МИКРОБИОТА. Часть 2. Хроническая обструктивная болезнь легких . Респираторные инфекции.
Статья «Микробиота. Часть 2. Хроническая обструктивная болезнь легких. Респираторные инфекции»
Dapeng Zhang,1 Sha Li, 2 Ning Wang, 2 Hor-Yue Tan, 2
Zhimin Zhang, 1 and Yibin Feng2
1 First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou, China
Первая Базовая Клиника Медицинского Университета Гуаньчжоу,
Гуаньчжоу, Китай
2 School of Chinese Medicine, LKS Faculty of Medicine, The University of Hong
Kong, Hong Kong, China
Школа Китайской Медицины, Медицинский Факультет ЛКС, Гонконгский
Университет, Гонконг, Китай
Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ)
Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) — это распространенное хроническое воспалительное заболевание легких, которое вызывает затруднение вентиляции в результате хронического воздействия загрязняющих веществ, в первую очередь из-за курения (Rabe and Watz, 2017). Все больше данных указывает на то, что ось кишечник-печень-легкие играет жизненно важную роль в патогенезе ХОБЛ (Young et al., 2016).
Печень является ключевым органом для управления врожденным иммунитетом и активно участвует во врожденных иммунных реакциях в других локализациях, включая кишечник и легкие, путем генерации воспалительных цитокинов и медиаторов (Inatsu et al., 2009; Jenne and Kubes, 2013). Повышенный уровень системных воспалительных медиаторов из-за сверхактивной врожденной иммунной восприимчивости, таких как C-реактивный белок (CРБ) и IL-6, напрямую способствует как заболеваемости, так и смертности при ХОБЛ. IL-6 активирует врожденный иммунный ответ для поддержания системного воспаления как части соответствующей норме резистентности в ответ на курение или воздействие бактериальной инвазии.
В ответ на повышенный уровень сывороточного IL-6 в печени вырабатываются острофазные белки, такие как CRP (Inatsu et al., 2009). Печень может усиливать врожденную иммунную восприимчивость респираторной системы при воздействии бактерий или курения за счет облегчения высвобождения альвеолярными макрофагами IL-6 и острофазных белков.
Затем все больше данных свидетельствует о том, что кишечник связан с легкими и печенью через диетические факторы (Kuo, 2013). Эпидемиологические исследования показали, что диета, богатая клетчаткой, коррелирует со снижением риска ХОБЛ и улучшением функции легких (Kan et al., 2008; Varraso et al., 2010). Клетчатка — это оставшаяся пищевая субстанция, которая не может быть переварена организмом, она служит источником питания для большинства полезных бактерий в кишечнике. Её основная физиологическая функция — повышение активности полезных бактерий в кишечнике и поддержание здоровья кишечника (Kranich et al., 2011). Таким образом, кишечник и резидентная микробиота могут играть важную роль в патогенезе, лежащем в основе ХОБЛ. Механизм, лежащий в основе защитного эффекта диет с высоким содержанием клетчатки при ХОБЛ, может быть связан с модуляцией врожденного иммунитета и системного воспаления, целостностью эпителия против микробной инвазии и стимуляцией полезных бактерий для образования короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК) (Kan et al., 2008; Varraso et al., 2010; Park et al., 2011; Chuang et al., 2012; Macia et al., 2012). У подвергшихся воздействию курения пациентов, функция легких улучшилась за счет увеличения потребления пищевых волокон, что еще раз подтвердило
жизненно важную роль оси кишечник-печень-легкие при ХОБЛ (рис. ниже)
Изменение микробиома кишечника и барьерной функции слизистой оболочки кишечника наблюдались при ХОБЛ в лабораторных и клинических исследованиях. В отличие от контрольной группы микробиота кишечника у пациентов с ХОБЛ характеризуется присутствием представителей протеобактерий, таких как Enterobacter cloacae, Citrobacter, Eggerthella, Pseudomonas, Anaerococcus, Proteus, Clostridium difficile и Salmonella (Charlson et al. , 2011). На модели крыс с ХОБЛ при воздействии сигаретного дыма в течение 6 месяцев, наблюдались структурные и дисфункциональные изменения слизистого барьера кишечника, связанные с обострением воспалительных реакций кишечника (Xin et al., 2016). Кроме того, с ХОБЛ связан высокий риск сердечно-сосудистых заболеваний и смерти, вызванной инфекционными заболеваниями. Микрофлора-обусловленный кишечный метаболит триметиламин-N-оксид (ТМАО) в качестве связанного с диетой фактора риска сердечно-сосудистых осложнений (Troseid et al., 2015), продемонстрировал свою способность прогнозировать неблагоприятные клинические исходы у пациентов с ХОБЛ вне зависимости от типа обострения. Значительно более высокие медианные уровни ТМАО при поступлении наблюдались у пациентов с более короткой продолжительностью жизни по сравнению с выжившими. Повышенные уровни циркулирующего ТМАО были связаны с общей летальностью у пациентов с обострением ХОБЛ. Пищевые коррекции, направленные на снижение уровней ТМАО, могут быть стратегией лечения ХОБЛ и связанных с ними сердечно-сосудистых заболеваний (Ottiger et al., 2018).
Респираторные инфекции
Было замечено, что микробное сообщество легких и микробиота кишечника значительно изменяются при различных респираторных заболеваниях, вызванных широким спектром переносимых воздушно-капельным путем патогенов (Dumas et al., 2018). Считается, что эти комменсальные бактерии влияют на процесс инфекционных заболеваний дыхательных путей посредством местной или дистальной иммуномодуляции. Использование пробиотиков, которые положительно влияют на резистентность патогенов и активацию иммунитета хозяина, обнаруживает многообещающий эффект при респираторных заболеваниях (Alexandre et al., 2014). Хотя остается неясным, является ли микробный дисбиоз причиной или следствием респираторного инфекционного заболевания, обнаруживается, что микробиота кишечника, как наиболее разнообразное сообщество микробиома млекопитающих, оказывает жизненно важное влияние на иммунный ответ хозяина в обоих локализациях (Pickard et al. , 2017; Mendez et al., 2019). В настоящем обзоре основное внимание было уделено роли оси кишечник – легкие при инфекционных заболеваниях дыхательных путей, вызванных туберкулезной палочкой, вирусами, грибковыми инфекциями и другими бактериями.
