Как пробиотики влияют на иммунитет

В настоящее время проблема нарушений иммунного ответа организма человека выходит на одно из первых мест среди вопросов здравоохранения. Возможности активного влияния на иммунитет в современном мире не позволили снизить заболеваемость острой инфекционной патологией среди детского населения. Педиатры отмечают высокую частоту случаев респираторных и кишечных инфекций, достигающую 8 и более эпизодов в год у многих детей различного возраста [1, 2]. Среди школьников старших классов, студентов и взрослых нередко отмечается самолечение, что существенно снижает данные официальной статистики. У большинства пациентов регистрируются легкие и среднетяжелые формы, но нередки и случаи тяжелого течения, в том числе и с летальными исходами, особенно при гриппе среди больных с признаками нарушенного иммунного ответа [3, 4].

Наряду с этим в настоящее время отмечается рост числа случаев аутоиммунной патологии, которая зачастую имеет непосредственную связь с перенесенной или персистирующей инфекцией [5, 6]. Неадекватная реакция иммунной системы становится причиной старта и прогрессирования заболеваний. Вариантом нежелательного ответа иммунитета можно считать аллергические реакции, также часто регистрирующиеся сегодня среди населения различного возраста.

Одной из важных причин модификации спектра и активности патологии следует рассматривать изменение условий жизни современного человека: повышение уровня загрязненности воздуха, возможность резкой смены климатических условий, стрессы, употребление большого количества консервантов, антисептиков и антибиотиков с пищей, низкое содержание в ней витаминов и пробиотических культур. Много сотен лет человечество активно употребляло продукты кисломолочного брожения: простоквашу, айран, кумыс, квашеную капусту, моченые яблоки и другие — в зависимости от национальных предпочтений и климатических возможностей. Эти компоненты длительно формировали микрофлору и метаболизм организма человека, принимая участие в функционировании различных органов и систем, в первую очередь пищеварительной и иммунной. Однако в настоящее время большинству городского населения такое питание стало недоступно.

На сегодняшний день роль микрофлоры для организма человека общепризнана. В ходе проведенных российских и зарубежных исследований и клинических наблюдений было показано, что микробиом следует рассматривать как отдельную систему, определяющую процессы жизнедеятельности организма и модулирующую функциональное состояние других органов и тканей [7]. Изучение свойств бактерий, присутствующих на слизистых оболочках здорового человека, показало их непосредственное влияние на формирование иммунного ответа [8, 9].

Исследования показали, что пробиотические штаммы обеспечивают резистентность организма человека за счет взаимосвязанного ряда механизмов. Первой линией можно рассматривать основные продукты метаболизма лакто- и бифидобактерий: уксусную и молочную кислоты. Они регулируют водно-солевой и кислотно-щелочной баланс, препятствуют адгезии патогенных и условно-патогенных бактерий, создают оптимальные условия для роста популяции и активности нормальной флоры [10, 11].

Помимо этого, пробиотики продуцируют бактериоцины — вещества белковой природы, непосредственно угнетающие развитие других микроорганизмов [12]. Их действие реализуется за счет деградации пептидогликана клеточной стенки, подавления синтеза белков, ДНК или РНК, индукции автолиза патогенных или условно-патогенных бактерий и грибов.

Еще одним активным продуктом жизнедеятельности нормальной микрофлоры человека являются полисахариды (экзополисахариды), которые подавляют развитие условно-патогенных и патогенных микроорганизмов, тем самым обеспечивая колонизационную резистентность, регулируют фагоцитарную активность макрофагов и продукцию провоспалительных цитокинов, способствуют росту бифидо- и лактобактерий [13–16].

На сегодняшний день хорошо известно, что пробиотики активно участвуют в расщеплении белков, жиров, углеводов, всасывании и синтезе витаминов, усвоении макро- и микроэлементов, необходимых для нормального функционирования иммунной системы. Поэтому очевидно, что дефицит основных компонентов нормофлоры будет закономерно сопровождаться снижением активности иммунного ответа.

Исследования показали, что пробиотические штаммы способны оказывать активизирующее и модулирующее воздействие на иммунокомпетентные клетки, что обеспечивает защиту как против острых кишечных инфекций, так и против инфекций респираторного тракта [17]. D. Paineau и соавт. подтвердили, что употребление пробиотиков в количестве 2 × 1010 КОЕ в сутки у здоровых добровольцев ускоряет выработку иммуноглобулина IgG и повышает его концентрацию в ответ на введение оральной вакцины против холеры, по сравнению с группой, получавшей плацебо [18].

По данным R. Hemalatha и соавт., частота случаев диареи среди детей дошкольного возраста (2–5 лет), получавших в течение 9 месяцев Lactobacillus paracasei LPC-37 или Bifidobacterium lactis HN019, была достоверно ниже: 11,7% и 8,4% соответственно по сравнению с 16,9% у принимавших плацебо. Эпизоды лихорадки также были реже на фоне приема лактобактерий — 7% и бифидобактерий — 7,3%, в то время как в группе сравнения, не получавшей пробиотиков, — 11,5% [19]. По данным лабораторных анализов, содержание фекального IgA и сывороточного ИЛ-8 было значительно ниже среди участников, получавших Bifidobacterium lactis, по сравнению с детьми, принимавшими плацебо.

Исследование G. Leyer и соавт. показало, что прием детьми Lactobacillus acidophilus NCFM или Lactobacillus acidophilus NCFM в комбинации с Bifidobacterium lactis Bi-07 дважды в день в течение 6 месяцев снижает частоту возникновения лихорадки на 53,0% и 72,7% соответственно, кашля — на 41,4% и 62,1%, насморка — на 28,2% и 58,8%. Применение пробиотиков в течение 6 месяцев приводило к снижению частоты острых респираторных заболеваний на 68,4% для одного штамма и на 84,2% для двух [20].

Добавление к питанию пожилых людей в течение 4 недель сыра, обогащенного Lactobacillus rhamnosus HN001 или Lactobacillus acidophilus NCFM, в исследовании F. Ibrahim и соавт. показало, что прием пробиотиков увеличивает активность фагоцитоза и количества NK-клеток [21]. Улучшение фагоцитарной активности моноцитов и гранулоцитов при применении бифидобактерий было показано и в исследовании S. Maneerat с соавт. [22].

Другие работы подтвердили, что лактобактерии активизируют макрофаги, модулируют синтез интерферонов, иммуноглобулинов и цитокинов [23–26].

Большое количество исследований было посвящено изучению влияния на частоту острых респираторных и кишечных инфекций Lactobacillus reuteri. Было показано, что прием этой разновидности полезных бактерий снижал заболеваемость до 10,6% по сравнению с 26,4% среди получавших плацебо. При этом число дней нетрудоспособности уменьшилось до 0,4% на фоне приема пробиотика, тогда как в группе сравнения эта цифра составила 0,9% [27].

Детальное исследование свойств Lactobacillus reuteri позволило сделать вывод о продукции этой бактерией особого антимикробного вещества — реутерина, который, по-видимому, индуцирует окислительный стресс — дисбаланс между продукцией активного кислорода и способностью микроорганизма связывать промежуточные токсичные молекулы, что приводит к ингибированию патогена и последующей гибели [28]. Было показано активное действие этих лактобактерий против листерий, кампилобактера, клостридий, стафилококков, стрептококков, шигелл, сальмонелл, хеликобактера и других возбудителей [29]. Lactobacillus reuteri ингибируют адгезию как бактерий, так и вирусов, к эпителиальным клеткам в результате модуляции продукции секреторного иммуноглобулина А и Т-хелперов, нейтрализуют вырабатываемые патогенами токсины [30]. Т-лимфоциты (CD4+) координируют иммунный ответ на различные инфекционные агенты, активируют другие иммунокомпетентные клетки, способствуют адекватной выработке цитокинов. Активированные Т-клетки способствуют элиминации патогенных бактерий и инфицированных вирусами клеток. Помимо этого, прием Lactobacillus reuteri способствует увеличению количества B-лимфоцитов (CD20+), являющихся продуцентом иммуноглобулинов.

Выраженными антимикробными и иммуномодулирующими свойствами обладает и Lactobacillus plantarum, которая встречается в норме в слюне, в толстой кишке и других органах человека, способствует пищеварению, является компонентом натурального кисломолочного брожения. Способность Lactobacillus plantarum противодействовать патогенной флоре была также подтверждена в проведенных исследованиях [31].

Таким образом, на сегодняшний день не вызывает сомнений многокомпонентное положительное влияние на функционирование иммунной системы лакто- и бифидобактерий. Очевидно, что сформировавшаяся за много лет потребность в пробиотических штаммах организма человека в настоящее время значительно превышает поступление с продуктами питания, что обуславливает высокую восприимчивость большинства населения к инфекционным заболеваниям. Высокая частота эпизодов острых респираторных и кишечных инфекций должна рассматриваться как показание для назначения пробиотиков. Предпочтение должно отдаваться хорошо известным и изученным штаммам.

Среди большого числа различных пробиотических составов наиболее безопасными и исследованными следует считать монокомпонентные, содержащие Lactobacillus reuteri Protectis: БиоГая (биологически активная добавка) капли для детей с рождения и БиоГая таблетки для детей с 3 лет. В большинстве случаев для профилактики повторных эпизодов острых инфекционных заболеваний достаточно одноразового приема в рекомендуемой дозе: 5 капель или 1 таблетка, содержащей 100 миллионов живых микроорганизмов. Увеличение суточной дозы может быть необходимо при признаках серьезных дисбиотических нарушений: например, при антибиотик-ассоциированной диарее, кандидозе.

При выраженных признаках дефицита лакто- и бифидобактерий у часто болеющих детей и взрослых, обычно сопровождающихся нарушениями пищеварительной функции, первым средством выбора будут комплексные составы с повышенным содержанием живых бактерий. Среди них можно рекомендовать Флувир (биологически активная добавка), содержащий Lactobacillus plantarum LP01, Lactobacillus plantarum LP02, Lactobacillus rhamnosus LP04, Lactobacillus rhamnosus LP05, Bifidobacterium lactis BS01 и пребиотик — фруктоолигосахариды, что позволяет относить его к синбиотикам. Пребиотический компонент в этом составе содержит молекулу, состоящую из глюкозы и 2–4 мономеров фруктозы, которая способствует развитию нормофлоры, но при этом подавляет рост патогенных микроорганизмов. Состав разрешен для применения с первого месяца жизни. В 1 дозе (1 саше) содержится 15 млрд пробиотических бактерий.

Длительность профилактического курса, как правило, должна составлять 4 недели, а при необходимости — дольше.

Выводы

Пробиотические штаммы принимают участие в формировании иммунного ответа и резистентности организма человека к распространенным острым респираторным и кишечным инфекциям. Дефицит лакто- и бифидобактерий у населения способствует росту числа эпизодов инфекционных заболеваний. Профилактический прием составов, содержащих изученные пробиотики или, при необходимости, поликомпонентные синбиотические комплексы, способствует адекватному функционированию иммунной системы, снижению сезонной заболеваемости у детей и взрослых.

Литература

1. Романцов М. Г., Мельникова И. Ю., Ершов Ф. И. Респираторные заболевания у часто болеющих детей: руководство для врачей / Под ред. Ершова Ф. И. М.: Гэотар-Медиа, 2015. 160 с.
2. Миндлина А. Я. Заболеваемость кишечными инфекциями в России // Вестник Российской академии медицинских наук. 2010. № 10. С. 30–33.
3. Львов Н. И., Лихопоенко В. П. Острые респираторные заболевания: руководство по инфекционным болезням. В 2 кн. 4-е изд., доп. и перер. СПб: Фолиант, 2011. 2 (III). С. 7–122.
4. Свистунова Н. В. Клинические особенности современного гриппа и сравнительный анализ эффективности противовирусной терапии. Автореф. дис. … к.м.н. М., 2014. 24 с.
5. Ataee R. A., Golmohammadi R., Alishiri G. H., Mimejad R., Najafi A., Esmaeili D., Jonaidi-Jafari N. Simultaneous Detection of Mycoplasma pneumoniae, Mycoplasma hominis and Mycoplasma arthritidis in Synovial Fluid of Patients with Rheumatoid Arthritis by Multiplex PCR // Arch Iran Med. 2015. Vol. 18 (6). Р. 345–350.
6. Lawson C. M. Evidence for mimicry by viral antigens in animal models of autoimmune disease including myocarditis // Cell. Moll. Life. 2000. Vol. 57. P. 552–560.
7. Шумилов П. В., Асмолова Г. А., Продеус А. П., Мазанкова Л. Н. Роль микробиоценоза в становлении здоровья // Эффективная фармакотерапия. Педиатрия. 2015. № 4–5 (41). С. 6–10.
8. Хавкин А. И. Микрофлора пищеварительного тракта. М.: Фонд социальной педиатрии, 2006. 416 с.
9. Балаболкин И. И. Атопический дерматит у детей: пособие для врачей. М.: Диджитал Экспресс, 2006. 47 с.
10. Ардатская М. Д. Клиническое значение короткоцепочечных жирных кислот при патологии желудочно-кишечного тракта. Дис. … д.м.н. М., 2003. 299 с.
11. Mischke M., Plösch T. The Gut Microbiota and their Metabolites: Potential Implications for the Host Epigenome // Adv Exp Med Biol. 2016. Vol. 902. P. 33–44. DOI: 10.1007/978–3-319–31248–4_3.
12. Дышлюк, Л. С., Кригер О. В., Милентьева И. С. и др. Введение в направление. Биотехнология: учебное пособие. Кемерово: КемТИПП, 2014. 157 с.
13. Харитонова Л. А. Микробиоценоз кишечника у детей и пути его коррекции // Русский медицинский журнал. 2007. № 21. С. 1578.
14. Ивашкина Н. Ю., Ботина С. Г. Оригинальный отечественный пробиотик аципол: молекулярно-биологические и метаболические характеристики // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии и колопроктологии. 2009. № 2 (19). С. 58–64.
15. Reid G. Probiotics: definition, scope and mechanisms of action // Best Pract Res Clin Gastroenterol. 2016. Vol. 30 (1). P. 17–25. DOI: 10.1016/j.bpg.2015.12.001.
16. Fons M., Gomez A., Karjalainen T. Mechanisms of colonization and colonization resistance of the digestive tract // Microbial Ecol. Health Dis. Suppl. 2000. Vol. 2. P. 240–246.
17. Погожева А. В., Шевелева С. А., Маркова Ю. М. Роль пробиотиков в питании здорового и больного человека // Лечащий Врач. 2017. № 5. С. 67–75.
18. Paineau D., Carcano D., Leyer G., Darquy S., Alyanakian M. A., Simoneau G., Bergmann J. F., Brassart D., Bornet F., Ouwehand А. C. Effects of seven potential probiotic strains on specific immune responses in healthy adults: a double-blind, randomized, controlled trial // FEMS Immunol. Med. Microbiol. 2008. Vol. 53 (1). Р. 107–113. DOI: 10.1111/j.1574–695 X.2008.00413.x.
19. Hemalatha R., Ouwehand A. C., Forssten S. D., Geddan J. J. B., Mamidi R. S., Bhaskar V., Radhakrishnaet K. V. A Community-based Randomized Double Blind Controlled Trial of Lactobacillus paracasei and Bifidobacterium lactis on Reducing Risk for Diarrhea and Fever in Preschool Children in an Urban Slum in India // Eur. J. Nutr. Food Safety. 2014. Vol. 4 (4). P. 325–341. DOI: 10.9734/EJNFS/2014/8280.
20. Leyer G. J., Li S., Mubasher M. E., Cheryl R., Ouwehand A. C. Probiotic effects on cold and influenza-like symptom incidence and duration in children // Pediatrics. 2009. Vol. 124 (2). Р. e172-e179. DOI: 10.1542/peds.2008–2666.
21. Ibrahim F., Ruvio S., Granlund L., Salminen S., Viitanen M., Ouwehand A. C. Probiotics and immunosenescence: cheese as a carrier // FEMS Immunol. Med. Microbiol. 2010. Vol. 59. P. 53–59.
22. Maneerat S., Lehtinen M. J., Caroline E. C., Forssten S. D., Alhoniemi E., Tiphaine M., Yaqoob P., Ouwehand A. C., Rastall R. A. Consumption of Bifidobacterium lactis Bi-07 by healthy elderly adults enhances phagocytic activity of monocytes and granulocytes // J Nutr Sci. 2013. Vol. 2. P. 1–10. DOI: 10.1017/jns.2013.31.
23. Wang K. Y., Li S. N., Liu C. S. Perng D. S., Su Y. C., Wu D. C., Jan C. M. Effects of ingesting Lactobacillus- and Bifidobacterium-containing yogurt in subjects with colonized Helicobacter pylori // Am J Clin Nutr. 2004. Vol. 80. P. 737–741.
24. Martins F. S., Silva A. A., Vieira A. T., Barbosa F. V., Arantes R. M., Teixeira M. M., Nicoli J. R. Comparative study of Bifidobacterium animalis, Escherichia coli, Lactobacillus casei and Saccharomyces boulardii probiotic properties // Arch Microbiol. 2009. Vol. 191. P. 623–630.
25. Collado M. C., Meriluoto J., Salminen S. Role of commercial probiotic strains against human pathogen adhesion to intestinal mucus // Lett Appl Microbiol. 2007. Vol. 45 (4). P. 454–460.
26. Кузнецова М. А. Состояние толстой кишки у детей с аллергическими заболеваниями. Автореф. дис. … к.м.н. М., 2003. 24 с.
27. Tubelius P., Stan V., Zachrisson A. Increasing work-place heal thinness with the probiotic Lactobacillus reuteri: A randomized, double-blind placebo-controlled study // Environmental Health: A Global Access Science Source. 2005. Vol. 4. P. 25.
28. Schaefer L., Auchtung T. A., Hermans K. E., Whitehead D., Borhan B., Britton R. A. The antimicrobial compound reuterin (3-hydroxypropionaldehyde) induces oxidative stress via interaction with thiol groups // Microbiology. 2010. Vol. 156. P. 1589–1599. DOI: 10.1099/mic.0.035642–0.
29. Cleusix V., Lacroix C., Vollenweider S., Duboux M., Le Blay G. Inhibitory activity spectrum of reuterin produced by Lactobacillus reuteri against intestinal bacteria // BMC Microbiol. 2007. Vol. 7 (1). Р. 101.
30. Valeur N., Engel P., Carbajal N., Connolly E., Ladefoged K. Colonization and Immunomodulation by Lactobacillus reuteri Protectis in the Human Gastrointestinal Tract // Appl Environ Microbiol. 2004. Vol. 70. P. 1176–1181.
31. Соболева А. В., Колобов А. А., Гришина Т. В. Хромато-масс-спектрометрический анализ антимикробных пептидов из культуры Lactobacillus Plantarum 8 РА-3 // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 3. С. 620.

Т. А. Руженцова, доктор медицинских наук, профессор

ФБУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора, Москва

Контактная информация: ruzhencova@gmail.com

Роль пробиотиков в формировании иммунитета/ Т. А. Руженцова

Для цитирования:  Лечащий врач № 4/2018; Номера страниц в выпуске: 27-30

Теги: дети, инфекция, микробиом, дисбиоз

Купить номер с этой статьей в pdf