Микробы, живущие в кишечнике, являются ключом к хорошему здоровью. Dr_Microbe / iStock / Getty Images Plus

Возможно, вы этого не знаете, но внутри вас живет армия микробов, которые необходимы для борьбы с угрозами, включая вирус, вызывающий COVID-19.

За последние два десятилетия ученые узнали, что в нашем организме больше бактериальных клеток, чем в человеческих. Это сообщество бактерий, которое живет в нас и на нас, - называемое микробиомом - похоже на компанию, где каждый вид микробов выполняет специализированную работу, но все они работают, чтобы сохранить наше здоровье. В кишечнике бактерии уравновешивают иммунный ответ против патогенов. Эти бактерии обеспечивают эффективный иммунный ответ, но не настолько сильный, чтобы наносить побочный ущерб хозяину.

Бактерии в нашем кишечнике могут вызывать эффективный иммунный ответ против вирусов, которые не только заражают кишечник, таких как норовирус и ротавирус, но также и те, которые поражают легкие, например вирус гриппа. Полезные микробы кишечника делают это, приказывая специализированным иммунным клеткам производить мощные противовирусные белки, которые в конечном итоге устраняют вирусные инфекции. И организм человека, лишенного этих полезных кишечных бактерий, не будет иметь столь сильного иммунного ответа на вторжение вирусов. В результате инфекции могут остаться незамеченными, что скажется на здоровье.

Я микробиолог очарованы тем, как бактерии влияют на здоровье человека. Важное направление моих исследований выясняет, как полезные бактерии, населяющие наш кишечник, борются с болезнями и инфекциями. Моя последняя работа сосредоточена на ссылке между конкретным микробом и серьезностью COVID-19 у пациентов. Моя конечная цель - выяснить, как улучшить микробиом кишечника с помощью диеты, чтобы вызвать сильный иммунный ответ - не только для SARS-CoV-2, но и для всех патогенов.

Хорошие бактерии помогают иммунной системе защищаться от вредных микробов. хомбозан / iStock / Getty Images Plus

Как резидентные бактерии сохраняют ваше здоровье?

Наша иммунная защита является частью сложной биологической реакции против вредоносных патогенов, таких как вирусы или бактерии. Однако, поскольку наши тела населены триллионами в основном полезных бактерий, вирусов и грибов, активация нашего иммунного ответа жестко регулируется, чтобы различать вредные и полезные микробы.

Наши бактерии - замечательные помощники, которые старательно помогают укрепить нашу иммунную систему в борьбе с инфекциями. Основополагающее исследование показало, что мыши, получавшие антибиотики, уничтожающие бактерии в кишечнике, демонстрировали ослабленный иммунный ответ. У этих животных было низкое количество белых кровяных телец, борющихся с вирусом, слабая реакция антител и плохая выработка белка, жизненно важного для борьба с вирусной инфекцией и модуляция иммунного ответа.

В другом исследовании, мышей кормили Лактобацилла бактерии, обычно используемые в качестве пробиотиков в ферментированной пище. Эти микробы снизили тяжесть инфекции гриппа. В Лактобацилла-обработанные мыши не теряли в весе и имели лишь легкие повреждения по сравнению с необработанными мышами. Точно так же другие обнаружили, что лечение мышей с Лактобацилла защищает от различных подтипы влияние вирус и респираторно-синцитиальный вирус человека - основная причина вирусного бронхиолита и пневмонии у детей.

Ферментированные продукты, такие как кимчи, красная свекла, яблочный уксус, йогурт из кокосового молока, огуречные огурцы и квашеная капуста, могут содержать полезные бактерии. marekuliasz / iStock / Getty Images Plus

Хронические заболевания и микробы

Пациенты с хроническими заболеваниями, включая диабет 2 типа, ожирение и сердечно-сосудистые заболевания, демонстрируют гиперактивную иммунную систему, которая не может распознать безвредный стимул и связана с измененным микробиомом кишечника.

При этих хронических заболеваниях в микробиоме кишечника отсутствуют бактерии, которые активируют иммунные клетки которые блокируют реакцию против безвредных бактерий в нашем кишечнике. Такое изменение микробиома кишечника также наблюдается у дети, рожденные с помощью кесарева сечения, люди, потребляющие бедные диета и пожилой.

В США 117 миллионов человек - примерно половина взрослого населения - страдают диабетом 2 типа, ожирением, сердечно-сосудистыми заболеваниями или их комбинацией. Это говорит о том, что половина взрослых американцев несут армию ошибочного микробиома.

Исследования в моей лаборатории сосредоточены на выявлении кишечных бактерий, которые имеют решающее значение для создания сбалансированной иммунной системы, которая борется с опасными для жизни бактериальными и вирусными инфекциями, сохраняя при этом устойчивость к полезным бактериям внутри и на нас.

Учитывая, что диета влияет на разнообразие бактерий в кишечнике, мои лабораторные исследования показывают, как можно использовать диету как терапия хронических заболеваний. Используя разные продукты, люди могут изменить свой микробиом кишечника на тот, который повышает здоровый иммунный ответ.

У части пациентов, инфицированных SARS-CoV-2, вирусом, вызывающим болезнь COVID-19, развиваются тяжелые осложнения, требующие госпитализации в отделения интенсивной терапии. Что общего у многих из этих пациентов? Старость и хронические заболевания, связанные с питанием, такие как ожирение, диабет 2 типа и сердечно-сосудистые заболевания.

Чернокожие и латиноамериканцы непропорционально часто страдают от ожирения, диабета 2 типа и сердечно-сосудистых заболеваний.все это связано с плохим питанием. Таким образом, не случайно, что эти группы пострадали больше от COVID-19 по сравнению с белыми. Это касается не только США, но и в Британии.

Обнаружение микробов, которые предсказывают серьезность COVID-19

Пандемия COVID-19 вдохновила меня сместить мои исследования и изучить роль микробиома кишечника в чрезмерно агрессивном иммунном ответе против инфекции SARS-CoV-2.

Мои коллеги и я выдвинули гипотезу, что тяжелобольные пациенты с SARS-CoV-2 с такими состояниями, как ожирение, диабет 2 типа и сердечно-сосудистые заболевания, демонстрируют измененный микробиом кишечника, который усугубляет острый респираторный дистресс-синдром.

Считается, что острый респираторный дистресс-синдром, опасное для жизни повреждение легких, у пациентов с SARS-CoV-2 развивается из фатальная чрезмерная реакция иммунного ответа называется цитокин шторм что вызывает неконтролируемое наводнение иммунных клеток в легкие. У этих пациентов их собственный неконтролируемый воспалительный иммунный ответ, а не сам вирус, вызывает тяжелое повреждение легких и полиорганная недостаточность это приводит к смерти.

Несколько исследований описанный в одном недавнем обзоре определили измененный микробиом кишечника у пациентов с COVID-19. Однако идентификация конкретных бактерий в микробиоме, которые могли бы предсказать тяжесть COVID-19, отсутствует.

Чтобы ответить на этот вопрос, я и мои коллеги набрали госпитализированных пациентов с COVID-19 с тяжелыми и умеренными симптомами. Мы собрали образцы стула и слюны, чтобы определить, могут ли бактерии в кишечнике и микробиоме полости рта предсказать тяжесть COVID-19. Идентификация маркеров микробиома, которые могут предсказать клинические исходы заболевания COVID-19, является ключом к расстановке приоритетов для пациентов, нуждающихся в срочном лечении.

Мы продемонстрировалив статье, которая еще не прошла рецензирование, говорится, что состав микробиома кишечника является самым сильным предиктором тяжести COVID-19 по сравнению с обычно используемыми для этого клиническими характеристиками пациента. В частности, мы определили, что присутствие бактерии в стуле - так называемое Enterococcus faecalis- был надежным предиктором серьезности COVID-19. Не удивительно, Enterococcus faecalis связано с хронический воспаление.

Enterococcus faecalis собранный из фекалий, можно выращивать вне организма в клинических лабораториях. Таким образом, E. faecalis Тест может быть экономичным, быстрым и относительно простым способом выявления пациентов, которым, вероятно, потребуется более поддерживающая терапия и терапевтические вмешательства для повышения их шансов на выживание.

Но из наших исследований еще не ясно, каков вклад измененного микробиома в иммунный ответ на инфекцию SARS-CoV-2. Недавнее исследование показало, что Инфекция SARS-CoV-2 вызывает дисбаланс в иммунных клетках под названием Т-регуляторные клетки, имеющие решающее значение для иммунного баланса.

Бактерии из микробиома кишечника несут ответственность за правильная активация тех T-регуляторных клеток. Таким образом, таким исследователям, как я, необходимо повторно брать пробы стула, слюны и крови пациентов в течение более длительного периода времени, чтобы узнать, как измененный микробиом, наблюдаемый у пациентов с COVID-19, может влиять на тяжесть заболевания COVID-19, возможно, путем изменения развития T- регуляторные клетки.

Как латинский ученый, изучающий взаимодействие между диетой, микробиомом и иммунитетом, я должен подчеркнуть важность более эффективных политик для улучшения доступа к здоровой пище, что приведет к более здоровому микробиому. Также важно разработать диетические вмешательства с учетом культурных особенностей для сообществ чернокожих и латиноамериканцев. Хотя качественная диета не может предотвратить заражение SARS-CoV-2, она может лечить основные заболевания, связанные с ее тяжестью.

Takeaways

• В вашем кишечнике обитают триллионы бактерий, которые жизненно важны для вашего здоровья.

• Некоторые из этих микробов помогают регулировать иммунную систему.

• Новое исследование, которое еще не прошло экспертную оценку, показывает, что присутствие определенных бактерий в кишечнике может выявить, какие люди более уязвимы для более тяжелого случая COVID-19.

Об авторе

Ана Мальдонадо-Контрерас, доцент кафедры микробиологии и физиологических систем, Университет Массачусетса медицинской школы

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Похожие книги:

Тело ведет счет: мозг, разум и тело в исцелении травмы

Бессель ван дер Колк

Эта книга исследует связи между травмой и физическим и психическим здоровьем, предлагая идеи и стратегии для исцеления и восстановления.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Дыхание: новая наука об утерянном искусстве

Джеймс Нестор

Эта книга исследует науку и практику дыхания, предлагая идеи и методы для улучшения физического и психического здоровья.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Парадокс растений: скрытые опасности «здоровой» пищи, вызывающие болезни и увеличение веса

Стивен Р. Гандри

Эта книга исследует связи между диетой, здоровьем и болезнями, предлагая идеи и стратегии для улучшения общего состояния здоровья и хорошего самочувствия.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Код иммунитета: новая парадигма настоящего здоровья и радикального омоложения

Джоэл Грин

Эта книга предлагает новый взгляд на здоровье и иммунитет, опираясь на принципы эпигенетики и предлагая идеи и стратегии для оптимизации здоровья и старения.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Полное руководство по голоданию: исцелите свое тело с помощью прерывистого, чередующегося и длительного голодания

д-р Джейсон Фанг и Джимми Мур

Эта книга исследует науку и практику голодания, предлагая идеи и стратегии для улучшения общего состояния здоровья и хорошего самочувствия.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа