Эффект микробиома: Книга: «Эффект микробиома. Как способ рождения ребенка влияет на его будущее здоровье» — Харман, Уэйкфорд. Купить книгу, читать рецензии | The microbiome effect. How your baby’s birth affects their future health | ISBN 978-5-9909578-0-0

Содержание

Эффект микробиома и рождение здорового ребенка

02.01.2019 05:57

ЭФФЕКТ МИКРОБИОМА И РОЖДЕНИЕ ЗДОРОВОГО РЕБЕНКА

Зависимость фертильности от микробиома и микробиома от способа рождения - все это взаимосвязи, определяющие будущее здоровье малыша

Примечание редактора. В размещенном ниже обзорном материале мы предлагаем ознакомиться с информацией о работах некоторых признанных авторов научно-популярной литературы, а также документального кино в области акушерства и гинекологии (репродуктологии), которые одними из первых на уровне мировых издательств затронули вопросы взаимосвязи между рождением здорового ребенка и его микробиомом. В частности, описана работа британских авторов, Алекса Уэйкфорда (Alex Wakeford) и Тони Харман (Toni Harman), «Эффект микробиома. Как способ рождения ребенка влияет на его будущее здоровье?», а также размещено интервью специалиста по вопросам беременности, Стэйси Робертс (Stacey Roberts) по поводу роли микробиоты в решении проблем фертильности.

Мы не случайно публикуем данную информацию, которая будет весьма полезна как будущим мамам, так и медицинским работникам в сфере акушерства и гинекологии (репродуктологии). Дело в том, что наши биоконцентраты используются репродуктологами (гинекологами), работающими по методике Осипова (метод масс-спектрометрии микробных маркеров), где помимо общепринятых способов подготовки к естественной беременности или к ЭКО, а также ведения беременности, упор делается также на коррекцию состояния микробиоты кишечника и урогенитального тракта будущей матери, что в конечном итоге снижает риски возникновения различных патологий и позволяет родить и вырастить здорового ребенка. Метод доказал свою эффективность на практике и становится все более востребованным.

На этом можно было бы и остановиться, но взаимосвязь между рождением здорового ребенка и его микробиомом зависит не только от условий подготовки и протекания беременности, но и от самого способа рождения. Поэтому первым пунктом в изложенном ниже материале мы разместили информацию о работе британских авторов, Алекса Уэйкфорда и Тони Харман о влиянии способов рождения на микробиом и будущее здоровье малыша. Вторым пунктом мы разместили информацию о работах Стэйси Робертс, помогающей своей методикой добиваться успеха женщинам, решившим забеременеть естественным путем или с помощью ЭКО (интервью к сожалению на английском).

1. Эффект микробиома. Как способ рождения влияет на будущее здоровье?

Кесарево сечение, стимуляция родов искусственным окситоцином… Этим уже никого не удивишь в XXI веке. Но с каждым днем появляется все больше фактов, подтверждающих связь между тем, каким образом ребенок появился на свет, и заболеваниями, которые могут возникнуть у него позднее. А что, если по медицинским показаниям женщина не может родить естественным путем, без препаратов и оперативного вмешательства? Как обезопасить малыша?

Данные современных научных исследований обнаруживают, что вмешательство в роды может оказывать влияние на здоровье человека на протяжении всей последующей жизни. Алекс Уэйкфорд, Тони Харман, авторы книги «Эффект микробиома. Как способ рождения ребенка влияет на его будущее здоровье», переведенной и вышедшей в России в 2107 году (изд-во Ресурс), впервые задают вопрос: каковы потенциально отдаленные последствия таких вмешательств в родовой процесс, как кесарево сечение или применение синтетического окситоцина, стимулирующего родовую деятельность?

Тони Харман и Алекс Уэйкфорд делятся с читателями новой информацией и о том, как искусственное вскармливание влияет на здоровье младенцев. Объясняют, что же именно происходит с маленьким человеком в момент прохождения через родовые пути. Зная эти механизмы, можно сделать сознательный выбор в пользу естественных родов (ведь не всегда женщина идет на кесарево сечение исключительно по медицинским показаниям — нередко она просто боится рожать или думает, что ее фигура испортится). Если операция неизбежна, можно предпринять необходимые меры безопасности.

Авторы — кинорежиссеры, живущие в Великобритании. Их фильм «Микророждение» был показан в Европе и Северной Америке и вызвал бурную дискуссию среди врачей, акушеров и родителей. В новой работе собрана информация от экспертов из разных стран, в том числе акушерок, разработчиков глобальной политики в сфере здравоохранения, педиатров, иммунологов, иммунотоксикологов, генетиков.

Зачем они написали книгу — чтобы в очередной раз напугать человечество? Как объясняют сами авторы, главная их аудитория — будущие родители и специалисты, принимающие участие в появлении на свет нового землянина. «Мы ни в коем случае не ставим под сомнение целесообразность решения будущих родителей провести операцию кесарева сечения. Мы не ставим задачу вызвать чувство вины за сделанный выбор. Наша дочь появилась на свет в результате кесарева сечения, поэтому мы знаем, что не всем детям суждено родиться естественным путем. Мы хотим, чтобы у родителей была возможность сделать осознанный выбор на основании актуальной информации. В настоящий момент критически важная информация в основном сокрыта в объемных научных документах, доступных лишь специалистам. Наша задача — распространить ее».

Что происходит с нами в родовых путях?

Авторы вводят понятие «микробиом», который включает в себя триллионы микроорганизмов, живущих на поверхности и внутри человеческого тела. Это бактерии, грибы, вирусы, простейшие и археи. Они обитают на нашей коже, в желудочно-кишечном тракте, мочеполовой системе, во рту, в носу, легких. И во влагалище женщин. Это сообщество микробов играет очень важную роль: они поддерживают нормальное функционирование организма и защищают человека от болезней. Ученые обнаружили, что критически важным моментом для закладывания микробиома становится короткий промежуток времени: непосредственно перед родами и сразу после появления на свет.

Не существует прямых доказательств, что у рожденных с помощью кесарева сечения непременно разовьется аутоиммунное заболевание

Соприкосновение с микробами, вероятно, происходит на поздних сроках беременности, заселение кишечника — во время грудного вскармливания, но самое главное событие для закладывания микробиома человека — это роды.

Удивительным образом микроскопические процессы в самые первые минуты жизни определяют его здоровье до конца дней.

Во время родов происходит главный контакт человека с миром микробов. При прохождении по родовому каналу тело младенца полностью покрывается бактериями матери: они попадают ребенку в глаза, уши, нос, рот. И это важно для закладки иммунной системы ребенка. Именно бактерии из влагалища и кишечника матери запускают длительный процесс обучения иммунной системы ребенка. Вот почему вмешательство в ее настройку в первые минуты жизни может повлечь за собой проблемы со здоровьем.

Не существует прямых доказательств, что у рожденных с помощью кесарева сечения непременно разовьется какое-то аутоиммунное заболевание. Но такие дети более подвержены развитию этих состояний в будущем. Например, существуют серьезные эпидемиологические данные, указывающие, что кесарево сечение существенно повышает риск развития таких хронических заболеваний, как бронхиальная астма, сахарный диабет первого типа, целиакия, а также лишний вес и ожирение. Авторы книги утверждают, что существует связь между кишечником и головным мозгом, а ряд нейроповеденческих нарушений уходит корнями в видоизмененный кишечный микробиом, берущий начало от кесарева сечения.

Обратная сторона стимуляции окситоцином

Влияние окситоцина (ключевого гормона во время родов) на мать и плод изучено мало. Сью Картер, поведенческий нейробиолог, директор Института Кинси и профессор биологии в университете Индианы, изучает влияние синтетического окситоцина на животных. Она поделилась с авторами книги результатами исследования на полевых мышах.

Эффект влияния синтетического гормона менялся в зависимости от дозы, получаемой новорожденным мышонком. Если он получал маленькую, то удавалось стимулировать его активное социальное поведение. Если доза была больше, животные оставались активны и формировали долгосрочные парные связи. А вот от самых больших доз животные не формировали пары и уходили к чужакам. Также обнаружилось, что изменения, происходившие в мозге от полученного синтетического гормона, оказывались пожизненными. Результаты, по словам Сью Картер, пугающие.

«Мы провели исследование на степных полевках, в котором новорожденные самцы получали однократно окситоцин в первый день жизни, и опубликовали его результаты несколько лет назад. Когда детеныши вырастали, около половины из них проявляли нетипичное сексуальное поведение, а многие из оставшихся, кому удавалось вступить в половую связь с самкой, не выделяли сперматозоидов. Для нас это стало настоящим шоком».

Сегодня нередко окситоцин с легкостью применяют даже тогда, когда в нем нет явной медицинской необходимости. Его используют не в показанных для данного препарата случаях, а для стимуляции схваток. Какие дозы принимают женщины, как они сказываются на новорожденном — это тема для новых исследований.

Что такое эпигенетика?

Кроме прямой передачи микробов следующим поколениям по материнской линии (через родовые пути бабушки — к матери, от матери — к ребенку…), есть еще один микроэффект, происходящий во время родов. Эти более сложные механизмы изучает эпигенетика.

Если у родителя есть факторы риска для развития какого-то заболевания, эти факторы могут быть и у ребенка

Эпигенетика исследует включение и выключение генов, определяющих нашу внешность, черты характера, тенденции нашего поведения, предрасположенность к определенным заболеваниям и остальные аспекты нашей индивидуальности. По данным сайта Музея науки Великобритании, человек рождается с 24 000 генов. На протяжении жизни они не меняются: мы рождаемся и умираем с одним и тем же набором генов. Но иногда меняется экспрессия генов. Ученые называют так включение того или иного гена.

Что же заставляет ген включаться или выключаться? Факторы окружающей среды, воздействие химических веществ, изменения в питании, образе жизни — все это в действительности имеет долгосрочное влияние на развитие, обмен веществ и здоровье, иногда даже у представителей следующих поколений. Если у родителя есть факторы риска для развития какого-то заболевания, эти факторы могут быть и у ребенка.

С точки зрения эпигенетики рассматриваются не изменения в этом конкретном гене, а изменения над геномом, которые могут запустить экспрессию гена по другому сценарию.

Как это связано с деторождением? Дело в том, что в настоящее время ученые изучают, может ли само появление на свет быть одним из факторов, включающих тот или иной ген. Ссылаясь на экспертов, авторы книги предполагают, что пока ребенок развивается в утробе, определенные его гены находятся в выключенном состоянии. Прохождение через родовые пути, стресс и давление могут оказаться важнейшими факторами внешней среды, которые включают необходимые для здоровья гены. А те гены, которые были нужны для пребывания в утробе, выключаются.

Это лишь гипотеза, требующая новых исследований. Члены Международной исследовательской группы по изучению эпигенетического влияния родов наряду с другими исследователями сейчас разрабатывают гипотезу, что роды — это эпигенетическое событие. По словам профессора Ханны Дален, «нет ни одного другого процесса со столь точной настройкой, включающего такое количество гормонов».

Как сказывается кесарево сечение на эпигенетике? Здесь важно, когда делается операция: до или после начала родовой деятельности. Если перед началом операции женщина успела войти в активную фазу родов, есть вероятность, что ребенок успел пережить часть ощущений и выделить гормоны, связанные с естественными родами. Если же ребенок не получает «гормональный коктейль», он может быть физически и психологически не готов к появлению на свет.

Зачем они написали эту книгу?

Книга «Эффект микробиома» подняла много непростых вопросов. Да, теперь мы знаем об этом. И что можем сделать?

Авторы книги уверены, что будущее находится не только в руках ученых, но и в руках каждого из нас

Максимально стремиться к естественным родовым процессам, считают авторы. Если кесарево сечение неизбежно, система родовспоможения должна оказывать всестороннюю помощь в процессе оптимального посева и питания микробиома новорожденного: безотлагательного контакта кожи матери с кожей ребенка прямо в операционной, налаживании грудного вскармливания. Также в будущем станет возможным применение тампонного посева микробиома ребенка, рожденного в результате кесарева сечения.

Согласно гипотезе доктора Блейзера об исчезающей микробиоте, современная «чума», поражающая индустриальные нации, может быть связана с уменьшением бактериального разнообразия в нашем кишечнике.

Применение антибиотиков, современное питание и образ жизни, а также увеличение числа кесаревых сечений — все эти факторы вносят вклад в сокращение числа бактерий. При самом пессимистичном сценарии нас ждет «антибиотиковая зима», когда мы все станем восприимчивыми не только к современным неинфекционным заболеваниям, но и к инфекционным. То, как мы живем сегодня, повышает вероятность пандемий.

Такой прогноз выглядит удручающе, но открытия в сфере микробиома и эпигенетики дают надежду, что можно повернуть процесс вспять. Авторы книги уверены, что будущее находится не только в руках ученых, но и в руках каждого из нас.

P.S. Краткая информация об авторах книги  «Эффект микробиома. Как способ рождения ребенка влияет на его будущее здоровье» и других их работах.

Тони Харман и Алекс Уэйкфорд, Великобритания, производители документальных фильмов, сценаристы и продюсеры, начали заниматься темой “Рождение” в кинематографе из-за рождения их дочери. Они создали такие фильмы, как "Доула!" (2010), "Свобода рождения" (2012) и «Mикророждение» (2014). Их фильм «Микророждение» был показан по всей Европе и Северной Америке. Фильм «Microbirth» и книга «The Microbiome Effect : How Your Baby's Birth Affects Their Future Health» вышли в свет при содействии 12 экспертов из разных стран. «Microbirth» – это 60-минутный документальный фильм о последних научных исследованиях микроскопических событий, происходящих во время родов.

«The Microbiome Effect: How Your Baby's Birth Affects Their Future Health» - это первая книга, в центре внимания которой — активно появляющиеся сегодня научные данные о том, как на формирование микробиома влияет способ появления человека на свет. Тони Харман и Алекс Уэйкфорд задают важные вопросы о потенциальных отдаленных последствиях таких ставшими обычными вмешательств в роды, как кесарево сечение или применение синтетического окситоцина, и делятся с читателями новой информацией о том, как искусственное вскармливание влияет на видовое разнообразие микробиома младенцев.

Опубликовано Pinter & Martin (Великобритания)

Опубликовано Chelsea Green (США)

Опубликовано изд-вом "Ресурс", Россия

В книге содержится информация от экспертов из разных стран, в том числе акушеров, разработчиков глобальной политики в сфере здравоохранения, профессионалов в области педиатрии, иммунотоксикологии и генетики.

В книге вы найдете следующие главы:

  • Глава 1. Что такое микробиом человека?
  • Глава 2. Как связаны бактерии и роды?
  • Глава 3. Грудное или искусственное вскармливание?
  • Глава 4. Какое влияние на микробиом оказывает кесарево сечение и другие вмешательства в процесс родов?
  • Глава 5. Роль бактерий в тренировке иммунной системы младенца
  • Глава 6. Какое влияние оказывает посев микробиома на последующие поколения?
  • Глава 7. Есть ли связь между кесаревым сечением и повышением риска развития заболеваний?
  • Глава 8. Каково влияние эффекта микробиома на человечество?
  • Глава 9. Предлагаемые решения

2. Фертильность и кормление Микробиоты со Стейси Робертс

Стэйси Робертс (Stacey Roberts) - всемирно известный специалист по вопросам беременности (репродукции и фертильности), помогающая своей методикой добиваться успеха женщинам, решившим забеременеть естественным путем или с помощью ЭКО.

Стейси, благодаря своему безопасному подходу в этой области, смогла получить признание среди мирового врачебного сообщества, как часть команды здравоохранения, специализирующейся на оказании помощи парам в преодолении препятствий рождаемости.

Стейси дает практические советы по тестированию и безопасному управлению часто игнорируемыми условиями. Так, например, она показывает распространенность Йодной и Селеновой недостаточности в конкретных странах, рассказывает как лучше всего справляться с заболеваниями щитовидной железы и надпочечников без побочных эффектов.

Стейси - бывший физиотерапевт, ставшая травником и натуропатом, которая была вовлечена в здравоохранение с 1989, и в обычную и бесплатную медицину. Будучи международно-признанным экспертом в области фертильности и здоровья женщин, она помогла людям в более чем в 32 странах улучшить их общее здоровье, обратившись к их физическому, физиологическому и психологическому благополучию. Стейси - международный спикер и автор, который написала семь книг, включая бестселлер «Библия Плодородия» («The Fertility Bible» или «The Fertility Bible. Your Five Step Fertility Solution for Becoming Pregnant Naturally or with IVF»), которая была анонсирована на телевидении в World News, A Current Affair, Oprah, Discovery Channel и Sunrise в Сиднее - Переводится как «Библия Плодородия. Ваше решение фертильности за 5 шагов для того, чтобы забеременеть естественно или с помощью ЭКО». Также популярна ее книга («The Baby Maker,s Guide To Getting Pregnant. Featuring: The Five-Step Fertility Solution») – «Родильное руководство, чтобы забеременеть. Пять шагов решения проблемы фертильности».

Интервью Стейси Робертс (см. видео)

Микробы и здоровье кишечника могут быть теми вещами, о которых вы могли бы и не думать при решении проблемы репродукции и фертильности, но исследования показали их важность. В этом видео Стейси "The Baby Maker" Робертс обсуждает роль микробиоты в фертильности и делится своими взглядами (с клинической точки зрения) на важность поддержки микробного разнообразия и то, как это является частью ее "Пятиэтапного решения фертильности".

В эпизоде затронуты (поминутно):

[00:26] приветствие - возвращение Стейси Робертс
[01:20] роль микробиоты в репродуктивной системе
[07:58] проблемы с "доказательствами"
[09:56] дефицит витамина К при рождении
[11:40] штаммоспецифичность
[13:26] важность диеты
[15:29] бактериальный вагиноз
[16:40] разнообразное применение пробиотиков
[20:53] клинические подходы
[28:41] пробиотические дрожжи
[32:39] растительные Лекарства
[33:41] окончательное резюме

Будьте здоровы!

 

P.S. Вся изложенная выше информация предоставлена с целью привлечения интереса к проблемам учета состояния микробиома в сфере акушерства и гинекологии (репродуктологии). Содержание книг не выкладывается из-за соблюдения авторских прав.

Дополнительный материал по данной теме:

Дополнительно о фертильности (в свете рассмотрения свойств пробиотика "Селенпропионикс": 


Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.

Харман Т., Уэйкфорд А. Эффект микробиома. Как способ рождения ребенка влияет на его будущее здоровье

С каждым днем появляется все больше научных фактов, подтверждающих, что видовой состав нашего микробиома – невидимой микробной экосистемы, обитающей в организме каждого из нас – играет ключевую роль в состоянии здоровья человека.

«Эффект микробиома» - это первая книга, в центре внимания которой – активно появляющиеся сегодня научные данные о том, как на формирование микробиома влияет способ появления человека на свет. Тони Харман и Алекс Уэйкфорд задают важные вопросы о потенциальных отдаленных последствиях таких ставшими обычными вмешательств в роды, как кесарево сечение или применение синтетического окситоцина, и делятся с читателями новой информацией о том, как искусственное вскармливание влияет на видовое разнообразие микробиома младенцев.

В книге содержится информация от экспертов из разных стран, в том числе акушерок, разработчиков глобальной политики в сфере здравоохранения, профессионалов в области педиатрии, иммунотоксикологии и генетики.

Введение 6
Глава 1. Что такое микробном человека? 25
Глава 2. Как связаны бактерии и роды? 43
Глава 3. Грудное или искуственное вскармливание? 62
Глава 4. Какое влияние на микробном оказывает
кесарево сечение и другие вмешательства в процесс родов? 100

Глава 5. Роль бактерий в тренировке иммунной системы младенца 1 03

Глава 6. Какое влияние оказывает посев
микробиома на последующие поколения? 1 1 4

Глава 7. Есть ли связь между кесаревым сечением
и повышением риска развития заболеваний? 127

Глава 8. Каково влияние эффекта микробиома на человечество? 1 39

Глава 9. Предлагаемые решения 1 48
Взгляд на исследования i6i
Библиография 1 77
Дополнительные книги и мультимедиа 1 о I
Ссылки 1 85
Благодарности 1 96
Алфавитный указатель 1 97

Эффект микробиома. Как способ рождения ребенка влияет на его будущее здоровье читать онлайн бесплатно

Тони Харман, Алекс Уэйкфорд

Эффект микробиома. Как способ рождения ребенка влияет на его будущее здоровье

Toni Harman & Alex Wakeford

The microbiome effect

How your baby’s birth affects their future health

© ООО «Издательство Ресурс», 2017 The Microbiome Effect.

© 2016 Toni Harman and Alex Wakeford 2016

This translation of The Microbiome Effect is published by arrangement with the publisher; Pinter and Martin

Эта книга посвящена микроскопическим событиям, происходящим во время родов. Данные современных научных исследований обнаруживают, что эти события могут оказывать влияние на здоровье человека на протяжении всей последующей жизни и даже определять будущее нашего вида. Для объяснения этого громкого заявления необходимо представить одно из самых активно исследуемых в настоящее время понятий – микробиом человека.

Если вы хотите открывать для себя удивительные факты всякий раз, когда мы будем глава за главой делиться новейшими научными открытиями, то смело пропускайте следующие несколько страниц. Но если вас поджимает время (например, в связи с предстоящими в скором времени родами), на ближайших нескольких страницах вы сможете получить максимум сжатой информации по теме.

За последние годы были опубликованы тысячи научных работ, рассматривающих общность микроорганизмов, живущих на поверхности человеческого тела и внутри него. Появилось несколько сотен статей в СМИ, множество телевизионных программ, даже несколько документальных фильмов, в том числе наша картина «Микророждение». Эта книга основана на данных, собранных в период всестороннего исследования, которое мы проводили для нашего фильма; в книгу включены выдержки из записанных интервью с двенадцатью ведущими специалистами в этой области.

Что такое микробиом?

Как мы расскажем в первой главе книги, микробиом человека включает в себя триллионы микроорганизмов, живущих на поверхности и внутри человеческого тела. Это бактерии, грибы, вирусы, простейшие и археи. Они обитают на нашей коже, в желудочно-кишечном тракте, мочеполовой системе, во рту, носу, легких и во влагалище у женщин.

Наиболее полно изучена популяция микробов в кишечнике. Это сообщество микробов играет очень важную роль: они поддерживают нормальное функционирование организма и защищают человека от болезней. (В связи с тем, что микробиом по большей части состоит из бактерий, мы иногда будем использовать в книге слова «микробы» и «бактерии» во взаимозаменяемом значении.)

Ученые обнаружили, что критически важным моментом для закладывания микробиома человека является короткий промежуток времени: непосредственно перед родами и сразу после появления на свет ребенка. Соприкосновение с микробами, вероятно, происходит уже на поздних сроках беременности, заселение кишечника активно происходит и во время грудного вскармливания, однако главное событие для закладывания микробиома человека – это роды. Удивительным образом микроскопические процессы в самые первые минуты жизни определяют здоровье человека до конца его дней.

Во второй главе книги профессор Мартин Блейзер, директор программы «Микробиом человека» университета Нью-Йорка и автор книги «Плохие бактерии, хорошие бактерии» (Missing Microbes), расскажет, как плод развивается в матке в почти стерильных условиях. Это означает, что во время родов происходит первый и главный контакт ребенка с миром микробов. Во время прохождения по родовому каналу тело младенца полностью покрывается бактериями матери: они попадают ребенку в глаза и уши, в нос и рот; ребенок также заглатывает некоторое количество микробов.

Первые бактерии, попавшие в кишечник новорожденного, начинают колонизировать его и размножаться. Особые сахара грудного молока – олигосахариды – не перевариваются ферментами человеческого организма, их единственная роль – стать пищей для недавно посеянных в кишечнике новорожденного микробов. Этот естественный процесс посева и питания позволяет оптимально настроить микробиом кишечника родившегося человека.

Сеять и питать – две восхитительные стороны процесса закладки микробиома.

Современные исследования показывают, что этот процесс посева и питания, вероятно, является критически важным для развития иммунной системы ребенка. Данные научных работ отводят первым кишечным поселенцам роль инструкторов для иммунной системы, помогающих отличать друзей от врагов (иными словами, к каким бактериям организму следует формировать толерантность, а какие необходимо атаковать). Вмешательство в этот процесс может вылиться в некорректную настройку иммунной системы, тогда организм будет нападать на дружественные бактерии и позволит размножаться патогенным. Вмешательства в процесс настройки иммунной системы в первые моменты жизни закладывают основы для возможных проблем со здоровьем ребенка в будущем.

Читать дальше

Книга Эффект микробиома. Как способ рождения ребенка влияет на его будущее здоровье Алекс Уэйкфорд, язык Русский, заказать книгу на Bookovka.ua

Аннотация

С каждым днем появляется все больше научных фактов, подтверждающих, что видовой состав нашего микробиома – невидимой микробной экосистемы, обитающей в организме каждого из нас, – играет ключевую роль в состоянии здоровья человека. «Эффект микробиома» – это первая книга, в центре внимания которой – активно появляющиеся сегодня научные данные о том, как на формирование микробиома влияет способ появления человека на свет. Тони Харман и Алекс Уэйкфорд задают важные вопросы о потенциальных отдаленных последствиях таких ставшими обычными вмешательств в роды, как кесарево сечение или применение синтетического окситоцина, и делятся с читателями новой информацией о том, как искусственное вскармливание влияет на видовое разнообразие микробиома младенцев. В книге содержится информация от экспертов из разных стран, в том числе акушерок, разработчиков глобальной политики в сфере здравоохранения, профессионалов в области педиатрии, иммунотоксикологии и генетики. Книга предназначена для родителей, акушерок и других специалистов в области здравоохранения.

ФИО Автора Алекс Уэйкфорд
Издательство Ресурс
Язык Русский
Переплет Мягкая обложка
Бумага Офсетная
Кол-во страниц 231
Кому подарить Женщине, Медику, Жене, Врачу
Возраст 18+
ФИО Переводчика Виктория Романова
Формат книги 142х212 мм


 Сумма заказа до 1500 грн.

  •   Доставка курьером по Киеву (50 грн.)
Если Вы оформили заказ до 09:00 в рабочие дни (понедельник - суббота), курьеры доставят его  на протяжении дня с 15 до 20.  Заказы оформленные после 09:00 в рабочие дни (понедельник - суббота), будут доставлены на следующий рабочий день. Заказы, которые оформлены в воскресенье и праздничные дни, будут доставлены в ближайший рабочий день.

Обращаем Ваше внимание, что в отдаленные районы Киева (Бортничи, Софиевская-Борщаговка, Петропавловская-Борщаговка, Чайка, Жуляны и т.д.) стоимость доставки 100 грн. Вы можете проверить ваш адрес и зону доставки по ссылке>


  •   Доставка в отделение «Новая Почта» (от 28 грн.)

Стоимость доставки товаров «Новая Почта» регламентируется тарифами данной компании. В среднем по Украине составляет 35 грн., в зависимости от веса посылки и региона доставки.

Если Ваш заказ подтвержден до 16:00 в рабочие дни (понедельник - суббота), мы отправим его в тот же день . Заказы, подтвержденные после 16.00 или в выходные дни (воскресенье) отправляются в ближайший рабочий день.

Обращаем Ваше внимание, что все отправления автоматически возвращаются отправителю на 5 рабочий дней, с момента прибытия посылки на склад получателя. 


  •  Доставка оператором почтовой связи «Укрпошта» (35 грн.)
Доставки через оператора почтовой связи "Укрпошта" должны быть предварительно оплачены. Сроки доставки посылки данным перевозчиком составляет 2-5 дней. Обращаем Ваше внимание, отправка заказов осуществляется до 12:00 во вторник и пятницу.

  •  Самовывоз (бесплатно)
Самовывоз книг Вы можете осуществить по адресу:
  • г. Киев, ул. Тампере 5  График работы самовывоза с 06 00 до 2300  (без выходных)*. 
  • г. Киев, ул. Пестеля 9  (при заказах от 100 грн.) График работы самовывоза  с 10 30  до 1800  (с Понедельника по Пятницу). Расчет только наличными. Видео как нас найти тут ->
Перед приездом обязательно дождитесь подтверждения Вашего заказа. Комплектация заказов на самовывоз происходит с Понедельника по Субботу. Заказы поступившие в выходные дни обрабатываются в первый рабочий день.

 Сумма заказа свыше 1500 грн.

.

  • Бесплатная доставка любым из вышеперечисленных вариантов доставки

Обращаем Ваше ВНИМАНИЕ, что при выборе способа оплаты "наложенный платеж", комиссия перевозчика оплачивается клиентом отдельно. Так же, данное условие не распространяется на адресную доставку "Новой почты".    

Экспресс - доставка за 1 час

  • Доставка на такси

После согласования времени подачи автомобиля и сопутствующих деталей доставки, выбранный товар доставляется по указанному адресу. Экспресс-доставка осуществляется после полной оплаты за товар в рабочее время ( с Понедельника по Воскресенье с 1000 до 1800).


Минимальная сумма для оформления заказа составляет 50 грн. Пожалуйста, учитывайте этот факт при выборе товаров в нашем магазине.

  •   Наличными при получении товара

Вы оплачиваете при получении товара в офисе (самовывоз) или при заказе курьерской доставки по г. Киеву


  •     Наложенный платеж

Наложенный платеж возможен при отправке товара через службу доставки «Новая почта». Мы отправляем товар без каких-либо предоплат. Вы осматриваете посылку на почте, и если это то что Вам нужно, оплачиваете получение товара. При выборе наложенного платежа, стоимость доставки увеличиваться на суму обратной пересылки денежных средств (данная комиссия взимается компанией "Новая почта"). Минимальная сумма заказа для оправки Наложенным платежом составляет 100 грн. 


  •     Оплата на карту Приватбанка или МоноБанка

После оформления заказа и выборе данного вида платежа, менеджер интернет-магазина проверяет наличие товара и отправляет клиенту информацию с реквизитами счета. В комментариях к платежу, для ускорения идентификации платежей, обязательно указывайте номер Вашего заказа, а также передайте нам информацию про факт совершения платежа любым удобным для Вас способом (эл. почта, viber).


  •     Онлайн оплата платежными картами VISA, MasterCard

Оплата товара банковскими платежными картами VISA, MasterCard через безопасный сервис электронных платежей. Ваши данные надежно защищены системой шифрования, а обмен информацией производится по защищенным каналам, с использованием протокола https. Наш магазин не собирает и тем более не передает Ваши платежные данные третьим лицам. После оплаты, ваш заказ сразу передается на комплектацию и отправку. 


  •     Банковский перевод на расчетный счет

После оформления заказа и согласования наличия с менеджером магазина, Вам будет подготовлен счет на оплату с реквизитами для оплаты на наш текущий счет в банке.


Купити книги та підручники в Центрі навчальної лiтератури

Наша нація визнана однією з найбільш читаючих в світі. Хоч така статистика і радує, все одно, в силу постійної нестачі часу багато людей відмовляють собі в задоволенні відпочити півгодини і заглибитися в світ навчання. Причому більшості просто не вистачає часу вибрати в магазин і купити книгу. Але сучасні можливості дозволяють заощадити вільний час. Тепер кожен може купити книгу в інтернет магазині. І займе така процедура всього кілька хвилин.

Купити книги в інтернет-магазині Cul.com.ua

У популярному інтернет-магазині Cul.com.ua можна купити книги недорого на найрізноманітнішу наукову тематику. Тут є все для саморозвитку і навчання. Студенти, вчителі, учні шкіл, викладачі та будь-які бажаючі зможуть підібрати саме ту книгу, яку важко знайти на полицях будь-яких магазинів. Тут закони і кодекси України, різні підручники і посібники, книги з ресторанного, готельного господарства, туристичного бізнесу, психології та ще маса інших корисних видань. Магазин по праву називається «Центр навчальної і практичної літератури», оскільки представляє для своїх споживачів дійсно цінні та корисні екземпляри для навчання і розвитку.

Книжки за найкращими цінами в Україні

Наш ресурс створений спеціально для викладачів, вчителів, науковців, аспірантів та студентів. Тепер кожен може купити книги в Україні онлайн в одному місці і за вигідною ціною. Адже кожному відомо, як буває складно знайти потрібне видання. Сучасні бібліотеки давно втратили колишню підтримку і тепер є більше охоронцями раритетних видань. А сучасну наукову літературу там зустріти буває складно. Магазини, в свою чергу, більше спрямовані на продаж домашньої літератури, яка користується попитом у більшої частини населення. А наукові видання представлені в дуже малій кількості. А в нашому магазині легко і просто підібрати необхідну літературу. Також, політика компанії призводить до того, що ціни на видання запропоновані цілком бюджетні, що дозволяє кожному покупцеві отримати свою частку для розвитку і освіти.

 

Стратегия Alltech направлена на увеличение разнообразия бактерий, формирующих микробиом животного

Джейн Бирне
Информационный сайт FeedNavigator

Оригинал интервью Ричарда Мёрфи читайте по ссылке: https://www.feednavigator.com/…/Alltech-fine-tuning-its-app…

Здоровье кишечника – это одно из трёх основных направлений исследований в Европейском центре биологических наук Alltech в Данбойне, Ирландия. Ещё два направления – это исследования в области микроэлементов и растениеводства.

В прошлом месяце во время пресс-тура FeedNavigator представилась возможность пообщаться с Ричардом Мёрфи, директором научно-исследовательского центра Alltech, и узнать, что делает команда учёных, чтобы улучшить здоровье сельскохозяйственных животных.

Он сказал, что последние 25 лет ведётся работа над двумя из этих направлений, здоровьем кишечника и изучением микроэлементов.

«Однако исследования в области растениеводства – это новое направление для нас, мы недавно начали работать в этом направлении в Данбойне, хотя учёные Alltech работали в этой области последние 20 лет».

В изучении здоровья кишечника основные усилия направлены на исследование способов изменения микробиома и того, каким образом эти изменения могут повлиять не только на здоровье кишечника, но и на общее состояние здоровья и продуктивность животного.

«В последнее время в своей работе мы наблюдали сходные реакции у разных видов животных. Это имеет большое значение, поскольку сходная эффективность для разных видов животных свидетельствует о фундаментальности и универсальности наблюдаемых закономерностей».

Особых успехов команда учёных добилась в понимании способов контроля и улучшения общего разнообразия бактерий в микробиоме, пояснил далее Мёрфи.

«Мы часто слышим о так называемом дисбиозе у птицы, свиней, и даже у жвачных, и, конечно, в значительной степени это может быть обусловлено снижением разнообразия обитающих в кишечнике бактерий, поэтому большее разнообразие бактерий и других микробов в кишечнике обеспечивает лучший защитный эффект. Большее разнообразие бактерий в желудочно-кишечном тракте всегда связано с лучшим состоянием здоровья и высокой продуктивностью.

Мы увидели, что при увеличении бактериального разнообразия животное не только становится здоровее, но и снижается риск колонизации кишечника патогенами».

Эндогенная продукция летучих жирных кислот (ЛЖК)
Исторически, усилия группы были направлены на изучение E. coli и Salmonella, чтобы найти способы борьбы с их патогенными штаммами.

«Большая часть работы посвящена процессу агглютинации: использование маннанобогащенных фракций дрожжей Saccharomyces для агглютинации таких патогенов как E. coli и Salmonella не позволяет им прикрепляться к стенке кишечника и таким образом предотвращает его колонизацию и заражение, а также негативные последствия, например, нарушение структуры ворсинок кишечника животных.

Но в последнее время мы обнаружили, что, помимо способности связывать патогены, маннансодержащие продукты обладают более мощным эффектом – способностью влиять на разнообразие микробиома, точный механизм этого влияния пока не изучен. Ясно, что имеет место эффект конкурентного замещения, изменяя разнообразие микроорганизмов, можно сделать среду кишечника неблагоприятной для роста патогенов». 

Также при использовании маннанобогащенных фракций наблюдалось изменение профиля ЛЖК в слепых отростках кишечника птицы и у других видов животных.

«Мы связываем это с увеличением количества бутирата в слепом отделе кишечника».

Подобные результаты вдохновляют команду учёных Alltech в Данбойне проводить исследования в новых направлениях, изучать так называемые постбиотики, оценивая метаболиты бактерий, продуцируемые ими в желудочно-кишечном тракте.

«Мы назвали эти метаболиты постбиотиками, они могут иметь гораздо большее влияние, чем мы думаем. Одна из таких молекул – бутират, он участвует не только в регуляции количества патогенов, но и оказывает общее влияние на организм хозяина, участвуя в пространственной модификации белковых молекул, что может иметь большое значение в иммунном ответе и улучшении плотных контактов».

Идея заключается в том, чтобы непосредственно влиять на эндогенную продукцию ЛЖК, в частности, бутирата, при помощи изменения микробных популяций желудочно-кишечного тракта.

«Сейчас в отрасли наблюдается стремление к обогащению рационов бутиратом или продуктами на его основе, но я не думаю, что такие продукты смогут быть эффективными в целевых отделах кишечника, таких как слепая кишка. Но если обеспечить локальное выделение бутирата при помощи эндогенного механизма, мы получим гораздо большую эффективность».

Также команда учёных ищет ответ на вопрос, влияют ли маннанобогащенные фракции на виды бактерий, продуцирующих бутират, или же увеличение бутирата создается благодаря феномену, называемому «кроссфидинг», при котором происходит стимуляция синтеза молекул-предшественников бутирата, например, ацетата.

Пять лет назад у учёных не было доступных инструментов для проведения исследований, которые могли бы дать ответ на данный вопрос. Но появление методов, позволяющих строить прогнозы, таких как глубокое секвенирование и анализ данных в области биоинформатики, в корне изменило ситуацию.

«Мы понимаем, какие изменения происходят в микробных популяциях, а также то, какими могут быть изменения функций этих популяций».

Устойчивость к антимикробным средствам
Группа учёных также продвинулась вперед в понимании проблемы устойчивости к антимикробным средствам.

Бактерии обладают огромной способностью к формированию резистентности к антибиотикам, отметил Мёрфи.

Учёные из Данбойна в сотрудничестве с доктором Фионой Уолш провели в университете Мейнута определение резистома коммерческих стад птицы.

«Предварительные результаты этой работы удивляют, поскольку обнаружено, что распространённость и степень резистентности намного больше, чем мы полагали.

Мы не стали рассматривать отдельно каждый случай резистентности к конкретному веществу, вместо этого мы продемонстрировали, что существуют факторы резистентности к антибиотикам, позволяющие бактериям сформировать резистентность к 25 различным классам антибиотиков, а также имеются более 300 отдельных маркеров резистентности в желудочно-кишечном тракте. До сих пор не понятно, почему они там присутствуют. Они просто есть. Работая с коммерческими предприятиями, мы знаем, что они не использовали все эти антибиотики, более того, у них никогда не и возникло бы такой потребности, а некоторые из этих антибиотиков к тому же очень редкие».

Сейчас готовится к публикации научная статья и работа группы строится вокруг идеи о том, что если получится повысить чувствительность бактерий к антибиотикам, то появится возможность увеличения эффективности антибиотиков, что позволит уменьшить зависимость от них в качестве профилактических средств и разумно использовать их в будущем.

Израильские ученые: пробиотики не несут практически никакой пользы

  • Джеймс Галлахер
  • Обозреватель Би-би-си по вопросам науки

Автор фото, Getty Images

Группа израильских ученых пришла к выводу, что продукты, обогащенные пробиотиками - биологически активными добавками, содержащими живые микрокультуры, - на самом деле практически бесполезны.

Они провели одно из наиболее детальных исследований того, что происходит с организмом человека при употреблении пробиотиков.

Широко рекламируемые пробиотики считаются полезными для желудочно-кишечного тракта, но результаты исследования показали, что они либо оказывают слабый эффект на организм, либо вообще никакого.

Исследователи пришли к выводу, что в будущем пробиотики нужно будет адаптировать к потребностям конкретного потребителя.

Команда ученых из Института имени Вейцмана составила коктейль из пробиотиков, использовав 11 бактерий, включая лактобациллы и бифидобактерии. Полученный коктейль давали 25 добровольцам на протяжении месяца.

Затем у участников экспериментов под наркозом взяли пробы из различных участков желудка, а также толстого и тонкого кишечника.

Ученые проверяли, где бактерии успешно образовали колонии, и привело ли это к каким-либо изменениям в активности кишечника.

Результаты, опубликованные в журнале Cell, показывают, что в половине случаев поступившие в организм с пищей полезные бактерии незамедлительно покинули его естественным путем.

В остальных случаях они задерживались в организме ненадолго.

Человек и микробы

  • Мы в большей степени микробы, нежели люди; если посчитать все клетки в теле человека, то окажется, что лишь 43% из них - человеческие
  • Остальное - это микробиом человека, который включает бактерии, вирусы, грибы и одноклеточные археи
  • Геном человека состоит из 20 тысяч генов
  • Если сложить вместе все гены, составляющие микробиом человека, получится число в диапазоне от 2 млн до 20 млн
  • Это - так называемый второй геном, и от него зависит склонность к болезням, включая аллергии, ожирение, воспаление кишечника, болезнь Паркинсона. Также он влияет на усвоение противораковых препаратов, на развитие депрессии и возникновение аутизма

Стенки кишечника служат домом для триллионов бактерий, и у каждого человека их набор уникален.

По словам профессора Эрана Элинава, было бы ошибкой надеяться, что "универсальные" пробиотики окажутся одинаково эффективны для всех.

"В этом смысле покупка пробиотиков в супермаркете - без индивидуализации, без адаптации к потребностям организма-хозяина или хотя бы части популяции, довольно бессмысленна", - говорит ученый.

Исследователи также провели эксперимент с воздействием пробиотиков на организм после приема курса антибиотиков, которые убивают как полезные, так и вредные бактерии.

Результаты эксперимента показали, что в таких случаях возникают задержки в восстановлении здоровых бактерий.

"Вопреки устоявшемуся мнению, что пробиотики безвредны, эксперимент выявил новый потенциальный побочный эффект употребления пробиотиков с антибиотиками, который может иметь долгосрочные последствия", - говорит Элинав.

В то же время доказана польза пробиотиков в некоторых случаях: например, они способствуют защите недоношенных детей от некротизирующего энтероколита.

И это дает поле для надежды на то, что понимание сложных взаимоотношений микробиома с человеческим организмом позволит разработать новые методики лечения болезней.

Профессор Тревор Лоули из британского Института Сенгера не удивлен результатами исследования своих израильских коллег.

"Пробиотики открыты уже давно, и они подвергаются все более скрупулезному анализу. Эти исследования - новаторские, и их результаты требуют подтверждения. У кишечника есть естественное свойство блокировать образование колоний бактерий, и мы должны найти способ обойти это", - говорит ученый.

Почему микробиом влияет на поведение?

  • 1.

    Майер, Э.А. Внутренние чувства: зарождающаяся биология кишечно-мозговой коммуникации. Nat. Rev. Neurosci. 12 , 453–466 (2011).

    CAS Google ученый

  • 2.

    Forsythe, P., Bienenstock, J. & Kunze, WA в Microbial Endocrinology: The Microbiota-Gut-Brain Axis in Health and Disease (eds Lyte, M. & Cryan, JF) 115–133 (Springer, 2014).

  • 3.

    Фанг, Т. К., Олсон, К. А. и Сяо, Э. Ю. Взаимодействие между микробиотой, иммунной и нервной системами при здоровье и болезнях. Nat. Neurosci. 20 , 145–155 (2017).

    CAS Google ученый

  • 4.

    Нойман, Х., Дебелиус, Дж. У., Найт, Р. и Корен, О. Микробная эндокринология: взаимодействие между микробиотой и эндокринной системой. FEMS Microbiol. Ред. 39 , 509–521 (2015).

    PubMed Google ученый

  • 5.

    Лайт, М. Микробная эндокринология в оси микробиом-кишечник-мозг: как бактериальное производство и использование нейрохимических веществ влияют на поведение. PLoS Pathog. 9 , e1003726 (2013).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 6.

    Крайан, Дж. Ф. и Динан, Т.G. Изменяющие сознание микроорганизмы: влияние кишечной микробиоты на мозг и поведение. Nat. Rev. Neurosci. 13 , 701–712 (2012).

    CAS Google ученый

  • 7.

    Foster, J. A. & McVey Neufeld, K.-A. Ось кишечник-мозг: как микробиом влияет на тревогу и депрессию. Trends Neurosci. 36 , 305–312 (2013).

    CAS Google ученый

  • 8.

    Sarkar, A. et al. Психобиотики и манипуляции с сигналами бактерии-кишечник-мозг. Trends Neurosci. 39 , 763–781 (2016).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 9.

    Шарон Г., Сэмпсон Т. Р., Гешвинд Д. Х. и Мазманиан С. К. Центральная нервная система и микробиом кишечника. Cell 167 , 915–932 (2016).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 10.

    Ри, С. Х., Поулакис, К. и Майер, Э. А. Принципы и клиническое значение оси мозг-кишечник-кишечная микробиота. Nat. Преподобный Гастроэнтерол. Гепатол. 6 , 306–314 (2009).

    CAS Google ученый

  • 11.

    Bercik, P. et al. Микробиота кишечника влияет на центральные уровни нейротропного фактора головного мозга и поведение мышей. Гастроэнтерология 141 , 599–609 (2011).

    CAS Google ученый

  • 12.

    Desbonnet, L. et al. Эффекты пробиотика Bifidobacterium infantis в модели депрессии с разделением матери. Неврология 170 , 1179–1188 (2010).

    CAS Google ученый

  • 13.

    Bercik, P. et al. Анксиолитический эффект Bifidobacterium longum NCC3001 затрагивает вагусные пути для связи кишечника и мозга. Нейрогастроэнтерол. Мотил. 23 , 1132–1139 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 14.

    Bravo, J. A. et al. Проглатывание штамма Lactobacillus регулирует эмоциональное поведение и экспрессию центрального рецептора ГАМК у мыши через блуждающий нерв. Proc. Natl Acad. Sci. США 108 , 16050–16055 (2011).

    CAS Google ученый

  • 15.

    Messaoudi, M. et al. Оценка психотропных свойств пробиотической композиции ( Lactobacillus helveticus R0052 и Bifidobacterium longum R0175) на крысах и людях. руб. J. Nutr. 105 , 755–764 (2011).

    CAS Google ученый

  • 16.

    Савиньяк, Х. М., Кили, Б., Динан, Т. Г. и Крайан, Дж. Ф. Бифидобактерии проявляют штамм-специфические эффекты на связанное со стрессом поведение и физиологию мышей BALB / c. Нейрогастроэнтерол. Мотил. 26 , 1615–1627 (2014).

    CAS Google ученый

  • 17.

    Davis, D. J. et al. Lactobacillus plantarum ослабляет поведение, связанное с тревогой, и защищает от стресс-индуцированного дисбактериоза у взрослых рыбок данио. Sci. Отчет 6 , 33726 (2016).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 18.

    Pinto-Sanchez, M. I. et al. Пробиотик Bifidobacterium longum NCC3001 снижает показатели депрессии и изменяет активность мозга: пилотное исследование у пациентов с синдромом раздраженного кишечника. Гастроэнтерология 153 , 448–459 (2017).

    Google ученый

  • 19.

    Уоллес, К. Дж. К. и Милев, Р. Влияние пробиотиков на симптомы депрессии у людей: систематический обзор. Ann. Общая психиатрия 16 , 14 (2017).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 20.

    Bharwani, A., Mian, M. F., Surette, M. G., Bienenstock, J. & Forsythe, P. Пероральное лечение Lactobacillus rhamnosus ослабляет поведенческий дефицит и иммунные изменения при хроническом социальном стрессе. BMC Med. 15 , 7 (2017).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 21.

    Buffington, S.A. et al. Восстановление микробов устраняет вызванные материнской диетой социальные и синаптические дефициты у потомства. Cell 165 , 1762–1775 (2016).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 22.

    Hsiao, E. Y. et al. Микробиота модулирует поведенческие и физиологические аномалии, связанные с нарушениями развития нервной системы. Cell 155 , 1451–1463 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 23.

    Алкок, Дж., Мейли, К. и Актипис, К. А. Управляется ли пищевое поведение микробиотой желудочно-кишечного тракта? Эволюционное давление и потенциальные механизмы. BioEssays 36 , 940–949 (2014).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 24.

    Wong, A.C.-N.и другие. Поведенческая микробиомика: многомерный подход к влиянию микробов на поведение. Фронт. Microbiol. 6 , 1359 (2015).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 25.

    Стиллинг, Р. М., Динан, Т. Г. и Крайан, Дж. Ф. Джеппетто в мозге - микробы как кукловоды нервной функции и поведения? J. Neurovirol. 22 , 14–21 (2016).

    Google ученый

  • 26.

    Юваль, Б. Симбиоз: кишечные бактерии манипулируют поведением хозяина. Curr. Биол. 27 , R746 – R747 (2017).

    CAS Google ученый

  • 27.

    Стиллинг, Р. М., Борденштейн, С. Р., Динан, Т. Г. и Крайан, Дж. Ф. Друзья с социальными преимуществами: взаимодействие хозяина и микроба как движущая сила эволюции и развития мозга? Фронт. Клетка. Заразить. Microbiol. 4 , 147 (2014).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 28.

    Левин-Эпштейн, О., Ааронов, Р. и Хадани, Л. Микробы могут помочь объяснить эволюцию альтруизма хозяина. Nat. Commun. 8 , 14040 (2017).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 29.

    Браун, С. П. Все ли паразиты манипулируют своими хозяевами? Behav. Процессы 68 , 237–240 (2005).

    Google ученый

  • 30.

    Томас, Ф., Адамо, С. А. и Мур, Дж. Паразитарные манипуляции: где мы и куда нам идти? Behav. Процессы 68 , 185–199 (2005).

    Google ученый

  • 31.

    Адамо, С. А. Модуляция модуляторов: паразиты, нейромодуляторы и изменение поведения хозяина. Brain Behav. Evol. 60 , 370–377 (2002).

    Google ученый

  • 32.

    Perrot-Minnot, M.-J. И Сезилли, Ф. Исследование кандидатных нейромодуляторных систем, лежащих в основе паразитарных манипуляций: концепции, ограничения и перспективы. J. Exp. Биол. 216 , 134–141 (2013).

    Google ученый

  • 33.

    Andersen, S. B. et al. Жизнь мертвого муравья: выражение адаптивного расширенного фенотипа. г. Nat. 174 , 424–433 (2009).

    Google ученый

  • 34.

    Hughes, D. P. et al. Поведенческие механизмы и морфологические симптомы муравьев-зомби, умирающих от грибковой инфекции. BMC Ecol. 11 , 13 (2011).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 35.

    Кляйн, С. Л. Паразитарные манипуляции с непосредственными механизмами, которые опосредуют социальное поведение позвоночных. Physiol. Behav. 79 , 441–449 (2003).

    CAS Google ученый

  • 36.

    Бердой М., Вебстер Дж. П. и Макдональд Д. В. Смертельное влечение у крыс, инфицированных Toxoplasma gondii . Proc. Биол. Sci. 267 , 1591–1594 (2000).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 37.

    Вяс, А., Ким, С.-К., Джакомини, Н., Бутройд, Дж. К. и Сапольски, Р. М. Поведенческие изменения, вызванные заражением грызунов Toxoplasma , очень специфичны для отвращения кошачьих запахов. Proc. Natl Acad. Sci. США 104 , 6442–6447 (2007).

    CAS Google ученый

  • 38.

    Пулин Р. «Адаптивные» изменения в поведении паразитированных животных: критический обзор. Внутр. J. Parasitol. 25 , 1371–1383 (1995).

    CAS Google ученый

  • 39.

    Браун, С. П. Сотрудничество и конфликт в паразитах, управляющих хозяином. Proc. Биол. Sci. 266 , 1899–1904 (1999).

    Google ученый

  • 40.

    Викери, В. Л. и Пулин, Р. Эволюция манипуляции хозяином с помощью паразитов: анализ теории игр. Evol. Ecol. 24 , 773–788 (2010).

    Google ученый

  • 41.

    Шлютер, Дж. И Фостер, К. Р. Эволюция мутуализма в кишечной микробиоте посредством отбора эпителия хозяина. PLoS Biol. 10 , e1001424 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 42.

    Ксавьер, Дж. Б., Ким, В. и Фостер, К. Р. Молекулярный механизм, который стабилизирует кооперативную секрецию у Pseudomonas aeruginosa. Мол. Microbiol. 79 , 166–179 (2011).

    CAS Google ученый

  • 43.

    Adamo, S.А. Паразиты: нейробиологи эволюции. J. Exp. Биол. 216 , 3–10 (2013).

    CAS Google ученый

  • 44.

    Бэкхед, Ф., Лей, Р. Э., Зонненбург, Дж. Л., Петерсон, Д. А. и Гордон, Дж. И. Хозяин-бактериальный мутуализм в кишечнике человека. Наука 307 , 1915–1920 (2005).

    Google ученый

  • 45.

    Цинь, Дж.и другие. Каталог микробных генов кишечника человека, созданный путем метагеномного секвенирования. Природа 464 , 59–65 (2010).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 46.

    Койт, К. З., Шлютер, Дж. И Фостер, К. Р. Экология микробиома: сети, конкуренция и стабильность. Наука 350 , 663–666 (2015).

    CAS Google ученый

  • 47.

    Stein, R. R. et al. Экологическое моделирование на основе вывода временных рядов: понимание динамики и стабильности кишечной микробиоты. PLoS Comput. Биол. 9 , e1003388 (2013).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 48.

    Марино С., Бакстер Н. Т., Хаффнагл Г. Б., Петрозино Дж. Ф. и Шлосс П. Д. Математическое моделирование первичной сукцессии кишечной микробиоты мышей. Proc.Natl Acad. Sci. США 111 , 439–444 (2014).

    CAS Google ученый

  • 49.

    Kommineni, S. et al. Продукция бактериоцина усиливает нишевую конкуренцию энтерококков в желудочно-кишечном тракте млекопитающих. Природа 526 , 719–722 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 50.

    Чатзидаки-Ливанис, М., Geva-Zatorsky, N. & Comstock, L.E. Bacteroides fragilis типа VI системы секреции используют новые эффекторные белки и иммунные белки для противодействия видам кишечных Bacteroidales человека. Proc. Natl Acad. Sci. США 113 , 3627–3632 (2016).

    CAS Google ученый

  • 51.

    Wexler, A. G. et al. Человеческие симбионты вводят и нейтрализуют антибактериальные токсины, которые сохраняются в кишечнике. Proc. Natl Acad. Sci.США 113 , 3639–3644 (2016).

    CAS Google ученый

  • 52.

    Rao, S. et al. Подавление анорексии, опосредованное патогенами, способствует выживанию хозяина и передаче инфекции. Cell 168 , 503–516 (2017).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 53.

    Мюррей М. Дж. И Мюррей А. Б. Анорексия инфекции защиты хозяина как механизм. г. J. Clin. Nutr. 32 , 593–596 (1979).

    CAS Google ученый

  • 54.

    Wickham, M. E., Brown, N. F., Provias, J., Finlay, B. B. & Coombes, B.K. Инфекция полости рта мышей Salmonella enterica серовар Typhimurium вызывает менингит и инфекцию головного мозга. BMC Infect. Дис. 7 , 65 (2007).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 55.

    Дэвид, Л. А. и др. Образ жизни хозяина ежедневно влияет на микробиоту человека. Genome Biol. 15 , R89 (2014).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 56.

    Ривера-Чавес, Ф. и Боймлер, А. Дж. Пироманьяк внутри вас: Salmonella метаболизм в кишечнике хозяина. Annu. Rev. Microbiol. 69 , 31–48 (2015).

    Google ученый

  • 57.

    Балмер, О. и Таннер, М. Распространенность и последствия множественных штаммов инфекций. Ланцетная инфекция. Дис. 11 , 868–878 (2011).

    Google ученый

  • 58.

    Рао М. и Гершон М. Д. Кишечник и за его пределами: кишечная нервная система при неврологических расстройствах. Nat. Преподобный Гастроэнтерол. Гепатол. 13 , 517–528 (2016).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 59.

    Куигли, Э. М. М. Модуляция подвижности микрофлоры. J. Neurogastroenterol. Мотил. 17 , 140–147 (2011).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 60.

    Fukumoto, S. et al. Короткоцепочечные жирные кислоты стимулируют транзит через толстую кишку через высвобождение 5-HT в просвете у крыс. г. J. Physiol. Regul. Интегр. Комп. Physiol. 284 , R1269 – R1276 (2003).

    CAS Google ученый

  • 61.

    Reigstad, C. S. et al. Микробы кишечника способствуют выработке серотонина в толстой кишке за счет воздействия короткоцепочечных жирных кислот на энтерохромаффинные клетки. FASEB J. 29 , 1395–1403 (2015).

    CAS Google ученый

  • 62.

    Яно, Дж. М. и др. Аборигенные бактерии из кишечной микробиоты регулируют биосинтез серотонина хозяина. Cell 161 , 264–276 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 63.

    Dey, N. et al. Регуляторы моторики кишечника, выявленные гнотобиотической моделью взаимодействий диеты и микробиома, связанных с путешествиями. Cell 163 , 95–107 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 64.

    Wiles, T. J. et al. Подвижность кишечника хозяина способствует конкурентному исключению в модельной кишечной микробиоте. PLoS Biol. 14 , e1002517 (2016).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 65.

    Logan, S. L. et. al. Система секреции Vibrio cholerae типа VI может модулировать механику кишечника хозяина для вытеснения симбионтов кишечных бактерий. Proc Natl Acad. Sci. США https://doi.org/10.1073/pnas.1720133115 (2018).

    CAS Google ученый

  • 66.

    Сансонетти, П. Дж. И Ди Санто, Дж. П. Отладка того, как бактерии манипулируют иммунным ответом. Иммунитет 26 , 149–161 (2007).

    CAS Google ученый

  • 67.

    Эйрес, Дж. С. Совместное поведение микробной толерантности в мутуализме микробиоты хозяина. Cell 165 , 1323–1331 (2016).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 68.

    Neish, A. S. et al. Прокариотическая регуляция эпителиальных ответов путем ингибирования убиквитинирования IκB-α. Наука 289 , 1560–1563 (2000).

    CAS Google ученый

  • 69.

    Kelly, D. et al. Комменсальные анаэробные кишечные бактерии ослабляют воспаление, регулируя ядерно-цитоплазматический перенос PPAR-γ и RelA. Nat. Иммунол. 5 , 104–112 (2004).

    CAS Google ученый

  • 70.

    Хупер, Л. В. Подрывают ли симбиотические бактерии иммунитет хозяина? Nat. Rev. Microbiol. 7 , 367–374 (2009).

    CAS Google ученый

  • 71.

    Штейнман, Л. Подробное взаимодействие между иммунной и нервной системами. Nat. Иммунол. 5 , 575–581 (2004).

    CAS Google ученый

  • 72.

    Баганц, Н. Л. и Блейкли, Р. Д. Диалог между иммунной системой и мозгом, на языке серотонина. ACS Chem. Neurosci. 4 , 48–63 (2013).

    CAS Google ученый

  • 73.

    Вохлеб, Э. С., Франклин, Т., Ивата, М. и Думан, Р. С. Интеграция нейроиммунных систем в нейробиологию депрессии. Nat. Rev. Neurosci. 17 , 497–511 (2016).

    CAS Google ученый

  • 74.

    Louveau, A. et al. Структурно-функциональные особенности лимфатических сосудов центральной нервной системы. Природа 523 , 337–341 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 75.

    De Palma, G. et al. Трансплантация фекальной микробиоты от пациентов с синдромом раздраженного кишечника изменяет функцию и поведение кишечника у мышей-реципиентов. Sci. Transl Med. 9 , eaaf6397 (2017).

    Google ученый

  • 76.

    Фостер, К. Р., Шлютер, Дж., Койт, К. З. и Ракофф-Нахум, С. Эволюция микробиома хозяина как экосистемы на привязи. Природа 548 , 43–51 (2017).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 77.

    Рукс, М. Г. и Гарретт, В. С. Микробиота кишечника, метаболиты и иммунитет хозяина. Nat. Rev. Immunol. 16 , 341–352 (2016).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 78.

    Кох, А., Де Ваддер, Ф., Ковачева-Датчари, П. и Бэкхед, Ф. От пищевых волокон до физиологии хозяина: короткоцепочечные жирные кислоты как ключевые бактериальные метаболиты. Cell 165 , 1332–1345 (2016).

    CAS Google ученый

  • 79.

    Мао, Ю.-К. и другие. Bacteroides fragilis Полисахарид A необходим и достаточен для острой активации сенсорных нейронов кишечника. Nat. Commun. 4 , 1465 (2013).

    Google ученый

  • 80.

    Мазманян, С. К. и Каспер, Д. Л. Отношения любви и ненависти между бактериальными полисахаридами и иммунной системой хозяина. Nat. Rev. Immunol. 6 , 849–858 (2006).

    CAS Google ученый

  • 81.

    Braniste, V. et al. Микробиота кишечника влияет на проницаемость гематоэнцефалического барьера у мышей. Sci. Transl Med. 6 , 263ра158 (2014).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 82.

    Abbott, N. J., Rönnbäck, L. & Hansson, E. Взаимодействие астроцитов и эндотелия на гематоэнцефалическом барьере. Nat. Rev. Neurosci. 7 , 41–53 (2006).

    CAS Google ученый

  • 83.

    Frost, G. et al. Ацетат короткоцепочечных жирных кислот снижает аппетит через центральный гомеостатический механизм. Nat. Commun. 5 , 3611 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 84.

    Барретт, Э., Росс, Р. П., О’Тул, П. В., Фицджеральд, Г. Ф. и Стэнтон, С. Производство γ-аминомасляной кислоты культивируемыми бактериями из кишечника человека. J. Appl. Microbiol. 113 , 411–417 (2012).

    CAS Google ученый

  • 85.

    Покусаева К. и др. GABA-продуцирующая Bifidobacterium dentium модулирует висцеральную чувствительность в кишечнике. Нейрогастроэнтерол. Мотил. 29 , e12904 (2017).

    Google ученый

  • 86.

    Guthrie, G. D. & Nicholson-Guthrie, C. S. Поглощение γ-аминомасляной кислоты бактериальной системой с характеристиками связывания нейромедиатора. Proc. Natl Acad. Sci. США 86 , 7378–7381 (1989).

    CAS Google ученый

  • 87.

    Strandwitz, P. et al. ГАМК-модулирующие бактерии микробиома кишечника человека на конференции ASM Microbe (плакат) Американское общество микробиологии http://www.abstractsonline.com/pp8/#!/4060/presentation/18619 (2016).

  • 88.

    Asano, Y. et al. Решающая роль микробиоты кишечника в производстве биологически активных свободных катехоламинов в просвете кишечника мышей. г. J. Physiol. Гастроинтест. Liver Physiol. 303 , G1288 – G1295 (2012).

    CAS Google ученый

  • 89.

    Wall, R. et al. в Microbial Endocrinology: The Microbiota-Gut-Brain Axis in Health and Disease (eds Lyte, M. & Cryan, J. F.) 221–239 (Springer, 2014).

  • 90.

    Сэмпсон Т. Р. и Мазманян С. К. Контроль развития, функции и поведения мозга с помощью микробиома. Cell Host Microbe 17 , 565–576 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 91.

    Рощина В.В. в Мик робиал En до крино logy: Interkingdom Signaling in Infective Disease and Health (ред. Лайт, М.И Фристоун, П. Э.) 17–52 (Springer, 2010).

  • 92.

    Айер, Л. М., Аравинд, Л., Кун, С. Л., Кляйн, Д. К. и Кунин, Е. В. Эволюция межклеточной передачи сигналов у животных: имел ли значение поздний горизонтальный перенос генов от бактерий? Trends Genet. 20 , 292–299 (2004).

    CAS Google ученый

  • 93.

    Маунтфорт Д. О. и Пибус В. Регулирующие воздействия на производство гамма-аминомасляной кислоты морской псевдомонадой. заявл. Environ. Microbiol. 58 , 237–242 (1992).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 94.

    де Мазанкур, К., Лоро, М. и Дикманн, У. Понимание мутуализма при адаптации к партнеру. J. Ecol. 93 , 305–314 (2005).

    Google ученый

  • 95.

    Weinersmith, K. L. & Earley, R.Л. Лучше с паразитами? Уроки поведенческой экологии от развитой зависимости и условно-полезных паразитов. Anim. Behav. 118 , 123–133 (2016).

    Google ученый

  • 96.

    Паннебаккер, Б. А., Лоппин, Б., Элеманс, К. П. Х., Хамблот, Л. и Вавр, Ф. Паразитарное подавление гибели клеток способствует симбиозу. Proc. Natl Acad. Sci. США 104 , 213–215 (2007).

    CAS Google ученый

  • 97.

    Мойя А. и Феррер М. Устойчивость кишечной микробиоты, вызванная функциональной избыточностью, подвергается нарушениям. Trends Microbiol. 24 , 402–413 (2016).

    CAS Google ученый

  • 98.

    Diaz Heijtz, R. et al. Нормальная микробиота кишечника регулирует развитие и поведение мозга. Proc. Natl Acad. Sci. США 108 , 3047–3052 (2011).

    Google ученый

  • 99.

    Десбоннет Л., Кларк Г., Шанахан Ф., Динан Т. Г. и Крайан Дж. Ф. Микробиота необходима для социального развития мышей. Мол. Психиатрия 19 , 146–148 (2014).

    CAS Google ученый

  • 100.

    Desbonnet, L. et al. Истощение кишечной микробиоты с раннего подросткового возраста у мышей: последствия для мозга и поведения. Мозг. Behav. Иммун. 48 , 165–173 (2015).

    CAS Google ученый

  • 101.

    Hoban, A.E. et al. Поведенческие и нейрохимические последствия хронического истощения кишечной микробиоты во взрослом возрасте у крыс. Neuroscience 339 , 463–477 (2016).

    CAS Google ученый

  • 102.

    Round, J. L. & Mazmanian, S. K. Микробиота кишечника формирует иммунные реакции кишечника во время здоровья и болезни. Nat. Rev. Immunol. 9 , 313–323 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 103.

    Хилл, Д. А. и Артис, Д. Кишечные бактерии и регуляция гомеостаза иммунных клеток. Annu. Rev. Immunol. 28 , 623–667 (2010).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 104.

    Furusawa, Y. et al. Бутират комменсального микроба индуцирует дифференцировку регуляторных Т-клеток толстой кишки. Природа 504 , 446–450 (2013).

    CAS Google ученый

  • 105.

    Smith, P. M. et al. Микробные метаболиты, короткоцепочечные жирные кислоты, регулируют гомеостаз Treg-клеток толстой кишки. Наука 341 , 569–573 (2013).

    CAS Google ученый

  • 106.

    Брестофф, Дж. Р. и Артис, Д. Комменсальные бактерии на стыке метаболизма хозяина и иммунной системы. Nat. Иммунол. 14 , 676–684 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 107.

    Страчан, Д. П. Сенная лихорадка, гигиена и размер домашнего хозяйства. руб. Med. J. 299 , 1259–1260 (1989).

    CAS Google ученый

  • 108.

    Рук, Г. А. У. и Лоури, К. А. Гипотеза гигиены и психические расстройства. Trends Immunol. 29 , 150–158 (2008).

    CAS Google ученый

  • 109.

    Уэллс, Дж. М. Иммуномодулирующие механизмы лактобацилл. Microb. Cell Fact. 10 , S17 (2011).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 110.

    Fanning, S. et al. Поверхностный экзополисахарид бифидобактерий способствует взаимодействию комменсала с хозяином посредством иммуномодуляции и защиты от патогенов. Proc. Natl Acad. Sci. США 109 , 2108–2113 (2012).

    CAS Google ученый

  • 111.

    Фетисов, С.О. Роль кишечной микробиоты в контроле аппетита хозяина: рост бактерий и пищевое поведение животных. Nat. Rev. Endocrinol. 13 , 11–25 (2016).

    Google ученый

  • 112.

    Розенбаум, М., Найт, Р. и Лейбель, Р. Л. Микробиота кишечника в энергетическом гомеостазе человека и ожирении. Trends Endocrinol. Метаб. 26 , 493–501 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 113.

    Маклафлин, К., Шлутер, Дж., Ракофф-Нахум, С., Смит, А. Л. и Фостер, К. Р. Выбор микробиоты-хозяина посредством дифференциальной адгезии. Cell Host Microbe 19 , 550–559 (2016).

    CAS Google ученый

  • 114.

    Franzosa, E.A. et al. Секвенирование и не только: интеграция молекулярных «омиков» для профилирования микробного сообщества. Nat. Rev. Microbiol. 13 , 360–372 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 115.

    Митри, С. и Фостер, К. Р. Генотипический взгляд на социальные взаимодействия в микробных сообществах. Annu. Преподобный Жене. 47 , 247–273 (2013).

    CAS Google ученый

  • 116.

    Наделл, К. Д., Дрешер, К. и Фостер, К. Р. Пространственная структура, сотрудничество и конкуренция в биопленках. Nat. Rev. Microbiol. 14 , 589–600 (2016).

    CAS Google ученый

  • 117.

    Markel, T.A. et al. Борьба за железо: желудочно-кишечные микробы модулируют иммунный ответ хозяина во время инфекции. J. Leukoc. Биол. 81 , 393–400 (2007).

    CAS Google ученый

  • 118.

    Choi, E.-Y. и другие. Хелатор железа запускает воспалительные сигналы в эпителиальных клетках кишечника человека: участие p38 и сигнальных путей киназ, регулируемых внеклеточными сигналами. J. Immunol. 172 , 7069–7077 (2004).

    CAS Google ученый

  • 119.

    Веймер, П. Дж. Избыточность, устойчивость и специфичность микробиоты рубца к хозяину: последствия для разработки улучшенных ферментаций рубца. Фронт. Microbiol. 6 , 296 (2015).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 120.

    Caballero, S.и другие. Совместные комменсалы восстанавливают устойчивость к колонизации устойчивым к ванкомицину Enterococcus faecium . Cell Host Microbe 21 , 592–602 (2017).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 121.

    Томпсон, Дж. Н. Взаимодействие и коэволюция (Университет Чикаго Пресс, 1982).

  • 122.

    Марчези, Дж. Р. и Равель, Дж. Словарь исследования микробиома: предложение. Микробиом 3 , 31 (2015).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 123.

    Méthot, P.-O. & Ализон, С. Что такое возбудитель? К взгляду на процесс взаимодействия паразита и хозяина. Вирулентность 5 , 775–785 (2014).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 124.

    Мэй, Г. и Нельсон, П. Защитные мутуализмы: стимулируют ли микробные взаимодействия внутри хозяев эволюцию защитных черт? Функц.Ecol. 28 , 356–363 (2014).

    Google ученый

  • 125.

    Гамильтон В. Д. Генетическая эволюция социального поведения I. J. Theor. Биол. 7 , 1–16 (1964).

    CAS Google ученый

  • 126.

    Гамильтон, В. Д. Генетическая эволюция социального поведения II. J. Theor. Биол. 7 , 17–52 (1964).

    CAS Google ученый

  • 127.

    Бурк А.Ф. Принципы социальной эволюции (Oxford Univ. Press, 2011).

  • 128.

    Уилсон, Э. О. Социобиология: новый синтез (Издательство Гарвардского университета, 1975).

  • 129.

    Сана, Т. Г., Луго, К. А. и Монак, Д. М. T6SS: бактериальный «бойцовский клуб» в кишечнике хозяина. PLoS Pathog. 13 , e1006325 (2017).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 130.

    Mitri, S. & Foster, K. R. Плейотропия и низкая стоимость индивидуальных черт способствуют сотрудничеству. Evolution 70 , 488–494 (2016).

    Google ученый

  • 131.

    Laterra, J., Keep, R., Betz, LA & Goldstein, GW в Bas ic Neuroc he mistr y: Молекулярные, клеточные и медицинские аспекты (ред. Siegel, GJ, Agranoff , BW, Альберс, RW, Фишер, С.К. и Улер, М.D.) (Lippincott-Raven, 1999).

  • 132.

    Форсайт, П. и Кунце, В. А. Голоса изнутри: кишечные микробы и ЦНС. Ячейка. Мол. Life Sci. 70 , 55–69 (2013).

    CAS Google ученый

  • 133.

    Фернстром, Дж. Д. Роль доступности предшественников в контроле биосинтеза моноаминов в головном мозге. Physiol. Ред. 63 , 484–546 (1983).

    CAS Google ученый

  • 134.

    Бэнкс, В. А. Характеристики соединений, проникающих через гематоэнцефалический барьер. BMC Neurol. 9 , S3 (2009).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 135.

    О’Махони, С. М., Кларк, Г., Борре, Ю. Э., Динан, Т. Г. и Крайан, Дж. Ф. Серотонин, метаболизм триптофана и ось мозг-кишечник-микробиом. Behav. Brain Res. 277 , 32–48 (2015).

    Google ученый

  • 136.

    Fernstrom, J. D. & Wurtman, R. J. Содержание серотонина в мозге: физиологическая зависимость от уровней триптофана в плазме. Наука 173 , 149–152 (1971).

    CAS Google ученый

  • 137.

    Biron, D. G. et al. Поведенческие манипуляции у кузнечика, укрывающего волосатого червя: подход протеомики. Proc. Биол. Sci. 272 , 2117–2126 (2005).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • Познакомьтесь с «психобиомом»: кишечными бактериями, которые могут изменить то, как вы думаете, чувствуете и действуете | Наука

    Недавно изолированные бактерии, выращенные на чашках с агаром, или их продукты могут действовать как «психобиотики».”

    Кен Ричардсон

    Элизабет Пенниси

    КЕМБРИДЖ, МАССАЧУСЕТС— Катя Гавриш ищет новые препараты для мозга в, казалось бы, маловероятном месте: образцах человеческого стула. Серьезный и целеустремленный микробиолог, прошедший обучение в России и обожающий классическую музыку, она стоит перед большой анаэробной камерой в лаборатории Holobiome, небольшой начинающей компании.Она проникает в камеру со стеклянным фасадом через рукава, похожие на Человека Мишлен, и начинает разбавлять образец внутри. Это первый шаг к изоляции и культивированию бактерий, которые, как надеются Гавриш и ее коллеги по Holobiome, позволят разработать новые методы лечения депрессии и других заболеваний мозга и нервной системы.

    Компания из восьми человек планирует использовать растущие данные эпидемиологических исследований и исследований на животных, которые связывают кишечные бактерии с такими разнообразными состояниями, как аутизм, тревожность и болезнь Альцгеймера.С момента своего основания всего 5 лет назад Holobiome создал одну из крупнейших в мире коллекций кишечных микробов человека. Генеральный директор компании Фил Страндвиц пока не может точно сказать, какую форму примет новое лечение. Но целевые заболевания включают депрессию и бессонницу, а также запор и висцеральную боль, типичную для синдрома раздраженного кишечника - состояния, которые могут иметь как неврологические, так и кишечные компоненты. Страндвиц, кроткий житель Среднего Запада, доктор философии. в микробиологии не склонен к провидческим заявлениям, но и у него нет недостатка в амбициях: он предсказывает, что первое испытание на людях начнется в течение 1 года.

    Очарование простое: разработка лекарств от нервно-психических расстройств отстает на десятилетия, и многие существующие лекарства не работают для всех пациентов и вызывают нежелательные побочные эффекты. Все большее число исследователей видят многообещающую альтернативу лечению на основе микробов или «психобиотикам» - термин, придуманный нейрофармакологом Джоном Крайаном и психиатром Тедом Динаном из Университетского колледжа Корка. «Это действительно молодая и действительно захватывающая область с огромным потенциалом», - говорит Наталья Паласиос, эпидемиолог Массачусетского университета в Лоуэлле, которая изучает связи между кишечными микробами и болезнью Паркинсона.

    Некоторые исследователи предпочитают менее поспешный подход, сосредоточенный на понимании лежащей в основе биологии. Но Holobiome и несколько других компаний стремятся нажиться на растущем многомиллиардном рынке, который уже возник для других микробных методов лечения, направленных на лечение заболеваний, включая кишечные расстройства, аллергию и ожирение. Эти компании продвигаются вперед, несмотря на множество нерешенных вопросов о том, как на самом деле могут работать психобиотические методы лечения, и о потенциальных опасностях слишком быстрого продвижения.«Существует менталитет золотой лихорадки, - говорит Роб Найт, микробиолог из Калифорнийского университета в Сан-Диего.

    За последние 20 лет осознание того, что микробы, живущие внутри нас, превосходят по численности собственные клетки нашего тела, перевернуло наше представление о самих себе наизнанку. Микробиом кишечника, как его называют, весит около 2 килограммов - больше, чем 1,4 килограмм человеческого мозга - и может иметь такое же влияние на наши тела. В кишечнике обитают тысячи видов микробов (не только бактерий, но и вирусов, грибов и архей).И с 20 миллионами генов среди них эти микробы обладают геномным ударом, с которым наши жалкие 20 000 генов не могут сравниться. Кишечные бактерии могут производить и использовать питательные вещества и другие молекулы так, как не может человеческое тело, - соблазнительный источник новых методов лечения.

    Мозг - это новейший рубеж, но он давно связан с кишечником. Древние греки, например, полагали, что психические расстройства возникают, когда пищеварительный тракт производит слишком много черной желчи. А задолго до открытия микробов некоторые философы и врачи утверждали, что мозг и кишечник являются партнерами в формировании поведения человека.«Вероятно, происходит то, что наш мозг и наш кишечник находятся в постоянном общении», - говорит Крайан, который на протяжении последнего десятилетия помогал предпринимать усилия по расшифровке этих сообщений.

    Это требует смелости

    Бактерии, обитающие в кишечнике, могут влиять на нейроны и мозг несколькими путями.

    Вещества, выделяемые микробами в кишечник, могут проникать в кровеносные сосуды и напрямую попадать в мозг. Микробы побуждают клетки нейропод в слизистой оболочке кишечника стимулировать блуждающий нерв, который напрямую соединяется с мозгом.Более косвенно микробы активируют энтероэндокринные клетки в слизистой оболочке кишечника, которые отправляют гормоны по всему телу. Еще более косвенно микробы кишечника влияют на иммунные клетки и воспаление, которое может влиять на мозг. {Font-family: 'Roboto Condensed', 'Helvetica Neue ', Helvetica, Arial, sans-serif; font-weight: bold;} {font-family:' Roboto Condensed ',' Helvetica Neue ', Helvetica, Arial, sans-serif; font-weight: жирный; стиль шрифта: курсив;} BOLDREGULARITALICBOLD ITALIC {font-family: 'Roboto Condensed', 'Helvetica Neue', Helvetica, Arial, sans-serif;} {font-family: 'Roboto Condensed', 'Helvetica Neue', Helvetica, Arial, sans- serif; font-style: italic;} ЗАМЕНИТЕ {font-family: 'RobotoCondensed-Bold';} и т. д. НА:

    В.ALTOUNIAN / НАУКА

    Эпидемиологи обнаружили интересную связь между расстройствами кишечника и головного мозга. Например, многие люди с синдромом раздраженного кишечника также находятся в депрессии, люди с аутичным спектром, как правило, имеют проблемы с пищеварением, а люди с болезнью Паркинсона склонны к запорам.

    Исследователи также заметили рост депрессии у людей, принимающих антибиотики, но не противовирусные или противогрибковые препараты, которые не наносят вреда кишечным бактериям.В прошлом году Йерун Раес, микробиолог из Католического университета Лёвена, и его коллеги проанализировали медицинские записи двух групп - одной бельгийской и одной голландской - из более чем 1000 человек, участвовавших в исследованиях их типов кишечных бактерий. У людей с депрессией был дефицит одних и тех же двух видов бактерий, сообщили авторы в апреле 2019 года в журнале Nature Microbiology .

    Исследователи видят, как кишечные микробы могут влиять на мозг. Некоторые могут выделять молекулы-посланники, которые путешествуют через кровь в мозг.Другие бактерии могут стимулировать блуждающий нерв, который проходит от основания мозга к органам в брюшной полости. Бактериальные молекулы могут передавать сигналы блуждающему нерву через недавно обнаруженные клетки «нейропода», которые находятся в слизистой оболочке кишечника, воспринимая его биохимическую среду, включая микробные соединения. У каждой клетки есть длинная «ступня», которая выходит наружу, образуя синапсовидную связь с соседними нервными клетками, включая клетки блуждающего нерва.

    Также могут существовать косвенные ссылки. Все чаще исследователи считают воспаление ключевым фактором таких расстройств, как депрессия и аутизм.Кишечные бактерии являются ключом к правильному развитию и поддержанию иммунной системы, и исследования показывают, что неправильное сочетание микробов может сорвать этот процесс и вызвать воспаление. Микробные продукты могут влиять на так называемые энтероэндокринные клетки, которые находятся в слизистой оболочке кишечника и выделяют гормоны и другие пептиды. Некоторые из этих клеток помогают регулировать пищеварение и контролировать выработку инсулина, но они также выделяют нейромедиатор серотонин, который покидает кишечник и распространяется по всему телу.

    Для поиска идеального психобиотика требуется культивирование, идентификация и тестирование новых кишечных микробов, работа, которая держит команду Holobiome занятой.

    Кен Ричардсон

    Хотя механизмы остаются неуловимыми, исследования на животных, проведенные Крайаном и другими, подтвердили идею о том, что кишечные микробы могут влиять на мозг.У крыс и мышей, которым была сделана трансплантация фекалий людей с болезнью Паркинсона, шизофренией, аутизмом или депрессией, часто развиваются аналогичные им проблемы у грызунов. И наоборот, трансплантация этих животных фекалий от здоровых людей иногда облегчает их симптомы. Присутствие или отсутствие определенных микробов у молодых мышей влияет на то, как мыши реагируют на стресс во взрослом возрасте, и другие исследования на мышах указали на роль микробов в развитии нервной системы.

    В своей лаборатории Крайан, Динан и их коллега Джерард Кларк считают, что аминокислота триптофан, вырабатываемая некоторыми кишечными бактериями, может быть причинной связью.Микробы или собственные клетки организма могут превращать триптофан в серотонин, нейромедиатор, вызывающий депрессию и другие психические расстройства. Клетки также превращают триптофан в вещество под названием кинуренин, которое в дальнейшем вступает в реакцию с образованием продуктов, которые могут быть токсичными для нейронов. По словам Крайана, изменения в микробиоме могут повлиять на производство этих различных веществ, что ухудшит психическое здоровье. Исследования показали, например, что люди с депрессией быстрее превращают триптофан в кинуренин, чем в серотонин.

    Группа

    Крайана собрала множество статей и обзоров, которые помогли укрепить аргументы в пользу микробного воздействия на некоторые психологические и неврологические расстройства. Но найти эффективные решения на основе этих ссылок будет сложно, говорит Кларк: «Одно дело знать, что на определенный аспект физиологии хозяина влияют наши кишечные микробы, и совсем другое - подчинить это влияние нашей воле».

    Группа

    Кларк сотрудничает и консультируется со многими компаниями и протестировала некоторые потенциальные психобиотики для управления стрессом на здоровых добровольцах.Но он видит долгий путь к лечению. «Будет важно лучше и точнее понять действующие механизмы».

    Холобиом не такой терпеливый. Страндвиц основал компанию в 2015 году, еще будучи аспирантом микробиологической лаборатории Кима Льюиса в Северо-Восточном университете. «Он очень вежливо сказал мне, что присоединится к лаборатории только в том случае, если я помогу ему создать компанию, как только он закончит учебу», - вспоминает Льюис, известный своими открытиями и работой по коммерциализации новых антибиотиков из почвенных микробов.Льюис согласился, но он полагал, что пройдет 10 или более лет, прежде чем у Страндвица появится собственная компания. Льюис ошибался: на это ушло всего 4 года.

    На Северо-Востоке Страндвиц научился тому, что он называет «искусством выращивания», от Гавриша, который работал с Льюисом над изоляцией почвенных микробов. В то время в лаборатории можно было выращивать только около 25% кишечных бактерий. Гавриш, который специализируется на выделении и описании новых видов микробов, научил Страндвица манипулировать питательными веществами и использовать антибиотики, чтобы дать медленнорастущим, придирчивым бактериям шанс выжить в культуре вместо того, чтобы быть вытесненными более агрессивными видами.Он начал отслеживать факторы роста, чтобы поддерживать устойчивые виды. Страндвиц говорит: «У нас в культуре около 70%» известных кишечных микробов человека. Если это правда, с этой цифрой могут сравниться несколько других лабораторий.

    Один фактор роста, выявленный Страндвицем, оказался ключом к реализации его предпринимательской мечты. Он и его коллеги выделили бактерию, которая не могла выжить в типичных питательных средах, и для ее развития требовалась аминокислота, называемая гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК). ГАМК - это нейротрансмиттер, который подавляет нервную активность в головном мозге, и его неправильная регуляция связана с депрессией и другими проблемами психического здоровья.

    Исследователи пришли к выводу, что если у этого кишечного микроба должна быть ГАМК, значит, его вырабатывает какой-то другой микроб. Такие продуценты ГАМК могут быть золотой жилой для психобиотиков. Страндвиц и его коллеги начали по одному добавлять кишечные микробы в чашки Петри, содержащие ГАМК-едок. Если поедатели ГАМК будут процветать, ученые будут знать, что нашли продуцент ГАМК. Они обнаружили таких продуцентов среди трех групп бактерий, в том числе Bactereroides . Они быстро подали патент на упаковку этих бактерий или их продуктов для лечения людей с депрессией или другими психическими расстройствами.

    В Holobiome Стивен Сколник проверяет, могут ли бактериальные клетки вырабатывать ГАМК, важный нейромедиатор.

    Кен Ричардсон

    Перед публикацией этих результатов группа объединилась с исследователями из Weill Cornell Medicine, которые проводили сканирование мозга 23 человек с диагнозом депрессия.Они обнаружили, что люди с меньшим количеством бактерий Bacteroides имели более сильную гиперактивность в префронтальной коре, которую некоторые исследователи связывали с тяжелой депрессией. Сотрудничество сообщило о своих выводах 10 декабря 2018 года в Nature Microbiology вместе с открытием бактерий, продуцирующих ГАМК.

    Holobiome также обнаружил, что бактерии производят ГАМК в пищеварительном тракте крыс, что может повышать уровень ГАМК в головном мозге. И было обнаружено, что продуценты ГАМК снижают усвоенную беспомощность - симптом депрессии - у этих животных.Один из соавторов Страндвица, эколог-микробиолог Джек Гилберт из Калифорнийского университета в Сан-Диего, также исследует терапевтический потенциал бактерий, продуцирующих ГАМК, на крысах. Его группа и Holobiome наблюдали, что обработанные крысы с большей вероятностью будут дольше оставаться на неудобно теплой поверхности - тест на толерантность к висцеральной боли - возможно, потому, что повышенный уровень ГАМК их успокаивает. Результаты не опубликованы, но они убедили Гилберта исследовать, могут ли эти бактерии также снижать тревожность у крыс. «Ясно, что они обладают нейромодулирующим действием», - говорит он.

    ГАМК слишком велика, чтобы попасть в мозг, проскользнув через гематоэнцефалический барьер, стенку клеточной защиты, которая ограничивает размер и типы молекул, которые могут попасть в мозг из кровеносных сосудов. Вместо этого молекула может действовать через блуждающий нерв или энтероэндокринные клетки. Некоторые исследователи могут задаться вопросом, почему бактерии могут быть более полезными, чем препараты, повышающие уровень ГАМК. Но Страндвиц говорит, что бактерии могут делать больше, чем просто повышать уровень ГАМК. Он отмечает, что они производят молекулы, которые могут иметь другие эффекты на мозг и тело, тем самым устраняя другие симптомы депрессии.

    Он и Гилберт не обеспокоены этой неопределенностью. «Если мы сможем продемонстрировать влияние без каких-либо побочных эффектов, я не вижу причин для отказа от проведения клинических испытаний», - говорит Гилберт.

    В Holobiome Страндвиц и его коллеги определили и оценили 30 многообещающих бактерий, продуцирующих ГАМК, включая те, которые тестирует Гилберт. Теперь компания привлекает внешнего производителя, чтобы выяснить, какие бактерии, продуцирующие ГАМК, лучше всего подходят для производства в достаточно больших количествах для тестирования на людях.Исследователи надеются завершить нормативные и этические обзоры вовремя, чтобы начать испытания на людях к началу 2021 года. «Мы смогли добиться таких темпов, потому что знаем нашу микробиологию», - говорит Страндвиц. Первоначальными целевыми состояниями являются бессонница и синдром раздраженного кишечника с запором.

    В конечном счете, Holobiome не знает, будут ли его лучшие продукты представлять собой отдельный вид бактерий, группу видов или соединение, созданное бактериями. «На данный момент лучше всего работают живые ошибки», - говорит Страндвиц.Он предполагает, что консорциум бактерий, который включает более широкий спектр видов, чем обычные пробиотики, будет более универсальным и сможет лечить несколько аспектов, например, депрессии.

    Holobiome уже выходит за рамки производителей ГАМК. Тысячи недавно выделенных микробов ждут в замороженных флаконах в штаб-квартире компании, чтобы изучить их психобиотический потенциал. «Каждый раз, когда мы видим, что кто-то публикует новую статью о микробиоме, мы можем проверить, есть ли у нас эти бактерии, и повторить эксперименты», - говорит Стивен Сколник из Holobiome, недавно присоединившийся к компании.

    Ключевым инструментом для этих экспериментов является «имитатор кишечника», серия колб, соединенных трубками, с несколькими порталами для добавления микробов и наблюдения за тем, что происходит внутри. Позволяя ложному микробиому развиваться из различных комбинаций бактерий, иногда с клетками млекопитающих в смеси, исследователи могут исследовать недавно выделенные микробы и их продукты. Если ученые видят перспективу, они могут быстро подумать о дополнительных продуктах для разработки.

    Mariaelena Caboni из Holobiome исследует клетки млекопитающих, используемые для оценки того, как микробы влияют на передачу сигналов нервных клеток в их хозяевах.

    Кен Ричардсон

    Сколник взял на себя инициативу по получению патента на использование Holobiome квевина - витаминоподобной молекулы, вырабатываемой только некоторыми кишечными микробами - для улучшения психического здоровья. Организм использует моллюск для создания нейромедиаторов, таких как дофамин, серотонин и мелатонин. Неясно, может ли добавление квази-продуцентов или самой молекулы в кишечник помочь людям с психическими заболеваниями, но Страндвиц говорит, что ему нравится эта идея.

    «Было удивительно наблюдать стремительный рост микробиома кишечника и мозга», - говорит биолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Элейн Сяо. Как и Страндвиц, она является энтузиастом, помогая основать две компании по разработке микробной терапии нескольких расстройств, включая эпилепсию и аутизм.

    Другие исследователи опасаются, что предпринимательство опережает науку. Найт говорит, что венчурные капиталисты финансируют стартапы, разрабатывающие практически любые методы лечения на основе микробиома. Некоторые концепции «очень многообещающие и подтверждаются множеством доказательств», - говорит он, но другие - нет, и они по-прежнему получают деньги.Найт говорит, что инвесторы видят возможности в нетерпеливых пациентах. (Раес говорит, что почти ежедневно получает электронные письма от депрессивных людей, ищущих помощи.)

    Микробиологическая терапия не обязательно будет соответствовать тем же стандартам эффективности, что и обычные лекарства. Чтобы продаваться как лекарство, лекарство должно пройти проверку Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США или его эквивалентом в других странах посредством клинических испытаний, доказывающих его эффективность против конкретных заболеваний. Большинство препаратов для лечения микробиома до сих пор продаются как пробиотики, для которых нормативные пороги ниже, по крайней мере, в Соединенных Штатах, как и ограничения на заявления о здоровье, которые производитель может сделать.Holobiome разрабатывает оба типа продуктов.

    В этой области все еще возникают серьезные научные вопросы. По словам Беатрис Пеньалвер Бернабе, системного репродуктивного биолога из Университета Иллинойса, Чикаго, помимо коррелятивного характера большей части исследований и обычных вопросов о том, будут ли исследования на животных перенесены на людей, существует также явная сложность человеческого микробиома. «Я не думаю, что это будет« что-то одно ». Нам нужно будет искать конкретные штаммы и дозировки для разных людей.И, добавляет она, необходимы новые теории и модели, чтобы предсказать, как эти штаммы повлияют на конкретное микробиомное сообщество человека.

    Несмотря на препятствия, Гавриш по-прежнему уверена, что некоторые штаммы, которые она выращивает в анаэробной камере, пригодятся для лечения. В конце концов, говорит она, связь между кишечными микробами и человеческим мозгом имеет глубокие эволюционные корни. «Я искренне верю, что вы можете использовать силу сигналов, передаваемых кишечными бактериями за миллионы лет, чтобы помочь людям.”

    * Исправление, 11 мая, 11:00: Эта статья была отредактирована, чтобы уточнить, что queuine не является строительным блоком для нейротрансмиттеров и что продуценты ГАМК, а не поедатели, снижают усвоенную беспомощность.

    Микробиом человека и его влияние на здоровье

    Микробиом человека состоит из бактерий, архей, вирусов и эукариот, находящихся внутри и вне нашего тела. Эти организмы влияют на физиологию человека как в отношении здоровья, так и в отношении болезней, способствуя усилению или ухудшению метаболических и иммунных функций.Микроорганизмы колонизируют различные участки человеческого тела и внутри него, где они приспосабливаются к специфическим особенностям каждой ниши. Факультативные анаэробы преобладают в желудочно-кишечном тракте, тогда как строгие аэробы населяют дыхательные пути, носовую полость и поверхность кожи. Местные организмы в организме человека хорошо адаптированы к иммунной системе благодаря биологическому взаимодействию организмов с иммунной системой с течением времени. Изменение микробного сообщества кишечника играет важную роль в патогенезе здоровья человека и заболеваниях.Эти изменения являются результатом образа жизни и наличия основного заболевания. Дисбиоз увеличивает восприимчивость хозяина к инфекции, природа которой зависит от пораженного анатомического участка. Уникальное разнообразие микробиоты человека объясняет специфическую метаболическую активность и функции этих микроорганизмов в каждом участке тела. Поэтому важно понимать микробный состав и деятельность микробиома человека, поскольку они способствуют здоровью и болезням.

    1. Введение

    Микробиота человека определяется как совокупность организмов, населяющих человеческий организм и взаимодействующих с ним [1]. Различные взаимодействия могут быть комменсалистскими, мутуалистическими или патогенными. Микробиом человека - это геномный состав организмов (микробиота), населяющих определенное место в теле человека. Микроорганизмы колонизируют различные анатомические участки тела, такие как кожа, слизистая оболочка, желудочно-кишечный тракт, дыхательные пути, мочеполовые пути и молочные железы.Они образуют сложную и дискретную экосистему, которая адаптируется к условиям окружающей среды каждой ниши [2]. С момента рождения ребенка начинается устойчивое взаимодействие (симбиоз) между человеческим телом и его местной микробиотой. Эти взаимодействия играют важную роль в поддержании общего здоровья и благополучия. Посредством совместной эволюции организмы составляют микробиоту, они активно приспосабливаются к своей конкретной среде обитания и проживают в своих соответствующих нишах в человеческом теле [3–5]. В результате их биологической активности эти организмы идентифицируются как часть тела, что приводит к различным изменениям от зачатия до смерти.Микробиом человека постоянно развивается в ответ на факторы хозяина. Такие факторы, как возраст, питание, образ жизни, гормональные изменения, унаследованные гены и основные заболевания, являются основными детерминантами микробиома человека в любой данный момент времени. Однако изменение состава микробиоты человека (дисбиоз) может привести к опасным для жизни заболеваниям [2]. Было показано, что сбалансированная микробиота играет важную роль в поддержании здоровья [2]. Наибольшая концентрация микробиома человека находится в кишечнике.Эти организмы являются основными участниками в поддержании и поддержании здоровья человека. Предыдущие исследования проекта микробиома человека показали, что изменения в иммунной среде могут быть напрямую связаны с дисбиотической флорой кишечника. Кроме того, с дисбактериозом также связаны опасные для жизни состояния здоровья, включая рак, сердечно-сосудистые заболевания, воспалительные заболевания кишечника и трудно поддающиеся лечению бактериальные инфекции из-за устойчивости к антибиотикам. [6, 7].

    В целом, эта работа направлена ​​на рассмотрение и обсуждение воздействия микробиома человека на болезни человека и на поддержание здоровья.

    2. Микробиом человека и болезни
    2.1. Рак

    Микробиота кишечника играет важную роль в влиянии на благополучие своего хозяина [8]. Исследования взаимодействия микробных сообществ и их соответствующих хозяев предполагают, что эти организмы осуществляют биохимическую активность, влияющую на канцерогенез, развитие опухолей и реакцию на иммунную терапию, как показано на Рисунке 1 [8]. Согласно хорошо изученной модели факторов, которые могут способствовать дисбактериозу кишечника, постоянные внутрибрюшные инфекции, противомикробные препараты или и то, и другое могут привести к повышенному риску колоректального рака.Кроме того, конечные продукты, выделяемые микробиотой кишечника, влияют на покрытие клеток кишечника, способствуя канцерогенезу или подавляя опухолеобразование [9]. Было показано, что помимо колоректального рака, микробиота кишечного тракта играет роль во внекишечном раке, таком как гепатоцеллюлярная карцинома, путем систематического распространения этих организмов в другие части тела (рис. 2) [2]. Кроме того, H. pylori увеличивает риск рака желудка у людей. Недавние данные о взаимодействии микробиома человека и рака указывают на то, что Fusobacterium и Clostridium чрезмерно представлены у людей, страдающих раком желудка [10].В случае рака груди факторы окружающей среды и хозяина напрямую влияют на прогрессирование рака груди. Однако бактериальные сообщества также могут вызывать рак груди. У людей с раком груди вероятность наличия Bacillus, членов Enterobacteriaceae и Staphylococcus в тканях груди выше, чем у здоровых людей. Кроме того, Escherichia coli и Staphylococcus epidermidis , выделенные от больных раком, вызвали двухцепочечный разрыв в ДНК клеток HeLa. Lactobacillus spp. который способствует разнообразным преимуществам для здоровья, не был обнаружен в тканях груди людей с раком груди [11]. Рак предстательной железы был связан с более высокой популяцией Bacteroides massiliensis . Изменение микробиоты человека способствовало сложным взаимодействиям между раком и микробиотой человека [10].



    2.2. Воспалительное заболевание кишечника (ВЗК)

    Накопление болезнетворных организмов вызывает или запускает аномальный иммунный ответ против тканей организма.Фактически это способствует развитию аутоиммунных заболеваний, воспалительных заболеваний кишечника и других опасных для жизни состояний [12]. Благодаря совместной эволюции микробиоты человека и иммунной системы с течением времени происходит сбалансированное и систематическое взаимодействие. Однако изменение микробиоты хозяина влияет на это взаимодействие, приводя к нарушению иммунного ответа, что может привести к воспалительному заболеванию [13]. Сунил и др. [14] описывают взаимосвязь микробиома кишечника с нарушением целостности желудочно-кишечного барьера при воспалительном заболевании кишечника (ВЗК).Барьер вокруг эпителиальных клеток образует плотное соединение, которое разделяет тканевое пространство и контролирует движение растворенных веществ через эпителий. На барьерную функцию кишечника может влиять поврежденный слой слизи, что приводит к нарушению прикрепления клеточных связей [15]. Уменьшение количества кишечных Firmicutes приводит к увеличению уровней провоспалительных цитокинов (IL12, IFN-γ ) и снижению уровней противовоспалительных цитокинов (IL-10) [14]. Некоторые гельминтозы были связаны с противовоспалительными организмами, которые предотвращают воспалительные заболевания кишечника у мышей, чувствительных к ВЗК [10].

    2.3. Сердечно-сосудистые заболевания

    Производство метаболитов кишечной микробиотой не только влияет на кишечник, но и действует системно. Производство метаболитов N-оксида триметиламина (ТМАО) некоторыми желудочно-кишечными организмами может быть связано с сердечными заболеваниями [16]. Микробиота кишечника активно метаболизирует триметиламин из рациона, богатого l-карнитином, холином и фосфатидилхолином, в N-оксид триметиламина (TMAO) с помощью печеночных флавинов, содержащих монооксигеназу. ТМАО влияет на транспорт липидов в организме, а также вызывает высвобождение предшественников, которые способствуют образованию пенистых клеток и укреплению артерий в моделях на животных [16].Было обнаружено, что дисбактериоз кишечника связан с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Хо и Лал провели клиническое исследование на двух категориях людей: лиц с низким риском сердечно-сосудистых заболеваний и лиц с риском сердечно-сосудистых заболеваний. По их данным, нарушение кишечной флоры было связано с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний [17, 18]. Было обнаружено, что чрезмерная представленность определенных организмов способствует сердечно-сосудистым заболеваниям. Фекальные трансплантаты от пациентов с гипертонией, у которых была избыточная экспрессия Prevotella и Klebsiella , повышали кровяное давление в моделях на стерильных мышах.Более того, фекальная микробиота мышей с гипертонической болезнью показала значительное увеличение соотношения Firmicutes и Bacteriodetes в их стуле [18, 19].

    2.4. Систематические инфекции, возникающие в результате бактериальной транслокации

    Систематическая инфекция возникает в результате непрерывного перемещения бактерий в организме человека-хозяина от слизистой оболочки кишечника к другим внекишечным участкам, как показано на Рисунке 2. Риск системного заболевания от перемещающихся организмов выше у лиц с ослабленным иммунитетом. госпитализированные, перенесшие операцию или травмы [19].Повреждение эпителия кишечника и злоупотребление антибиотиками нарушает микробиоту, что приводит к увеличению количества факультативных анаэробов и нарушению иммунных ответов хозяина. Некоторые примеры транслокационных организмов, связанных с системными инфекциями, включают E. coli, K. pneumoniae, Enterobacter spp. , P. mirabilis, Enterococcus spp. , Streptococcus spp. И C. albicans [19]. Кроме того, микробная транслокация способствует системной инфекции за счет производства уремических токсинов.Это открытие предполагает, что изменение микробиоты кишечника может привести к синтезу азотистых соединений, которые влияют на целостность эпителиального плотного соединения, позволяя переносить эти организмы и их токсины в другие части тела. Уремические токсины, продуцируемые дисбиотической флорой, активируют системные воспалительные реакции, что является триггером ряда заболеваний [15]. В 2015 году клиническое исследование обнаружило связь между микробиотой кишечника и хроническим заболеванием почек. Они наблюдали наличие транслокационной микробиоты кишечника у лиц, находящихся на гемодиализе [16].

    3. Микробиом человека и аллергические заболевания

    Выявлен возможный механизм связи микробиома человека с аллергическими заболеваниями [12]. Хотя мало что известно о влиянии микробиоты легких на иммунную регуляцию дыхательных путей [20]. Однако дыхательные пути в значительной степени сформированы сбалансированным микробиомом кишечника, который влияет на слизистую оболочку легких. Дисбиотическая флора напрямую влияет на микробиом легких через микроаспирацию, и это увеличивает частоту респираторных заболеваний у людей.Renz et al. проиллюстрировал это открытие на стерильных мышах. Подопытные мыши были лишены иммунной регуляторной сети, которая вызывала респираторные и аллергические заболевания [21].

    Кесарево сечение (КС) новорожденных также было признано фактором риска аллергических заболеваний. Отсутствие нормальной материнской флоры при КС предрасполагает детей к таким заболеваниям [22]. Молекулярные исследования показали, что у детей, родившихся CS, в кишечнике меньше здоровой флоры (Bacteriodetes) [6].Это снижает противовоспалительную активность Bacteriodetes и способствует локальному воспалению тканей (астма и аллергический ринит), вызванному генетическими факторами и факторами окружающей среды [12]. Недавнее эпидемиологическое исследование показало значительную связь между дисбиотической флорой кишечника и выработкой аллергического антигена (IgE), приводящей к заболеванию дыхательных путей у детей [23]. Дополнительные исследования установили, что дети с более низким микробным разнообразием Bifidobacterium , Akkermansia и Faecalibacterium были восприимчивы к респираторной чувствительности к множественным аллергенам (полисенсибилизация) и могут способствовать развитию астмы в возрасте 4 лет [24].Обзор Huang et al. далее подтверждает эти выводы. Бесплодные мыши были более восприимчивы к аллергическим заболеваниям дыхательных путей. После микробной колонизации восприимчивость была обращена, и наблюдалась пониженная чувствительность к аллергенам. Клинические исследования заболеваемости аллергией в Европе показали, что в сельскохозяйственных средах, содержащих различные микробные сообщества, уровень аллергии на дыхательные пути ниже [25]. Механизм этого явления был связан с активацией врожденной иммунной системы в эпителиальных клетках дыхательных путей.Воздействие сельскохозяйственной пыли, содержащей различные виды микробов из Acinetobacter lwoffii F78 и Lactococcus lactis G121, снижает воспаление дыхательных путей у мышей [25, 27].

    4. Микробиом человека для поддержания здоровья
    4.1. Поддержание гомеостаза

    Микробиом человека играет важную роль в поддержании и развитии человеческого тела (рис. 3). Эти организмы отвечают за запуск иммунной системы, влияя на воспалительный гомеостаз и иммунную регуляцию у новорожденных и маленьких детей [14].В 2015 году Мелли в своем исследовании сделал обзор, что у детей, у которых в более позднем возрасте развивается аллергия, выявлена ​​более высокая распространенность Bacteroidaceae и анаэробных бактерий с меньшим количеством Bifidobacterium adolescentis , Bifidobacterium bifidum и Lactobacillus spp. [26, 27]. Непрерывные исследования микробиома также показали, что эти организмы взаимодействуют с внешними загрязнителями, такими как тяжелые металлы, полициклические ароматические углеводороды, пестициды, охратоксины, пластмассовые мономеры и органические соединения, и разлагают их [28].После почечной фильтрации в почках токсины, удаляемые из кровотока, накапливаются в мочевом пузыре, который обеспечивает субстраты и благоприятную среду для микробиоты мочевыводящих путей для дезактивации токсичных веществ [29]. Действия этих организмов влияют на исход инфекции. В женских половых путях защитный механизм запускается местной микробной флорой, которая отвечает за индукцию врожденного иммунитета, включая секреты, содержащие цитокины, антимикробные пептиды и ингибирующие вещества [29].


    4.2. Развитие иммунной системы хозяина

    За счет совместной эволюции местной микробиоты и иммунной системы иммунные ответы развиваются и усиливаются благодаря способности иммунной системы различать вредные патогены и комменсальные организмы, которые необходимо поддерживать [30]. В кишечнике состав микробиоты влияет на аспекты развития адаптивной иммунной системы; следовательно, иммунная система млекопитающих, отвечающая за контроль над микроорганизмами, формируется микробиотой человека [13].В недавних исследованиях функций микробиома человека было показано, что отсутствие этих организмов или раннее изменение комменсальных организмов может привести к обострению иммунитета типа II и аллергии в результате аномальной иммунной функции. У детей, например, изменения микробиоты из-за эпигенетических влияний, таких как кесарево сечение, все более малоподвижный образ жизни, загрязнение окружающей среды и диета западного типа, были связаны с увеличением случаев аллергического ринита у детей [7, 22].Пробиотики, грудное вскармливание, изменения образа жизни, такие как разрешение детям играть на утреннем солнце (для стимулирования выработки витамина D), и аллерген-специфическая иммунотерапия были предложены в качестве факторов, способствующих развитию иммунной системы и профилактике атопии у детей. [22]. Микробиота кишечника отвечает за активацию провоспалительных клеток Th27 и регуляторных Т-клеток (Treg) в кишечнике [10]. Кроме того, микробиота человека оказывает значительное влияние на врожденный иммунитет.Примером является старение нейтрофилов, которое снижает провоспалительные свойства организма [30]. Эти организмы стимулируют старение нейтрофилов через Toll-подобные рецепторы (TLR-) и MyD88-опосредованные сигнальные пути. Микробные изменения приводят к уменьшению циркуляции старых нейтрофилов и, в свою очередь, к повреждению органов, связанных с воспалением, на моделях серповидноклеточной анемии или септического шока, вызванного эндотоксинами. Следовательно, эти организмы активно контролируют нейтрофилы, вызывающие заболевание, которые необходимы при воспалительных заболеваниях [30].Кроме того, кишечная микробиота помогает в защите от патогенных организмов. Они способствуют устойчивости к колонизации и синтезу антимикробных соединений против вторгающихся патогенов. Например, сбалансированный микробиом кишечника может быть ответственным за регулирование антител (CD 8 -T клеток и CD 4 клеток), которые отвечают на вторжение вируса гриппа в дыхательные пути [12]. Кроме того, микробиота кишечника помогает улучшить и поддерживать функции желудочно-кишечного тракта [31].Высокая концентрация организмов в кишечнике остается проблемой для иммунной системы кишечника, поскольку иммунная система должна принимать комменсальную микробиоту и пищевые антигены, сохраняя при этом свою способность уничтожать патогены. Активация регуляторных Т-клеток (Treg) толстой кишки важна для развития иммунного гомеостаза [14]. Существует два типа Treg: происходящие из тимуса и периферические Treg (pTreg). Существует сложность дифференциации этих двух иммунных ответов, но они играют важную роль в иммунной регуляции [14].Однако, в частности, pTregs требуют, чтобы микробиота была активной в толстой кишке.

    4.3. Host Nutrition

    Микробиота толстой кишки вносит значительный вклад в удовлетворение пищевых потребностей хозяина [32]. Эти организмы активно расщепляют сложные пищевые компоненты, которые не перевариваются (сложные углеводы) клетками кишечника, делая сложные пищевые материалы доступными для всасывания и усвоения. В пищеварительном тракте основными конечными продуктами углеводов и аминокислот являются короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA), которые включают уксусную, пропионовую и масляную кислоты [33].Эти три диетических компонента при абсорбции слизистой оболочкой толстой кишки служат источниками энергии и предшественниками для синтеза липидов слизистой оболочки и стимулируют рост эпителиальных клеток, что приводит к поддержанию целостности кишечника [19]. Микробиота толстой кишки защищает толстую кишку от рака за счет производства бутирата в результате ферментации сложных пищевых компонентов [9]. Эта важная микробная активность в толстой кишке привела к обеспечению необходимыми питательными веществами, которые труднодоступны, но необходимы для поддержания здоровья толстой кишки [33].В Африке было обнаружено, что матери и младенцы содержат высокий уровень Bacteriodetes и SCFAs в стуле по сравнению с европейскими младенцами, матери которых потребляют западные диеты с низким содержанием SCFA. Исследования показали, что потребление традиционных и ферментируемых углеводов могло способствовать распространению здорового микробиома кишечника [12]. Еще одна важная функция микробиоты толстой кишки - обеспечение организма хозяином витаминами. Кишечные бактерии, такие как Bifidobacterium spp., Bacteroides spp. И энтеробактерии отвечают за выработку витаминов [32]. Витамин К, например, является важным коферментом, ответственным за синтез нескольких факторов свертывания, включая протромбин (его дефицит приводит к замедленному свертыванию крови и чрезмерному кровотечению). Кроме того, фолиевая кислота является важным предшественником синтеза ДНК и РНК. Наконец, они участвуют в синтезе красных и белых кровяных телец [19]. Сегодня пробиотики, содержащие лактобактерий или Bifidobacterium , используются при лечении аллергических заболеваний.Результаты использования пробиотиков в качестве вариантов лечения показали, что усиленный иммуномодулирующий эффект достигается за счет снижения или ингибирования антиген-индуцирующей активации Т-клеток, а также подавления клеточного сигнального белка (фактора некроза опухоли (TNF), участвующего в системном воспалении [12]).

    5. Заключение и рекомендация

    Изучение микробиома человека важно, и оно дает глубокое понимание взаимодействия между человеком и его местной микробиотой.Это дает ценную информацию о дальнейших исследованиях по оптимизации этих организмов для борьбы с опасными для жизни заболеваниями. Важно отметить, что постоянное использование антибиотиков широкого спектра действия может нарушить микробиоту человека. Это приводит к дисбалансу местного микробного сообщества, открывая путь вторжению патогенов. Однако следует поощрять лечение с использованием пребиотиков и пробиотиков. Следовательно, больше исследований следует сосредоточить на использовании пробиотической терапии при лечении инфекционных заболеваний.Кроме того, дальнейшие исследования должны уделять особое внимание влиянию микробиома человека на психическое здоровье, а также влиянию микобиома и сообщества виромов на местную микробиоту, поскольку они могут способствовать дисбиозу.

    Доступность данных

    Никакие данные не использовались для поддержки этого исследования.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    Благодарности

    Мы ценим поддержку Центра исследований, инноваций и открытий Университета Ковенанта (CUCRID).

    Бактерии, связанные с колитом, вызванным антибиотиками, играют роль в контроле веса - ScienceDaily

    Исследователи из Charité - Universitätsmedizin Berlin и Калифорнийского университета в Сан-Франциско впервые смогли показать, что очень низкокалорийная диета значительно изменяет состав микробиоты, присутствующей в кишечнике человека. В текущей публикации Nature исследователи сообщают, что диета приводит к увеличению количества определенных бактерий, в частности Clostridioides difficile, которые связаны с диареей и колитом, вызванной антибиотиками.Эти бактерии, по-видимому, влияют на энергетический баланс организма, оказывая влияние на всасывание питательных веществ из кишечника.

    Микробиом кишечника человека состоит из триллионов микроорганизмов и отличается от человека к человеку. Например, известно, что у людей с избыточным весом или ожирением его состав отличается от состава, обнаруженного у людей с нормальной массой тела. Многие из нас в какой-то момент своей жизни попробуют сесть на диету, чтобы похудеть. Но как влияет на наш организм такое резкое изменение диеты? Этим вопросом занималась международная группа исследователей во главе с Шарите.«Впервые мы смогли показать, что очень низкокалорийная диета вызывает серьезные изменения в составе микробиома кишечника и что эти изменения влияют на энергетический баланс организма хозяина», - говорит профессор д-р Иоахим Шпрангер, руководитель из отделения эндокринологии и метаболических заболеваний Шарите и одним из ведущих авторов исследования.

    Чтобы изучить влияние диеты, команда исследовала 80 пожилых (постменопаузальных) женщин, чей вес варьировался от слегка избыточного до тяжелого ожирения в течение 16 недель.Женщины либо соблюдали режим замены еды под медицинским наблюдением, потребляя коктейли, содержащие менее 800 калорий в день, либо сохраняли свой вес на протяжении всего исследования. Участники были обследованы в Центре экспериментальных и клинических исследований (ECRC), учреждении, совместно управляемом Charité и Центром молекулярной медицины Макса Дельбрюка (MDC). Регулярный анализ образцов стула показал, что соблюдение диеты снижает количество микроорганизмов, присутствующих в кишечнике, и меняет состав микробиома кишечника.«Мы смогли наблюдать, как бактерии адаптировали свой метаболизм, чтобы поглотить больше молекул сахара и тем самым сделать их недоступными для своего человеческого хозяина. Можно сказать, что мы наблюдали развитие« голодного микробиома », - говорит ученый. первый автор исследования, доктор Райнер Джумпертц фон Шварценберг, исследователь и клиницист отделения эндокринологии и метаболических заболеваний, чья работа над исследованием финансировалась программой клинических ученых, проводимой Шарите и Берлинским институтом здравоохранения (BIH).

    образцов стула, которые были собраны до и после диеты, затем переносили в мышей, которых содержали в стерильных условиях и, как следствие, отсутствовала вся кишечная микробиота. Результаты были ошеломляющими: животные, у которых был стул после диеты, потеряли более 10 процентов своей массы тела. Стул перед диетой не имел никакого эффекта. «Наши результаты показывают, что это явление в первую очередь объясняется изменениями в усвоении питательных веществ из кишечника животных», - говорит проф.Spranger. Он добавляет: «Это подчеркивает тот факт, что кишечные бактерии имеют большое влияние на усвоение пищи».

    Когда исследователи изучили состав стула более подробно, они были особенно поражены признаками усиления колонизации специфической бактерией - Clostridioides difficile. Хотя этот микроорганизм обычно встречается в естественной среде и в кишечнике здоровых людей и животных, его количество в кишечнике может увеличиваться в ответ на использование антибиотиков, что может привести к серьезному воспалению стенки кишечника.Он также известен как один из наиболее распространенных патогенов, связанных с больницей. Повышенное количество бактерий было обнаружено как у участников, завершивших режим похудания, так и у мышей, получивших кишечные бактерии после диеты. «Мы смогли показать, что C. difficile продуцирует токсины, обычно связанные с этой бактерией, и что именно от этого зависела потеря веса животных», - объясняет профессор Спрангер. Он добавляет: «Несмотря на это, ни у участников, ни у животных не было соответствующих признаков воспаления кишечника.«

    Подводя итоги исследования, профессор Спрангер говорит: «Очень низкокалорийная диета серьезно изменяет наш микробиом кишечника и, по-видимому, снижает устойчивость к колонизации у связанной с больницей бактерии Clostridioides difficile. Эти изменения способствуют всасыванию питательных веществ через стенка кишечника менее эффективна, в частности, не вызывая соответствующих клинических симптомов.Остается неясным, может ли и в какой степени этот тип бессимптомной колонизации C. difficile ухудшить или потенциально улучшить здоровье человека.Это необходимо изучить в более крупных исследованиях ». Результаты текущего исследования, которое также получило финансирование от Немецкого центра сердечно-сосудистых заболеваний (DZHK), могут даже дать толчок к вариантам лечения метаболических нарушений, таких как ожирение и диабет. По этой причине , исследователи теперь исследуют, как кишечные бактерии могут быть затронуты, чтобы оказать благотворное влияние на вес и метаболизм их людей-хозяев.

    История Источник:

    Материалы предоставлены Charité - Universitätsmedizin Berlin . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

    Микробиом кишечника человека и неравенство в отношении здоровья

    Abstract

    Лица, находящиеся в меньшинстве в результате расы, сексуальной идентичности, пола или социально-экономического статуса, чаще страдают от многих заболеваний. Понимание биологических процессов, которые вызывают и поддерживают это социально обусловленное неравенство в отношении здоровья, необходимо для их устранения. Микробиом кишечника сильно формируется окружающей средой хозяина и влияет на метаболические, иммунные и нейроэндокринные функции хозяина, что делает его важным путем, по которому различия в опыте, вызванные социальными, политическими и экономическими силами, могут способствовать неравенству в отношении здоровья.Тем не менее, несколько исследований напрямую интегрировали микробиом кишечника в исследования несправедливости в отношении здоровья. Здесь мы утверждаем, что учет взаимодействия микробов между хозяином и кишечником улучшит понимание несправедливости в отношении здоровья и управление им, и что политика здравоохранения должна начать рассматривать микробиом как важный путь, связывающий окружающую среду со здоровьем населения.

    Неравенство в заболеваемости и смертности - постоянная проблема среди населения в Соединенных Штатах и ​​во всем мире. Некоторые из этих различий связаны с социально-экономическим статусом (SES) (1).Например, в США мужчины с самым высоким и самым низким процентилями дохода имеют разницу в ожидаемой продолжительности жизни примерно в 15 лет (2). В дополнение к SES, самоидентификация расы, половой идентичности и гендерного статуса также является мощным предсказателем многих последствий для здоровья (3⇓ – 5). Например, при контроле СЭС у чернокожих взрослых шансы быть диагностированным диабетом в три раза выше, чем у взрослых белых (4), а у взрослых ЛГБТ в два раза выше вероятность сообщать о множественных рисках сердечно-сосудистых заболеваний, чем у гетеросексуалов (3).Важно отметить, что, хотя иногда считается, что расовое неравенство в отношении здоровья имеет биологическую основу, раса - это социальная конструкция, созданная для контроля доступа к власти и ресурсам; у него нет прочной генетической или биологической основы (6⇓ – 8). Следовательно, традиционные концепции наследственности или происхождения не могут объяснить межпоколенческие модели неравенства в отношении здоровья. Вместо этого биологические закономерности, наблюдаемые среди меньшинств населения, определяются влиянием социальных сил на физиологию и здоровье (9).Личный опыт расизма и дискриминации создает хронический стресс, который приводит к негативным последствиям для здоровья (10). Точно так же дискриминационные законы и политика препятствуют доступу к таким ресурсам, как здравоохранение, занятость и образование, и способствуют развитию сегрегированных районов с ограниченным доступом к свежим, необработанным продуктам, ограниченным пространством для безопасных упражнений и повышенным воздействием шума или химических загрязнителей ( 5, 10⇓ – 12).

    В свете важности экологического и социального неравенства для результатов в отношении здоровья, выяснение биологических путей, которые связывают жизненный опыт с болезнью, имеет решающее значение для разработки стратегий по смягчению или обращению вспять этих эффектов.На сегодняшний день большая часть работ в этой области сосредоточена на влиянии хронических стрессоров, таких как дискриминация, на такие системы, как физиология стресса или воспаление (10, 13). Структурные различия в опыте, влияющие на потребление питательных веществ, артериальное давление или канцерогенное воздействие, также хорошо описанными способами способствуют неравенству в отношении здоровья (5, 10–12). Это биологическое воплощение структурного неравенства все чаще признается как проявляющееся в различных временных масштабах: у взрослых проявляются биологические симптомы их нынешней среды обитания, но неблагоприятная среда в раннем периоде жизни также может привести к стойким биологическим изменениям, которые увеличивают риск негативных последствий для взрослых, включая болезни сердца, инсульт, диабет. , и остеопороз (14).

    В дополнение к этой устоявшейся литературе недавний рост работ по кишечному микробиому (ГМ) - сообществу микробов, населяющих желудочно-кишечный тракт человека - раскрывает новый набор путей, посредством которых воздействие окружающей среды может способствовать неравенству в отношении здоровья. Состав и функция ГМ в значительной степени определяется образом жизни и окружающей средой хозяина (15), включая такие факторы, как диета (16), использование лекарств (17), жилищные условия (18) и характеристики социальных сетей (19).По мере изменения этих факторов изменяется и ГМ, что делает его пластичным компонентом биологии человека. В результате неблагоприятные экологические последствия структурной дискриминации на основе SES, расы или гендерной / сексуальной идентичности, вероятно, будут отражены в GM меньшинства населения (рис. 1).

    Рис. 1.

    Опыт дискриминации в разных масштабах, вероятно, повлияет на структуру и функцию микробиома различными путями на разных этапах жизни. Учитывая связи между микробиомом и метаболизмом, иммунитетом и функцией нервной системы, нарушения микробиома, вызванные дискриминацией, могут привести к негативным последствиям для здоровья.К ним относятся острые симптомы, различные хронические заболевания и гетерогенный иммунитет к патогенам, включая респираторные вирусы. Поведение и лечение, связанные с этими факторами, могут иметь обратную связь, чтобы еще больше изменить микробиом, создавая цикл положительной обратной связи. (Создано на BioRender.com.)

    В свою очередь, ГМ вносит свой вклад в бесчисленное множество аспектов биологии хозяина. Он обеспечивает защиту от патогенов за счет устойчивости к колонизации, влияет на питание и метаболизм хозяина, тренирует и модулирует иммунную функцию и вносит свой вклад в паттерны развития и поведения мозга (20–24).В результате этих разнообразных эффектов изменения ГМ как в раннем, так и в зрелом возрасте признаны ведущими к нарушению регуляции иммунных, метаболических и нейроэндокринных процессов, участвующих в ряде нарушений здоровья, включая ожирение, диабет, атеросклероз, астму, аллергии. , депрессия и тревога (25–29). Хотя причинно-следственную связь установить сложно, количество доказательств причинной роли измененного ГМ в этих условиях растет (28, 29). Кроме того, поскольку некоторые патологические состояния, возникающие в результате изменения ГМ (например,g., ожирение, воспаление, диабет) могут иметь неблагоприятные последствия для гестационной среды, с которыми сталкивается следующее поколение, и поскольку микробы могут передаваться от родителей к потомству (30, 31), ГМ все чаще признается как влияющий на здоровье в передаче из поколения в поколение. мода. Эти взаимосвязи повышают вероятность того, что различия в ГМ меньшинств населения отражают модели структурного неравенства, а также усиливают их, отрицательно влияя на результаты в отношении здоровья (рис. 1).

    Несмотря на растущие призывы обратить внимание на эти связи (32, 33), мало исследований непосредственно изучали роль ГМ в неравенстве в отношении здоровья.Здесь мы исследуем потенциал этой работы. После краткого обобщения концепций здоровья ГМ мы рассмотрим доказательства связи ГМ с несправедливостью в отношении здоровья. Затем мы обрисовываем вероятные эффекты экологических диспропорций на состав и функцию ГМ и обсуждаем известный вклад ГМ в проблемы питания и обмена веществ, астму, когнитивное развитие и психические заболевания. Мы также рассматриваем потенциальную роль ГМ в исходах COVID-19. В заключение мы объясним, как пластичность ГМ делает его особенно полезным рычагом для вмешательств, и рассмотрим как возможности, так и проблемы использования исследований ГМ для информирования политики здравоохранения, направленной на сокращение несправедливости в отношении здоровья.

    GM Ecology and Health

    Определить «здоровые» и «нездоровые» состояния ГМ сложно. Многие микробные механизмы заболевания до сих пор полностью не изучены, и наиболее влиятельные воздействия ГМ на здоровье хозяина, вероятно, будут возникающие функции сообщества, которые являются результатом сложных экологических взаимодействий множества таксонов микробов. В результате изменение относительной численности одного таксона микробов может влиять или не влиять на функцию сообщества в зависимости от состава остальной части сообщества (34).Вместо этого относительная численность множества взаимодействующих микробных таксонов, а также стабильность и устойчивость всего сообщества во времени в большей степени влияют на функцию ГМ и, в конечном итоге, на здоровье хозяина (35). Поскольку основная экологическая теория утверждает, что более сложные экологические сообщества также более стабильны и устойчивы, генетически модифицированное разнообразие часто используется как показатель здоровья (36). Однако, как наблюдается в кишечнике младенцев, сокращение ГМ-разнообразия не всегда оказывает неблагоприятное воздействие на общество или здоровье хозяина (31).Следовательно, такие концепции, как модульность или взаимосвязанность GM, также полезны для описания структуры сообщества GM и связанных с этим воздействий на хосты (35). Кроме того, определение ключевых таксонов или функций микробов, которые способствуют модульности и / или непропорционально способствуют возникновению функций сообщества, может дать важную информацию о здоровье хозяина (34).

    Доказательства связи ГМ с несправедливостью в отношении здоровья

    На сегодняшний день большинство исследований ГМ человека имеют узкую биомедицинскую направленность или описывают общие тенденции на уровне населения в ответ на изменения окружающей среды.Несколько исследований оценивали вариацию ГМ в связи со структурным неравенством, и еще меньше исследований пытались связать социально обусловленные вариации ГМ со здоровьем хозяина (37–41). Тем не менее, существующая литература предоставляет все больше доказательств того, что социальные и экологические градиенты, которые способствуют неравенству в отношении здоровья, также предсказывают генетически измененные черты (таблица 1). Например, в глобально разнообразных популяциях показатели SES были связаны с различными генетическими особенностями как у взрослых (41–43), так и у детей (44–48) (но см. Исх.49). Точно так же GM у взрослых (37, 38, 40, 50) и детей (арапахо, шайенн, голландский, ганский, марокканский) постоянно меняется в зависимости от расы (например, азиат, черный, латиноамериканец, белый) и / или этнической принадлежности / происхождения (арапахо, шайенн, голландский, ганский, марокканский) 45, 46, 51, 52).

    Таблица 1.

    Обзор опубликованной литературы, связывающей микробиом с путями несправедливости в отношении здоровья

    Три исследования, в частности, предоставили убедительные доказательства связи структурного неравенства с вариациями ГМ в контексте СЭС. Один продемонстрировал, что после поправки на демографические факторы и факторы образа жизни район SES в Чикаго объясняет 12–25% вариаций в составе ГМ взрослых и положительно коррелирует с разнообразием ГМ (42).В более крупном последующем исследовании в Соединенном Королевстве аналогичным образом сообщалось о положительной связи между SES соседства и генетическим разнообразием, в том числе в анализе дискордантных близнецов, который сводит к минимуму возможность смешения из-за общих генетических или семейных влияний (43). В этой статье также было обнаружено, что индивидуальный SES положительно коррелировал с генетическим разнообразием. Наконец, исследование 14 районов Китая показало, что относительная численность таксонов, составляющая 38,8% ГМ, варьируется в зависимости от годового личного дохода и расходов (41).

    Несмотря на важный вклад этих статей, однако, большинство исследований ГМ в меньшинствах населения не операционализируют структурное неравенство, а малые размеры выборки ограничивают многомерные подходы. Более того, раса и этническая принадлежность / происхождение часто неправильно используются как взаимозаменяемые. В результате этих и других ограничений относительная важность личного опыта расизма и дискриминации по сравнению со структурными воздействиями на окружающую среду для ГМ остается в значительной степени неизвестной.Точно так же неясен масштаб (например, домохозяйство, район и за его пределами), в котором структурное неравенство может повлиять на ГМ. Тем не менее, существующая литература демонстрирует, что те же социальные градиенты, которые предсказывают различия в основных классах болезней, также предсказывают вариации в GM. Эти отношения подчеркивают вероятную роль ГМ в урегулировании социально обусловленных диспропорций в отношении здоровья.

    Потенциальные пути к неравенству в GM

    Популяционные различия в сообществах ГМ устанавливаются в ответ на комбинацию факторов, которые включают передачу от поколения к поколению в младенчестве, а также постоянное воздействие факторов окружающей среды и образа жизни от младенчества до взрослой жизни.В результате структурно навязанные различия в образе жизни и факторах окружающей среды могут препятствовать установлению соответствующего ГМ у меньшинств уже при рождении. Младенцы обычно впервые подвергаются воздействию микробов во время схваток и родов через контакт с материнским вагинальным и фекальным микробиомом (31, 53, 54). Кесарево сечение чаще встречается в популяциях с низким СЭС и миноритизированных популяциях (55), а у детей, рожденных с помощью кесарева сечения, в течение первого года жизни наблюдаются измененные траектории развития ГМ в результате меньшего количества микробов со стороны матери по сравнению с вагинальными родами, а также повышенного воздействия к антибиотикам (56).

    Такие практики, как контакт кожа к коже и грудное вскармливание, открывают дополнительные возможности для микробного обмена, который может способствовать установлению таксонов и функций ключевых ГМ (56, 57). Грудное молоко является источником пробиотических бактерий, а также пребиотических олигосахаридов, которые способствуют формированию полезных микробов в желудочно-кишечном тракте младенцев (58). Матери из групп населения с низким СЭС или меньшинства могут реже контактировать кожа к коже и раньше переходить с грудного молока на смесь из-за нагрузки со стороны матери или отсутствия соответствующей информации о здоровье (59, 60).В 3 мес. У детей, вскармливаемых грудью, по сравнению с младенцами, вскармливаемыми смесями, наблюдается отчетливый ГМ, включая более низкое микробное разнообразие и повышенное относительное количество полезных микробов (61, 62). Комбинированная потеря защитных микробных факторов в грудном молоке и повышенное воздействие патогенов и токсинов, передающихся через воду [например, кризис загрязнения воды во Флинте, штат Мичиган (63)], может подвергнуть детей, находящихся на искусственном вскармливанию, более высокому риску негативных изменений в ГМ.

    По мере взросления младенцев состав ГМ стабилизируется, и примерно к 3 годам ГМ становится похожим на состав взрослого (61).Как до, так и после этого возраста, на GM влияет ряд факторов. Тесная физическая близость к другим людям и / или домашним животным приводит к передаче микробов как у взрослых, так и у младенцев (19, 64). Гигиена, санитария и медицинские практики могут влиять на ГМ, часто нарушая состав сообщества и сокращая разнообразие (65, 66). Наконец, хотя факторы окружающей среды, по-видимому, играют самую сильную роль в формировании ГМ человека (15), генотип хозяина был связан с вариациями в подмножестве ГМ (67, 68).

    Диета оказывает одно из самых больших известных воздействий на ГМ, изменяя состав ГМ во времени от часов до лет (16, 69). В частности, было показано, что диеты с высоким содержанием жиров и низким содержанием клетчатки, которые, как правило, более географически и экономически доступны для семей с низким СЭС и меньшинств (70), уменьшают разнообразие ГМ и отрицательно изменяют функцию ГМ (16, 69, 71). Считается, что увеличение времени, проводимого в помещении, и уменьшение воздействия микробов окружающей среды на открытом воздухе снижает разнообразие ГМ (72, 73), а группы населения с низким СЭС и меньшинства обычно имеют меньший доступ к безопасным зеленым насаждениям на открытом воздухе по сравнению с группами с более высоким уровнем СЭС (74).Различные формы нарушения сна изменяют ГМ (75, 76), что ставит людей с необычными циклами сна и бодрствования, таких как сменные рабочие, которые часто непропорционально высоки из меньшинств (77), к риску изменения состава ГМ и связанных с ними заболеваний. Наконец, популяции с низким СЭС и миноритизированные популяции испытывают высокий уровень хронического стресса (10, 11), что может привести к изменению состава ГМ (78–82).

    Пути, с помощью которых ГМ может способствовать достижению результатов в отношении здоровья

    Определение вклада ГМ в неравенство в отношении здоровья среди населения и использование этой информации для информирования политики потребует убедительных доказательств того, что вариации ГМ оказывают причинное влияние на конкретные результаты в отношении здоровья .Здесь мы исследуем потенциальную роль ГМ в формировании состояний здоровья с известными различиями, включая недостаточное питание, метаболические заболевания, астму, расстройства нервного развития и настроения, а также COVID-19.

    Детское недоедание.

    Детское недоедание затрагивает более 50 миллионов человек в возрасте до 5 лет, является причиной почти половины всех случаев детской смертности в мире (83) и чаще всего встречается в группах населения с низким СЭС и меньшинствах (84). Тяжелые случаи на удивление невосприимчивы к рекомендуемой терапии на основе питания с долгосрочными последствиями, включая задержку роста, снижение потенциального заработка, нарушение реакции на вакцины и повышенные долгосрочные риски ожирения, метаболического синдрома и когнитивных нарушений (85).

    Считается, что недоедание имеет множество биологических причин, включая дефицит как макро-, так и микронутриентов. В условиях ограниченных ресурсов заражение энтеропатогенами, которые снижают всасывание и усвоение питательных веществ, одновременно повышая потребность иммунной энергии, является основной причиной недостаточного питания (86). В результате несправедливость в отношении недостаточного питания обычно связана со структурными различиями в санитарии и доступностью безопасной очищенной воды, а также с материнскими, дородовыми и перинатальными факторами, влияющими на функцию иммунной и эндокринной систем (87).Однако могут работать и другие механизмы. Например, ГМ влияет на формирование энтеропатогенов, снижая их успешность за счет конкурентного исключения или функций защиты от патогенов (24). Следовательно, вариации в развитии ГМ на ранних этапах жизни в результате факторов, описанных выше, могут определять восприимчивость к инфекции и ее последствиям. Воспаление, возникшее в результате инфекции, может еще больше изменить ГМ, увеличивая риск будущей инфекции и еще больше нарушая другие аспекты физиологии (88).Даже при отсутствии активной инфекции на момент отбора проб у детей с недостаточным питанием есть ГМ с уменьшенным разнообразием и измененным составом (89⇓ – 91). Эти ГМ могут причинно нарушать рост при введении стерильным мышам (89, 90). Важно отметить, что нарушение роста можно уменьшить как у мышей, так и у поросят за счет использования пребиотических кормов (92) и введения пробиотиков Lactobacillus plantarum (93).

    Заболевания, связанные с перееданием.

    Более половины взрослого населения мира страдает избыточным весом или ожирением, а связанные с ним состояния диабета и сердечно-сосудистых заболеваний в настоящее время являются основными причинами смерти во всем мире (94).Рост этих состояний был особенно быстрым в миноритизированных популяциях (95), и неясно, почему люди и популяции различаются по восприимчивости, когда сталкиваются с аналогичными диетами и средами (94). Были задействованы такие факторы, как стресс и нарушение сна, кесарево сечение и прием антибиотиков в раннем возрасте (96–99).

    GM - один из потенциально важных путей к пониманию этих отношений. В целом исследования связывают измененный ГМ с низким разнообразием с повышенным риском ожирения и диабета (28, 100), а ГМ людей с ожирением могут причинно вызывать ожирение у мышей (28).Эти эффекты могут действовать через несколько механизмов, включая избыточное производство энергии, доступной хозяину, микробами в форме короткоцепочечных жирных кислот (SCFA), изменение метаболического программирования хозяина за счет продукции SCFA и других метаболитов, а также стимулирование воспаления хозяина (28 , 101, 102). Следовательно, различия в факторах окружающей среды, которые приводят к этим ГМ-свойствам, могут способствовать неравенству в метаболических заболеваниях. В то время как многие из факторов окружающей среды, описанных ранее, могут играть важную роль в влиянии на ГМ в этом контексте, диеты с высоким содержанием жиров и низким содержанием клетчатки, которые могут преобладать среди меньшинств в таких странах, как Соединенные Штаты (70), постоянно приводят к сигнатурам ГМ, которые напоминают те, которые типичны для ожирения и нарушения обмена веществ (71).

    Астма.

    Астма поражает около 14% детей во всем мире, причем заболеваемость увеличивается на 50% каждое десятилетие (103). Астма непропорционально поражает группы населения с низким СЭС, меньшинства и города в странах со средним и высоким уровнем доходов (104), причем более 80% смертей приходится на эти группы населения. Помимо своей роли в смертности, влияние астмы включает широкий спектр факторов, таких как количество дней, пропущенных из школы, и нарушение физических упражнений (105). Хотя генетическая предрасположенность вносит свой вклад в патогенез астмы в некоторых популяциях, она объясняет лишь небольшую часть случаев (106).Напротив, распространенность и тяжесть астмы связаны с рядом факторов окружающей среды, включая снижение воздействия внешней среды, животных и глистных инфекций, повышение частоты вирусных и бактериальных инфекций, повышенное воздействие антибиотиков, кесарево сечение и кормление смесями (106⇓⇓⇓ –110).

    Накапливаются данные о роли ГМ как посредника между этими факторами окружающей среды и заболеваемостью астмой. Микробные изменения наблюдались в дыхательных путях людей, страдающих астмой (111, 112), и сигнатуры ГМ младенцев могут использоваться для прогнозирования риска астмы в более позднем возрасте (29, 113, 114).Например, Faecalibacterium , Lachnospira , Veillonella, и Rothia отрицательно связаны с будущим развитием астмы у 3-месячных младенцев (29) и добавлением этих бактерий беспроблемным мышам, колонизированным астмой. -ассоциированные образцы стула уменьшают воспаление дыхательных путей (29). Хотя необходимы дополнительные исследования, на сегодняшний день исследования связывают заболеваемость астмой у детей с опосредованным ГМ влиянием на развитие иммунной функции и воспалительные реакции (29, 108).

    Траектории преждевременных родов и нервного развития.

    Несмотря на увеличение выживаемости крайне недоношенных (<28 недель) детей в Соединенных Штатах с помощью технологий, когнитивные результаты у этих людей часто серьезно ухудшаются (115, 116). Недоношенные дети, рожденные в семьях с низким СЭС и / или меньшинствах, часто имеют худшие когнитивные результаты (117). Хотя ряд факторов, в том числе доступ к образованию в раннем возрасте (118), вероятно, вносят свой вклад в эти закономерности, различия в воспалительных маркерах в детской сыворотке являются ключевой областью, представляющей интерес (119, 120).

    ГМ может играть ключевую роль в установлении связи между преждевременными исходами нервного развития и воспалением. Исследования на мышах показали, что ГМ связывает ключевые иммунные и неврологические пути в младенчестве (22), а состав ГМ человека связан со статусом развития нервной системы в возрасте 1 года (121). Кроме того, мыши-гнотобиоты, колонизированные ГМ от недоношенных детей, испытывают системное воспаление, а также изменения миелинизации, числа нейронов и путей нейротрансмиссии (122).Насколько нам известно, ни одно исследование не связывало напрямую определенные экологические диспропорции с преждевременными исходами нервного развития. Однако, если различия в факторах окружающей среды, описанных выше, влияют на ГМ матери или ребенка, это может изменить воспалительные профили младенца, что, в свою очередь, имеет хорошо установленное влияние на когнитивное развитие (123). Кроме того, способность родителей взаимодействовать с младенцами в отделении интенсивной терапии новорожденных посредством контакта кожа к коже и / или грудного вскармливания в результате профессиональных или личных требований или состояния здоровья младенцев также может привести к неравенству в микробном воздействии на младенцев. .

    Психическое здоровье.

    Психические заболевания признаны одной из основных причин заболеваемости во всем мире (124). Депрессия является ведущей причиной инвалидности во всем мире, и примерно половина людей с диагнозом депрессия также страдают от тревожности (125). Эти условия непропорционально сильно влияют на людей, принадлежащих к меньшинствам, а также на лиц с ограниченными экономическими ресурсами (1, 126), а эмпирические и поведенческие факторы, такие как стресс и диета, считаются одними из самых сильных влияний (127, 128).

    ГМ становится потенциально важным посредником при психических заболеваниях. Как у людей, так и у грызунов индивидуумы с симптомами депрессии имеют разные составы ГМ по сравнению с людьми без симптомов (129, 130), а депрессивный фенотип может быть индуцирован у крыс с использованием фекального переноса от пациентов с депрессией (131). И наоборот, пробиотики и пребиотики улучшают симптомы депрессии как на животных моделях, так и на людях (132, 133). Эти отношения, вероятно, связаны со способностью GM влиять на метаболизм нейромедиаторов и гормонов хозяина, включая серотонин, дофамин, ГАМК, АКТГ и глюкокортикоиды (134, 135).Есть также данные, полученные от мышей, что GM может напрямую влиять на функционирование нервной системы посредством взаимодействия с сенсорными нейронами, включая блуждающий нерв, который соединяет кишечник с мозгом (136, 137). В результате роль диеты и стресса в психическом здоровье, вероятно, опосредована, по крайней мере частично, через GM (138), а различия в психических заболеваниях, вероятно, отражают различия в питании и стрессе, которые влияют на GM.

    Роль ГМ в инфекционных заболеваниях и пандемии COVID-19.

    Глобальная пандемия COVID-19, вызванная коронавирусом SARS-CoV-2, представляет собой один из самых последних и острых примеров несправедливости в отношении здоровья. Хотя все группы населения восприимчивы, черные и латиноамериканские группы населения в Соединенных Штатах демонстрируют более высокие уровни инфицирования и смертности по сравнению с их белыми и азиатскими аналогами (139–141). Эти различия, вероятно, вызваны сочетанием факторов, включая ограниченные возможности для изолирующего поведения для уменьшения воздействия; повышенная вероятность сопутствующих заболеваний, таких как ожирение, сердечно-сосудистые заболевания и диабет; и ограниченный доступ к медицинскому обслуживанию (139⇓ – 141).

    Хотя еще многое предстоит узнать об этом вирусе и его взаимодействии с хозяевами, вполне вероятно, что ГМ влияет на восприимчивость и исходы COVID-19 (142). Начнем с того, что многие из сопутствующих заболеваний, повышающих риск заболеваемости и смертности от COVID-19, по-видимому, формируются взаимодействиями хозяин-микроб, как описано ранее. Кроме того, поскольку данные, полученные на мышах, демонстрируют, что ГМ тренирует иммунную систему и влияет на ответы хозяина на другие респираторные вирусы, такие как вирус гриппа (143, 144), он также может играть роль в сдерживании иммунных ответов хозяина на SARS-CoV. -2.Например, на уровень смертности от COVID-19, по-видимому, сильно влияет восприимчивость хозяина к неконтролируемым воспалительным реакциям, и ГМ может напрямую влиять на эти реакции (145, 146). Точно так же COVID-19 может инфицировать кишечник, а также дыхательные пути (147), обеспечивая прямое взаимодействие между ГМ и инфицированными вирусом клетками.

    Важность динамики ГМ в раннем возрасте и между поколениями для здоровья

    Исследования, рассмотренные выше, показывают, что ряд факторов окружающей среды и образа жизни может влиять на ГМ способами, которые влияют на риск множественных конечных точек болезней.Хотя эта работа подтверждает, что ГМ проявляет отзывчивость и пластичность к изменениям окружающей среды на протяжении всей жизни, создание сообщества ГМ в младенчестве, вероятно, будет особенно важным, учитывая появляющиеся доказательства того, что не только устанавливаются таксоны и гены микробов, но и когда они находятся в жизненном цикле. , что имеет значение для долгосрочного решения иммунных, метаболических и неврологических состояний (20, 148, 149). Например, у мышей, которые не подвергаются воздействию основных штаммов микробов в раннем возрасте, не развиваются соответствующие функции иммунной и нервной системы, даже если они подвергаются воздействию этих микробов позже (149, 150).Аналогичным образом, мыши, подвергшиеся воздействию низких доз антибиотиков в молодом возрасте, демонстрируют измененный метаболизм и иммунную функцию даже после того, как их ГМ возвращается в исходное состояние (151). Динамика GM между поколениями также кажется важной. Мыши, получавшие диету с низким содержанием клетчатки, теряют зависимые от клетчатки таксоны ГМ в совокупности от поколения к поколению (152). Некоторые исследования на мышах также предполагают, что матери могут передавать своим младенцам воспалительные заболевания кишечника, риск метаболических заболеваний или стрессовые фенотипы через ГМ (96, 153, 154). Следовательно, в той степени, в которой результаты, полученные на мышах, применимы к людям, детерминанты состава ГМ и его влияние на здоровье не могут быть ограничены одним поколением.

    Использование ГМ для решения проблемы неравенства в отношении здоровья

    Растущее количество свидетельств того, что ГМ является связующим звеном между социальной средой и болезнями, характеризующимися заметными различиями, указывает на новые рычаги, которые можно использовать для улучшения их воздействия. Однако еще предстоит устранить ключевые пробелы, прежде чем ГМ сможет руководствоваться действиями. Например, текущие исследования описывают либо взаимосвязь между социальной динамикой SES / расы / гендерной идентичности и GM, либо взаимосвязь между GM и здоровьем.Нам неизвестно ни об одном исследовании, которое одновременно и эмпирически оценивает СЭС / расовую / гендерную идентичность, ГМ и результаты в отношении здоровья, чтобы определить, какие аспекты несправедливости в отношении здоровья опосредуются ГМ, и относительную важность ГМ по сравнению с другими потенциальными посредническими путями. Кроме того, ни одно исследование GM не изучило количественно относительную важность неравенства в диапазоне от личного до глобального, а также степень, в которой они взаимодействуют друг с другом.

    Чтобы начать заполнять эти пробелы, будущие исследования должны включать междисциплинарный подход, объединяющий исследования ГМ с такими областями, как эпидемиология и социальные науки (32), чтобы улучшить дизайн исследований и количественную оценку неравенства.Например, социальные науки могут предоставить важные рекомендации по измерению таких переменных, как SES и расизм / дискриминация, последовательно и надежно в разных исследованиях. Кроме того, снижение затрат на ГМ-секвенирование будет способствовать увеличению размеров выборки и повышению разрешения микробных данных для эпидемиологических подходов, способных выявить независимые эффекты нескольких факторов окружающей среды. Квазиэкспериментальные подходы (например, исследования близнецов или усыновления), вмешательства (например, рандомизированные эксперименты по переводу денежных средств) и эксперименты с контролируемыми моделями животных (например,g., проблемы социального доминирования), которые в настоящее время используются для изучения несправедливости в отношении здоровья вне контекста микробиома, также могут быть использованы для дальнейшего усиления причинно-следственных связей.

    Как свидетельство связи ГМ с воплощением структурного неравенства в скоплениях меньшинств населения, это откроет новые возможности для вмешательства, чтобы уменьшить или обратить вспять несправедливость в отношении здоровья. Хотя еще предстоит провести много фундаментальных исследований, мы предполагаем, что будущие вмешательства будут принимать различные формы, которые могут работать взаимодополняющими способами для уменьшения непропорционального бремени многих распространенных болезней на общество.В частности, мы считаем, что разработка вмешательств должна включать комбинацию методов лечения, основанных на исследованиях, и обновлений политики, в которых используется биомедицинский подход для нацеливания на известные ключевые черты ГМ, а также экологический подход для поддержки развития и поддержания стабильных, устойчивых сообществ ГМ. (Рис. 2).

    Рис. 2.

    Микробиом кишечника представляет собой рычаг для преодоления несправедливости в отношении здоровья с помощью дополнительных подходов, которые объединяют как исследования, так и политику. Эти подходы включают целевые биомедицинские вмешательства, направленные на внедрение ключевых таксонов или функций микробов, и экологически ориентированные вмешательства, которые поддерживают развитие стабильного и устойчивого микробиомного сообщества.Разнообразные заинтересованные стороны и ключевые факторы для устранения структурного неравенства используются как в политических, так и в исследовательских инструментах, которые способствуют этим вмешательствам. Хотя их часто рассматривают отдельно, они взаимосвязаны. Мы приводим здесь несколько ключевых примеров. (Создано с BioRender.com.)

    Целевые биомедицинские вмешательства.

    Целенаправленным вмешательствам ГМ при конкретных заболеваниях уделяется все большее внимание. Например, пробиотики Lactobacillus и Bifidobacterium используются в нескольких клинических испытаниях в качестве лечения депрессии со смешанными исходами (155), а фекальные трансплантаты являются эффективным средством лечения инфекций Clostridium difficile (156).Тем не менее, прежде чем эти подходы можно будет внедрить в повседневную жизнь, потребуются дополнительные исследования. Даже в относительно простом случае с пробиотиками интересующие таксоны микробов устанавливаются в кишечнике только у части людей, и остается неясным, есть ли у них долгосрочные преимущества для здоровья (157, 158). Возможно, потребуется сосредоточить усилия на ключевых таксонах ГМ, которые оказывают большое положительное влияние на своего хозяина, таких как Bifidobacterium longum subsp. infantis в грудном молоке (159).В качестве альтернативы, исследователи должны не обращать внимания на таксономию микробов, чтобы идентифицировать конкретные микробные гены, белки или метаболиты, которые связаны с определенными полезными или вредными эффектами (160).

    Хотя эти индивидуализированные методы лечения могут помочь в лечении многих заболеваний, текущая практика, связанная с их развитием и распространением, ограничивает их возможности существенно изменить модели несправедливости в отношении здоровья. Во-первых, большинство биомедицинских исследований ГМ нацелены на относительно однородные группы населения, состоящие в основном из взрослых европейского происхождения, живущих в условиях высоких доходов.Учитывая степень, в которой структурные силы, действующие через экологические, поведенческие и эмпирические факторы, формируют ГМ, этот узкий подход приведет к терапии с непроверенной полезностью для групп населения, испытывающих наивысшее бремя ГМ-опосредованных заболеваний, а это может быть нелегко. переведены между популяциями (161). Для уменьшения этих предубеждений потребуется федеральная политика, предусматривающая приоритетное финансирование разработки целевых методов лечения ГМ для групп населения, испытывающих непропорционально тяжелое бремя болезней.Кроме того, целевые ГМ-терапии, вероятно, будут распространяться через каналы, ограниченные неравным доступом, такие как здравоохранение или рецептурные лекарства. Здесь трансформирующие политические вмешательства, направленные на обеспечение всеобщего доступа к появляющимся технологиям здравоохранения и к здравоохранению в целом, будут иметь важное значение для обеспечения того, чтобы новые разработки ГМ достигли тех групп населения, которые получат от них наибольшую пользу.

    Экологически вдохновленные интервенции.

    В дополнение к целенаправленной ГМ-терапии, экологически ориентированные вмешательства, которые поддерживают развитие и поддержание стабильных, устойчивых ГМ-сообществ, могут быть важными инструментами для устранения несправедливости в отношении здоровья.В частности, политические меры должны быть разработаны таким образом, чтобы противодействовать структурно обусловленным неравенствам в окружающей среде, которые влияют на развитие устойчивых ГМ-сообществ среди меньшинств. В то время как некоторые стратегии, такие как программы рационального использования антибиотиков и улучшения инфраструктуры водоснабжения и канализации, уже основаны на знаниях о микробном воздействии на здоровье (162, 163), большинство стратегий здравоохранения - нет.

    Грудное вскармливание - отличный тому пример. В Соединенных Штатах усилия по содействию грудному вскармливанию на рабочем месте часто предоставляют матерям пространство для сцеживания молока.Хотя эта практика способствует развитию ГМ младенцев за счет предоставления грудного молока, она также снижает физический контакт между матерью и младенцем, что может изменить характер передачи микробов. Также неясно, влияет ли замораживание и повторный нагрев грудного молока на микробы и другие биоактивные компоненты молока, важные для развития ГМ у младенцев (57). Недавние движения в Соединенных Штатах, чтобы гарантировать минимальный период оплачиваемого отпуска по беременности и родам, отражающие политику, проводимую почти во всех других странах с высоким уровнем доходов, могут улучшить экологию ГМ младенцев и, в конечном итоге, здоровье.

    Аналогичным образом, политика, направленная на сокращение диспропорций в отношении здоровья за счет улучшения доступа к недорогим, необработанным продуктам питания, может быть адаптирована таким образом, чтобы максимизировать положительное воздействие на ГМ. Существующая политика в области питания, как правило, подчеркивает питательную важность постных источников белка и свежих продуктов и не признает роль продуктов питания в формировании экологии ГМ. Однако, например, диета с высоким содержанием клетчатки тесно связана с разнообразными взаимосвязанными сообществами ГМ (69, 164, 165). Эта информация должна использоваться для обновления политики и улучшения доступа к продуктам с высоким содержанием клетчатки, «дружественным к микробам», через продовольственные банки и программы пищевых добавок, такие как Специальная программа дополнительного питания для женщин, младенцев и детей в Соединенных Штатах.Осуществимость таких усилий будет повышена за счет разработки систем производства и доставки свежих продуктов питания, которые будут более эффективными, гибкими и устойчивыми к сбоям, чем те, которые используются в настоящее время (166, 167).

    Необходимы дальнейшие исследования для оптимизации этих подходов путем выявления ключевых свойств ГМ и определения наиболее эффективных путей продвижения стабильной и устойчивой ГМ-экологии (168). Тем не менее, наши текущие знания о факторах, способствующих разнообразию взаимосвязанных экологических факторов ГМ, особенно в раннем возрасте, обеспечивают важную основу, на которой могут быть построены новые политические перспективы по мере развития области (рис.1).

    Заключение

    Хотя существует множество биологических систем, через которые социально обусловленные различия в окружающей среде приводят к неравенству в отношении здоровья, ГМ представляет собой важный набор путей, которые еще предстоит полностью изучить. Учитывая его чувствительность к множеству факторов окружающей среды, а также его роль в формировании физиологии и здоровья хозяина, ГМ, вероятно, будет одновременно реагировать на структурное неравенство, порожденное расизмом и другими формами дискриминации, и увековечивать его. Поскольку среда, определяющая состав ГМ, может быть изменена, ГМ представляет собой важный инструмент для смягчения воздействия структурного неравенства и его последующих последствий для здоровья.В этом контексте биомедицинские подходы, нацеленные на отдельные таксоны и функции ГМ, а также экологические подходы, способствующие поддержанию стабильных и устойчивых сообществ ГМ, должны сочетаться с политическими мерами, направленными на уравнивание доступа к ресурсам и воздействию окружающей среды, а также принятие антирасистских мер. позиция в сфере здравоохранения. Достижение этой цели потребует сотрудничества между исследователями ГМ и областями, специализирующимися на оценке социальной среды и их воздействия на здоровье, включая эпидемиологию и области социальных наук, ориентированные на здоровье (169, 170), а также врачей, медсестер и политики, которые могут применить основные выводы на практике.

    Доступность данных

    Нет данных, лежащих в основе этой работы.

    Благодарности

    C.W.K. и K.R.A. поблагодарить Глобальную рабочую группу по человеческому капиталу и экономическим возможностям за поддержку семинара, который стал катализатором этого сотрудничества. К.Р.А., М.Б.А. и Л.З. являются научными сотрудниками программы Канадского института перспективных исследований «Человек и микробиом». M.B.A. и C.F.M. занимать кафедры исследований Канады уровня 2.

    Сноски

    • Автор: К.Р.А. и C.W.K. спланированное исследование; и K.R.A., M.-C.A., M.B.A., M.T.B., J.L.B., C.E.B., E.C.C., E.K.C., E.R.D., B.E.D., H.A.S.E., P.E., E.C.H., W.J., A.K., C.F.M., G.E.M., G.A.S., S. написал газету.

    • Авторы заявляют об отсутствии конкурирующей заинтересованности.

    • Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.

    Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

    Кишечный микробиом: важный инструмент для пищеварения - и многое другое

    Часть выставки The Secret World Inside You .

    Миллионы микробов попадают в ваш организм с каждым приемом пищи. Действительно, после кожи пищеварительная система является основным местом, где ваше тело контактирует с микробами.

    Исследователи культивируют некоторые микробы, обитающие в кишечнике человека, чтобы узнать о них больше.
    Предоставлено Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией

    Но, в отличие от вашей кожи, ваша пищеварительная система - это теплое, защищенное пространство, наполненное пищей, что делает его идеальным местом для микробов. Поэтому неудивительно, что подавляющая часть микробиома вашего тела находится в пищеварительном тракте.

    Микробиом кишечника влияет не только на то, что там происходит. Новое исследование показывает, что состояние вашего кишечника может влиять на ваше настроение и поведение. Химические вещества, влияющие на настроение, такие как серотонин, вырабатываются в больших количествах в кишечнике, и было показано, что изменение кишечного микробиома у мышей влияет на их поведение и уровень тревожности.

    Рот

    Бактерии из рода Prevotella имеют множество домов в микробиоме, включая ротовую полость, где они могут вызывать кариес.
    © AMNH / B. Петерсон

    Во рту пища и микробы попадают в пищеварительную систему. Некоторые бактерии дальше не ходят. У вас, вероятно, сейчас во рту обитает от 100 до 200 видов.

    Большинство либо не причинит вам вреда, либо активно защитит вас от заражения.Но если экологические условия благоприятствуют им, другие микробы могут вызвать кариес, неприятный запах изо рта и заболевания десен.

    Голод, иммунитет и микробиом

    Хотя он может вызывать язвы, исследователи считают, что Helicobacter pylori также может играть решающую роль в здоровье человека.
    © AMNH / B. Петерсон

    В течение долгого времени бактерия H. pylori была обнаружена в микробиомах кишечника человека по всему миру. Однако, когда в середине 20-го века была установлена ​​связь между бактерией и язвой, были предприняты усилия, чтобы предотвратить это болезненное состояние, уничтожив бактерию, вызвавшую его.Теперь менее 10% детей в США являются носителями этой бактерии.

    Новое исследование, тем не менее, предполагает, что H. pylori может играть ключевую роль в здоровье человека. Он модулирует иммунную систему, чтобы снизить риск аллергии и астмы, предотвращает рак пищевода и рефлюксную болезнь желудка и даже помогает регулировать аппетит. Эксперименты показывают, что удаление этой бактерии связано с увеличением веса.

    Пищеварительный тракт

    Пищеварение - процесс превращения пищи в питательные вещества, которые может использовать ваше тело, - требует большой работы, в основном на молекулярном уровне.К счастью, у вас много помощи.

    Бактерии в организме превращают непереваренную клетчатку в полезные химические вещества. Они также производят множество других молекул, необходимых вашему организму, используя сырье из вашей пищи.

    Бактерии Lactobacillus , используемые для производства таких продуктов, как йогурт и соленья, также появляются во многих местах микробиома, включая пищеварительный тракт.
    © AMNH / B. Петерсон

    В вашем пищеварительном тракте обитает около 100 триллионов бактерий - больше, чем все звезды в галактике Млечный Путь. Но пищеварительная система - это большое место, и не каждая ее часть представляет собой ценную микробную недвижимость.

    Например, в желудке очень мало микробов, в тонком кишечнике (где переваривается пища) есть несколько микробов, а в толстом кишечнике (где пища ферментируется после переваривания) обитает большинство этих триллионов микробов.

    Разнообразие диет

    Старая поговорка «ты то, что ты ешь» верна для микробиома вашего кишечника. Диета может серьезно повлиять на популяцию микробов в желудке. Например, люди в культурах охотников-собирателей, которые придерживаются традиционных диет, как правило, имеют гораздо более разнообразный микробиом, чем те, кто придерживается менее разнообразных западных диет, которые сильно зависят от обработанной пищи.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *