Лактобациллы и бифидобактерии обычно называют пробиотиками из-за их способности укреплять здоровье. Они помогают поддерживать целостность кишечного эпителия и подавляют размножение патогенных микроорганизмов. Пробиотики положительно влияют как на местный иммунитет кишечного тракта, так и на иммунитет всего организма в целом. Пробиотиками лечат воспалительные заболевания кишечника, атопический дерматит у детей и другие аллергические проявления, осуществляют профилактику вирусной инфекции.

Несмотря на успешное клиническое применение лактобацилл и бифидобактерий остается неясным, как конкретный вид и штамм влияет на иммунную систему. Ученые из Университета Копенгагена (Дания) исследовали воздействие 43 штаммов пробиотиков на ключевые иммунные клетки кишечника — дендритные клетки. Эти клетки пропускают свои отростки-дендриты через плотный эпителий кишечника и напрямую взаимодействуют с микробиотой, отбирая образцы генов. В зависимости от типа поступивших образцов, дендритные клетки синтезируют иммунные сигнальные молекулы, в частности интерферон-бета (ИФН-β, IFN-β).

Дизайн исследования

Специалисты использовали бактерии, полученные из микробиоты желудочно-кишечного тракта. Все отобранные 27 штаммов лактобацилл и 16 штаммов бифидобактерий используются в молочном производстве:

Лактобациллы (Lactobacillus)
Вид Количество исследуемых штаммов
L.casei 6
L.acidophilus 2
L.gasseri 1
L.plantarum 4
L.paracasei 5
L.paraplantarum 1
L.reuteri 3
L.rhamnosus 4
L.ruminus 1
Бифидобактерии (Bifidobacterium)
Вид Количество исследуемых штаммов
B.bifidum 5
B.breve 3
B.longum 6
B.infantis 1
B.animalis 1

Ученые выделили дендритные клетки из костного мозга мыши, добавляли к ним по одному или по нескольку штаммов пробиотиков и изучали динамику синтеза сигнальных иммунных белков. В предварительных экспериментах при повышении концентрации пробиотиков выработка сигнальных белков сначала увеличивалась, потом достигала максимума, а затем снижалась.

Результаты исследования

Ученые установили, что для разных штаммов отличается не только количество синтезируемых  сигнальных иммунных белков, но и их состав.

Примерно половина представителей рода лактобацилл – Lactobacillus acidophilus, L. casei, L. plantarum,  L. gasseri – способствовала выработке большого количества белков противовирусной защиты. В первую очередь – интерферона-бета, который стимулирует врожденную и адаптивную иммунную систему для профилактики и борьбы с вирусной инфекцией. Также эти бактерии запускали в дендритных клетках выработку белков, способствующих воспалительным реакциям и привлекающих в инфицированные области другие иммунные клетки для борьбы с патогенами.  Наибольший синтез ИФН-β стимулируют штаммы вида L. acidophilus. Чуть меньшее количество – L. casei и L. plantarum. В среднем максимальная выработка интерферона-бета достигалась через 6-8 часов, после чего начинала снижаться. Бактерии L. gasseri стимулировали выработку значительного меньшего количества ИФН-β, однако происходило это быстрее — максимум достигался через 4 часа, а через 6 часов быстро снижался.

Все эти бактерии стимулировали выработку сигнальных белков, способствующих воспалению:

  • IL-12 – способствует созреванию иммунных клеток и запускает выработку других провоспалительных белков;
  • TNF-α — запускает в различных типах клеток воспалительные процессы. Оказывает как местное, так и системное действие;
  • IL-6 – запускает острую фазу воспаления, перемещаясь от поврежденных тканей в печень и стимулируя выработку других провоспалительных белков.

Остальные исследуемые  лактобациллы – L. reuteri, L. rhamnosus, L. paracasei и L. Paraplantarum – не обладали способностью стимулировать выработку интерферона-бета, а наоборот ее подавляли. Эти бактерии синтезировали белки, подавляющие воспаление, способствующие заживлению ран и регулирующие аутоиммунитет.

L. reuteri, L. rhamnosus, L. paracasei и L. Paraplantarum способствовали выработке сигнального белка IL-10, подавляющего воспаление. IL-10 – ключевая противовоспалительная молекула, обеспечивающая защиту от чрезмерной воспалительной реакции на патогены. Участвует в заживлении ран и регуляции аутоиммунитета.

Схожую противовоспалительную реакцию демонстрировали все исследуемые штаммы бифидобактерий (Bifidobacterium).

Ниже приведен график динамики выработки ИФН-β и других сигнальных иммунных белков под воздействием некоторых видов бактерий:

Источник изображения: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1043466611002572

Абсолютные значения вырабатываемых провоспалительных и противовоспалительных сигнальных белков приведены на графике ниже:

Источник изображения: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1043466611002572

После экспериментов со стимуляцией дендритных клеток одним штаммом пробиотиков ученые стали комбинировать штаммы. Смешивались штаммы, которые стимулируют выработку интерферона-бета, со штаммами, которые ее подавляют. В результате было установлено, что бифидобактерии и схожие с ними по функциям лактобациллы подавляют выработку ИФН-β даже при стимуляции наиболее сильно повышающим выработку ИФН штаммом – L. acidophilus.

На основании серии экспериментов ученые сделали выводы:

  • лактобациллы можно разделить на две группы, обладающие противоположными свойствами: стимулирующие воспаление и подавляющие его;
  • для пробиотических целей важно правильно выбрать штамм;
  • современная классификация лактобацилл не подтверждается их филогенетическими свойствами.

Выводы

Лактобациллы и бифидобактерии используются для укрепления здоровья, стимуляции иммунитета, профилактики и лечения заболеваний. Однако эти микроорганизмы по-разному воздействуют на систему интерферона и воспалительные реакции. Бифидобактерии и некоторые лактобациллы  подавляют выработку интерферона-бета, стимулируя заживление ран. Остальные лактобациллы, наоборот, способствуют синтезу ИФН-β и поддерживают противовирусную активность, способствуя воспалению. Эти особенности следует учитывать при использовании пробиотиков.

Полезная статья, нужная информация? Поделитесь ею!

Кому-то она тоже будет полезной и нужной:

Источники

Наш канал в Telegram:

Статьи по схожим темам: