Чревният микробиом е критичен компонент на метаболизма и цялостното здраве на индивида. Пренаталния период се характеризира с уникални възпалителни и имунни промени, които променят функцията на червата на майката и бактериалния състав с напредването на бременността.
Съставът на микробиома на майчините черва допринася за акушерските резултати с дългосрочни последици за здравето на майката и детето. Естрогенът и прогестеронът също оказват влияние върху чревната функция, особено по време на пренаталния период. Тези физиологични промени по време на бременност позволяват корекции в метаболизма на майката и теглото, необходими за поддържане на бременността.
100-те трилиона бактерии, които се намират в човешкия чревен тракт, наричани чревна микрофлора, са от съществено значение за човешкия метаболизъм. Най-новата оценка на съотношението на бактериите към човешките клетки в тялото на възрастен е приблизително 1: 1. Смята се също, че гените, съдържащи се в човешката микрофлора, известни като микробиом, са 150 пъти по-големи от тези, съдържащи се в индивидуалния човешки геном.
Развитието на човешкия чревен микробиом започва преди раждането и протича по систематичен начин, повлиян от фактори, включително орален микробиом на майката, начин на раждане, диета на майката и бебето и излагане на околната среда. Развитието на микробиома се случва едновременно и играе ключова роля в съзряването на неврологичната система. Значителни нарушения в ранния живот на микробиома, като например чрез сериозно заболяване или излагане на високи дози, широкоспектърни антибиотици, могат да доведат до хронични заболявания или психични разстройства по-късно в живота.
Чревният микробиом осигурява широк спектър от функции. Най-важното е, че събира несмилаеми частици от храната във фекални отпадъци и асимилира хранителни частици, като витамини и минерали. Той действа с черния дроб за детоксикация и отделяне на ксенобиотици, повсеместни вредни чужди химикали, присъстващи в околната среда. Системната и чревната имунна система на индивида зависят до голяма степен от функцията на чревния микробиом за обновяване на епителните клетки и управление на чревната цялост.
Без здрава чревна стена, бактериите мигрират през червата в общото кръвообращение, увеличавайки системното възпаление. Тази миграция се случва чрез механизъм на чревна пропускливост, понякога наричан „пропускливи черва“. При пропускливи черва, кръстовищата, съставени от различни протеини, които свързват съседни чревни епителни клетки, са слаби и не успяват да действат като неразделна бариера за мигриращите патогени.
Предполага се, че повишената чревна пропускливост е механизмът, чрез който дисбиотичните черва са свързани с нискостепенни възпалителни заболявания като затлъстяване и свързаните с него състояния, инсулинова резистентност и захарен диабет тип 2. Високата пропускливост позволява изтичането на бактерии и / или бактериални компоненти като липополизахаридите (LPS), съдържащи се в клетъчните стени на грам-отрицателни бактерии, като по този начин предизвиква вредно системно възпалително състояние, наречено метаболитна ендотоксемия.
Имунологични промени в чревния микробиом по време на бременност.
По време на бременност възпалителните състояния варират от по-високо възпаление при имплантиране и при раждане до по-ниски нива на възпаление в средата на бременността. Противовъзпалителните свойства съществуват в плацентарното легло, което предпазва плода от отхвърляне, но лигавичните повърхности на червата и други тъкани често са с нискостепенно възпаление с нарастващи нива на провъзпалителни цитокини и бели кръвни клетки с напредването на бременността.
Когато състояния като затлъстяване на майката, гестационен диабет или пропускливи черва променят възпалителното състояние на майката от физиологично към прекомерно ниво, може да се развие съдова дисфункция на плацентарната тъкан, водеща до вредни ефекти като ограничаване на растежа на плода и прееклампсия.
Чревните микроби, открити в амниотичната течност на жени, които са преживели преждевременно разкъсване на мембраните, предполагат, че чревният микробиом може да играе роля при вътрематочни инфекции.
Фактори, които могат да променят чревния микробиом
Чревният микробиом също се оформя от диетата и генетиката. Типичната западна диета се състои от прекомерни преработени храни, диетични мазнини и захари. Такава диета насърчава наднорменото тегло и дисбиотичните черва и е свързана с неблагоприятни резултати за здравето на майката и детето. Обратно, установено е, че някои хранителни вещества, а именно протеини с ниско съдържание на мазнини (например боб, пиле без кожа, постно говеждо месо), органични протеини и продукти (което намалява излагането на диетични антибиотици и пестициди), ненаситени мастни киселини (например в рапица и зехтин, ленено семе и сьомга), пълнозърнести храни и някои щамове пробиотици насърчават здравословния микробиом на червата, подобряват чревната цялост и намаляват прекомерното системно възпаление.
Късоверижните мастни киселини (SCFA), като ацетат, пропионат и бутират, са странични продукти от ферментацията на влакна, наречени пребиотици и служат като източник на енергия за чревните епителни клетки и подобряват връзките между тези клетки. Производството на SCFA от чревната микрофлора е отрицателно свързано с индекса на телесна маса. Повишените серумни нива на SCFA на майката могат да повлияят положително на метаболитните промени, наблюдавани по време на бременност: наддаване на тегло на майката, метаболизъм на глюкозата и нива на различни метаболитни хормони.
Неотдавнашно проучване за оценка на връзките между теглото на майката, чревния микробиом, кръвното налягане и нивата на инхибитора на плазминогенния активатор-1 (PAI-1) при бременни жени с наднормено тегло и затлъстяване установи, че изобилието от бактерии, произвеждащи бутират, е значително отрицателно свързано със систоличното и диастоличното кръвно налягане и нивата на PAI-1. Тези открития предполагат, че увеличаването на бактериите, произвеждащи бутират, може да допринесе за по-ниско кръвно налягане при бременни жени с наднормено тегло и затлъстяване. Изследванията на омега-3 дълговерижните полиненаситени мастни киселини (PUFAs) също предполагат защита на чревната стена чрез укрепване на клетъчните връзки.
Неотдавнашно клинично проучване изследва ефекта от добавянето на 2000 mg омега-3 спрямо плацебо при бременни жени с наднормено тегло и затлъстяване. Докато чревният микробиом не е оценен, първичната находка е значително намаляване на плазмения възпалителен маркер CRP сред допълнената група. Това може да се окаже стратегия за намаляване на нискостепенното възпаление и по-високите акушерски рискове, претърпени от жени с наднормено тегло и затлъстяване или тези с гестационен диабет.
Фактори, които могат да променят чревния микробиом
Чревният микробиом също се оформя от диетата и генетиката. Типичната западна диета се състои от прекомерни преработени храни, диетични мазнини и захари. Такава диета насърчава наднорменото тегло и дисбиотичните черва и е свързана с неблагоприятни резултати за здравето на майката и детето. Обратно, установено е, че някои хранителни вещества, а именно протеини с ниско съдържание на мазнини (например боб, пиле без кожа, постно говеждо месо), органични протеини и продукти (което намалява излагането на диетични антибиотици и пестициди), ненаситени мастни киселини (например в рапица и зехтин, ленено семе и сьомга), пълнозърнести храни и някои щамове пробиотици насърчават здравословния микробиом на червата, подобряват чревната цялост и намаляват прекомерното системно възпаление.
Късоверижните мастни киселини (SCFA), като ацетат, пропионат и бутират, са странични продукти от ферментацията на влакна, наречени пребиотици и служат като източник на енергия за чревните епителни клетки и подобряват връзките между тези клетки. Производството на SCFA от чревната микрофлора е отрицателно свързано с индекса на телесна маса. Повишените серумни нива на SCFA на майката могат да повлияят положително на метаболитните промени, наблюдавани по време на бременност: наддаване на тегло на майката, метаболизъм на глюкозата и нива на различни метаболитни хормони.
Неотдавнашно проучване за оценка на връзките между теглото на майката, чревния микробиом, кръвното налягане и нивата на инхибитора на плазминогенния активатор-1 (PAI-1) при бременни жени с наднормено тегло и затлъстяване установи, че изобилието от бактерии, произвеждащи бутират, е значително отрицателно свързано със систоличното и диастоличното кръвно налягане и нивата на PAI-1. Тези открития предполагат, че увеличаването на бактериите, произвеждащи бутират, може да допринесе за по-ниско кръвно налягане при бременни жени с наднормено тегло и затлъстяване. Изследванията на омега-3 дълговерижните полиненаситени мастни киселини (PUFAs) също предполагат защита на чревната стена чрез укрепване на клетъчните връзки.
Оста мозък-черва
Изследванията върху животни и хора подкрепят съществуването на значителна двупосочна връзка между червата и мозъка, включваща множество неврологични и ендокринни сигнални системи. Нормалната функция на централната нервна система разчита на здрав чревен микробиом или „евбиоза“. Откриването на двупосочно сигнализиране между червата и мозъка доведе до създаването на тази система, „оста мозък-черва“.
При здрав индивид автономната нервна система (ANS), ентеричната нервна система (ENS), оста хипоталамус-хипофиза-надбъбречна жлеза (HPA) и имунната система работят в синхрон двупосочно между мозъка и червата. Когато има нарушаване на някой от компонентите на тази система, болестта може да се прояви. Двупосочната природа на оста мозък-черва, увеличена от възпаление на червата, може да повлияе на централната нервна система, телесното тегло, имунния статус и поведението.
Въздействието на стреса върху невроендокринната система, особено когато е хронично, може да доведе до имунологична дисрегулация и повишен риск и вирулентност на инфекцията. Непропорционални нива на инфекции са открити при хронично стресирани малцинствени популации и се смята, че са източник на по-високи нива на преждевременно раждане в тези популации чрез дисбиотични механизми за транслокация на чревни микроби, описани по-рано.
Източници:
-
- Hu C, Yan Y, Ji F, Zhou H. Maternal Obesity Increases Oxidative Stress in Placenta and It Is Associated With Intestinal Microbiota. Front Cell Infect Microbiol. 2021 Aug 23;11:671347. doi: 10.3389/fcimb.2021.671347. PMID: 34497775; PMCID: PMC8420882.
- Qi X, Yun C, Pang Y, Qiao J. The impact of the gut microbiota on the reproductive and metabolic endocrine system. Gut Microbes. 2021 Jan-Dec;13(1):1-21. doi: 10.1080/19490976.2021.1894070. PMID: 33722164; PMCID: PMC7971312.
- Mohajeri MH, Brummer RJM, Rastall RA, Weersma RK, Harmsen HJM, Faas M, Eggersdorfer M. The role of the microbiome for human health: from basic science to clinical applications. Eur J Nutr. 2018 May;57(Suppl 1):1-14. doi: 10.1007/s00394-018-1703-4. PMID: 29748817; PMCID: PMC5962619.
- Edwards SM, Cunningham SA, Dunlop AL, Corwin EJ. The Maternal Gut Microbiome During Pregnancy. MCN Am J Matern Child Nurs. 2017 Nov/Dec;42(6):310-317. doi: 10.1097/NMC.0000000000000372. PMID: 28787280; PMCID: PMC5648614
- Brown J, de Vos WM, DiStefano PS, Doré J, Huttenhower C, Knight R, Lawley TD, Raes J, Turnbaugh P. Translating the human microbiome. Nat Biotechnol. 2013 Apr;31(4):304-8. doi: 10.1038/nbt.2543. PMID: 23563424.