Коротко и по делу — роль, механизмы взаимодействия и последствия дисбиоза.
1) Роль микробиома в поддержании иммунитета
- Барьерная защита: нормальная флора стимулирует выработку слизи, пептидов (AMP) и секреторного IgA, поддерживает целостность эпителия.
- Обучение иммунной системы: микробы формируют баланс регуляторных (Treg) и провоспалительных (Th17) популяций, важный для толерантности к антигенам.
- Колонизационная резистентность: собственная микрофлора препятствует росту патогенов (конкуренция за ниши и нутриенты, производство антимикробных веществ).
- Молекулярная сигнализация: микробные молекулы (MAMPs — LPS, пептидогликан, флагелин) активируют PRR (TLR, NLR) -> MyD88/NF-κB и др., что регулирует врождённый иммунитет и воспаление.
2) Роль в метаболизме
- Брожение неперевариваемых углеводов в короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA: ацетат, пропионат, бутират), которые:
- служат топливом для колоноцитов (бутират),
- действуют как сигнальные молекулы через GPCR (GPR41/43),
- ингибируют HDAC, влияя на экспрессию генов и иммунные ответы.
- Синтез витаминов (вит. K, часть витаминов группы B), метаболизм желчных кислот (первичные -> вторичные) с регуляцией FXR/TGR5, что влияет на липидный и углеводный обмен.
- Влияние на гормоны кишечника (GLP‑1, PYY) и энергетическую эффективность переработки пищи (вклад в «энергетический урожай»).
3) Конкретные механизмы взаимодействия с хозяином
- Метаболиты (SCFA, производные триптофана, вторичные желчные кислоты) действуют как лиганды рецепторов (GPR, AhR, FXR) и модифицируют иммунную толерантность и эпителий.
- Прямые контакты бактерия–эпителиоцит и микробы, продуцирующие бактериальные экзополимеры/токсины, изменяют проницаемость (tight junctions).
- Влияние на сигнальные пути иммунных клеток через PRR (TLR‑MyD88) и внутриклеточные сенсоры (NOD2 — ассоциация с болезнью Крона).
4) Последствия дисбиоза для здоровья
- Повышенная проницаемость кишечника («leaky gut») и транслокация LPS → системное низкоуровневое воспаление.
- Риск воспалительных заболеваний кишечника (IBD), ассоциированные мутации в NOD2 и дисбиоз.
- Метаболические нарушения: ожирение, инсулинорезистентность, неалкогольная жировая болезнь печени — через снижение SCFA, изменение желчных кислот и хроническое воспаление.
- Инфекции: потеря колонизационной резистентности способствует C. difficile и другим патогенам.
- Аутоиммунные и атопические состояния, аллергии — нарушение ранней колонизации (первые $\sim 1000$ дней жизни критичны).
- Онкогенез (например, колоректальный рак) — определённые микробные профили и метаболиты могут способствовать опухолеобразованию.
- Нейропсихиатрические связи (gut–brain axis): влияние через метаболиты, иммунные медиаторы и вагусный нерв.
5) Клинические и практические замечания
- Вмешательства: диета с высоким содержанием клетчатки, пребиотики, целевые пробиотики, фекальная микробиота‑терапия (FMT) в ряде показаний, аккуратное использование антибиотиков.
- Персонализированный подход важен: микробиом очень индивидуален (метагеном содержит в сотни раз больше генов, чем человеческий; оценки порядка $\sim 150\times$ больше генетической информации).
Ключевая мысль: здоровый микробиом — фактор обеих систем (иммунной и метаболической), действует через метаболиты и сигналинг; дисбиоз нарушает барьер, повышает воспаление и способствует широкому спектру заболеваний.