Пробиотики регулируют микробиоту кишечника: Эффективный метод повышения иммунитета

Пробиотики и иммунитет

Пробиотики регулируют микробиоту кишечника: Эффективный метод повышения иммунитета

Аннотация: Пробиотики являются полезными активными микроорганизмами, которые колонизируют кишечник человека и изменяют состав флоры в определенных частях организма хозяина. В последнее время широкое внимание уделяется использованию пробиотиков для регулирования кишечной флоры с целью повышения иммунитета хозяина. Недавние данные показали, что пробиотики играют важную роль в составе микробиоты кишечника, которая может подавлять колонизацию патогенных бактерий в кишечнике, помогать хозяину создавать здоровый защитный слой слизистой оболочки кишечника и укреплять иммунную систему хозяина. Основываясь на тесной взаимосвязи между микробиотой кишечника и иммунитетом человека, воздействие на  микробиоту стало чрезвычайно эффективным способом повышения иммунитета человека путем регулирования кишечного микробиома с помощью пробиотиков. В этом обзоре мы обсудили влияние пробиотиков на микробиоту кишечника и иммунитет человека, а также взаимосвязь между иммунитетом, пробиотиками, микробиотой кишечника и качеством жизни. Мы также подчеркнули важность регулирования микрофлоры кишечника с помощью пробиотиков для повышения иммунитета человека и улучшения качества жизни.

Вступление

В начале 20-го века лауреат Нобелевской премии Илья Мечников предложил концепцию пробиотиков (что означает «для жизни») [1] и современное определение пробиотиков как «живых микроорганизмов, при достаточном введении которых обеспечивается здоровье хозяина». Пробиотики в основном существуют в кишечнике человека и могут играть полезную роль в организме хозяина, поддерживая баланс кишечных микробов [2]. В повседневной жизни обычные пробиотики, такие как Lactobacillus или Bifidobacterium, обычно употребляются как активные бактериальные препараты [3]. За последние несколько лет исследования пробиотиков достигли значительного прогресса, и большое количество исследований доказали, что пробиотики играют важную роль в поддержании здоровья человека. Например, пробиотики могут играть роль в лечении хронических воспалительных заболеваний, например болезни Крона. Кроме того, пробиотики могут оказывать противораковое, противодействующее ожирению и противодиабетическое действие [3]. Появляется все больше доказательств того, что пробиотики могут повысить иммунитет и сохранить здоровье.

В последние годы появились два критических признака прогресса в микробиологии кишечника и иммунологии. Во-первых, было продемонстрировано, что кишечные микробы в первую очередь модулируют внутреннюю среду хозяина. Во-вторых, состав и продукты кишечных микроорганизмов оказывают большое влияние на иммунный ответ [3,4]. Соответственно, регуляция кишечных микроорганизмов стала новым методом поддержания здоровья и повышения иммунитета, которому уделяется большое внимание. Появляется все больше свидетельств того, что кишечные микробы играют важную роль в иммунной системе. Например, короткоцепочечные жирные кислоты (SCFAs), продуцируемые кишечными микроорганизмами, могут усиливать барьерную функцию эпителия и достигать других органов, воздействуя на антигенпрезентирующие клетки и уменьшая воспаление при сопутствующих заболеваниях [5]. Более того, исследования показали, что микрофлора кишечника также может влиять на иммунную функцию вне кишечника. Например, мыши, у которых отсутствует один рецептор, связанный с G-белком, GPR43, имеют глубоко измененную воспалительную реакцию [4]. Дальнейшее изучение взаимодействия кишечных микроорганизмов с иммунитетом человека поможет предотвратить заболевания и сохранить здоровье человека.

Как мы все знаем, иммунную систему человека можно разделить на две ветви - врожденный и адаптивный иммунитет соответственно. Во-первых, по сравнению с адаптивным иммунитетом, функция врожденного иммунитета должна регулироваться не посредством приобретенного развития, а как начальный иммунный барьер против чужеродных и вредных веществ [6]. Во-вторых, адаптивный иммунитет имеет более точный репертуар распознавания через рост и развитие, что позволяет более точно распознавать ауто- и не аутоантигены. Адаптивный иммунитет включает строго регулируемые взаимодействия между Т- и В-лимфоцитами и антигенпрезентирующими клетками, которые способствуют генерации иммунной памяти, регуляции иммунного гомеостаза хозяина и патоген-специфическим иммунным эффектам [7]. Исследования показали, что микробиота кишечника тесно связана с врожденным иммунитетом и адаптивным иммунитетом. Например, результаты эксперимента подтвердили, что флагеллин специфически вызывает адаптивный иммунный ответ, управляемый врожденным иммунитетом, и может регулировать продукцию жгутиков микробиотой, что помогает поддерживать целостность слизистого барьера и гомеостаз [8]. Кроме того, данные показали, что адаптивный иммунный ответ тесно связан с составом кишечной микробиоты, которая может играть роль в сопротивлении тяжелым заболеваниям [9]. В целом роль микробиоты кишечника в формировании целостной иммунной системы стала бесспорной [10].

В целом, пробиотики считаются диетическими факторами, которые могут влиять на микробиоту кишечника человека, а также оказывать регулирующее влияние на состав и структуру кишечной флоры. Следует подчеркнуть, что влияние кишечной флоры на иммунную систему огромно. В организме человека кишечная флора может поддерживать целостность барьера слизистой оболочки, обеспечивать питательными веществами и противостоять патогенам [11]. Интересно, что недавние исследования показали, что иммунная система играет роль во взаимосвязи между сном и характеристикой кожи [12]. Кроме того, на центральную нервную систему (ЦНС) также влияет иммунная система [13]. Соответственно, иммунитет напрямую влияет на жизнь людей, и использование пробиотиков для регулирования кишечных бактерий стало эффективным способом повышения иммунитета. В этом обзоре обсуждается влияние пробиотиков на микробиоту кишечника и иммунитет человека, а также взаимосвязь между иммунитетом и качеством жизни. Кроме того, выделены стратегии использования пробиотиков для повышения иммунитета.

Механизмы полезного действия пробиотиков

С развитием исследований пробиотиков механизм того, как пробиотики поддерживают здоровье, становится все более очевидным. В последние годы наиболее важной частью было предотвращение прилипания патогенов к поверхности кишечника, поддержание эпителиального барьера и модуляция иммунной системы [14]. Кроме того, пробиотики также оказывают определенное регулирующее действие на микроэкологию кишечника и играют благотворную роль в организме человека.

Регулирование кишечной флоры пробиотиками

По мере продвижения исследований регуляция кишечной флоры становится эффективной для повышения иммунитета, лечения метаболических нарушений и даже лечения психических заболеваний [15]. Как класс полезных микроорганизмов, пробиотики также играют огромную роль в регуляции кишечной флоры [2]. По данным Bagarolli et al. [16], мыши, получавшие диету с высоким содержанием жиров, показали значительные изменения в кишечной флоре, связанные с рядом заболеваний. Введение пробиотиков животным с ожирением показало, что количество условно-патогенной кишечной флоры уменьшилось, а количество актинобактерий увеличилось. Лечение пробиотиками может обратить вспять дисбиоз кишечной флоры и лечить воспалительные реакции у мышей. Кишечная флора - критический момент в лечении воспалительных заболеваний. Мы можем сделать вывод, что регулирование кишечной флоры с помощью пробиотиков может эффективно лечить связанные воспалительные заболевания. Исследователи обнаружили, что по сравнению с контрольной группой количество полезных бактерий (таких как Oscillibacter и Prevotella) и концентрации SCFAs в кишечной флоре мышей, получавших пробиотики, значительно увеличились [17]. SCFAs имеют большое исследовательское значение как важные метаболиты кишечных микроорганизмов. Сегодня SCFAs могут повышать иммунитет [18] и действовать как химический сигнал для коммуникации между мозгом и кишечником [19]. Используя пробиотики, можно увеличить количество продуцирующих SCFAs микроорганизмов в кишечнике. Поступая таким образом, это может благотворно повлиять на нашу иммунную систему и поддерживать здоровый образ жизни. Кроме того, большое количество экспериментов подтвердили регулирующее действие пробиотиков на кишечную флору, что является неоспоримым фактом. Например, эксперименты Oh et al. [20] отметили, что пробиотики могут улучшить снижение разнообразия кишечной флоры, вызванное использованием антибиотиков. В другом исследовании после того, как пациенты с воспалительным заболеванием кишечника (ВЗК) употребляли йогурт, в кишечнике пациентов увеличилось количество пробиотиков, таких как Bifidobacterium и Lactobacillus, что помогло улучшить функцию кишечника [21]. Несомненно, пробиотики оказывают регулирующее действие на кишечную флору и имеют большой потенциал в лечении различных заболеваний в будущем.

Поддержание эпителиального барьера

Имеются убедительные доказательства того, что пробиотики могут укреплять кишечный барьер, регулировать иммунную функцию слизистых оболочек и продуцировать метаболиты, полезные для хозяина для поддержания здоровья, как показано на Рисунке 1 [22,23]. Самая большая поверхность слизистой оболочки человеческого тела - это кишечный эпителий, который состоит из одного слоя кишечных эпителиальных клеток (IECs), организованных в ворсинки и крипты [24]. Одна из функций кишечного эпителия - создание физического и биохимического барьера между внешней средой и иммунной системой хозяина [23,25]. Барьер слизистой оболочки - это первый устойчивый к лекарствам барьер, с которым сталкиваются патогенные микроорганизмы после того, как они проникают в кишечник. Слизистый слой, эпителиальная выстилка тканей слизистой оболочки, а также иммунные клетки в субэпителиальном слое - все это компоненты слизистого барьера. Патогены должны пересечь барьер слизистой оболочки, прежде чем достигнут эпителия. Можно сделать вывод, что содержание слизи и структурные изменения могут повлиять на барьерную функцию. Исследования показали, что вредные микроорганизмы в кишечнике могут производить определенные вещества для разложения слизи, тем самым нанося вред здоровью человека [26]. Исследования доказали, что пробиотики могут улучшить барьерную функцию, способствуя секреции слизи. Например, пробиотик L. plantarum BMCM12 может секретировать внеклеточные белки, ослаблять адгезию патогенов и защищать кишечный барьер [27]. Более того, еще одна функция пробиотиков - гарантировать целостность эпителиального барьера. Изучая мышей и кишечные клетки Caco-2, исследователи обнаружили, что смесь пробиотиков VSL#3 или L. rhamnosus GG (LGG) может напрямую взаимодействовать с IECs и поддерживать целостность эпителиального барьера [28–30]. Помимо прямого действия пробиотиков, метаболиты пробиотиков также могут воздействовать на эпителиальный барьер кишечника. Обнаружено, что масляная кислота, метаболит пробиотиков, стимулирует потребление O₂ в эпителии кишечника, тем самым увеличивая экспрессию генов-мишеней барьерно-защитного гипоксически-индуцируемого фактора (HIF) и поддерживая стабильность HIF [27]. Более того, предыдущие исследования показали, что пробиотики могут снизить проницаемость кишечника для защиты кишечника человека. Например, Caballero-Franco et al. [26] показали, что пробиотики могут побуждать бокаловидные клетки к выработке муцина для подавления прилипания патогенов. Вообще говоря, пробиотики поддерживают кишечную проницаемость, целостность слизистых оболочек и укрепляют физические барьеры для поддержания здоровья хозяина.

Рисунок 1. Пробиотики поддерживают эпителиальный барьер кишечника.

Ингибирование патогенов пробиотиками

В кишечнике человека присутствует большое количество микроорганизмов, в том числе патогенные микроорганизмы и пробиотики. Гомеостаз микробиоты кишечника может быть изменен патогенными микроорганизмами, что может повысить риск развития связанных заболеваний [31]. В прошлых исследованиях было хорошо задокументировано, что пробиотики могут защищать кишечник, подавляя патогенные бактерии. Таким образом, влияние пробиотиков на подавление патогенов в кишечнике и лежащие в их основе механизмы привлекло значительное внимание исследовательского сообщества. У пробиотиков есть много механизмов подавления патогенных микроорганизмов, такие как стимуляция барьерной функции эпителия, выработка антимикробных веществ, ограничение доступа патогенных микроорганизмов к питательным ресурсам и конкурентное исключение путем конкуренции за сайты связывания [32,33]. И наоборот, важнейшим положительным механизмом пробиотиков является конкурентное исключение патогенов [30]. Например, эксперимент Fang et al. [34] показали, что пробиотик Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) может секретировать DegP (бифункциональный периплазматический белок) для подавления энтерогеморрагической E. coli (EHEC). Пробиотик Escherichia coli побеждает патогенные биопленки за счет внеклеточной активности DegP во время образования биопленок двух видов. В другом эксперименте пробиотики могут выделять антибактериальные вещества, вызывающие стерические препятствия и конкурентные участки адгезии, а также питательные вещества, предотвращающие связывание Helicobacter pylori с эпителиальными клетками [35]. С другой стороны, выделение антибактериальных соединений является еще одной жизненно важной функцией пробиотиков. Типичным примером является то, что пробиотики могут выделять органические кислоты во время ферментации углеводов, такие как масляная кислота, уксусная кислота и пропионовая кислота. Органические кислоты считаются основными антимикробными соединениями, ответственными за их ингибирующую активность против патогенов. Понижение pH и наличие недиссоциированной кислоты придают органическим кислотам определенную антибактериальную активность [30]. Интересно, что некоторые эксперименты также показали, что путем подавления сигнальной системы патогенов кишечные патогены могут быть устранены. Исследование Piewngam et al. [36] показали, что ингибирующее действие изолятов Bacillus на колонизацию S. aureus обусловлено секретируемым веществом, которое ингибирует передачу Agr-сигналов. Со временем количество способов подавления патогенных микроорганизмов пробиотиками будет расти.

Модуляция и правильное созревание иммунной системы

Недавние исследования показали, что живые пробиотики или их метаболиты могут взаимодействовать с различными иммунными клетками и наделять их иммунорегуляторными функциями [25,37,38]. Подводя итог, можно сказать, что влияние пробиотиков на иммунную систему проявляется в следующих аспектах:

- Пробиотики оказывают определенное влияние на IECs. Бактериальные фрагменты пробиотиков могут быть интернализованы в IECs, активировать родственные иммунные клетки и стимулировать IECs для запуска сложной сигнальной сети. Их основная функция - активировать врожденный ответ и цитокины, выделяемые Т-клетками, и стимулировать иммунные клетки, связанные с собственной пластинкой. Результаты показали, что пробиотики могут активировать иммунную систему [23,37];

- Пробиотики способствуют созреванию гуморального иммунного механизма. Пробиотики, попадающие в кишечник, могут стимулировать выработку антител IgA [39]. Исследования показали, что пероральные пробиотики могут эффективно увеличивать количество IgA⁺ -клеток в собственной пластинке кишечника. Многие исследования показали, что пробиотики могут индуцировать цикл IgA, усиливать и поддерживать иммунный надзор за слизистой оболочкой вдали от кишечника и способствовать созреванию гуморального иммунного механизма [23,28,40].

Пробиотики могут увеличивать количество макрофагов и дендритных клеток (DCs) в собственной пластинке и усиливать их функцию в кишечнике в течение определенного периода времени. DCs в основном отвечают за распознавание и устранение экзогенных патогенов в иммунной системе и являются основным типом клеток, участвующих в качестве «датчиков» микробных лигандов посредством активации врожденных иммунных рецепторов. DCs могут проникать в лимфоидную ткань, связанную со слизистой оболочкой, или непрерывно разгружать лимфоузлы через антигенный барьер [23,40-42]. Макрофаги также являются важными иммунными клетками. Макрофаги в основном отвечают за фагоцитоз клеточного мусора и патогенов, активацию лимфоцитов и других иммунных клеток против патогенов и фиксацию свободных клеток. В последнее время появилось много исследований, посвященных взаимодействию между пробиотиками и макрофагами. Среди них одно исследование показало, что штаммы пробиотиков лактобацилл активировали воспалительную реакцию макрофагов in vitro посредством синтеза провоспалительных медиаторов, включая цитокины, активные формы кислорода (АФК) и участие в сигнальных каскадах, таких как пути ядерного фактора «каппа-би» (NF-κB) и Toll-подобного рецептора 2 (TLR2) [39].

В настоящее время регулирование воздействия пробиотиков на иммунную систему используется для профилактики некоторых распространенных заболеваний [43]. Способность пробиотиков модулировать иммунную систему нуждается в дальнейшем изучении.

Влияние микробиома кишечника на иммунитет

Постепенно усилилось внимание к благотворному воздействию кишечных микроорганизмов на хозяина. В последнее время, согласно результатам исследований, кишечные микроорганизмы оказывают определенное влияние на различные функции хозяина, включая иммунную систему хозяина [10]. Действительно, было обнаружено, что микробиота кишечника оказывает широкий спектр воздействия на воспалительные / аутоиммунные заболевания, такие как аллергия и рак [44], и когда нарушается гомеостаз хозяина и его кишечных микроорганизмов, кишечная флора вызывает некоторые заболевания [45]. Поэтому изучение роли кишечной микробиоты в иммунной системе и изучение лечения и профилактики сопутствующих заболеваний с помощью кишечного микробиома имеют большое значение.

Роль кишечного микробиома в иммунной системе

В кишечнике существует множество видов микроорганизмов, некоторые из которых более активно взаимодействуют с хозяином [46]. Эти комменсальные микробы в кишечнике имеют большое влияние на иммунную систему, например, предотвращают прикрепление патогенов и поляризацию кишечно-специфического иммунного ответа [45]. В целом микробиом кишечника тесно связан с иммунитетом хозяина и играет важную роль в иммунной системе [47].

Недавно исследователи различными методами доказали, что кишечная флора играет важную роль в иммунной системе. Среди них наиболее распространенным подходом стали модели без микробов (GF), которые выявляют влияние микробиоты кишечника на иммунную систему [47]. До сих пор наше понимание взаимосвязи между микробиотой кишечника и иммунной системой в основном основывалось на исследованиях GF-мышей, у которых с рождения сохраняется недостаток микрофлоры в желудочно-кишечном тракте. Добавляя GF-мышам специфические микроорганизмы, включая патогенные микроорганизмы и симбиотические микроорганизмы, мы получаем детальное понимание взаимодействия между различными микроорганизмами и иммунной системой хозяина [48,49]. Например, в эксперименте Lamouse-Smith et al. [50] выбрали в качестве испытуемых GF-мышей и необработанных контрольных мышей. Они подкожно иммунизировали 12-недельных GF-мышей и обычных необработанных контрольных мышей овальбумином (Ova) и завершили адъювантом Фрейнда. Исследователи обнаружили, что титры специфичных к яйцеклеткам антител у необработанных контрольных мышей были значительно выше, чем у мышей GF, что означало, что в отсутствие кишечной флоры у мышей наблюдались дефекты в развитии иммунных клеток и иммунных тканей. Кроме того, обычно антитела не могут вырабатываться после системной вакцинации. С развитием исследований, благодаря моделям GF, защитное действие кишечных микроорганизмов на хозяина было дополнительно подтверждено. Эксперимент показал, что при идентичных условиях культивирования животные GF обнаруживают широкий спектр дефектов в развитии лимфоидной ткани, ассоциированной с кишечником (GALT), по сравнению с обычными животными. Более того, у животных с GF наблюдается отсутствие слизистого слоя и измененная секреция IgA [10,24]. Основываясь на нескольких предыдущих экспериментах, мы можем дополнительно проанализировать роль кишечных микроорганизмов в отношении иммунной системы. Кишечные микроорганизмы, попавшие в кишечник, тесно связаны с эпителиальными клетками, которые являются важной частью иммунной системы кишечника. Рецепторы эпителиальных клеток получают сигналы от кишечных микробов и реагируют определенным образом, обеспечивая гомеостаз в кишечнике [45,46]. Исследователи обнаружили, что развитие GALT также зависит от кишечных микробов [44]. GALTs служат важными иммунными структурами со многими жизненно важными функциями. Например, антигенпрезентирующие клетки могут поглощать и представлять антигены в этой структуре, что помогает защитить организм от инфекции. Однако было обнаружено, что GALTs не полностью развиваются у мышей GF, предположительно из-за отсутствия кишечных микробов [45,47]. Кроме того, кишечные микроорганизмы тесно связаны с множеством иммунных клеток, обычно с Т-хелперами 17 (TH17), регуляторными Т (TReg) -клетками и кишечными В-клетками [45]. Мы можем рассмотреть этот момент дальше. Кроме того, мы можем целенаправленно регулировать кишечную флору, чтобы укрепить иммунную систему для лечения связанных заболеваний, таких как профилактика рака, лечение депрессии и т.д.

Как известно, кишечник имеет иммунную систему, которая может предотвращать вторжение патогенных микроорганизмов и создавать подходящую среду для полезных бактерий, что играет решающую роль в поддержании здоровья хозяина. Многие исследования доказали, что микробиом кишечника может укреплять иммунную систему кишечника [25,42], что указывает на то, что кишечная флора играет важную роль в иммунной системе.

Микробиом кишечника, пищевая аллергия, рак и депрессия

Аллергия является одним из наиболее распространенных хронических заболеваний во всем мире и часто связана с гиперактивацией T-хелперов 2 (Th2) ветви адаптивного иммунитета [51]. Пищевая аллергия - самая распространенная; аллергия может быть вызвана практически любой пищей, а «основные аллергены» включают яйца, орехи, пшеницу, рыбу и молоко [52]. Пищевая аллергия поражает многих людей во всем мире. Пищевая аллергия определяется как неблагоприятное воздействие на здоровье, возникающее в результате специфического иммунного ответа, который воспроизводимо возникает при воздействии данной пищи [53] и может быть либо не-IgE-опосредованным, либо опосредованным IgE [54,55]. Исследование подтвердило, что во множестве взаимосвязанных сетей иммунитета и гомеостаза хозяина микробиота кишечника играет важную роль в поддержании гомеостаза [56]. Микробиота кишечника участвует в структурной модификации слизистой оболочки кишечника хозяина, в нейротрансмиссии, производстве витамина К, а также в развитии иммунных ответов [57]. В настоящее время многие эксперименты предполагают роль кишечной микробиоты в патогенезе и прогрессировании пищевой аллергии [53], а кишечные микробы могут функционировать для поддержания эффективности иммунной системы [58]. Исследование микробиома кишечника в раннем возрасте у детей с аллергией на яйца показало, что микробиом кишечника в раннем возрасте нормальных детей имел меньшее разнообразие и отличались более четкими таксонами, чем у детей с аллергией на яйца. Более того, этот эксперимент также показал, что Lachnospiraceae и Ruminococcaceae более обогащены в кишечнике детей с аллергией на яйца [59]. Больше информации о взаимосвязи между кишечным микробиомом и пищевой аллергией было получено с использованием мышей GF. При использовании антибиотиков широкого спектра действия для лечения обычных мышей и мышей GF было обнаружено, что уровни IgE в сыворотке и количество базофилов у мышей GF были увеличены. Результаты эксперимента показали, что хозяину требуется микробиота кишечника для регуляции IgE и базофильно-опосредованных реакций, связанных с пищевой аллергией [60]. Другой эксперимент дополнительно показал, изучая модели мышей GF, что потеря кишечной флоры может вызвать неполное развитие GALTs, что приводит к искаженному иммунному ответу Th2 [61]. Существует множество доказательств того, что микробиом кишечника тесно связан с пищевой аллергией.

Источником рака является злокачественная опухоль эпителиальной ткани; обычно считается, что возникновение рака вторично по отношению к состоянию местного хронического воспаления [62]. Возникновение рака напрямую связано с иммунодефицитом. С открытием благотворного влияния кишечной флоры на иммунитет все больше внимания уделяется взаимосвязи между микробиомом кишечника и раком [63]. Наиболее типичным примером является взаимосвязь между кишечной флорой и колоректальным раком. Колоректальный рак имеет высокую заболеваемость и смертность [64,65]. Благодаря исследованиям последних лет было доказано, что существует тесная связь между кишечными микроорганизмами и колоректальным раком. Исследование показало, что определенные виды бактерий могут влиять как на риск развития колоректального рака, так и на рост существующих опухолей [66]. Например, эксперимент Ahn et al. [67] показал, что микробное разнообразие было значительно ниже в кишечнике пациентов с колоректальным раком. Более конкретно, у больных колоректальным раком было более высокое количество Fusobacterium и Porphyromonas и более низкое относительное обилие клостридий. Этот результат также был подтвержден в других экспериментах; другие исследования показали, что выживаемость пациентов с колоректальным раком связана с концентрацией Fusobacterium nucleatum [64]. На животных моделях исследователи обнаружили, что кишечные микробы могут вырабатывать соответствующие вредные метаболиты, воздействующие на иммунную систему хозяина, индуцируя высвобождение генотоксических факторов вирулентности и способствуя колоректальному канцерогенезу [65,68]. Анализ стула больных колоректальным раком выявил значительный дисбиоз кишечной флоры, о чем свидетельствует уменьшение количества комменсальных бактерий, продуцирующих масляную кислоту, и увеличение числа вредных провоспалительных условно-патогенных микроорганизмов [65]. Как упоминалось в предыдущем параграфе, эпителиальный барьер кишечника является важной частью иммунной системы и тесно связан с кишечными микроорганизмами. Дисбиоз может повредить эпителиальный барьер кишечника, а затем увеличить количество воспалительных клеток. Воспалительные клетки могут вызывать избыточную экспрессию цитокинов и хемокинов, которые были обнаружены при колоректальном раке человека [65,66]. Метаболиты кишечных микроорганизмов являются еще одним важным фактором, влияющим на возникновение колоректального рака. SCFAs - это особый класс метаболитов, вырабатываемых кишечными микроорганизмами. SCFAs могут модулировать воспаление, пролиферацию эпителия и апоптоз. SCFAs также могут улучшить иммунитет и снизить риск развития колоректального рака. И наоборот, микробные метаболиты могут приводить к воспалительным реакциям и гиперпролиферации эпителия, которые предрасполагают к опухолевому генезу [59]. Многими экспериментами было доказано, что микробиота кишечника является важным фактором, определяющим восприимчивость к опухолям толстой кишки.

Распространенные полезные микроорганизмы в кишечнике включают Bifidobacterium sp., Streptococcus thermophilus, Lactobacillus sp. и Saccharomyces boulardii [69]. Они стали регулярной частью наших диетических привычек [70]. Микробиом кишечника может влиять на нормальное развитие мозга, настроение и чувствительность к боли. Более того, результаты нескольких исследований показали, что пробиотики могут влиять на ЦНС, регулируя кишечную флору и предотвращая психические заболевания через ось кишечник–мозг [71-73]. Недавно было доказано, что эти полезные микроорганизмы в кишечнике могут повышать иммунитет, а улучшение иммунитета помогает предотвратить возникновение депрессии. Депрессия - самое распространенное расстройство. Основными клиническими проявлениями являются замедленное мышление и нарушение когнитивных функций. С непрерывным развитием науки и техники метагеномика и молекулярные инструменты были еще более усовершенствованы, способствуя дальнейшему продвижению исследований [74]. В исследованиях пациентов с депрессией было обнаружено, что клеточно-опосредованная активация адаптивного иммунитета, по-видимому, резко отличается у пациентов с депрессией по сравнению с общей популяцией [75]. Более того, в прошлых исследованиях было получено большое количество экспериментальных результатов, которые доказали, что активация врожденных иммунных механизмов, таких как активация провоспалительных цитокинов интерлейкина-6 и интерлейкина-1, имеет определенную связь с развитием депрессии [76]. Связь между возникновением депрессии и иммунной системой очевидна. Кишечная флора выполняет функцию повышения иммунитета и улучшения иммунной системы, что имеет определенную теоретическую основу для утверждения, что кишечная флора может улучшить иммунитет для лечения депрессии.

Пробиотики, Микробиом кишечника, Иммунитет и жизнь людей

Была подтверждена важность кишечной флоры для иммунной системы и роль пробиотиков в повышении иммунитета. Однако какие преимущества может принести улучшение иммунитета в жизни людей? Далее мы приведем несколько примеров повышения иммунитета с помощью пробиотиков.

Роль микробиома кишечника в ожирении и локальном воспалении жировой ткани

Ожирение - распространенное заболевание обмена веществ. Существует множество факторов, вызывающих ожирение. В дополнение к образу жизни, диете и генетическим факторам, некоторые исследования показали, что причиной ожирения также могут быть нарушения кишечной флоры [77-79]. Более того, у пациентов с ожирением более вероятно локальное воспаление в жировой ткани, чем у здоровых худощавых людей, и локальное воспаление может превратиться в системное воспаление [80]. Кишечная флора может предотвратить местное воспаление жировой ткани, предотвращая ожирение и повышая иммунитет. Из вышесказанного видно, что существует интерактивная взаимосвязь между кишечной флорой и иммунной системой, и кишечная флора играет важную роль в иммунной системе. Кроме того, хорошо установлено, что микробиота кишечника может влиять на развитие ожирения. Используя генетическое секвенирование образцов кала от нескольких пациентов с ожирением, исследователи выявили среди них различные штаммы и сравнили их с худощавыми добровольцами. Они обнаружили, что у людей с ожирением было значительно меньше Bacteroidetes больше Firmicutes [81], что означает, что частота ожирения может быть связана с долей Firmicutes и Bacteroidetes [82]. В другом знаменательном эксперименте исследователи представили взрослым GF-мышам нормальную микробиоту слепой кишки. Две недели спустя, несмотря на сокращение потребления пищи, у взрослых мышей GF сохранялось увеличение резистентности организма к инсулину и жира на 60% [83]. Это доказывает, что кишечная флора играет важную роль в предотвращении ожирения. В заключение, кишечная флора оказывает значительное влияние на предотвращение местного воспаления жировой ткани. Это доказывает, что кишечная флора играет важную роль в предотвращении ожирения. В заключение следует отметить, что кишечная флора оказывает значительное влияние на предотвращение местного воспаления жировой ткани.

Взаимосвязь между иммунитетом и сном и влиянием микробиома кишечника на сон

Важность сна для здоровья очевидна. Как известно, потеря сна может вызвать некоторые заболевания. Действительно, многие люди спят, чтобы вылечиться от болезненных состояний [84]. Тысячи лет назад люди начали исследовать тайну между сном и здоровьем [85]. В последние десятилетия была предложена взаимосвязь между иммунитетом и сном. В настоящее время экспериментально установлено, что влияние отдыха и иммунной системы взаимно [12]. Доказано, что сон регулирует воспалительные процессы. Эксперимент по определению циркадных ритмов путем многократных измерений в течение 24 ч показал, что, когда плохое качество сна нарушает нормальный циркадный ритм, повышается уровень IL-6 во время сна, а рост снижается в полтора раза за счет полного лишения ночного сна [86]. В другом эксперименте, во время нормального цикла сна–бодрствования, иммунная система продемонстрировала динамические изменения за это время. Количество иммунных клеток достигало пика ночью и возвращалось к своему минимуму утром [12]; более конкретно, новые иммунные клетки, такие как макрофаги, DCs и нейтрофилы, достигают максимума в ранний период отдыха [87], как показано на рисунке 2. Более того, исследования показали, что снижение иммунитета, вызванное недосыпанием, также увеличивает риск инфекционных заболеваний, например, гриппа. В одном эксперименте испытуемым было привито известное количество риновирусов, и сон добровольцев непрерывно контролировался в течение 5-7 дней. Исследователи обнаружили, что сокращение времени сна и снижение качества сна увеличат риск простуды [88]. Чтобы более четко показать влияние сна на устойчивость иммунного ответа, вакцинация стала идеальной экспериментальной моделью. Возьмем в качестве примера иммунный ответ, полученный после вакцинации против гриппа. Испытуемые были разделены на две группы: те, кто спит 4 часа в сутки, и те, кто спит 8 часов в сутки. Обе группы были вакцинированы против гриппа. Результаты показали, что концентрация антител, специфичных к вирусу гриппа, измеренная через десять дней после вакцинации, была в два раза выше у испытуемых, которые спали 8 ч в день, по сравнению с тем, что было измерено у испытуемых, которые спали 4 ч в день [88]. Аналогичный результат был получен в другом эксперименте. После вакцинации против H1N1, если ночью не спать, реакция на антигенспецифические антитела может быть снижена [89]. Все эти доказательства доказывали тесную взаимосвязь между иммунитетом и сном. Мы можем принять некоторые меры, такие как корректировка нашего ежедневного рациона или прием пробиотиков, чтобы целенаправленно регулировать состав наших кишечных микроорганизмов, повышать иммунитет и, в конечном счете, улучшать качество нашего сна.

Исследования последних лет показали, что сон тесно связан с разнообразием кишечной флоры. Например, Smith et al. [90] продемонстрировали, что разнообразие микробиоты кишечника будет уменьшаться из-за фрагментации сна, но увеличиваться из-за хорошего качества сна и достаточного количества времени для сна. Они также обнаружили, что краткосрочный контроль сна мало влияет на разнообразие кишечных микробов, но разнообразие кишечных микробов может иметь долгосрочное влияние на качество сна. Таким образом, эксперимент пришел к выводу, что разнообразие кишечного микробиома способствует более здоровому сну. Более того, другое исследование показало, что пересадка фекальных микробов для регулирования кишечных микробов может улучшить эффективность сна. Этот эксперимент показал, что регуляция кишечной флоры может привести к новым стратегиям вмешательства в сон [90]. И наоборот, сон также может повлиять на кишечную флору. Исследование на мышах выявило изменения в микробиоме после более длительной фрагментации сна [91]. Более конкретно, лечение штаммом Lactobacillus casei Shirota (LCS) оказывает положительное влияние на продолжительность и качество сна пациентов [92]. Все эти результаты доказали, что существует тесная взаимосвязь между сном и кишечной флорой.

Рисунок 2. Активность иммунных клеток в разное время сна.

Взаимосвязь между кишечной флорой и кожей и использование пробиотиков для улучшения качества кожи

До настоящего времени было проведено множество экспериментов, демонстрирующих двунаправленную связь между кожей и кишечником, а характер некоторых желудочно-кишечных расстройств может проявляться через кожу. Благодаря непрерывным исследованиям взаимосвязи между кишечными микроорганизмами и здоровьем хозяина, ученые теперь изучают, как местные микробы влияют на иммунную компетентность отдаленных органов. Среди них наибольшее внимание уделялось влиянию кишечных микробов на легкие, сердце, кожу и другие органы [93]. Таким образом, исследователи обнаружили, что микробиом кишечника тесно связан с распространенными кожными заболеваниями, такими как акне, псориаз и атопический дерматит (АД) [94]. Причем, помимо некоторых традиционных методов, все больше внимания уделяется использованию пробиотиков для лечения этих заболеваний. Возьмем, к примеру, взаимосвязь между кишечным микробиомом и АД. АД - распространенное хроническое воспалительное заболевание кожи в мире [95]. В настоящее время основой лечения АД является использование противовоспалительных и смягчающих средств, с помощью которых компенсируются недостатки плохой иммунной толерантности и дисфункции барьера. В последние годы исследования показали, что пробиотики могут играть роль в профилактике и лечении АД путем повышения иммунитета [94]. Например, одно исследование в Норвегии показало, что уровень заболеваемости АД можно эффективно снизить, если давать пробиотическое молоко женщинам и младенцам до и после родов [94]. В другом исследовании было обнаружено, что по сравнению со здоровой контрольной группой уровень Bifidobacterium в кишечном тракте пациентов с АД был ниже, и уровень Bifidobacterium в кишечном тракте отрицательно коррелировал с тяжестью заболевания у пациентов с АД. Исследование также показало, что изменение кишечной флоры может происходить раньше, чем развитие АД. Соответственно, можно сделать вывод, что нарушение кишечной флоры может быть одной из причин возникновения АД [95].

Еще одно распространенное кожное заболевание - акне. Акне - это разновидность хронического кожного заболевания, которое в основном вызвано кератиновыми изменениями, воспалением, гиперсебореей, вызванной гормонами, и снижением иммунитета. Обычные места возникновения включают шею, лицо, а также спину [96].

Наиболее распространенные методы лечения включают местные и пероральные ретиноиды, перекись бензоила, противомикробные препараты, а также правильный уход за кожей [97]. В последние годы исследователи обнаружили, что пробиотики также играют роль в лечении прыщей. Исследования подтвердили, что пробиотики, такие как Lactococcus sp. HY 449, может напрямую подавлять возникновение P. acnes за счет продукции антимикробных белков [43]. В ходе эксперимента исследователи обнаружили, что после приема таблеток пробиотика Lactobacillus bulgaricus и Lactobacillus acidophilus несколькими пациентами с угрями, участвовавшими в эксперименте, было обнаружено, что состояние большинства пациентов с угревой сыпью улучшилось [94]. За эти годы исследований оси мозг – кишечник – кожа было обнаружено, что оральные пробиотики очень полезны для улучшения терапии кожи [43]. В ходе исследования на животных было обнаружено, что пероральный раствор, содержащий пробиотик L. reuteri, значительно ограничивает основные гистосовместимые клетки вокруг волосяных фолликулов по сравнению с контрольной группой [43].

Псориаз, как и угри, является формой хронического воспалительного заболевания кожи, которым страдают многие люди во всем мире [98]. Псориаз обычно проявляется в виде эритематозных или толстых чешуйчатых бляшек на коже [99]. В недавних исследованиях псориаз был связан с микробиомом кишечника. В исследовании Hidalgo-Cantabrana et al. [100], они обнаружили, что кишечная флора пациентов с псориазом сильно нарушена, разнообразие определенных бактериальных таксонов уменьшилось, а их численность изменилась. Количество Firmicutes и Actinobacteria в микробиоте кишечника пациентов с псориазом значительно увеличилось, но Proteobacteria и Bacteroides уменьшились. Такие же результаты были получены в исследовании Scher et al. [101]. Исследование показало, что количество актинобактерий в кишечнике пациентов с псориазом было меньше, чем у здоровых людей. Masallat et al. [102] обнаружили, что распространенность псориаза отрицательно коррелировала с концентрацией актиномицетов по шкале индекса активности и тяжести псориаза (PASI). Повышенное соотношение Firmicutes / Bacteroidetes также было обнаружено у пациентов с псориазом. Таким образом, можно предположить, что аномальные изменения количества различных типов бактерий в кишечном тракте, вызванные микробным дисбиозом кишечника, являются одной из причин развития псориаза [103]. В последние годы, несмотря на ограниченные данные об использовании пробиотических продуктов для лечения псориаза, исследования все еще продолжаются. Сообщается, что пероральное введение Lactobacillus pentosus GMNL-77 может эффективно лечить воспаление кожи у мышей, вызванное лечением имиквимодом. Исследователи также обнаружили, что Lactobacillus pentosus GMNL-77 также уменьшал эритематозное шелушение у псориатических мышей благодаря лечению имиквимодом [104]. Этот эксперимент предоставил теоретическую основу для пробиотических продуктов для лечения псориаза. Другое исследование показало, что псориаз тесно связан с нарушением функции кишечного барьера, а пробиотики оказывают определенное защитное действие на кишечный барьер. Таким образом, регулярный прием пробиотиков - эффективный способ улучшить качество кожи. Это не дорого и очень безопасно [105].

Одним словом, большое количество экспериментов подтвердило тесную взаимосвязь между кишечной флорой и качеством кожи. Благодаря постоянному прогрессу исследований и традиционному лечению распространенных кожных заболеваний пробиотики станут еще одним эффективным средством лечения. Люди уделяют все больше и больше внимания кишечной флоре и пробиотикам в направлении улучшения качества кожи.

Вывод

Как разновидность полезных микроорганизмов, пробиотики могут регулировать состав кишечной флоры и повышать иммунитет. Пробиотики могут улучшить иммунитет хозяина, поддерживая эпителиальный барьер, препятствуя прилипанию патогенов к поверхности кишечника, а также модулируя и должным образом содействуя созреванию иммунной системы. Кроме того, пробиотики могут также улучшить иммунитет хозяина, воздействуя на кишечную флору для лечения определенных заболеваний. В настоящее время доказано, что существует тесная связь между пробиотиками, кишечной флорой и иммунитетом. В будущем механизм, с помощью которого пробиотики регулируют структуру кишечной флоры и улучшают иммунитет, будет дополнительно выяснен, а также станет эффективным способом улучшения качества жизни людей.

К разделу: Микробиом, иммунитет и пробиотики

• Иммуноглобулин А, активный связующий элемент для гомеостаза микробиоты хозяина
• Врожденные лимфоидные клетки (ILCs) и патогенные бактерии (+ видео)
• Кишечный микробиом, иммунитет и инфекционные заболевания
• Вклад комменсальной микрофлоры в иммунологический гомеостаз
• Роль микробиоты в иммунитете и воспалении (+ видео)
• Микробиота кишечника и воспаление
• ВЗК, микробиота и иммунитет слизистой оболочки
• Взаимодействие между иммунной системой и микробиотой при воспалительных заболеваниях кишечника
• Роль кишечной микробиоты и метаболитов в гомеостазе кишечника и заболеваниях человека
• Иммунопатология атеросклероза и кишечная микробиота
• Регуляция иммунного развития тимуса кишечными микробами в раннем детстве
• МикроРНК, микробиом кишечника и иммунитет (доп. информация)
• Потенциальное влияние короткоцепочечных жирных кислот на эпигенетическую регуляцию врожденной иммунной памяти
• Вирусные инфекции, микробиом и пробиотики

Литература

1. Kumar, R.; Sood, U.; Gupta, V.; Singh, M.; Scaria, J.; Lal, R. Recent advancements in the development of modern probiotics for restoring human gut microbiome dysbiosis. Indian J. Microbiol. 2020, 60, 12–25.
2. Stavrou, G.; Kotzampassi, K. Gut microbiome, surgical complications and probiotics. Ann. Gastroenterol. 2017, 30, 45–53.
3. George Kerry, R.; Patra, J.K.; Gouda, S.; Park, Y.; Shin, H.S.; Das, G. Benefaction of probiotics for human health: A review. J. Food Drug Anal. 2018, 26, 927–939.
4. Maslowski, K.M.; Mackay, C.R. Diet, gut microbiota and immune responses. Nat. Immunol. 2011, 12, 5–9.
5. Rooks, M.G.; Garrett, W.S. Gut microbiota, metabolites and host immunity. Nat. Rev. Immunol. 2016, 16, 341–352.
6. Turvey, S.E.; Broide, D.H. Innate immunity. J. Allergy Clin. Immunol. 2010, 125, S24–S32.
7. Bonilla, F.A.; Oettgen, H.C. Adaptive immunity. J. Allergy Clin. Immunol. 2010, 125, S33–S40.
8. Cullender, T.C.; Chassaing, B.; Janzon, A.; Kumar, K.; Muller, C.E.; Werner, J.J.; Angenent, L.T.; Bell, M.E.; Hay, A.G.; Peterson, D.A.; et al. Innate and adaptive immunity interact to quench microbiome flagellar motility in the gut. Cell Host Microbe 2013, 14, 571–581.
9. Waide, M.L.; Schmidt, N.W. The gut microbiome, immunity, and plasmodium severity. Curr. Opin. Microbiol. 2020, 58, 56–61.
10. Gopalakrishnan, V.; Helmink, B.A.; Spencer, C.N.; Reuben, A.; Wargo, J.A. The influence of the gut microbiome on cancer, immunity, and cancer immunotherapy. Cancer Cell 2018, 33, 570–580.
11. Santoni, M.; Miccini, F.; Battelli, N. Gut microbiota, immunity and pain. Immunol. Lett. 2021, 229, 44–47.
12. Sarosh, J. Motivala; Michael, R. Irwin. Sleep and immunity: Cytokine pathways linking sleep and health outcomes. Curr. Dir. Psychol. Sci. 2007, 16, 21–25.
13. Klein, R.S.; Hunter, C.A. Protective and pathological immunity during central nervous system infections. Immunity 2017, 46, 891–909.
14. Sanchez, B.; Delgado, S.; Blanco-Miguez, A.; Lourenco, A.; Gueimonde, M.; Margolles, A. Probiotics, gut microbiota, and their influence on host health and disease. Mol. Nutr. Food Res. 2017, 61, 1600240.
15. Rogers, G.B.; Keating, D.J.; Young, R.L.; Wong, M.L.; Licinio, J.; Wesselingh, S. From gut dysbiosis to altered brain function and mental illness: Mechanisms and pathways. Mol. Psychiatry 2016, 21, 738–748.
16. Bagarolli, R.A.; Tobar, N.; Oliveira, A.G.; Araújo, T.G.; Carvalho, B.M.; Rocha, G.Z.; Vecina, J.F.; Calisto, K.; Guadagnini, D.; Prada, P.O.; et al. Probiotics modulate gut microbiota and improve insulin sensitivity in DIO mice. J. Nutr. Biochem. 2017, 50, 16–25.
17. Li, J.; Sung, C.Y.J.; Lee, N.; Ni, Y.; Pihlajamäki, J.; Panagiotou, G.; El-Nezami, H. Probiotics modulated gut microbiota suppresses hepatocellular carcinoma growth in mice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2016, 113, E1306.
18. Yao, Y.; Cai, X.; Fei, W.; Ye, Y.; Zhao, M.; Zheng, C. The role of short-chain fatty acids in immunity, inflammation and metabolism. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2020, doi:10.1080/10408398.2020.1854675.
19. Silva, Y.P.; Bernardi, A.; Frozza, R.L. The role of short-chain fatty acids from gut microbiota in gut-brain communication. Front. Endocrinol. 2020, 11, 25.
20. Oh, B.; Kim, B.S.; Kim, J.W.; Kim, J.S.; Koh, S.J.; Kim, B.G.; Lee, K.L.; Chun, J. The effect of probiotics on gut microbiota during the helicobacter pylori eradication: randomized controlled trial. Helicobacter 2016, 21, 165–174.
21. Shadnoush, M.; Hosseini, R.S.; Khalilnezhad, A.; Navai, L.; Goudarzi, H.; Vaezjalali, M. Effects of probiotics on gut microbiota in patients with inflammatory bowel disease: a double-blind, placebo-controlled clinical trial. Korean J. Gastroenterol. 2015, 65, 215–221.
22. Bron, P.A.; Kleerebezem, M.; Brummer, R.-J.; Cani, P.D.; Mercenier, A.; MacDonald, T.T.; Garcia-Ródenas, C.L.; Wells, J.M. Can probiotics modulate human disease by impacting intestinal barrier function? Brit. J. Nutr. 2017, 117, 93–107
23. Maldonado Galdeano, C.; Cazorla, S.I.; Lemme Dumit, J.M.; Velez, E.; Perdigon, G. Beneficial effects of probiotic consumption on the immune system. Ann. Nutr. Metab. 2019, 74, 115–124.
24. Ahluwalia, B.; Magnusson, M.K.; Ohman, L. Mucosal immune system of the gastrointestinal tract: maintaining balance between the good and the bad. Scand. J. Gastroenterol. 2017, 52, 1185–1193.
25. La Fata, G.; Weber, P.; Mohajeri, M.H. Probiotics and the gut immune system: indirect regulation. Probiotics Antimicro. Prot. 2018, 10, 11–21.
26. Monteagudo-Mera, A., Rastall, R.A., Gibson, G.R., Charalampopoulos, D., and Chatzifragkou, A. Adhesion mechanisms medi- ated by probiotics and prebiotics and their potential impact on human health. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2019, 103, 6463–6472
27. Liu, Q.; Yu, Z.; Tian, F.; Zhao, J.; Zhang, H.; Zhai, Q.; Chen, W. Surface components and metabolites of probiotics for regulation of intestinal epithelial barrier. Microb. Cell Fact. 2020, 19, 23.
28. Bajaj, B.K.; Claes, I.J.J.; Lebeer, S. Functional mechanisms of probiotics. J. Microb. Biotechnol. Food Sci. 2015, 4, 321–327.
29. Ohland, C.L.; Macnaughton, W.K. Probiotic bacteria and intestinal epithelial barrier function. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver. Physiol. 2010, 298, G807–G819.
30. Mousavi Khaneghah, A.; Abhari, K.; Eş, I.; Soares, M.B.; Oliveira, R.B.A.; Hosseini, H.; Rezaei, M.; Balthazar, C.F.; Silva, R.; Cruz, A.G.; et al. Interactions between probiotics and pathogenic microorganisms in hosts and foods: a review. Trends Food Sci. Tech. 2020, 95, 205–218.
31. Iqbal, Z.; Ahmed, S.; Tabassum, N.; Bhattacharya, R.; Bose, D., Role of probiotics in prevention and treatment of enteric infec- tions: a comprehensive review. 3 Biotech 2021, 11, 242.
32. Surendran Nair, M.; Amalaradjou, M.A.; Venkitanarayanan, K. Antivirulence properties of probiotics in combating microbial pathogenesis. Adv. Appl. Microbiol. 2017, 98, 1–29.
33. Tuo, Y.; Song, X.; Song, Y.; Liu, W.; Tang, Y.; Gao, Y.; Jiang, S.; Qian, F.; Mu, G. Screening probiotics from lactobacillus strains according to their abilities to inhibit pathogen adhesion and induction of pro-inflammatory cytokine IL-8. J. Dairy. Sci. 2018, 101, 4822–4829.
34. Fang, K.; Jin, X.; Hong, S.H. Probiotic escherichia coli inhibits biofilm formation of pathogenic E. coli via extracellular activity of DegP. Sci. Rep. 2018, 8, 4939.
35. Qureshi, N.; Li, P.; Gu, Q. Probiotic therapy in helicobacter pylori infection: a potential strategy against a serious pathogen? Appl. Microbiol. Biotechnol. 2019, 103, 1573–1588.
36. Piewngam, P.; Zheng, Y.; Nguyen, T.H.; Dickey, S.W.; Joo, H.S.; Villaruz, A.E.; Glose, K.A.; Fisher, E.L.; Hunt, R.L.; Li, B.; et al. Pathogen elimination by probiotic bacillus via signalling interference. Nature 2018, 562, 532–537.
37. Hye-Ji Kang; Sin-Hyeog IM. Probiotics as an immune modulator. J. Nutr. Sci. Vitaminol. 2015, 61, S103–S105.
38. Eslami, M.; Bahar, A.; Keikha, M.; Karbalaei, M.; Kobyliak, N.M.; Yousefi, B. Probiotics function and modulation of the immune system in allergic diseases. Allergol. Immunopathol. 2020, 48, 771–788.
39. Rocha-Ramirez, L.M.; Perez-Solano, R.A.; Castanon-Alonso, S.L.; Moreno Guerrero, S.S.; Ramirez Pacheco, A.; Garcia Garibay, M.; Eslava, C. Probiotic lactobacillus strains stimulate the inflammatory response and activate human macrophages. J. Immunol. Res. 2017, 2017, 4607491.
40. Rinaldi, E.; Consonni, A.; Guidesi, E.; Elli, M.; Mantegazza, R.; Baggi, F. Gut microbiota and probiotics: novel immune system modulators in myasthenia gravis? Ann. N. Y. Acad. Sci. 2018, 1413, 49–58.
41. Frei, R.; Akdis, M.; O’Mahony, L. Prebiotics, probiotics, synbiotics, and the immune system: experimental data and clinical evidence. Curr. Opin. Gastroenterol. 2015, 31, 153–158.
42. Shi, N.; Li, N.; Duan, X.; Niu, H. Interaction between the gut microbiome and mucosal immune system. Mil. Med. Res. 2017, 4, 14.
43. Kober, M.M.; Bowe, W.P. The effect of probiotics on immune regulation, acne, and photoaging. Int. J. Womens. Dermatol. 2015, 1, 85–89.
44. Morbe, U.M.; Jorgensen, P.B.; Fenton, T.M.; von Burg, N.; Riis, L.B.; Spencer, J.; Agace, W.W. Human gut-associated lymphoid tissues (GALT); diversity, structure, and function. Mucosal. Immunol. 2021, 14, 793–802.
45. Kamada, N.; Seo, S.U.; Chen, G.Y.; Nunez, G. Role of the gut microbiota in immunity and inflammatory disease. Nat. Rev. Immunol. 2013, 13, 321–335.
46. Yoo, J.Y.; Groer, M.; Dutra, S.V.O.; Sarkar, A.; McSkimming, D.I. Gut microbiota and immune system interactions. Microorgan- isms 2020, 8, 1587.
47. Wu, H.J.; Wu, E. The role of gut microbiota in immune homeostasis and autoimmunity. Gut Microbes 2012, 3, 4–14.
48. Sylvia, K.E.; Demas, G.E. A gut feeling: microbiome-brain-immune interactions modulate social and affective behaviors. Horm. Behav. 2018, 99, 41–49.
49. Kennedy, E.A.; King, K.Y.; Baldridge, M.T. Mouse microbiota models: comparing germ-free mice and antibiotics treatment as tools for modifying gut bacteria. Front. Physiol. 2018, 9, 1534.
50. Lamouse-Smith, E.S.; Tzeng, A.; Starnbach, M.N. The intestinal flora is required to support antibody responses to systemic immunization in infant and germ free mice. PLoS ONE 2011, 6, e27662.
51. Fujimura, K.E.; Lynch, S.V. Microbiota in allergy and asthma and the emerging relationship with the gut microbiome. Cell Host Microbe 2015, 17, 592–602.
52. Sicherer, S.H.; Sampson, H.A. Food allergy. J. Allergy Clin. Immunol. 2010, 125, S116-125.
53. Bunyavanich, S. Food allergy: could the gut microbiota hold the key? Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2019, 16, 201–202.
54. Nance, C.L.; Deniskin, R.; Diaz, V.C.; Paul, M.; Anvari, S.; Anagnostou, A. The role of the microbiome in food allergy: A review. Children 2020, 7, 50.
55. Zhao, W.; Ho, H.E.; Bunyavanich, S. The gut microbiome in food allergy. Ann. Allergy. Asthma. Immunol. 2019, 122, 276–282.
56. West, C.E.; Jenmalm, M.C.; Prescott, S.L. The gut microbiota and its role in the development of allergic disease: A wider per- spective. Clin. Exp. Allergy 2015, 45, 43–53.
57. Polkowska-Pruszynska, B.; Gerkowicz, A.; Krasowska, D. The gut microbiome alterations in allergic and inflammatory skin diseases - an update. J. Eur. Acad. Dermatol. Venereol. 2020, 34, 455–464.
58. Riiser, A. The human microbiome, asthma, and allergy. Allergy Asthma Clin. Immunol. 2015, 11, 35.
59. Fazlollahi, M.; Chun, Y.; Grishin, A.; Wood, R.A.; Burks, A.W.; Dawson, P.; Jones, S.M.; Leung, D.Y.M.; Sampson, H.A.; Sicherer, S.H.; et al. Early-life gut microbiome and egg allergy. Allergy 2018, 73, 1515–1524.
60. McKenzie, C.; Tan, J.; Macia, L.; Mackay, C.R. The nutrition-gut microbiome-physiology axis and allergic diseases. Immunol. Rev. 2017, 278, 277–295.
61. Prince, B.T.; Mandel, M.J.; Nadeau, K.; Singh, A.M. Gut microbiome and the development of food allergy and allergic disease. Pediatr. Clin. North Am. 2015, 62, 1479–1492.
62. Helmink, B.A.; Khan, M.A.W.; Hermann, A.; Gopalakrishnan, V.; Wargo, J.A. The microbiome, cancer, and cancer therapy. Nat. Med. 2019, 25, 377–388.
63. Peterson, S.N.; Bradley, L.M.; Ronai, Z.A. The gut microbiome: an unexpected player in cancer immunity. Curr. Opin. Neurobiol. 2020, 62, 48–52.
64. Dahmus, J.D.; Kotler, D.L.; Kastenberg, D.M.; Kistler, C.A. The gut microbiome and colorectal cancer: A review of bacterial pathogenesis. J. Gastrointest. Oncol. 2018, 9, 769–777.
65. Sanchez-Alcoholado, L.; Ramos-Molina, B.; Otero, A.; Laborda-Illanes, A.; Ordonez, R.; Medina, J.A.; Gomez-Millan, J.; Queipo- Ortuno, M.I. The role of the gut microbiome in colorectal cancer development and therapy response. Cancers 2020, 12, 1406.
66. Wieczorska, K.; Stolarek, M.; Stec, R. The role of the gut microbiome in colorectal cancer: Where are we? Where are we going? Clin. Colorectal. Cancer 2020, 19, 5–12.
67. Ahn, J.; Sinha, R.; Pei, Z.; Dominianni, C.; Wu, J.; Shi, J.; Goedert, J.J.; Hayes, R.B.; Yang, L. Human gut microbiome and risk for colorectal cancer. J. Natl. Cancer Inst. 2013, 105, 1907–1911.
68. Li, W.; Deng, Y.; Chu, Q.; Zhang, P. Gut microbiome and cancer immunotherapy. Cancer Lett. 2019, 447, 41–47.
69. Williams, N.T. Probiotics. Am. J. Health Syst. Phar. 2010, 67, 449–458.
70. Hori, T.; Matsuda, K.; Oishi, K. Probiotics: A dietary factor to modulate the gut microbiome, host immune system, and gut- brain interaction. Microorganisms 2020, 8, 1401.
71. Osadchiy, V.; Martin, C.R.; Mayer, E.A. The gut-brain axis and the microbiome: mechanisms and clinical implications. Clin. Gastroenterol. Hepatol. 2019, 17, 322–332.
72. Morkl, S.; Butler, M.I.; Holl, A.; Cryan, J.F.; Dinan, T.G. Probiotics and the microbiota-gut-brain axis: Focus on psychiatry. Curr. Nutr. Rep. 2020, 9, 171–182.
73. Kim, N.; Yun, M.; Oh, Y.J.; Choi, H.J. Mind-altering with the gut: Modulation of the gut-brain axis with probiotics. J. Microbiol. 2018, 56, 172–182.
74. Peirce, J.M.; Alvina, K. The role of inflammation and the gut microbiome in depression and anxiety. J. Neurosci. Res. 2019, 97, 1223–1241.
75. Haapakoski, R.; Ebmeier, K.P.; Alenius, H.; Kivimaki, M. Innate and adaptive immunity in the development of depression: An update on current knowledge and technological advances. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry 2016, 66, 63–72.
76. Anisman, H. Stress, immunity, cytokines and depression. Acta Neuropsychiatr. 2002, 14, 251–261.
77. Aoun, A.; Darwish, F.; Hamod, N. The influence of the gut microbiome on obesity in adults and the role of probiotics, prebiotics, and synbiotics for weight loss. Prev. Nutr. Food Sci. 2020, 25, 113–123.
78. Zhi, C.; Huang, J.; Wang, J.; Cao, H.; Bai, Y.; Guo, J.; Su, Z. Connection between gut microbiome and the development of obesity. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 2019, 38, 1987–1998.
79. Leong, K.S.W.; Derraik, J.G.B.; Hofman, P.L.; Cutfield, W.S. Antibiotics, gut microbiome and obesity. Clin. Endocrinol. 2018, 88, 185–200.
80. McLaughlin, T.; Ackerman, S.E.; Shen, L.; Engleman, E. Role of innate and adaptive immunity in obesity-associated metabolic disease. J. Clin. Invest. 2017, 127, 5–13.
81. Davis, C.D. The gut microbiome and its role in obesity. Nutr. Today 2016, 51, 167–174.
82. Bianchi, F.; Duque, A.; Saad, S.M.I.; Sivieri, K. Gut microbiome approaches to treat obesity in humans. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2019, 103, 1081–1094.
83. John, G.K.; Mullin, G.E. The gut microbiome and obesity. Curr. Oncol. Rep. 2016, 18, 45.
84. Opp, M.R.; Krueger, J.M. Sleep and immunity: A growing field with clinical impact. Brain Behav. Immun. 2015, 47, 1–3.
85. Almeida, C.M.; Malheiro, A. Sleep, immunity and shift workers: A review. Sleep Sci. 2016, 9, 164–168.
86. Irwin, M.R.; Opp, M.R. Sleep health: Reciprocal regulation of sleep and innate immunity. Neuropsychopharmacology 2017, 42, 129–155.
87. Besedovsky, L.; Lange, T.; Born, J. Sleep and immune function. Pflugers. Arch. 2012, 463, 121–137.
88. Prather, A.A. Sleep, stress, and immunity. Sleep Health 2019, doi: 10.1016/B978-0-12-815373-4.00024-1.
89. Benedict, C.; Brytting, M.; Markström, A.; Broman, J.; Schiöth, H.B. Acute sleep deprivation has no lasting effects on the human antibody titer response following a novel influenza a H1N1 virus vaccination. Bmc Immunol. 2012, 13, 1–5.
90. Smith, R.P.; Easson, C.; Lyle, S.M.; Kapoor, R.; Donnelly, C.P.; Davidson, E.J.; Parikh, E.; Lopez, J.V.; Tartar, J.L. Gut microbiome diversity is associated with sleep physiology in humans. PLoS ONE 2019, 14, e0222394.
91. Zhang, S.L.; Bai, L.; Goel, N.; Bailey, A.; Jang, C.J.; Bushman, F.D.; Meerlo, P.; Dinges, D.F.; Sehgal, A. Human and rat gut microbiome composition is maintained following sleep restriction. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2017, 114, E1564–E1571.
92. Takada, M.; Nishida, K.; Gondo, Y.; Kikuchi-Hayakawa, H.; Ishikawa, H.; Suda, K.; Kawai, M.; Hoshi, R.; Kuwano, Y.; Miyazaki, K.; et al. Beneficial effects of lactobacillus casei strain shirota on academic stress-induced sleep disturbance in healthy adults: A double-blind, randomised, placebo-controlled trial. Benef. Microbes 2017, 8, 153–162.
93. Lee, S.Y.; Lee, E.; Park, Y.M.; Hong, S.J. Microbiome in the gut-skin axis in atopic dermatitis. Allergy Asthma. Immunol. Res. 2018, 10, 354–362.
94. Salem, I.; Ramser, A.; Isham, N.; Ghannoum, M.A. The gut microbiome as a major regulator of the gut-skin axis. Front. Microbiol. 2018, 9, 1459.
95. Lunjani, N.; Hlela, C.; O’Mahony, L. Microbiome and skin biology. Curr. Opin. Allergy Clin. Immunol. 2019, 19, 328–333.
96. Goodarzi, A.; Mozafarpoor, S.; Bodaghabadi, M.; Mohamadi, M. The potential of probiotics for treating acne vulgaris: A review of literature on acne and microbiota. Dermatol. Ther. 2020, 33, 13279.
97. Mottin, V.H.M.; Suyenaga, E.S. An approach on the potential use of probiotics in the treatment of skin conditions: Acne and atopic dermatitis. Int. J. Dermatol. 2018, 57, 1425–1432.
98. Ellis, S.R.; Nguyen, M.; Vaughn, A.R.; Notay, M.; Burney, W.A.; Sandhu, S.; Sivamani, R.K. The skin and gut microbiome and its role in common dermatologic conditions. Microorganisms 2019, 7, 550.
99. Mann, E.A.; Bae, E.; Kostyuchek, D.; Chung, H.J.; McGee, J.S. The gut microbiome: Human health and inflammatory skin dis- eases. Ann. Dermatol. 2020, 32, 265–272.
100. Hidalgo-Cantabrana, C.; Gomez, J.; Delgado, S.; Requena-Lopez, S.; Queiro-Silva, R.; Margolles, A.; Coto, E.; Sanchez, B.; Coto- Segura, P. Gut microbiota dysbiosis in a cohort of patients with psoriasis. Br. J. Dermatol. 2019, 181, 1287–1295.
101. Myers, B.; Brownstone, N.; Reddy, V.; Chan, S.; Thibodeaux, Q.; Truong, A.; Bhutani, T.; Chang, H.W.; Liao, W. The gut micro- biome in psoriasis and psoriatic arthritis. Best Pract. Res. Clin. Rheumatol. 2019, 33, 101494.
102. Yan, D.; Issa, N.; Afifi, L.; Jeon, C.; Chang, H.W.; Liao, W. The role of the skin and gut microbiome in psoriatic disease. Curr. Dermatol. Rep. 2017, 6, 94–103.
103. Sikora, M.; Stec, A.; Chrabaszcz, M.; Knot, A.; Waskiel-Burnat, A.; Rakowska, A.; Olszewska, M.; Rudnicka, L. Gut microbiome in psoriasis: an updated review. Pathogens 2020, 9, 463.
104. Atabati, H.; Esmaeili, S.A.; Saburi, E.; Akhlaghi, M.; Raoofi, A.; Rezaei, N.; Momtazi-Borojeni, A.A. Probiotics with ameliorating effects on the severity of skin inflammation in psoriasis: evidence from experimental and clinical studies. J. Cell Physiol. 2020, 235, 8925–8937.
105. Pandey, G.; Pandey, A.K.; Pandey, S.S.; Pandey, B.L. Microbiota in immune pathogenesis and the prospects for pre and probiotic dietetics in psoriasis. Biomed. Res. J. 2018, 220, 220–232.

Будьте здоровы!