечной патогенной инфекции.
  • ID2-зависимые ILC3s продуцируют IL-22 и ограничивают раннюю колонизацию патогена через гомеостаз микробиоты (Рис. 5)

ID2 необходим для опосредования колонизационной резистентности

Рисунок 5. ID2 необходим для опосредования колонизационной резистентности против C. rodentium, а продолжительная экспрессия ID2 необходима для гомеостаза ILC3s. отсутствие ID2-зависимых ILC3s приводит к потере иммунного гомеостаза и дисбактериозу кишечника. [Guo X et al Innate Lymphoid Cells Control Early Colonization Resistance against Intestinal Pathogens through ID2-Dependent Regulation of the Microbiota. Immunity 2015; 42:731-43]


3.6. Микробиом и восприимчивость к болезням

  • Критическим для поддержания иммунного гомеостаза является то, где, когда и как иммунные реакции предотвращают повреждение тканей.
  • Кишечник был тщательно изучен в отношении клеточных сетей и путей, патрулирующих целостность тканей и регулирующих воспаление.
  • Клетки Treg и TH17 являются наиболее распространенными CD4+ TH-клетками слизистой оболочки кишечника в стабильном состоянии.
  • Баланс между двумя подгруппами имеет решающее значение для исхода иммунных реакций слизистой оболочки.
  • ILCs являются важными «ранними дозорными» клетками, которые связывают врожденный и адаптивный иммунитет, воспринимая изменения окружающей среды, такие как инфекции и воспаление, и определяют баланс Th / Treg-клеток.
  • Измененная кишечная микробиота долгое время ассоциировалась с воспалительными заболеваниями желудочно-кишечного тракта, включая воспалительные заболевания кишечника (ВЗК).
  • Аналогичным образом, ряд системных заболеваний, таких как диабет и ревматоидный артрит, были связаны с измененной кишечной микробиотой.
  • Состав микробиоты кишечника может влиять на развитие этих заболеваний в результате транслокации - миграции микробных продуктов через слизистый барьер.
  • Бактериальная транслокация участвует в системной патофизиологии таких заболеваний, как диабет II типа, системные воспалительные реакции и атеросклероз.
  • Изменения в соотношении воспалительных и супрессивных (подавляющих) клеток в кишечнике могут нарушить целостность слизистой оболочки кишечника и вызвать «утечку» микробных продуктов в кровоток.

3.7. Микробиом и вирус иммунодефицита человека (ВИЧ-1)

  • Поломки в мутуализме хозяина-микроба в кишечнике могут также произойти в широком спектре связанных с иммунодефицитом состояний
  • ВИЧ-инфекция и общий вариабельный иммунодефицит (CVID) являются примерами приобретенных или врожденных иммунодефицитов, которые включают энтеропатию (хроническое воспаление кишечника).
  • Во время острой инфекции ВИЧ-1 более 50% CD4+ Т-клеток преимущественно истощаются из собственной пластинки (lamina propria) из-за прямой инфекции и активированной индуцированной гибели клеток (прим. ред.: основным фенотипическим признаком Т-хелперов служит наличие на поверхности клетки молекулы CD4, поэтому под CD4+ Т-клетками подразумевают Т-хелперы).
  • ВИЧ-инфекция также приводит к относительному истощению TH17-клеток.
  • Экспериментальные модели макак-резусов, инфицированных гомологичным ретровирусом вируса иммунодефицита обезьян (SIV), а также ВИЧ-инфицированные люди, подвергшихся истощению TH17, демонстрируют повышенную транслокацию бактерий и вирусов.
  • Исследования пациентов, инфицированных ВИЧ-1, связанные с моделями Cd4−/− мышей (т.е. CD4-дефицитных), дают доказательства того, что CD4+ Т-клетки необходимы для анатомического сдерживания микробиоты.
  • Таким образом, истощение этих клеток во время ВИЧ-инфекции приводит к потере прямых толерогенных реакций на микробные сигналы, а не к сдвигам в составе микробиоты.

4. Иммунитет слизистой оболочки и иммунопатология

4.1. Реактивность против толерантности

  • Не совсем понятно, как иммунитет слизистой оболочки различает патогенные микроорганизмы и комменсалы или безвредные антигены окружающей среды.
  • Индукция толерантности в основном происходит на этих поверхностях, так как мы знаем, что  антигенпрезентирующие клетки (APC) представляют собой антигены к лимфоцитам, которые активируются и пролиферируют под влиянием микроэкологических цитокинов.
  • Это включает активированные T-клетки, взаимодействующие с родственными B-клетками
  • Активированные лимфоциты поступают в кровоток к посевному эффекторному участку слизистой оболочки, где происходит окончательная дифференцировка в эффекторные клетки или клетки памяти.
  • Одним из механизмов толерантности слизистой оболочки, по-видимому, является элиминация патогенов при отсутствии повреждающей эпителий воспалительной реакции.
  • Однако существуют также регуляторные клетки, действующие в слизистой оболочке, демпфирующие или подавляющие реактивные антигенспецифические клетки.

4.2. Иммунная регуляция слизистой оболочки

  • Существует несколько уровней иммунной регуляции слизистой оболочки посредством сложного взаимодействия между врожденными и адаптивными механизмами.
    • Природа антигена: патоген-ассоциированные молекулярные паттерны (PAMPs) лигируют рецепторы распознавания образов на врожденных APC, повышая экспрессию MHC и ко-стимулирующих молекул
      • Репликацирующие, а не неактивные микробы, более вероятно, вызовут продуктивные иммунные ответы
      • Растворимые антигены по-разному обрабатываются путями толерантности, что может объяснить неудачу клинической пероральной / назальной иммунизации с использованием растворимых антигенов
      • APC: незрелые DCs или непрофессиональные APC (например, эпителий) не имеют ко-стимулирующих молекул, что может привести к анергии Т-клеток или апоптозу
      • Цитокины слизистой оболочки: вспомогательные клетки слизистой оболочки (DCs, тучные клетки, эозинофилы, макрофаги, NK-клетки, γδT-клетки) высвобождают предварительно сформированные медиаторы и цитокины при стимуляции антигеном, примируя микроокружение для особой формы адаптивного ответа
        • Такие медиаторы могут включать в себя супрессорные цитокины, такие как IL-10 и TGF-β (например, DC патчей Пейера вырабатывает IL-10, но мало IL-12, что приводит к ответам Th2-типа)
        • Представление антигена клетками DCs и микро-энвиронемтнальные цитокины, высвобождаемые клетками быстрого реагирования, глубоко влияют на форму иммунного ответа (клеточно-опосредованный иммунитет Th1-типа, антитело-опосредованный иммунитет Th2-типа или Treg-опосредованную толерантность) и исходы
        • IL-12 и IFNγ из активированных макрофагов могут нарушать толерантность

4.3. Дендритные клетки (DC) в толерантности слизистой оболочки

  • Представление антигена дендритными клетками (DCs) регулирует толерантность через: делецию аутореактивных Т-клеток, индукцию анергии незрелыми DCs (экспрессирующими низкие уровни ко-стимулирующих молекул), а также индукцию и экспансию Treg.
  • У людей есть две основные DC-популяции: CD11chi (миелоидные DCs или «mDC») и CD11clo (лимфоидные / плазмоцитоидные DCs или «pDC»)
  • Активированныt DCs влияя.т на форму Th-ответа, причем Treg-клетки индуцируются IL-10-продуцирующими подмножествами
  • Два легочных подмножества pDCs индуцируют Tr1 in vitro и in vivo
  • Статически-устойчивые кишечные DCs могут быть обусловлены эпителиальными факторами, способствующими развитию Foxp3+ Treg-клеток, которые стимулируют IgA-секреторные популяции В-клеток в брыжеечных лимфатических узлах, а также способствуют иммуноглобулин-опосредованному иммунному исключению (рис. 6А).

схематическое представление взаимодействий DCs с Т-эффекторными и Treg-клеточными реакциями

Рисунок 6. Панель А: схематическое представление взаимодействий DCs с Т-эффекторными и Treg-клеточными реакциями на комменсальные бактерии в стационарном состоянии. Панель В: противовоспалительные или провоспалительные реакции в стационарном состоянии или во время инфекции или воспаления. В устойчивом состоянии такое кондиционирование (обусловливание) может также происходить после отбора проб комменсальных бактерий или, в качестве альтернативы, собственных антигенов или белков, обнаруженных в пищевых продуктах, что приводит к реакциям, которые «заглушают» иммунный ответ посредством механизмов толерантности, которые включают клетки Treg или эффекты IgA-ассоциированного иммунного исключения. Небольшое количество другого подмножества DC (показано оранжевым цветом) также может быть набрано в брыжеечные лимфатические узлы в стационарном состоянии, которые могли избежать условного воздействия и направить популяции T-хелперов к профилям Th1 или Th17. Поскольку эти клетки существуют в небольшом количестве, они не будут вызывать заболевание в устойчивом состоянии, но могут действовать в качестве стражей, когда патогенные бактерии встречаются или продуцируются в избытке, как в случае, когда аберрантные реакции на растворимые белки вызывают симптомы болезни , как в случае пищевой аллергии [Reproduced with permission from Bellanti JA (Ed). Immunology IV: Clinical Applications in Health and Disease. I Care Press, Bethesda, MD, 2012].


  • с другой стороны, во время инвазии эпителия реплицирующимися патогенами активация PRRs усиливает выработку провоспалительных цитокинов и рекрутирование фагоцитов (поступающие наивные DCs не обусловлены, и, таким образом, обнаружение патогенных антигенов приводит к провоспалительным ответам Th1 и Th17) (рисунок 6B)

4.4. Регуляторные лимфоциты на слизистой оболочке

  • Вполне вероятно, что толерогенные DCs в слизистой оболочке индуцируют Tregs
  • Treg - это клетки, которые активно контролируют, подавляют или ингибируют функцию других клеток и играют важную роль в патогенезе аллергических, аутоиммунных и инфекционных заболеваний и рака (Рисунок 7. и Глава 20 из Bellanti, JA (Ed). Immunology IV: Clinical Applications in Health and Disease. I Care Press, Bethesda, MD, 2012).
  • CD4+ Treg в изобилии присутствуют в лимфоидных тканях слизистой оболочки, где они снижают регуляцию Th1-и Th2-реакций.
  • Эти клетки характеризуются экспрессией CD25, связыванием CTLA-4 и продукцией регуляторных цитокинов (IL-10 и TGF-β).
  • Экспрессия CD25 на Т-клетках связана с естественной регуляторной функцией; CD25 является α-цепью рецептора IL-2 и также является маркером активации Т-клеток.
  • FOXP3 является ключевым регуляторным геном в развитии CD25+ Tregs, который может индуцироваться на периферии, и их конверсия в Tregs зависит от TGF-β.
  • Клетки Tr1 представляют собой подтип Treg, обнаруживаемых как у человека, так и у мышей, которые характеризуются их низкой пролиферативной способностью, их продукцией высоких уровней IL-10, продукцией низких уровней IFN-γ и неспособностью продуцировать IL-4.
  • Другая подгруппа Tregs, названная Th3, которая производит высокие уровни TGF-β, играет важную роль в индукции оральной толерантности.
  • Клетки Tr1, по-видимому, проявляют свою супрессивную активность благодаря своей способности продуцировать высокие уровни IL-10 и TGF-β, тогда как клетки Th3 могут действовать исключительно посредством продуцирования TGF-β, который, как утверждается, также индуцирует переключение класса IgA in vitro.
  • Генерирование активной супрессии или клональной анергии и / или делеции происходит из-за индукции TGF-β-продуцирующих клеток Th3, которые подавляют ответы хозяина.

Иммунная регуляция на поверхностях слизистой оболочки

Рисунок 7. Иммунная регуляция на поверхностях слизистой оболочки представляет собой сложное взаимодействие между врожденными и адаптивными иммунными механизмами. Представление антигена дендритными клетками DCs и микроокружающими цитокинами, высвобождаемыми клетками быстрого ответа, такими как интраэпителиальные лимфоциты (IELs), тучные клетки (MCs) и макрофаги, оказывают глубокое влияние на исход иммунного ответа, либо индуцируя клеточный иммунитет (CMI) с Th1-клетками, антитело-опосредованный иммунитет через Th2-клетки или иммунную регуляцию и толерантность с Т-регуляторными клетками (Tregs). Активированные макрофаги способны нарушать толерантность, высвобождая IL-12 и IFN-γ. [Reproduced with permission from Bellanti JA (Ed). Immunology IV: Clinical Applications in Health and Disease. I Care Press, Bethesda, MD, 2012]


4.5. Иммунопатология слизистой оболочки

  • Из приведенного выше описания будет ясно, что толерантность слизистой оболочки является основным иммунорегуляторным механизмом, поддерживающим гомеостаз хозяина.
  • Хотя этиология большинства системных и слизистых иммунопатологий остается неизвестной, существуют многофакторные триггеры, включая генетическую предрасположенность и окружающую среду (например, микробы, загрязнители)
  • В настоящее время терапевтический акцент делается на облегчении симптомов, а не на устранении основной причины.
  • Более глубокое знание иммунологической физиологии слизистой оболочки и этиологии иммунопатологии будет способствовать рациональному манипулированию иммунитетом слизистой оболочки для профилактики и лечения.
  • Понимание различных патологических состояний в ткани слизистой оболочки важно для разработки терапевтических вмешательств.
  • Ниже приведены некоторые из различных болезненных состояний, которые приведут к нарушению иммунного гомеостаза на поверхности слизистых оболочек, что приведет к патологии:

4.6. Воспалительное заболевание кишечника

  • Существует два основных воспалительных заболевания кишечника человека (ВЗК): а) регионарный илеит (болезнь Крона) и б) язвенный колит (ЯК)
  • Они являются хроническими, рецидивирующими и разрушающими ткани, характеризуются болью в животе, диареей, кровавым стулом, потерей веса и воспалением кишечника
  • Этиология неизвестна, но данные свидетельствуют о нарушении иммунной толерантности слизистой оболочки к комменсалам, скорее всего, из-за первоначального инсульта, за которым следуют неадекватные устойчивые реакции на комменсалы (см. подраздел: регуляция иммунитета и микробиома).
  • В экспериментальных моделях наблюдаются измененные механизмы Treg и регуляторный дисбаланс цитокинов. Они включают избыточную продукцию Th1 IFNγ в ответ на аутоантигены и комменсалы, реакции Th2-типа с IL-4 и IL-13, стимулирующие продукцию IgE В-клетками и сенсибилизацию тучных клеток, а также измененные балансы Th1:Th17 в слизистой с ролью IL-23 в гомеостазе кишечника.
  • Хорошим клиническим примером нарушения кишечного иммунного тракта является ВИЧ-инфекция.
  • Это связано с усилением кишечно-ассоциированной лимфоидной ткани Th17 и полифункциональным ВИЧ-специфическим Т-клеточным ответом.
  • Th3 может снижать регуляцию иммунных реакций: Treg-производные IL-10 и TGF-β могут предотвращать колит
  • Генетические факторы риска развития болезни Крона включают вариации в NOD2/CARD15: исследования дефектной экспрессии предполагают, что неадекватные реакции эпителия и макрофагов могут быть первичным патофизиологическим событием, с активацией Т-клеток в качестве вторичного эффекта, индуцирующего хроническое воспаление.

4.7. Астма

  • Аллергические заболевания обусловлены преувеличенными реакциями Th2-типа (обычно включающими IgE) на безвредные антигены у генетически восприимчивых особей
  • Th1 может противодействовать регуляции Th2, или Treg может подавлять как Th1, так и Th2 реакции, включая антиген-индуцированную эозинофилию дыхательных путей
  • Детская толерантность к белкам коровьего молока коррелирует с наличием Treg, а Tr1 также предотвращает индукцию аллергических заболеваний.
  • Th1-подобное подмножество Treg является Foxp3+T-bet+ и продуцирует как IFNγ, так и IL-10, но Th1-подобные, Th2-подобные и Tr1-Treg-клетки все подавляют эффекторы Th1- и Th2-типа через супрессивные цитокины.
  • Аллергическое заболевание может возникать из-за дефицита функции, а не количества CD4+ CD25+ Treg, хотя нарушение экспансии Treg также может привести к аллергии и астме.
  • Иммунотерапия для усиления развития аллерген-специфических Treg-клеток может обеспечить безопасный, специфический и длительный контроль аллергии и астмы

4.8. Пищевая аллергия

  • Пищевая аллергия является синонимом пищевой гиперчувствительности или непереносимости и описывает аномальные IgE-опосредованные иммунные реакции на прием пищи.
  • Встречается у 8% детей в возрасте до трех лет и у ~2% взрослых.
  • Перепроизводство IgE слизистой оболочки сенсибилизирует тучные клетки и базофилы, способствуя дегрануляции при связывании пищевыми антигенами.
  • Младенческая восприимчивость к пищевым аллергическим реакциям может быть следствием незрелости желудочно-кишечного барьера и иммунитета
  • Исследования показывают, что грудное вскармливание способствует оральной толерантности, предотвращает пищевую аллергию и атопический дерматит у маленьких детей.

4.9. Дефицит IgA

  • Это наиболее распространенный первичный иммунодефицит человека (поражает 1 из 300-500 человек).
  • Хотя в норме синтезируется больше IgA в день, чем всех других изотипов иммуноглобулинов, большинство пострадавших лиц бессимптомны (по-видимому, из-за компенсаторного увеличения выработки IgM).
  • Некоторые пострадавшие лица (возможно, подмножество также с дефицитом IgG2 и различных функций Т-клеток), однако, имеют значительные аллергические и аутоиммунные заболевания.
  • Распространенные инфекции у пациентов с симптомами включают рецидивирующие ушные инфекции, синусит, бронхит и пневмонию, и пациенты могут быть более подвержены аллергическим заболеваниям, таким как астма и пищевая аллергия.
  • Спектр аутоиммунитета включает ревматоидный артрит (RA), SLE, и ITP
  • Пациенты также более восприимчивы к анафилактоидным реакциям против IgA на переливания крови / иммуноглобулина / продукта плазмы, которые содержат IgA

4.10. Иммунорегуляторная роль витамина А и ретиноевой кислоты в иммунной системе слизистой оболочки

  • Недавно было признано, что витамин А и его метаболиты обладают мощной иммунорегуляторной активностью в иммунной системе слизистой оболочки (Рисунок 8).
  • Было показано, что дендритные клетки продуцируют ретиноевую кислоту, которая обеспечивает еще один тип кишечного специфического кондиционирующего агента для активации Т-клеток и В-клеток в GALT и ассоциированных лимфоидных тканях.
  • Ретиноевая кислота (RA), вырабатываемая дендритными клетками кишечника или из пищевых источников, не только индуцирует связанные с адрессином хоминг-рецепторы на Т- и В-клетках, но также обеспечивает важные сигналы, которые вызывают дифференцировку и переключение классов В-клеток, продуцирующих IgA.
  • Ретиноевая кислота также индуцирует подмножество FOXP3+ регуляторных Т-клеток, которые важны для поддержания иммунной толерантности в кишечнике.
  • Эти результаты показывают, что ретиноиды обеспечивают важные положительные и отрицательные регуляторные сигналы для тонкой настройки иммунной системы слизистой оболочки и предполагают возможность терапевтического манипулирования уровнями ретиноевой кислоты не только для усиления иммунорегуляторных путей, но и для непосредственного ингибирования генерации воспалительных популяций Т-клеток.

Схематическое представление о роли витамина А и ретиноевой кислоты (RA) в иммунной системе слизистой оболочки

Рисунок 8. Схематическое представление о роли витамина А и ретиноевой кислоты (RA) в иммунной системе слизистой оболочки. DCs кишечника продуцируют RA из хранимых или диетических источников витамина A и способствуют экспрессии хоминг-рецепторов кишечного адрессина в T- и B-лимфоцитах, периферической генерации FOXP3+ Treg-клеток и их переходу в класс IgA. RA играет важную роль в этих трех процессах. DCs патчей Пейера и DCs брыжеечного лимфатического узла, которые поступают из кишечника, экспрессируют ферменты, которые позволяют им метаболизировать RA, возможно, из ретинола, переносимого в сыворотке или хранящегося в кишечнике. Альтернативно, DCs могут транспортировать RA, метаболизируемую из пищевых каротиноидов или других производных витамина A, посредством кишечных эпителиальных клеток в лимфоидные ткани. [Reproduced with permission from Bellanti JA (Ed). Immunology IV: Clinical Applications in Health and Disease. I Care Press, Bethesda, MD, 2012]


5. РОЛЬ КИШЕЧНИКА В ИММУННОЙ ЗАЩИТЕ ОРГАНИЗМА

Т-лимфоциты и В-лимфоциты  

5.1. ФУНКЦИИ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ КИШЕЧНИКА

Нормальная микробная флора является одним из первых барьеров на пути бактерий, попадающих в кишечник. Она стимулирует гуморальное и клеточное звено местной иммунной защиты организма. При взаимодействии с Toll-подобными рецепторами запускается синтез различного типа цитокинов. В содержимом кишечника увеличивается уровень секреторного LgA и определяется наличие различного типа цитокинов, обеспечивающих местную иммунную защиту, в формировании которой существенную роль играет нормальная микрофлора [Бондаренко В.М., Лиходед В.Г., 2009].

Именно микрофлора кишечного тракта (кишечный микробиом) принимает активное участие в созревании клеток иммунной системы, 70-80% из которых находятся в кишечнике, а также обеспечивает барьерную функцию от патогенных микроорганизмов и стимулирует ответную иммунную реакцию... Помимо продукции незаменимых аминокислот, органических кислот, различных витаминов и ферментов, кишечные бактерии (пробиотики) синтезируют интерфероностимулирующие и иммуномодулирующие вещества. Известно, что в желудочно-кишечном тракте сосредоточено более 2/3 всех иммунных клеток организма человека. 

Основной функцией иммунной системы кишечника является защита от проникновения бактерий в кровь. Вторая важная функция – это непосредственое устранение патогенных бактерий, вызывающих различные заболевания.

5.2. ВРОЖДЕННЫЙ И АДАПТИВНЫЙ (ПРИОБРЕТЕННЫЙ) ИММУНИТЕТ

Врожденный и адаптивный иммунитет

Все это обеспечивается двумя механизмами: врождённым иммунитетом (наследуется ребенком от матери, люди с рождения имеют в крови антитела) и приобретённым иммунитетом (появляется после попадания в кровь чужеродных белков, например, после перенесения инфекционного заболевания).

5.3. Виды иммунитета по др. признакам

Приобретенный иммунитет может быть: 1. Активный: формируется за счет антител, образовавшихся после перенесенного заболевания; возникает после проведения профилактической вакцинации (введение ослабленных или убитых микроорганизмов, или их измененных токсинов, с целью формирования иммунного ответа). 2. Пассивный: иммунитет у плода и новорожденного ребенка, которому были переданы материнские антитела внутриутробно, или при грудном вскармливании; возникает после того, как была сделана прививка готовых иммуноглобулинов против конкретного заболевания.

vidu-immyniteta

Рис. 9 - Виды иммунитета

При контакте с болезнетворными микроорганизмами (патогенами) происходит стимуляция иммунной защиты организма. Микрофлора кишечника (или по другому, кишечный микробиом) воздействуют на специфические скопления лимфоидной ткани. Благодаря этому происходит стимуляция гуморального и клеточного иммунного ответа. Иммунный ответ - это сложная многокомпонентная, кооперативная реакция иммунной системы организма, индуцированная антигеном, уже распознанным как чужеродный, и направленная на его элиминацию. Явление иммунного ответа лежит в основе иммунитета (подробнее об иммунном ответе см. здесь)

5.4. СПЕЦИФИЧЕСКИЙ ИММУНИТЕТ

5.4.1. ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУНИТЕТ.

Гуморальным иммунитетом называется та часть иммунной системы, которая осуществляет свою функцию в жидких средах человеческого тела. Здесь действуют специфические антитела, также называемые иммуноглобулинами, - белковые молекулы, которые продуцируются и высвобождаются плазматическими клетками и действуют в кровяном и лимфатическом потоках. Т.е. работа антител против патогенов происходит в крови, межтканевых жидкостях и на поверхности слизистых оболочек.

механизм гуморального иммунитета Этот механизм иммунитета проявляется при образовании антител к антигенам – чужеродным химическим веществам, а также микробным клеткам. Основополагающую роль в гуморальном иммунитете берут на себя В-лимфоциты. Именно они распознают чужеродные структуры в организме, а потом вырабатывают на них антитела – специфические вещества белковой природы, которые еще называют иммуноглобулинами.

Антитела (иммуноглобулины, ИГ, Ig), которые вырабатываются, исключительно специфичны, то есть взаимодействовать они могут только с теми чужеродными частицами, которые вызвали образование этих антител.

Иммуноглобулины (Ig) находятся в крови (сывороточные), на поверхности иммунокомпетентных клеток (поверхностные), а также в секретах желудочно-кишечного тракта, слезной жидкости, грудном молоке (секреторные иммуноглобулины). Кроме того, что антитела высоко специфичны, у них есть еще и другие биологические характеристики. Они имеют один или несколько активных центров, которыми взаимодействуют с антигенами. Чаще их два и больше.

Прим.: Антиген (англ. antigen от antibody-generator — «производитель антител») — любое вещество, которое организм рассматривает как чужеродное или потенциально опасное и против которого организм обычно начинает вырабатывать собственные антитела (иммунный ответ).

Прочность связи активный центр антитела – антиген зависит от пространственной структуры веществ, вступающих в связи (т.е. антитела и антигена), а также количества активных центров у одного иммуноглобулина. С одним антигеном могут связываться сразу несколько антител.

У иммуноглобулинов существует своя классификация с помощью латинских букв. В соответствии с ней иммуноглобулины подразделяются на Ig G, Ig M, Ig A, Ig D и Ig E. Они отличаются по структуре и функциям. Одни антитела появляются сразу после инфицирования, а другие – позже.

Комплекс антиген-антитело активизирует систему комплемента (белковой субстанции), что способствует дальнейшему поглощению фагоцитами микробных клеток.

За счет антител формируется иммунитет после перенесенных инфекций, а также после вакцинации. Они способствуют нейтрализации токсинов, попадающих в организм. У вирусов антитела блокируют рецепторы, препятствуя поглощению их клетками организма. Антитела участвуют в опсонизации («смачивании микробов»), благодаря чему антигены легче заглатываются и перевариваются макрофагами.

5.4.2. КЛЕТОЧНЫЙ ИММУНИТЕТ. 

Клеточный иммунитет — это такой тип иммунного ответа, в котором не участвуют ни антитела, ни система комплемента. В процессе клеточного иммунитета активируются макрофаги, натуральные киллеры, антиген-специфичные цитотоксические Т-лимфоциты, и в ответ на антиген выделяются цитокины.

Как было уже сказано, клеточный иммунитет осуществляется за счет иммунокомпетентных клеток. Это Т-лимфоциты и фагоциты. И если защита от бактерий организма происходит, в основном, за счет гуморального механизма, то противовирусная, противогрибковая, а также противоопухолевая защита – за счет клеточных механизмов иммунитета.

Т-лимфоциты подразделяются на три класса:

  • Т-киллеры (непосредственно контактируют с чужеродной клеткой или поврежденными клетками собственного организма и разрушают их)
  • Т-хелперы (вырабатывают цитокины и интерферон, которые затем активизируют макрофаги)
  • Т-супрессоры (контролируют силу иммунного ответа, его продолжительность)

  Как видим, клеточный и гуморальный иммунитеты между собой связаны.

Клеточный иммунитет, кроме противогрибкового, противовирусного и противоопухолевого иммунитета, обеспечивает защиту организма от внутриклеточных паразитов, а также участвует в отторжениях чужеродных тканей (при трансплантациях) и в аллергических реакциях замедленного типа.

Вторая группа иммунокомпетентных клеток, участвующих в клеточных иммунных реакциях, – это фагоциты. Фактически, это лейкоциты разных видов, которые находятся либо в крови (циркулирующие фагоциты), либо в тканях (тканевые фагоциты). В крови циркулируют гранулоциты (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы) и моноциты. Тканевые фагоциты находятся в соединительной ткани, селезенке, лимфоузлах, легких, эндокринных клетках поджелудочной железы и др.

Процесс уничтожения антигена фагоцитами называется фагоцитоз. Он крайне важен для обеспечения иммунной защиты организма (см. видео - "Фагоцитоз").

Фагоцитоз проходит поэтапно:

механизм клеточного иммунитета

1. Хемотаксис. Фагоциты направляются к антигену. Этому могут способствовать определенные компоненты комплемента, некоторые лейкотриены, а также продукты, выделяемые патогенными микробами.
2. Адгезия (приклеивание) фагоцитов-макрофагов к эндотелию сосудов.
3. Проход фагоцитов через стенку сосудов и выход за его пределы
4. Опсонизация. Антитела обволакивают поверхность чужеродной частицы, им помогают компоненты комплемента. Это облегчает поглощение фагоцитами антигена. Потом фагоцит прикрепляется к антигену.
5. Собственно фагоцитоз. Чужеродная частица поглощается фагоцитом: вначале образуется фагосома – специфическая вакуоля, которая потом соединяется с лизосомой, где находятся лизосомальные ферменты, переваривающие антиген).
6. Активизация процессов метаболизма в фагоците, способствующая осуществлению фагоцитоза. 
7. Разрушение антигена.

Процесс фагоцитоза может быть завершенным и незавершенным. В первом случае антиген фагоцитируется успешно и полностью, во втором – нет. Незавершенностью фагоцитоза пользуются некоторые патогенные микроорганизмы в своих целях (гонококки, микобактерии туберкулеза).

6. ОБЗОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
МОЖНО НАЧАТЬ ОТСЮДА... на заметку

По умолчанию, при публикации на нашем сайте результатов различных "микробиомных" исследований, мы исходим из того, что читатель знаком с основными понятиями и механизмами работы иммунной системы и ее клеток. Тем не менее, тема иммунитета довольно сложна, поэтому разъясняющей информации никогда не бывает много. Ниже даем ссылку на раздел с обзорными материалами с базовыми понятиями и видеопояснениями (рекомендовано к прочтению):

Текст с видеопояснениямиРабота клеток иммунной системы. Типы иммунитета

В продолжение темы или перед ней см.:

Механизм иммунного ответа и иммунные клетки

Далее см.:

Более подробно ознакомиться с нюансами взаимодействия комменсальной кишечной микробиоты с хозяином можно в обзорных статьях:

иммунитет аутоиммунные заболевания.

В вышеуказанных статьях затрагиваются вопросы иммуностимулирующей и иммуносупрессивной функции кишечного микробиома в зависимости от конкретных ситуаций.


О механизмах влияния кишечной микрофлоры на становление иммунного ответа у новорожденных и о модулировании иммунной системы пробиотиками см. подробнее на стр. Пробиотики и грудные дети.

7. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ II

СМ. ОТДЕЛЬНО:

Эффекты воздействия пробиотиков на организм человека можно условно разделить на три большие группы (табл.1). Как видно из таблицы 1, положительные функции пробиотиков для организма человека в значительной степени заключаются именно в иммуноторопном действии данных микроорганизмов:

Таблица 1. Эффекты действия пробиотиков (проф. Минушкин О.Н., д.м.н. Ардатская М.Д.)

1. Эффекты общего характера

2. Гуморальные эффекты

3. Клеточные эффекты.

  • синтез нутриентов и антиоксидантов;

Нутриенты - биологически значимые элементы, необходимые организму человека или животного для обеспечения нормальной жизнедеятельности (витаминыаминокислоты, ферменты и т.д.)

Антиоксиданты — вещества, которые ингибируют окисление; любое из многочисленных химических веществ, в том числе естественные, которые могут устранить окислительное действие свободных радикалов и других веществ.

  • активация MALT – системы;

MALT ( mucosal-associated lymphoid tissue ) - лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками, защитное действие которой основано на продукции IgA

  • модуляция ответа Th1/Th2;

Т-хелперы 1 (Th1) — преимущественно способствуют развитию клеточного иммунного ответа, активируя Т-киллеры; основной выделяемый цитокин — интерферон-гамма;

Т-хелперы 2 (Th2) — активируют В-лимфоциты, способствуя развитию гуморального иммунного ответа; продуцируют интерлейкины 4, 5 и 13;

  • Контроль потенциально патогенных микробов;

Патогенные - микроорганизмы, паразитирующие на других организмах и способные вызывать инфекционные заболевания человека.

  • снижение продукции эндотоксинов;

Эндотоксины — бактериальные токсические вещества, которые представляют собой структурные компоненты определённых бактерий и высвобождаются только при лизисе (распаде) бактериальной клетки.

 

  • ингибирование синтеза IgE;

Иммуноглобулин Е (IgE) в человеческом организме ответственен за реакцию на аллергию немедленного типа. При попадании какого-либо аллергена, они адсорбируются клеткой-антигеном с помощью специфических рецепторов.

После повторного контакта антигена с IgE, иммуноглобулин Е выделяет вазоактивные вещества (серотонин, гестамин и др.), которые ответственны за наружные проявления аллергической реакции (крапивница, аллергический ринит, атопический дерматит, анафилактический шок, бронхиальная астма).

  • стимуляция продукции IgA;

IgA (иммуноглобулин A) содержится преимущественно в выделениях слизистых оболочек, где обеспечивает защиту поверхностей, сообщающихся с внешней средой, от микроорганизмов.

  • модулирование цитокинового ответа;

Цитокины (cytokines) — большая и разнообразная группа небольших по размерам медиаторов белковой природы — молекул-посредников («белков связи»), участвующих в межклеточной передаче сигналов преимущественно в иммунной системе.

  • симуляция выработки NO;

Оксид азота регулирует приток крови к кишечнику, поддерживает целостность его внутренней поверхности, помогает переваривать пищу и сохранять нормальную перистальтику.

Оксид азота действует как сигнальная молекула между клетками иммунной системы.

Он вырабатывается в белых клетках крови, называемых макрофагами. Макрофаги используют ядовитые свойства оксида азота для уничтожения вторгшихся в организм вирусов, бактерий, грибков и паразитов.

  • стимуляция работы макрофагов;

Макрофаги (мононуклеарные фагоциты) составляют наиболее важную группу способных к фагоцитозу долгоживущих клеток. 

Фагоцитоз — процесс узнавания, поглощения и разрушения чужеродного корпускулярного материала специализированными клетками иммунной системы – фагоцитами

  • способствование росту и регенерации клеток;

Регенерацией называется способность клетки или ткани восстанавливать утраченные части.

Внутриклеточная регенерация подразделяется на физиологическую и репаративную (посттравматическую).

Физиологическая регенерация — это восстановление старых компонентов клетки или целых клеток. Репаративная регенерация — восстановление клеток после повреждения.

Клеточная регенерация — это регенерация ткани за счет увеличения чис­ла клеток путем митоза.

  • способствование физиологическому апоптозу.

Апоптоз — регулируемый процесс программируемой клеточной гибели.

Одной из основных функций апоптоза является уничтожение дефектных (повреждённых, мутантных, инфицированных) клеток.

В многоклеточных организмах апоптоз к тому же задействован в процессах дифференциации и морфогенеза, в поддержании клеточного гомеостаза, в обеспечении важных аспектов функционирования иммунной системы.

8. Микробиота кишечника как ключевой фактор формирования иммунитета и толерантности. Возможности пробиотиков

Микробиота кишечника как ключевой фактор формирования иммунитета и толерантности. возможности пробиотиков  

Корниенко Е.А.
Микробиота кишечника как ключевой фактор формирования иммунитета и толерантности. Возможности пробиотиков.
Медицинский совет. 2020;(10):92–100

РЕЗЮМЕ

Введение. Микробиом кишечника является неотъемлемой частью здоровья его хозяина и выполняет несколько важнейших функций: метаболическую, координирующую, защитную, эпигенетическую, которые тесно взаимосвязаны. В условиях дисбиоза нарушение этих функций способствует формированию патологии.

Иммунная система кишечника находится в постоянном взаимодействии с микробиотой. Она представлена всеми иммунными клетками: Т- и В-лимфоцитами, Т-регуляторными (Tr), дендритными клетками, макрофагами. Микропрезентация антигенов происходит через М-клетки, расположенные между эпителиоцитами. На мембране эпителия представлены Toll-подобные рецепторы, распознающие паттерны микробных клеток. Дендритные клетки осуществляют презентацию этих антигенов Т-клеткам и направляют дальнейший адаптивный иммунный ответ.

Иммунная система созревает в результате заселения кишечника микробиотой, что подтверждено экспериментально на животных-гнотобионтах. В физиологических условиях она обеспечивает толерантность к собственной микробиоте посредством Tr-клеток. При дисбиозе толерогенное действие уменьшается, в результате развивается воспаление.

Состояние кишечного барьера. Кишечный барьер поддерживается микробиотой, которая стимулирует синтез муцина и клаудина. При дисбиозе усиливается проницаемость, а иммунная система подвергается атаке микробов и их метаболитов, что способствует воспалению.

Дисбиоз предрасполагает к развитию воспалительных заболеваний кишечника, колоректального рака, метаболического синдрома и ожирения, пищевой аллергии. Микробиота при этих заболеваниях теряет свое разнообразие и богатство и оказывает преимущественно провоспалительное действие.

Влияние пробиотиков на иммунную систему. Пробиотики за счет адгезии в слизистый слой усиливают барьерные функции, взаимодействуют с иммунной системой, влияют на дендритные клетки, способствуя образованию Tr и препятствуя активации ядерного фактора воспаления NF-kB. Метаболиты комменсалов, в частности бутират, усиливают привлечение в толстую кишку Tr-клеток, оказывая толерогенное действие.

Показания к назначению пробиотиков. Enterococcus faecium,  Bifidobacterium longum доказали действие, аналогичное нормальной кишечной микробиоте, и свою эффективность в лечении дисбиоза у детей и взрослых.

ВВЕДЕНИЕ

Организм человека содержит до 100 трлн микроорганизмов, что примерно в 10 раз превышает общее количество его собственных клеток. Микробиота разных отделов человеческого тела сейчас активно изучается, но самый большой микробный резервуар организма – это кишечник. Взаимосвязи, возникающие в этой экосистеме, влияют на развитие и здоровье человека. Микробиом кишечника выполняет несколько важнейших функций:

  1. Метаболическую: он обеспечивает организм хозяина необходимыми питательными веществами и биоактивными метаболитами, которые могут продуцироваться непосредственно микробами или быть результатом взаимодействия с организмом хозяина или окружающей среды.
  2. Защитную: он предотвращает колонизацию патогенов, конкурируя с ними или выделяя антимикробные белки, что обеспечивает т.н. колонизационную резистентность. Он поддерживает целостность барьера слизистой оболочки и является важным компонентом в созревании и координации функционирования иммунной системы в кишечнике.
  3. Координирующую: он обеспечивает двунаправленное взаимодействие оси «мозг – кишка – микробиом», в которых кишечные микробы путем синтеза нейротрансмиттеров, гормонов и других активных субстанций взаимодействуют с ЦНС.
  4. Эпигенетическую: он влияет на экспрессию генов, за счет продуцируемых метаболитов осуществляет процессы метилирования ДНК, модификации гистонов и может способствовать образованию микро-РНК, блокирующих передачу генетического сигнала к синтезу белка определенного строения.

В состоянии эубиоза (нормального стабильного биоценоза) эти функции кишечной микробиоты обеспечивают здоровье хозяина, но при дисбиозе нарушения этих функций становятся ведущими механизмами развития болезни.

Иммунная система слизистых оболочек является частью общей иммунной системы организма и в то же время отличается определенной автономностью.

Поскольку поверхность соприкосновения с внешней средой в ЖКТ огромна (около 300 м2) и подвержена  постоянному воздействию антигенов, в роли которых выступают компоненты питания, вирусы, бактерии и паразиты, иммунная система кишечника должна осуществлять постоянный контроль. Иммунная система кишечника носит название GALT (gut associated lymphoid tissue) – системы [1].

Структурные элементы GALT-системы осуществляют все виды иммунного ответа, в том числе адаптивный, сущность которого во взаимодействии между антиген-презентирующими клетками (АПК) и Т-лимфоцитами, что контролируется клетками иммунологической памяти [1, 2].

Иммунокомпетентные клетки, обладающие различной функциональной активностью, располагаются в толще слизистой оболочки или диффузно, или в виде скоплений – солитарных лимфоидных фолликулов. В Пейеровых бляшках они объединены в крупные кластеры. Иммунологически в лимфоидной ткани кишечника выделяют индуктивную и эффекторную зоны. В индуктивной зоне находятся Пейеровы бляшки и солитарные фолликулы. Здесь осуществляется презентация антигена, его распознавание и формирование антиген-специфических клонов лимфоидных клеток. Для эффекторной зоны характерны синтез иммуноглобулинов плазматическими клетками, проявление клеточной цитотоксичности Т-киллерами, продукция цитокинов Т-лимфоцитами, макрофагами и NK-клетками (естественными киллерами) [2].

Защитный слизистый барьер включает не только иммунные, но и неиммунные компоненты: непрерывный слой цилиндрического эпителия с тесным соприкосновением клеток друг с другом, покрывающий эпителий гликокаликс, ферменты мембранного пищеварения, а также связанную с поверхностью эпителия мембранную микробиоту. Последняя посредством гликоконъюгированных рецепторов соединяется с поверхностными структурами эпителия, усиливая выработку слизи и уплотняя цитоскелет эпителиоцитов.

Toll-подобные рецепторы (TLR) относятся к элементам врожденной иммунной защиты кишечного эпителия,  распознающим «своих» от «чужих». Они представляют собой трансмембранные молекулы, связывающие экстра- и интрацеллюлярные структуры. Идентифицировано 11 типов TLR. Они способны распознавать определенные паттерны молекул антигенов кишечных бактерий и связывать их. Так, TLR-4 является главным сигнальным рецептором для липополисахаридов (ЛПС) Грам(-) бактерий, термических шоковых протеинов и фибронектина; TLR-1,2,6 — липопротеинов и пептидогликанов Грам(+) бактерий, липотейхоевых кислот; TLR-3,7,9 — вирусной РНК. Эти TLR находятся на апикальной мембране кишечного эпителия и связывают антигены на поверхности эпителия. При этом внутренняя часть TLR может служить рецептором для цитокинов, например IL-1, IL-4 и др. TLR-5 находится на базолатеральной мембране эпителиальной клетки и распознает флагеллины энтероинвазивных бактерий, которые уже проникли внутрь эпителия. Активация TLR вызывают протеолиз ингибитора (IkB) фактора транскрипции NFkB, который перемещается в ядро и запускает гены-мишени, кодирующие синтез провоспалительных цитокинов. Облигатная микробиота, например бифидобактерии, не вызывает фосфорилирования IkB и, таким образом, не стимулирует воспалительный ответ [1].

Кишечный эпителий не только выполняет барьерную функцию, но и обеспечивает поступление в организм питательных веществ, витаминов, микроэлементов, солей и воды. Слизистый барьер не представляет собой абсолютно непреодолимого препятствия, он является высоко-селективным фильтром, обеспечивающим контролируемый физиологический транспорт частиц через «эпителиальные отверстия», тем самым может осуществляться персорбция частиц размером до 150 ммк. Частицы скапливаются в субэпителиальных макрофагах Пейеровых бляшек и оттуда попадают в мезентериальные лимфоузлы. Вторым механизмом поступления антигенов из просвета кишки является их транспортировка через М-клетки, которые расположены среди эпителиальных клеток над Пейеровыми бляшками. Они не выполняют пищеварительных функций, не имеют микроворсинок, но имеют микроскладочки (M-microfolds) [3]. Путем эндоцитоза они транспортируют макромолекулы через клетку, в процессе транспортировки происходит обнажение антигенных структур вещества, на базолатеральной мембране происходит стимуляция дендритных клеток, и в верхней части Пейеровой бляшки антиген презентируется Т-лимфоцитам [4]. Антигены, презентируемые Т-хелперам и макрофагам, распознаются, и в случае наличия на поверхности клеток соответствующих антигену рецепторов ThO-клетки трансформируются под влиянием дендритных клеток в Тh1, Th2, Th17 или Tr-клетки (рис.). Трансформация в Тh1 сопровождается выработкой так называемых провоспалительных цитокинов: IL-1, IL-8, IL-12, TNF-a, IFN-y, активизацией фагоцитоза, миграцией нейтрофилов, усилением окислительных реакций, синтезом IgМ – все эти реакции направлены на элиминацию антигена. Дифференцировка в Th17 приводит к синтезу провоспалительных цитокинов IL-17, IL-12 и IL-23. Дифференцировка в Th2 способствует выработке противовоспалительных цитокинов: IL-4, IL-5, IL-13, что обычно сопровождает хроническую фазу воспаления с выработкой IgG, а также способствует образованию IgE с развитием атопии.

В-лимфоциты в процессе ответа GALT-системы трансформируются в плазматические клетки и выходят из кишечника в мезентериальные лимфоузлы, а оттуда через грудной лимфатический проток — в кровь. С кровью они разносятся в слизистые оболочки различных органов: ротовой полости, бронхов, мочеполовых путей, а также в молочные железы. 80% лимфоцитов возвращается обратно в кишечник, этот процесс носит название homing.

У взрослых в желудочно-кишечном тракте обнаруживаются иммуноглобулины всех классов. В тощей кишке на 1 мм3 ткани приходится 350 000 клеток, секретирующих IgA, 50 000 – секретирующих IgM, 15 000 – IgG, 3000 – IgD, соотношение клеток, продуцирующих Ig A, M и G, составляет 20:3:1. Стенка кишечника способна синтезировать до З г иммуноглобулинов в день, причем корреляции между содержанием их в плазме и кишечном соке не существует. В норме преобладающим среди классов иммуноглобулинов в кишечнике является секреторный IgA (SIgA). Он играет основную роль в специфической гуморальной защите слизистой оболочки, как ковром покрывая последнюю и препятствуя присоединению микробов к эпителию, нейтрализуя вирусы, задерживая проникновение в кровь растворимых антигенов. Интересно, что М-клетки захватывают преимущественно антигены в комплексе с IgA с последующей стимуляцией продукции SIgA. SIgA, который синтезируется в форме димера, хорошо приспособлен к функционированию в кишечнике — он резистентен к воздействию протеолитических ферментов. В отличие от IgG, основного системного иммуноглобулина, SIgA не является спутником воспаления. Он связывает антигены на поверхности слизистой оболочки, препятствуя проникновению их внутрь организма и тем самым предотвращая развитие воспаления [4].

 Дифференцировка Т-клеток

 

Рис.1. Дифференцировка Т-клеток

 

Главной функцией GALT-системы является распознавание и устранение «чужих» антигенов или формирование иммунологической толерантности к «своим». Формирование иммунологической толерантности является важнейшим условием существования ЖКТ как барьера на границе внешней и внутренней среды. Поскольку и пища, и нормальная кишечная микробиота являются антигенами, они не должны восприниматься организмом как нечто враждебное и отторгаться им, они не должны вызывать развития воспалительного ответа [5]. Иммунологическая толерантность к пище и облигатной кишечной микрофлоре обеспечивается Tr-клетками через супрессию Th1, Th2 и Th17 с участием IL-10 и стимуляцию Th3 с продукцией TGF-β при условии поступления низких концентраций антигена. Высокие дозы антигена вызывают клональную анергию, при этом Т-лимфоциты становятся не способными реагировать на стимуляцию и секретировать IL-2 или пролиферировать. Возможно, формирование оральной толерантности к одному антигену способствует подавлению иммунного ответа и к другим. TGF-β способствует переключению синтеза иммуноглобулинов с IgM на IgA. Иммунологическая толерантность обеспечивается также синтезом Toll-ингибирующего белка (Тоlliр) и связанным с ним снижением экспрессии TLR-2.

Эффективность работы GALT-системы зависит от заселения кишечника облигатной микробиотой. Для осуществления взаимодействия между ними М-клетки слизистой оболочки кишечника перманентно транспортируют микробные антигены и презентируют их лимфоцитам, индуцируя их трансформацию в плазмоциты и homing. С помощью этого механизма осуществляется контролируемое противостояние чужеродному для организма антигенному материалу и собственной микробиоте и сосуществование с ней. Наглядным примером огромного значения, которое имеет кишечная микробиота, служат результаты исследований на животных, выращенных в стерильных условиях, – гнотобионтах. В отсутствие микробов у  млекопитающих отмечено низкое количество Пейеровых бляшек и в 10 раз меньшее содержание В-лимфоцитов, продуцирующих IgA. Количество гранулоцитов у таких животных было снижено, а имеющиеся гранулоциты были не способны к фагоцитозу, лимфоидные структуры организма оставались рудиментарными. После имплантации стерильным животным представителей нормальной кишечной микробиоты (лактобацилл, бифидобактерий) у них происходило развитие иммунных структур GALT. То есть иммунная система кишечника созревает в результате взаимодействия с кишечной микробиотой, длительной стимуляции ею и адаптации к соответствующим условиям. Эта экспериментальная модель отражает нормальные онтогенетические процессы параллельного становления биоценоза и иммунной системы кишечника [6]. Новорожденный ребенок проходит через сходный процесс.

Первоначальное заселение ЖКТ новорожденного внешней, преимущественно аэробной микробиотой сопровождается воспалительной реакцией со стороны иммунной системы кишечника, что проявляется изменением частоты и характера стула, повышением уровня фекального кальпротектина. Последующий этап становления и доминирования в кишечнике ребенка бифидобактерий младенческих штаммов принципиально важен для формирования дальнейшей направленности иммунного ответа. В отличие от доминирующих в первые дни протеобактерий, как было показано в опытах in vitro, бифидобактерии не способны вызывать воспалительный ответ, в частности активировать ядерный фактор NF-kB [7]. В культуре клеток они усиливали продукцию IL-10, но не провоспалительных цитокинов (IL-12), что свидетельствует о переключении направленности адаптивного иммунного ответа под их воздействием на формирование иммунологической толерантности. Под их влиянием дифференцировка Th0 происходит преиму- щественно в сторону Tr-клеток, а все другие направления адаптивного иммунного ответа – Th1, Th2 и Th17 – подавляются. Своевременное переключение на толерогенный ответ снижает риск развития у ребенка в дальнейшем как аллергических, так и аутоиммунных заболеваний. Напротив, вялое, медленное становление анаэробного микробиома и недостаточная колонизация анаэробами – бифидобактериями, бактероидами в первые месяцы жизни становятся предпосылками для возникновения в будущем таких «болезней цивилизации», как пищевая аллергия, бронхиальная астма, ожирение, болезнь Крона, целиакия и др.

Не только сами микробы, но и некоторые микробные метаболиты, такие как КЦЖК и производные триптофана, играют существенную роль в качестве сигнальных молекул для иммунной системы. К примеру, было показано, что В.fragilis способствует клеточному и физическому созреванию развивающейся иммунной системы. Как известно, этот вид одним из первых колонизирует кишечник ребенка [8] и играет важную роль в развитии иммунной системы. Среди представителей доминирующего типа у взрослых – Firmicutes, бактерии Faecalibacterium prausnitzii продуцируют белок 15кДа, который обладает противовоспалительными свойствами, снижает активацию NF-kB и предотвращает развитие колита у экспериментальных животных [9]. Клетки Панета (специализированные клетки крипт кишечного эпителия) при попадании микробов в крипту через активацию MyD88-зависимого Toll-like-рецептора активируют выработку нескольких антимикробных белков, которые необходимы для контроля бактериальной транслокации через кишечный барьер [10]. Было показано, что колонизация жгутиковыми бактериями индуцирует созревание Т-клеток у мышей-гнотобионтов; предполагается, что именно эти микробы могут играть роль в постнатальном переключении с Th2- на Th1-ответ иммунной системы кишечника [11]. Эти исследования дают представление о том, как комменсалы модулируют иммунитет хозяина.

СОСТОЯНИЕ КИШЕЧНОГО БАРЬЕРА

Важная роль кишечной микробиоты состоит также в усилении кишечного барьера. Кишечный барьер включает слой защитной слизи, а также непрерывный ряд кишечного эпителия, клетки которого плотно прилегают друг к другу, препятствуя попаданию как микробов, так и крупных молекул, что обеспечивается работой белков межклеточных соединений: окклюдина, зонулина, клаудинов. Бокаловидные клетки кишечника – это специализированные клетки, которые секретируют слизь, состоящую в основном из O-гликозилированных белков, называемых муцинами, что приводит к образованию слоя слизи, на состав и плотность которого влияет комменсальная микробиота [12]. Было показано, что безмикробные мыши имеют истонченный слизистый слой в толстой кишке, который можно восстановить до уровня, наблюдаемого у обычных мышей, после воздействия бактериальных метаболитов [13]. Олигосахариды грудного молока (ОГМ) имеют строение, сходное с муцином, могут встраиваться в слой слизи и распознаваться комменсальными анаэробами, способными их переваривать, – бифидобактериями и бактероидами. В то же время ОГМ препятствуют адгезии и попаданию в слизистый слой других микробов, не способных прикрепляться к ОГМ. Так регулируется формирование биопленки и создается избранное экологическое сообщество симбионтных микробов, определяющее дальнейшее формирование индивидуального микробиома и его функций. Некоторые комменсалы модулируют экспрессию генов муцина и паттерны гликозилирования. Это может быть достигнуто за счет действия КЦЖК, которые увеличивают экспрессию связанных с муцином генов [14]. Кроме того, бутират обеспечивает энергией клетки кишечного эпителия, а также участвует в усилении кишечного барьера путем активации белка клаудина-1 [15]. Истончение слизистого барьера может происходить в условиях недостаточного поступления пищевых волокон, так как некоторые представители микробиома в их отсутствие начинают питаться компонентами слизи, в результате слизистый слой теряет свою плотность и становится более проницаемым. Это способствует проникновению бактерий к эпителию, взаимодействию их с поверхностными и внутриклеточными распознающими рецепторами и активации воспалительного ответа иммунной системы. Антибиотики оказывают негативное влияние на слизистый барьер, поскольку уменьшают плотность бактериальной биопленки и делают ее проницаемой. Это может усиливать вероятность проникновения патогенных бактерий и пищевых аллергенов. Изменение состава мембранной микробиоты сопровождается нарушением работы белков межклеточных соединений с повышением межклеточной проницаемости. Этот механизм называют синдромом «дырявой кишки» (leaky gut) [16], он имеет важное значение в развитии воспалительных, аллергических и иммунопатологических заболеваний и нарушается при целом ряде внекишечных метаболических, эндокринных, неврологических, кожных и других болезней.

Изменение состава кишечной микробиоты (дисбиоз) предрасполагает к развитию различных заболеваний ЖКТ.

У всех пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК)  болезнью Крона (БК) и язвенным колитом (ЯК) – выявлен дисбиоз. Характерной чертой этого дисбиоза является снижение микробного разнообразия [17] и изменение состава с увеличением провоспалительных и снижением толерогенных микробов. Например, у пациентов с БК снижены уровни Faecalibacterium praustnizii и Roseburia, увеличены Ruminococcus и Enterobacteriaceae, в том числе адгезивно-инвазивной E. coli [18]. У грызунов было показано, что чрезмерное количество молочного жира [19] и омега-6 ПНЖК усугубляет риск развития ВЗК [20].

Приверженность к западной диете, как было показано, увеличивает частоту развития колоректального рака, этому соответствует измененный фекальный микробиом, в частности повышение некоторых видов бактерий, таких как Bacteroides fragilis, Enterococcus, Escherichia/Shigella, Klebsiella, Streptococcus, Peptostreptococcus, Roseburia, и снижение численности продуцирующих бутират Lachnospiraceae [21]. Все больше данных подтверждает обратную зависимость между потреблением клетчатки, фруктов и овощей и риском развития колоректального рака. Долгосрочное потребление клетчатки способствует улучшению барьерной функции кишечника и может снизить риск развития рака, стимулируя кишечную микробиоту, продуцирующую КЦЖК [22].

Диета и кишечная микробиота являются двумя важными компонентами, участвующими в патогенезе синдрома раздраженного кишечника (СРК). Плохо усваиваемые ПВ вызывают продолжительную выработку газов – водорода и метана в кишечнике пациентов с СРК, что коррелирует с выраженностью симптомов заболевания [23]. У пациентов с СРК обнаружено увеличение Firmicutes, Lactobacillus, Veillonella, Prevotella и спорообразующих бактерий, снижение Bacteroidetes, Bifidobacteria и Verrucomicrobium [24]. Увеличение E.coli и уменьшение количества Bifidobacteria и бактерий, участвующих в превращении желчных кислот, сопровождается увеличением количества желчных кислот в кале, которые усугубляют симптомы заболевания.

Кишечный дисбиоз также связан с метаболическими заболеваниями, такими как ожирение, сахарный диабет, атеросклероз и неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП) [25]. Патогенетически эти метаболические заболевания сопряжены с хроническим воспалением, вызванным липополисахаридами – основными компонентами внешней мембраны Грам(-) бактерий. Другие причинные факторы, обусловленные измененной кишечной микробиотой, включают: нарушение кишечного барьера, сниженную продукцию КЦЖК и увеличение других метаболитов, а также нарушения в метаболических путях, участвующих в питании или сборе энергии. Современные исследования демонстрируют, что кишечные микробы имеют решающее значение для общего поступления энергии, влияющей на ожирение [26]. Диеты с ограничением жиров и углеводов приводят к увеличению количества Bacteroides и уменьшению содержания Firmicutes. У детей с ожирением выявлено увеличение в кишечнике Enterobacteriae, а также снижение соотношения Bacteroides / Firmicutes, которые отрицательно коррелируют с индексом массы тела. Кроме того, у детей, страдающих ожирением, наблюдается увеличение КЦЖК и более полное использование пищевых субстратов, что означает, что микробы способны увеличивать образование энергии [27]. При сахарном диабете 2-го типа микробиота кишечника характеризуется увеличением условно-патогенных видов и меньшим количеством бактерий, участвующих в производстве бутирата. Неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП) связана с синдромом избыточного бактериального роста в тонкой кишке (СИБР) и повышением некоторых микробных метаболитов: ацетальдегида, триметиламина, N-оксида триметиламина, а также повышением уровня провоспалительных цитокинов (ФНО-а). Учитывая, что кишка и печень связаны прямо через портальную вену, это делает печень более уязвимой для микробной транслокации, поступления бактериальных продуктов, эндотоксинов или секретируемых микробами кишечника провоспалительных цитокинов. Тяжесть НАЖБП связана с хроническим воздействием эндотоксинов Грам(-) кишечных бактерий [28]. СИБР коррелирует с повышенной проницаемостью кишечного барьера и стеатозом печени у пациентов с ожирением.

У детей, страдающих пищевой аллергией, выявлены изменения в составе кишечной микробиоты по сравнению со здоровыми детьми. Так, Bjorksten с соавт. обнаружили более высокий уровень Staph. aureus и более низкий уровень Bacteroides и Bifidobacteriae у детей-аллергиков в возрасте 2 лет [29]. У детей с атопией в возрасте 18 месяцев было увеличено количество клостридий IV и IVa кластеров, в то время как у здоровых детей того же возраста количество Bacteroidetes было в 3 раза выше по сравнению с детьми с атопией [30]. Проспективные исследования показали, что изменения кишечной микробиоты формируются раньше, чем появляются клинические симптомы аллергии. Поскольку именно бифидобактерии оказывают наиболее значимое воздействие на формирование иммунного ответа в раннем возрасте, их более низкий уровень и медленное становление могут быть определяющими в формировании пищевой аллергии у ребенка. У аллергиков снижено общее количество бифидобактерий и изменен их состав с увеличением количества свойственной взрослым B.adolescentis [31]. Рост пищевой аллергии в индустриальных странах связывают с нарушением нормального процесса становления кишечной микробиоты в ранний период постнатального развития с соответствующей утратой иммунологической толерантности. Согласно доминирующей ранее «гигиенической гипотезе», недостаточное взаимодействие с внешними антигенами в раннем возрасте повышает риск аллергических заболеваний за счет преимущественно Th2-направленного сдвига адаптивного иммунного ответа [32]. Однако в свете современных представлений именно нарушение становления кишечной микробиоты позволяет сохранять эту иммунную направленность. Поэтому в последние годы стала более популярной «гипотеза старых друзей», которая утверждает, что присутствие нормальных бактерий, прежде всего бифидобактерий, в кишечнике крайне важно для созревания дендритных клеток, которые направляют иммунный ответ и стимулируют образование Т-регуляторных клеток Tr с продукцией соответствующих цитокинов (TGF-β, IL-10), то есть обеспечивают толерогенную направленность адаптивного иммунитета. Этот механизм подавляет воспалительный ответ к собственным кишечным микробным антигенам, расширяя впоследствии формирование иммунологической толерантности к пищевым и аутоантигенам.

ВЛИЯНИЕ ПРОБИОТИКОВ НА ИММУННУЮ СИСТЕМУ

Адгезия пробиотиков и присутствие их в составе биопленки в покрывающем поверхность эпителия слое слизи обеспечивает их взаимодействие с иммунной системой кишечника. Они оказывают влияние на врожденный и адаптивный иммунный ответ на уровне эпителия, дендритных клеток, моноцитов/макрофагов, Т- и В-лимфоцитов, NK-клеток. При взаимодействии с TLR микробная ДНК патогенов и комменсалов воспринимается рецепторами по-разному. Олигонуклеотиды, в которых содержатся неметилированные динуклеотиды, что свойственно патогенной и условно- патогенной микробиоте, улавливаются TLR с последующей стимуляцией воспалительного ответа. Эукариоидная ДНК, свойственная облигатным микробам, воспринимается TLR-9 и в присутствии MyD88 не  активирует воспалительный ответ, в частности секре- цию IL-8 [33]. Пробиотические бактерии могут также препятствовать активации NF-kB, блокируя деградацию его ингибитора IkB [34, 35].

Пробиотики препятствуют апоптозу клеток путем активации антиапоптотической Akt-протеин-киназы и улучшают тем самым состояние кишечного эпителия, как было показано в эксперименте с назначением LGG при цитокин-индуцированном апоптозе [34].

Пробиотические микробы распознаются дендритными клетками, которые регулируют адаптивный Т-клеточный иммунный ответ [36]. Под влиянием этих сигналов при встрече с неизвестным микробом может происходить переключению дифференцировки Th0-лимфоцитов на Th1-путь и стимуляция выработки провоспалительных цитокинов. Это мобилизует противоинфекционную защиту и может способствовать уравновешиванию Th1/Th2 ответа. Но дендритные клетки кишечника отвечают также за формирование иммунологической толерантности к собственной кишечной микробиоте и пищевым антигенам: толерогенное действие бифидобактерий младенческих штаммов было продемонстрировано как в экспериментах in vitro на культуре кишечного эпителия, так и в клинических исследованиях [37]. Более того, метаболиты комменсалов – КЦЖК (ацетат, бутират) способствуют усилению образования и привлечению в толстую кишку Tr-клеток, усиливая толерогенное действие.

Очевидно, что разные штаммы пробиотиков способны по-разному восприниматься иммунной системой, более того, восприятие каждого из них может быть индивидуально, поскольку зависит от состояния иммунной системы и  собственной микробиоты хозяина. Большинство клинических и экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что только определенные пробиотические штаммы лактобацилл (L. rhamnosus GG, L. reuteri, L. casei, но не L.plantarum, L. gasseri, L. johnsonii) и младенческие штаммы бифидобактерий (B. lactis Bb12, B. longum, но не B. adolescentis) оказывают стимулирующее воздействие на дендритные клетки кишечника, отвечающие за образование Tr-клеток и выработку IL-10, то есть способствуют формированию иммунологической толерантности. Эта селективность объясняется способностью некоторых пробиотических штаммов связывать внутриклеточные молекулы адгезии 3-grabbing non-integrin (DC-SIGN), что облегчает индукцию дендритными клетками образования Tr-клеток [38]. Изменение регулируемого дендритными клетками баланса адаптивного иммунитета под влиянием пробиотиков сопровождается снижением, с одной стороны, провоспалительного ответа (Th1, Th12), с другой – образования Th2 и синтеза IgE [39]. Так, прием L. rhamnosus GG в течение 2 недель сопровождался снижением продукции IFN-γ и IL-2, а также IL-4 периферическими Т-лимфоцитами [39]. S. boulardii вызывали перераспределение CD4+ Т-клеток с аккумуляцией их в мезентериальных лимфатических узлах и уменьшением в кишечнике, что сопровождалось купированием воспаления в нем [40].

Пробиотики стимулируют образование антител (IgG, IgA, IgM) B-лимфоцитами, этот эффект усиливает иммунный ответ пациента на фоне инфекций и после вакцинаций [41].

Иммуномодулирующее действие пробиотиков раскрывает широкие перспективы для их применения в разных клинических ситуациях. Противовоспалительный эффект, оказываемый пробиотиками, может быть не только локальным, но и системным, и сопровождается снижением как желудочно-кишечных, так и внекишечных проявлений воспаления [35]. 

ПОКАЗАНИЯ К НАЗНАЧЕНИЮ ПРОБИОТИКОВ

Учитывая многообразие механизмов действия пробиотиков, а также многочисленные работы, доказавшие их эффективность в профилактике и лечении различной патологии, показания к их назначению достаточно широки:

  • острые кишечные инфекции легкой и средней степени тяжести, особенно вирусные – профилактика и лечение;
  • антибиотикоассоциированная диарея – профилактика;
  • профилактика и лечение функциональных расстройств ЖКТ: синдрома раздраженного кишечника и младенческих кишечных колик;
  • профилактика некротизирующего энтероколита у недоношенных детей;
  • инфекция H. pylori – в качестве адъювантной терапии;
  • воспалительные заболевания кишечника: поучит и язвенный колит – для достижения и поддержание ремиссии.

Учитывая различия в составе препаратов пробиотиков и строгие требования, которые предъявляются сегодня к ним, можно рекомендовать к применению у детей лишь те штаммы, которые доказали свою клиническую эффективность в рандомизированных контролируемых исследованиях [42].

Штаммы Enterococcus faecium и Bifidobacterium longum, входящие в состав препарата Бифиформ®, являются естественными симбиотическими бактериями, населяющими желудочно-кишечный тракт. Препарат оказывает нормализующее действие на количественный и качественный состав микробиоты кишечника. Действие обусловлено как непосредственным прямым эффектом входящих в состав препарата компонентов за счет высокой антагонистической активности по отношению к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам, так и опосредованным – за счет стимуляции иммунитета. Адгезивные свойства этих бактерий были оценены по их способности к связыванию со слизью, вырабатываемой культурой клеток человека линии HT29-MTX [43]. Бактерии взаимодействовали с микроворсинками, четко определяемыми на апикальной поверхности клеток, не повреждая эти клетки. Эта адгезия была опосредована белковым фактором, стимулирующим адгезию, присутствовавшим как в цельных бактериальных клетках, так и в супернатанте культуры бифидобактерий. Было показано, что добавление штамма E. faecium NCIMB 10415 и штамма B. longum BB 46 в пищу модифицирует кишечную микробиоту, уменьшая патогенную нагрузку. Одной  из возможных причин этого эффекта может быть прямое подавление пробиотиками роста одних и стимуляции ими роста других представителей облигатной микробиоты. Этот эффект коррелирует с уменьшением выраженности воспалительной реакции.

В исследовании in vitro, оценивавшем способность пробиотического штамма E. faecium NCIMB 10415 [44] изменять транспортные и барьерные свойства тощей кишки поросенка, было показано, что E. faecium улучшает секрецию и всасывание, усиливает барьерную функцию кишечника. Сочетание этих механизмов способствует защите от колонизации патогенными бактериями и проникновения токсинов и, таким образом, предотвращает диарею.

A.M. Silva et al. [45] оценили влияние перорального введения штамма B. longum BB 46 на летальность от сальмонеллеза у безмикробных мышей после их внутрижелудочного экспериментального заражения Salmonella typhimurium. У животных, получавших пробиотик, была выявлена более высокая выживаемость (40%) по сравнению с контрольной группой (0%). Этот защитный эффект был связан с модуляцией воспалительного ответа.

E. Miyauchi et al. [46] в рамках исследования механизмов противоколитного действия одного из штаммов B. longum оценили взаимосвязь между Т-клетками CD4+, секретирующими IL-17A, и ко-стимулирующими молекулами кишечного эпителия мыши. Бактерии B. longum пода- вляли экспрессию цитокинов и факторов транскрипции, специфичных для Th1 и Th17, и выработку IL-17A.

При добавлении штамма E. faecium SF 68 к корму беременных свиноматок и поросят отмечалось уменьшение колонизации всеми сероварами β-гемолитической E. coli и энтеропатогенной E. coli O-141 [47]. Добавление штамма E. faecium SF68 к корму кошек [48] значительно увеличивало процент лимфоцитов CD4+, что также свидетельствует о его системном иммуномодулирующем воздействии. Line et al. [49] сообщили о выделении и очистке бактериоцина, вырабатываемого подвидами E. faecium, выделенными из слепой кишки кур; этот бактериоцин продемонстрировал широкий спектр действия в отношении Грам(+) и Грам(–) бактерий, а в очищенном виде показал способность уменьшать колонизацию бактериями рода Campylobacter.

Таким образом, кишечная микробиота признана важнейшим органом, тесно взаимодействующим с различными функциями организма хозяина, среди которых становление и поддержание иммунитета является важнейшей. Усиление противоинфекционной защиты, формирование иммунологической толерантности – это главные механизмы профилактики болезней современности: пищевой аллергии, воспалительных заболеваний кишечника, ожирения, метаболических расстройств. Применение пробиотиков с доказанными свойствами рекомендуется в качестве эффективной меры в предотвращении и лечении этих заболеваний. Выбор пробиотиков должен осуществляться на основе результатов лабораторных и клинических исследований.

Литература

  • 1. Shi N., Li N., Duan X., Niu H. Interaction between the gut microbiome and mucosal immune system. Military Medical Research. 2017;4:59. doi: 10.1186/s40779-017-0122-9.
  • 2. Clavel T., Lagkouvardos I., Gomes-Neto J.C., Ramer-Tait A.E. Deciphering interactions between the gut microbiota and the immune system via microbial cultivation and minimal microbiomes. Immunol. Rev. 2017;279(1):8–22. doi: 10.1111/imr.12578.
  • 3. Rios D., Wood M.B., Li J., Chassaing B., Gewirtz A.T., Williams I.R. Antigen sampling by intestinal M cells is the principal pathway initiating mucosal IgA production to commensal enteric bacteria. Mucosal Immunol. 2016;9(4):907–916. doi: 10.1038/mi.2015.121.
  • 4. Tilg H., Moschen A.R. Food, immunity, and the microbiome. Gastroenterology. 2015;148(6):1107–1119. doi: 10.1053/j.gastro.2014.12.036.
  • 5. Bjerke G.A., Wilson R., Storro O., Oyen T., Johnsen R., Rudi K. Mother-tochild transmission of and multiple-strain colonisation by Bacteroides fragilis in a cohort of mothers and their children. Applied and Environmental Microbiology. 2011;77(23):8318–8324. doi: 10.1128/AEM.05293-11.
  • 6. Penders J., Thijs C., Vink C., Stelma F.F., Snijders B., Kummeling I. et al. Factors Influencing the Composition of the Intestinal Microbiota in Early Infancy. Pediatrics. 2006;118(2):511–521. doi: 10.1542/peds.2005-2824.
  • 7. Riedel C.U., Foata F., Philippe D., Adolfsson O., Eikmanns B.J., Blum S. Anti- Inflammatory Effects of Bifidobacteria by Inhibition of LPS-Induced NF-kappaB Activation. World Journal of Gastroenterology. 2006;12(23):3729–3735. doi: 10.3748/wjg.v12.i23.3729.
  • 8. Round J.L., Mazmanian S.K. Inducible Foxp3+ regulatory T-cell development by a commensal bacterium of the intestinal microbiota. Proc Natl Acad Sci U.S.A. 2010;107(27):12204–12209. doi: 10.1073/pnas.0909122107.
  • 9. Quevrain E., Maubert M.A., Michon C., Chain F., Marquant R., Talihades J. et al. Identification of an anti-inflammatory protein from Faecalibacterium prausnitzii, a commensal bacterium deficient in Crohn’s disease. Gut. 2016;65:415–425. doi: 10.1136/gutjnl-2014-307649.
  • 10. Vaishnava S., Behrendt C.L., Ismail A.S., Eckmann L., Hooper L.V. Paneth cells directly sense gut commensals and maintain homeostasis at the intestinal host-microbe interface. Proc Natl Acad Sci USA. 2008;105(52):20858–20863. doi: 10.1073/pnas.0808723105.
  • 11. Gaboriau-Routhiau V., Rakotobe S., Lecuyer E., Mulder I., Lan A., Bridonneau C. et al. The key role of segmented filamentous bacteria in the coordinated maturation of gut helper T cell responses. Immunity. 2009;31(4):677–689.  doi: 10.1016/j.immuni.2009.08.020.
  • 12. Kim Y.S., Ho S.B. Intestinal goblet cells and mucins in health and disease: Recent insights and progress. Curr Gastroenterol Rep. 2010;12(5):319–330. doi: 10.1007/s11894-010-0131-2.
  • 13. Petersson J., Schreiber O., Velcich A., Roos S., Holm L., Phillipson M. et al. Importance and regulation of the colonic mucus barrier in a mouse model of colitis. Am J Physiol: Liver Physiol. 2011;300(2):327–333. doi: 10.1152/ ajpgi.00422.2010.
  • 14. Willemsen L.E.M., Koetsier M.A., Van Deventer S.J.H., Van Tol E.A.F. Short chain fatty acids stimulate epithelial mucin 2 expression through dierential effects on prostaglandin E1 and E2 production by intestinal myofibroblasts. Gut. 2003;52(10):1442–1447. doi: 10.1136/gut.52.10.1442.
  • 15. Koren O., Goodrich J.K., Cullender T.C., Spor A., Laitinen K., Backhed H.K. et al. Host Remodeling of the gut microbiome and metabolic changes during pregnancy. Cell. 2012;150(3):470–480. doi: 10.1016/j.cell.2012.07.008.
  • 16. Kriss M., Hazleton K.Z., Nusbacher N.M., Martin C.G., Lozupone C.A. Low Diversity gut microbiota dysbiosis: Drivers, functional implications and recovery. Curr Opin Microbiol. 2018;44:34–40. doi: 10.1016/j.mib.2018.07.003.
  • 17. Miyoshi J., Chang E.B. The gut microbiota and inflammatory bowel diseases. Transl Res. 2017;179:38–48. doi: 10.1016/j.trsl.2016.06.002.
  • 18. Kostic A.D., Xavier R.J., Gevers D. The microbiome in inflammatory bowel disease: current status and the future ahead. Gastroenterology. 2014;146(6):1489–1499. doi: 10.1053/j.gastro.2014.02.009.
  • 19. Williams J.E., Price W.J., Shafii B., Yahvah K.M., Bode L., McGuire M.A., McGuire M.K. Relationships among Microbial Communities, Maternal Cells, Oligosaccharides, and Macronutrients in Human Milk. J Hum Lact. 2017;33(3):540–551. doi: 10.1177/0890334417709433.
  • 20. Ananthakrishnan A.N., Khalili H., Konijeti G.G., Higuchi L.M., de Silva P., Korzenik J.R. et al. A prospective study of long-term intake of dietary fiber and risk of Crohn’s disease and ulcerative colitis. Gastroenterology. 2013;145(5):970–977. doi: 10.1053/j.gastro.2013.07.050.
  • 21. Moss A., Nalankilli K. The association between diet and colorectal cancer risk: Moving beyond generalizations. Gastroenterology. 2017;152(8):1821– 1823. doi: 10.1053/j.gastro.2017.04.025.
  • 22. Gianfredi V., Salvatori T., Villarini M., Moretti M., Nucci D., Realdon S. Is dietary fibre truly protective against colon cancer? A systematic review and meta-analysis. Int J Food Sci Nutr. 2018;69(8):904–915. doi: 10.1080/09637486.2018.1446917.
  • 23. Lazaridis N., Germanidis G. Current insights into the innate immune system dysfunction in irritable bowel syndrome. Ann Gastroenterol. 2018;31(2):171–187. doi: 10.20524/aog.2018.0229.
  • 24. Lacy B.E., Mearin F., Chang L., Chey W.D., Lembo A.J., Simren M., Spiller R. Bowel Disorders. Gastroenterology. 2016;150(6):1393–1407. doi: 10.1053/j. gastro.2016.02.031.
  • 25. Turnbaugh P.J., Ley R.E., Mahowald M.A., Magrini V., Mardis E.R., Gordon J.I. An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature. 2006;444:1027–1031. doi: 10.1038/nature05414.
  • 26. Ley R.E., Turnbaugh P.J., Klein S., Gordon J.I. Microbial ecology human gut microbes associated with obesity. Nature. 2006;444:1022–1023. doi: 10.1038/4441022a.
  • 27. Collado M.C., Isolauri E., Laitinen K., Salminen S. Effect of mother’s weight on infant’s microbiota acquisition, composition, and activity during pregnancy: a prospective follow-up study initiated in early pregnancy. Am J Clin Nutr. 2010;92(5):1023–1030. doi: 10.3945/ajcn.2010.29877.
  • 28. Cani P.D., Amar J., Iglesias M.A., Poggi M., Knauf C., Bastelica D. et al. Metabolic endotoxemia initiates obesity and insulin resistance. Diabetes. 2007;56(7):1761–1772. doi: 10.2337/db06-1491.
  • 29. Castellazzi A.M., Valsecchi C., Caimmi S., Licari A., Marseglia A., Leoni M.C. et al. Probiotics and food allergy. Ital J Pediatr. 2013;39:47. doi: 10.1186/1824- 7288-39-47.
  • 30. Bjorksten B., Naaber P., Sepp E., Mikelsaar M. The intestinal microflora in allergic Estonian and Sweden 2-year-old children. Clin Exp Allergy. 1999;29(3):342–346. doi: 10.1046/j.1365-2222.1999.00560.x.
  • 31. Nylund L., Satokari R., Nikkila J., Rajilić-Stojanović M., Kalliomaki M., Isolauri E. et al. Micriarray analysis reveals marked intestinal microbiota abberancy in infants having eczema compared to healthy children in at-risk for atopic disease. BMC Microbiology. 2013;13:12–23. doi: 10.1186/1471-2180-13-12.
  • 32. Платонова Н.Б. Аллергия к белку коровьего молока. Педиатр. 2016;7(3):153–156. doi: 10.17816/PED73153-156. Platonova N.B. Allergy to cow’s milk protein. Pediatr = Pediatrician.
  • 2016;7(3):153–156. (In Russ.) doi: 10.17816/PED73153-156. 33. Rakoff-Naboum S., Paglimo J., Eslami-Varzanch F., Edberg S., Medzhinov R. Recognition of commensal microflora by toll-like receptors is required for intestinal homeostasis. Cell. 2004;118(2):229–241. doi: 10.1016/j.
  • cell.2004.07.002.
  • 34. Yan F., Polk D.B. Probiotic bacterium prevents cytokine-induced apoptosis in intestinal epithelial cells. J Biol Chem. 2002;277(52):50959–50965. doi: 10.1074/jbc.M207050200.
  • 35. Ouwehand A., Isolauri E., Salminen S. The role of intestinal microflora for development of the immune system in early childhood. Eur J Nutr. 2002;41(1):132–137. doi: 10.1007/s00394-002-1105-4.
  • 36. Righy R., Kamm M.A., Knight S.C. et al. Pathogenic bacteria stimulate colonic dendritic cells to produce pro-inflammatory IL-12 while the response to probiotic bacteria is to produce anti-inflammatory IL-10. Gut. 2002;50:70.
  • 37. Smits H.H., Engering A., van der Kleij D., Wierenga E., Kooyk Y., Kapsenberg M.L. et al. Selective probiotic bacteria induce IL-10- producing regulatory T cells in vitro by modulating dendritic cell function through dendritic cell-specific intercellular adhesion molecule 3-grabbing nonintegrin. J Allergy Clin Immunol. 2005;115(6):1260– 1267. doi: 10.1016/j.jaci.2005.03.036.
  • 38. Houghteling P.D., Walker W.A. Why is initial bsterial colonization of the intestine important to infants’ and children’s health? J Pediatr Gasteroenterol Nutr. 2015;60(3):294–307. doi: 10.1097/MPG.0000000000000597.
  • 39. Braat H., van Den B.J., van Tol E., Hommes D., Peppelenbosch M., van  Deventer S. et al. Lactobacillus rhamnosus induces peripheral hyporesponsiveness in stimulated CD4+ T cells via modulation of dendritic cell function. Am J Clin Nutr. 2004;80(6):1618–1625. doi: 10.1093/ ajcn/80.6.1618.
  • 40. Dalmasso G., Cortez F., Imbert V., Lagadec Peyron J.-F., Rampal P., Czerucka D., Groux H. Saccharomyces boulardii inhibits inflammatory bowel disease by trapping T cells in mesenteric lymph nodes. Gastroenterology. 2006;131(6):1812–1825. doi: 10.1053/j.gastro.2006.10.001.
  • 41. Fang H., Elina T., Heikki A., Seppo S. Modulation of humoral immune response through probiotic intake. FEMS Immunol Med Microbiol. 2000;29(1):47–52. doi: 10.1111/j.1574-695X.2000.tb01504.x.
  • 42. Savino F., Cordisco L., Tarasco V., Palumeri E., Calabrese R., Oggero R. et al. Lactobacillus reuteri DSM 17938 in infantile colic: a randomized doubleblind, placebo controlled trial. Pediatrics. 2010;126(3):526–533. doi: 10.1542/peds.2010-0433.
  • 43. Bernet M.F., Brassart D., Neeser J.R., Servin A.L. Adhesion of human bifidobacterial strains to cultured human intestinal epithelial cells and inhibition of enteropathogen-cell interactions. Appl Environ Microbiol. 1993;59(12):4121– 4128. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC195875.
  • 44. Bednorz C., Guenther S., Oelgeschlager K., Kinnemann B., Pieper R., Hartmann S. et al. Feeding the probiotic Enterococcus faecium strain NCIMB 10415 to piglets specifically reduces the number of Escherichia coli pathotypes that adhere to the gut mucosa. Appl Environ Microbiol. 2013;79(24):7896–7904. doi: 10.1128/AEM.03138-13.
  • 45. Silva A.M., Barbosa F.H., Duarte R., Vieira L.Q., Arantes R.M.E., Nicoli J.R. Effect of Bifidobacterium longum ingestion on experimental salmonellosis in mice. J Appl Microbiol. 2004;97(1):29–37. doi: 10.1111/j.1365-2672.2004.02265.x.
  • 46. Miyauchi E., Ogita T., Miyamoto J., Kawamoto S., Morita H., Ohno H. et al. Bifidobacterium longum alleviates dextran sulfate sodium-induced colitis by suppressing IL-17A response: involvement of intestinal epithelial costimulatory molecules. PLoS One. 2013;8(11):79735. doi: 10.1371/journal.pone.0079735.
  • 47. Scharek L., Guth J., Reiter K., Weyrauch K.D., Taras D., Schwerk P. et al. Influence of a probiotic Enterococcus faecium strain on development of the immune system of sows and piglets. Vet Immunol Immunopathol. 2005;105(1-2):151–161. doi: 10.1016/j.vetimm.2004.12.022.
  • 48. Veir J.K., Knorr R., Cavadini C., Sherrill S.J., Benyacoub J., Satyaraj E., Lappin M.R. Effect of supplementation with Enterococcus faecium (SF68) on immune functions in cats. Vet Ther. 2007;8(4):229–238. Available at: https://pubmed. ncbi.nlm.nih.gov/18183541.
  • 49. Line J.E., Svetoch E.A., Eruslanov B.V., Perelygin V.V., Mitsevich E.V., Mitsevich I.P. et al. Isolation and purification of enterocin E-760 with broad antimicrobial activity against gram-positive and gram-negative bacteria. Antimicrob Agents Chemother. 2008;52(3):1094–1100. doi: 10.1128/AAC.01569-06.

Будьте здоровы!

ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ

  1. ПРОБИОТИКИ
  2. ПРОБИОТИКИ И ПРЕБИОТИКИ
  3. СИНБИОТИКИ
  4. ДОМАШНИЕ ЗАКВАСКИ
  5. КОНЦЕНТРАТ БИФИДОБАКТЕРИЙ ЖИДКИЙ
  6. ПРОПИОНИКС
  7. ЙОДПРОПИОНИКС
  8. СЕЛЕНПРОПИОНИКС
  9. БИФИКАРДИО
  10. ПРОБИОТИКИ С ПНЖК
  11. МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ
  12. БИФИДОБАКТЕРИИ
  13. ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ
  14. МИКРОБИОМ ЧЕЛОВЕКА
  15. МИКРОФЛОРА ЖКТ
  16. ДИСБИОЗ КИШЕЧНИКА
  17. МИКРОБИОМ и ВЗК
  18. МИКРОБИОМ И РАК
  19. МИКРОБИОМ, СЕРДЦЕ И СОСУДЫ
  20. МИКРОБИОМ И ПЕЧЕНЬ
  21. МИКРОБИОМ И ПОЧКИ
  22. МИКРОБИОМ И ЛЕГКИЕ
  23. МИКРОБИОМ И ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА
  24. МИКРОБИОМ И ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА
  25. МИКРОБИОМ И КОЖНЫЕ БОЛЕЗНИ
  26. МИКРОБИОМ И КОСТИ
  27. МИКРОБИОМ И ОЖИРЕНИЕ
  28. МИКРОБИОМ И САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
  29. МИКРОБИОМ И ФУНКЦИИ МОЗГА
  30. АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА
  31. АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ
  32. АНТИМУТАГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ
  33. МИКРОБИОМ и ИММУНИТЕТ
  34. МИКРОБИОМ И АУТОИММУННЫЕ БОЛЕЗНИ
  35. ПРОБИОТИКИ и ГРУДНЫЕ ДЕТИ
  36. ПРОБИОТИКИ, БЕРЕМЕННОСТЬ, РОДЫ
  37. ВИТАМИННЫЙ СИНТЕЗ
  38. АМИНОКИСЛОТНЫЙ СИНТЕЗ
  39. АНТИМИКРОБНЫЕ СВОЙСТВА
  40. КОРОТКОЦЕПОЧЕЧНЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ
  41. СИНТЕЗ БАКТЕРИОЦИНОВ
  42. АЛИМЕНТАРНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
  43. МИКРОБИОМ И ПРЕЦИЗИОННОЕ ПИТАНИЕ
  44. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
  45. ПРОБИОТИКИ ДЛЯ СПОРТСМЕНОВ
  46. ПРОИЗВОДСТВО ПРОБИОТИКОВ
  47. ЗАКВАСКИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
  48. НОВОСТИ