Застосування пробіотиків у наш час
Пробіотики, згідно з визначенням британського науковця Р. Фуллера (R. Fuller), це жива мікробна харчова добавка, яка позитивно впливає на господаря, а саме покращує мікробний баланс шлунково-кишкового тракту. Кишечник містить складну та динамічну мікробну екосистему з високою щільністю бактерій, загальна кількість яких у 10 раз перевищує кількість еукаріотичних клітин в організмі людини.
Мікробна маса шлунка невелика внаслідок підвищеної кислотності шлункового соку та частої перистальтики шлунково-кишкового тракту. Шлунковий сік вбиває як пробіотичні бактерії, так і бактерії-коменсали. Таким чином, застосування пробіотичних засобів при захворюваннях шлунка або проксимального відділу тонкої кишки історично вважалося недоцільним. Однак у доповіді консенсусу Маастрихт 2-2000 (Maastricht 2-2000 Consensus Report) вперше була зазначена можлива роль пробіотичних штамів бактерій у лікуванні пацієнтів з інфекцією Helicobacter pylori (H. pylori), оскільки результати кількох досліджень свідчать, що деякі бактерії чинять інгібуючу дію на штами H. pylori in vitroта in vivo. Але навіть на сьогодні застосування пробіотичних засобів для лікування пацієнтів із захворюваннями верхніх відділів шлунково-кишкового тракту (стравохід, шлунок, дванадцятипала кишка) обмежене.
Науковці зі Школи медицини Токайського університету (Tokai University School of Medicine), Японія, провели аналіз результатів декількох досліджень та розглянули перспективи застосування пробіотиків для лікування пацієнтів із захворюваннями верхніх відділів шлунково-кишкового тракту. Висновки опубліковані в журналі «BMJ Open Gastroenterology» у серпні 2019 р.
Дослідження мікробіоти шлунка
У 2006 р. американські вчені провели аналіз гена 16S рибосомної рибонуклеїнової кислоти (рРНК) та ідентифікували 128 бактеріальних філотипів. Китайські вчені також проаналізували ген 16S рРНК та виявили 133 філотипів бактерій. В обох цих дослідженнях результати були дуже схожими, хоча у них брали участь популяції, що належать до різних рас. Згідно з результатами цих досліджень, виявлено поширення бактерій роду Streptococcus та Prevotella, які становили приблизно половину загальної кількості виявлених бактерій. Крім того, мікроорганізми роду Neisseria і Rothia були також включені в п’ятірку найпоширеніших бактерій відповідно до результатів досліджень. Схожість у бактеріальному складі між внутрішньошлунковими субпопуляціями мікробіоти дозволяє припустити, що бактерії з просвіту шлунка колонізують слизову оболонку, а бактерії зі слизової оболонки повертаються у просвіт органа.
Різниця у колоніях бактерій шлункового соку, слини та фекалій
Японські науковці провели дослідження, в якому взяли участь 45 осіб, в тому числі 18 пацієнтів, які застосовували інгібітори протонної помпи (ІПП). Вчені порівняли колонії бактерій ротової порожнини, шлунка і товстої кишки. Середня кількість бактерій, що визначалася за допомогою полімеразної ланцюгової реакції у режимі реального часу, була різною в слині, у шлунковому соку та фекаліях. Це означає, що загальна кількість бактерій чутлива до різних факторів середовища, таких як рН, концентрація кисню та наявність поживних речовин.
Аналіз родової належності бактерій також показав високу подібність між мікробіотою слини та шлункового соку. Згідно з результатами аналізу, найпоширенішими бактеріями є мікроорганізми роду Streptococcus, Prevotella, Neisseria, Rothia і Veillonella у слині та Streptococcus, Prevotella, Actinomyces, Neisseria, Rothia — у шлунковому соку. Цей результат свідчить про те, що більша частина мікробіоти шлункового соку походить із порожнини рота, можливо, через проковтування слини та їжі. Зазначимо, що ці результати помітно відрізнялися від висновків щодо аналізу фекальної мікробіоти, де п’ятьма найпоширенішими мікроорганізмами були бактерії роду Bifidobacterium, Bacteroides, Ruminococcus, Faecalibacterium та Clostridium.
Вплив шлункового соку на мікробіоту шлунка
Шлунок є агресивним середовищем для багатьох мікроорганізмів, оскільки кислота шлункового соку вбиває велику кількість мікробів. Пікова кислотність шлункового соку становить 1–2 рН, що цілком обґрунтовано, адже основна фізіологічна роль кислоти шлункового соку полягає у знищенні екзогенних патогенних бактерій, які потрапляють у шлунково-кишковий тракт із ротової порожнини.
Від 1970-х років високоефективні антацидні препарати, такі як блокатори Н2-гістамінових рецепторів та ІПП, широко застосовують у всьому світі для лікування пацієнтів із захворюваннями шлунково-кишкового тракту, що спричинені надмірним виділенням шлункового соку. Ці препарати, особливо ІПП, настільки ефективні у пригніченні секреції шлункового соку, що значення рН у багатьох пацієнтів досягає майже нейтрального рівня (приблизно 7,0). Проте у відповідь на такий рівень кислотності кількість живих бактерій у шлунковому соку різко зростає. Ці результати підтверджують уявлення про те, що шлунок є потенційним місцем, яке може бути заселене різними видами бактерій, але кислота шлункового соку інгібує колонізацію бактерій.
Біологічна роль облігатної мікробіоти шлунка
При застосуванні культуральних методів дослідження кількість виявлених облігатних бактерій шлунка дуже мала. Однак, відповідно до результатів недавніх досліджень, мікробіота шлунка мишей складалася переважно з бактерій роду Lactobacillus. Вважається, що рівень кислотності в шлунку мишей нижчий (рН 4–5), ніж у людей, що дозволяє бактеріям роду Lactobacillus колонізувати шлунок. Вчені досліджували біологічну роль бактерій роду Lactobacillus у порожнині шлунка мишей і виявили, що у заселеному ними шлунку гнотобіотичної миші виявлено знижений рівень експресії гена гастрину, який переважно виробляється в G-клітинах антрального відділу шлунка та стимулює секрецію шлункової кислоти парієтальними клітинами. Крім того, у мишей відзначали підвищення рівня експресії генів, пов’язаних із розвитком м’язового шару і моторики шлунка. Слабка чи аномальна моторика шлунка внаслідок недостатнього розвитку м’язового шару може призвести до порушення спорожнення шлунка, як це трапляється при функціональній диспепсії. А це свідчить про те, що облігатна мікробіота шлунка, яка включає як бактерії роду Lactobacillus, так і H. pylori, істотно впливає на регуляцію секреції шлункової кислоти та моторику шлунка.
Розробка штаму бактерій роду Lactobacillus для пригнічення бактерій H. pylori
Щоб створити модель господаря, інфікованого бактерією H. pylori, вчені з Японії наприкінці 1990-х років спробували заразити мишей бактерією H. pylori. Однак успішне зараження було отримано тільки тоді, коли миші знаходились у стерильному середовищі. Науковці виявили, що гнотобіотичні миші, які мали бактерії роду Lactobacillus у шлунку не заразилися бактерією H. pylori,а гнотобіотичні миші, шлунок яких колонізували бактерії Enterococcus faecalis або Staphylococcus aureus, заразилися бактерією H. pylori. Ці результати дозволили припустити, що рід Lactobacillus володіє більш сильною здатністю інгібувати інфекцію H. pylori у шлунку, ніж інші мікроорганізми, тому рід Lactobacillus може бути рекомендований для застосування як пробіотичного штаму у пацієнтів, інфікованих бактерією H. pylori.
Ерадикація H. pylori не завжди запобігає розвитку раку шлунка
Інфікування слизової оболонки шлунка бактерією H. pylori прогресує від стадії хронічного гастриту, атрофії та кишкової метаплазії до розвитку карциноми. Однак ерадикація H. pylori не завжди запобігає розвитку раку шлунка у пацієнтів, у яких вже діагностували патологічні зміни слизової оболонки шлунка. Нещодавно дослідники з Португалії провели аналіз, який виявив, що мікробіота шлунка пацієнта з карциномою характеризується зменшеним мікробним різноманіттям, зменшеною кількістю бактерій H. pylori та збагаченням кишковими бактеріями — коменсалами. Це дозволяє припустити, що зміна складу мікробіоти шлунка може мати значний вплив на розвиток онкологічних захворювань шлунка, хоча інфекція H. pylori відіграє вирішальну роль у виникненні карциноми шлунка.
Роль мікробіоти шлунка у виникненні функціональних розладів
Функціональна диспепсія поширена в усьому світі й пов’язана з виникненням рецидивуючих симптомів, які складаються з постпрандіального дистрес-синдрому і/або епігастрального больового синдрому. В той час як причина виникнення функціональної диспепсії залишається неуточненою, вчені припускають, що порушення моторики шлунка, а саме уповільнене спорожнення шлунка, порушення акомодації після їжі та вісцеральна гіперчутливість є найважливішими механізмами, які лежать в основі розвитку цього розладу.
Антимікробна терапія, спрямована на ерадикацію бактерій H. pylori, виявляється ефективною при лікуванні деяких пацієнтів із симптомами функціональної диспепсії, тому поліпшення стану пацієнтів після лікування може бути не пов’язаним з ерадікацією бактерій H. pylori, а бути спричинене дією антимікробних препаратів на інші види бактерій. Нещодавні результати одного з досліджень повідомили, що застосування деяких антимікробних препаратів пацієнтами з функціональною диспепсією приводило до полегшення симптомів постпрандіального дистрес-синдрому, що може підтверджувати думку про вплив дисбактеріозу на розвиток функціональної диспепсії. Оскільки корекція дисбіотичних порушень є одним із домінуючих ефектів пробіотичних засобів, поліпшення стану інфікованих бактерією H. pylori пацієнтів із симптомами, подібними до функціональної диспепсії, може бути пов’язано зі зміною складу колоній бактерій у шлунку.
Вплив шлункових бактерій на кишкову мікробіоту
На відміну від кишкової мікробіоти, роль шлункової мікробіоти на сьогодні досі ігнорується, оскільки загальна кількість бактерій у шлунку вважається занадто малою, щоб чинити істотний вплив на шлунок та проксимальний відділ кишечнику. Вчені підкреслили, що необхідно повністю зрозуміти вплив мікробіоти шлунка, тому що у світі кількість людей, які постійно приймають антацидні препарати, останнім часом значно збільшується. У цих пацієнтів збільшується мікробна маса шлунка, після чого значна частина шлункових бактерій мігрує у кишечник. Тому залишається нез’ясованим, який вплив шлункові бактерії чинять на кишкову мікробіоту та господаря в цілому.
- Koga Y., Ohtsu T., Kimura K., Asami Y. (2019) Probiotic L. gasseristrain (LG21) for the upper gastrointestinal tract acting through improvement of indigenous microbiota. BMJ Open Gastroenterol., 6: e000314.
