ПЕРСПЕКТИВИ ЗАСТОСУВАННЯ ПРОБІОТИКІВ НА ОСНОВІ СПОР БАКТЕРІЙ РОДУ BACILLUS У КОМПЛЕКСНІЙ ТЕРАПІЇ ЗАХВОРЮВАНЬ ОПОРНО-РУХОВОГО АПАРАТУГоловач І.Ю.1, Рекалов Д.Г. 2, Костенко В.О.3
Резюме. У статті обговорюється роль порушення кількісного та якісного складу мікробіоти товстої кишки як чинника патогенезу запальних і аутоімунних захворювань опорно-рухового апарату. На підставі аналізу літературних джерел підтверджується доцільність застосування пробіотиків у ревматологічній практиці, акцентується увага на їх здатності полегшувати біль і запалення, покращувати метаболізм у хрящовій і кістковій тканинах, зменшувати вираженість клінічних проявів диспептичного синдрому при застосуванні антибіотиків. Відмічається потенційний ризик прозапальної гіперцитокінемії та розвитку аутоімунних реакцій при застосуванні пробіотиків, що містять молочнокислі бактерії. Зроблено висновок щодо доцільності застосування пробіотичних штамів спороутворювальних бактерій роду Bacillus, особливо їх багатокомпонентних композицій, як засобів профілактики та комплексної терапії захворювань опорно-рухового апарату, чому сприяє їх здатність відновлювати порушений внаслідок дисбіозу кишковий бар’єр, забезпечувати суттєву протизапальну й антиоксидантну дію, пов’язану із залученням провідних елементів систем внутрішньоклітинної сигналізації (транскрипційних факторів NF-κB і STAT, янус-кінази), обмежувати деградацію сполучної тканини позаклітинного матриксу. DOI: 10.32471/rheumatology.2707-6970.89.17262 КИШКОВА МІКРОБІОТА ТА ДИСБІОЗ: РЕВМАТОЛОГІЧНІ АСПЕКТИРезидентна (індигенна та факультативна) мікробіота кишечнику наявна в ньому тривалий час — до місяця і більше. Вона становить близько 400–500 видів, причому облігатних анаеробів (біфідобактерій, бактероїдів) у 10 разів більше, ніж аеробів (лактобактерій, ентерококів, кишкової палички). Максимальна щільність мікробного обсіменіння досягається в товстій кишці, де загальна біомаса мікробних клітин становить близько 2,5–3 кг, що відповідає 1011–1012 колонієутворювальних одиниць/мл (КУО/мл) кишкового вмісту. Саме резидентна коменсальна мікробіота створює на слизовій оболонці товстої кишки біоплівку, що складається з шару слизу, мікроколоній індигенних бактерій та їх метаболітів, молекул секреторного імуноглобуліну А. Таким чином, мікробне співтовариство набуває можливостей «суперорганізму», а саме здатності до «соціальної поведінки мікроорганізмів» через механізм «quorum sensing» (у перекладі з англ. — «відчуття достатності») [1]. До головних властивостей кишкової мікробіоти відносять такі: захисні (мікробний антагонізм), ферментативні (розщеплення клітковини, крохмалю, залишків харчових білків і жирів, органічних кислот), синтетичні (синтез вітамінів групи В, К, нікотинової кислоти, амінокислот тощо), імуногенні (вплив на вроджений та адаптивний імунітет) [2, 3]. Кишкова мікробіота також відіграє значну роль у когнітивних і поведінкових реакціях хазяїна. Нині відомо, що до виконання цих функцій залучаються не тільки представники індигенної (головної, облігатної) мікробіоти — Bifidobacterium, Lactobacіllus, Bacteroides, Propionibacterium, але й факультативної (супутньої), представленої умовно-патогенними видами — Escherichia coli, Fusobacterium, Enterococcus, Clostridium та ін. Перевищення популяції останніх може викликати кишкові захворювання [4, 5]. Ще однією групою мікробіоценозу кишечнику є транзиторна (залишкова, алохтонна) мікробіота, представлена родами Staphylococcus, Enterobacter, Proteus, Klebsiella, Pseudomonas, Bacillus та ін.). Ці мікроорганізми потрапляють у кишечник із зовнішнього середовища і, як правило, через нетривалий час (2–3 доби) виводяться. За сучасними уявленнями, різні представники цієї групи можуть бути як умовно-патогенними, так і мати позитивне значення для функціонування мікробного співтовариства (запобігають колонізації кишечнику патогенами) та макроорганізму (покращують антиоксидантні та антирадикальні процеси) [6, 7]. Так, аеробні спороутворювальні бактерії роду Bacillus постійно потрапляють у систему травлення з навколишнього середовища або внаслідок споживання ферментованих продуктів харчування. При контакті зі слизовими оболонками спори цих мікроорганізмів переходять до вегетативного росту та залишаються в організмі хазяїна протягом деякого часу [8, 9]. Тривалість їх перебування в органах травлення, на думку дослідників, визначається генетичними особливостями штамів бацил або наявністю патологічних процесів у організмі хазяїна. Видові та територіальні порушення кишкової мікробіоти зумовлюють розвиток дисбіозу кишечнику [2, 10]. У наш час цей стан вважається головною ланкою патогенезу низки захворювань: псевдомембранозного коліту (у зарубіжній літературі відомого як антибіотикоасоційований коліт), розвиток якого пов’язаний з дією Clostridium difficile, Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, E. coli та Bacteroides fragilis [11]. Окрім того, виявлено зв’язок порушень кишкової мікробіоти з розвитком виразкового коліту, колоректального раку, неалкогольного та алкогольного стеатогепатиту, ожиріння, цукрового діабету 2-го типу, атеросклерозу, аутоімунних захворювань, патології нервової системи (розсіяний склероз, полінейропатія, епілепсія, шизофренія, аутизм, депресія). Нині все більше уваги звертають на взаємозв’язок між дисбіозом товстої кишки та розвитком патології опорно-рухового апарату. В останні десятиліття одержано докази щодо впливу дисбіозу кишечнику на баланс між про- та протизапальною відповіддю [12] та механізми деструкції хряща [13]. Все це може зумовлювати виникнення або розвиток низки ревматичних захворювань, таких як ревматоїдний артрит [14, 15], анкілозуючий спондилоартрит [16, 17], системний червоний вовчак [18, 19] та остеоартрит [20, 21]. Оскільки дисбіоз кишкової мікробіоти потенційно може бути усунений, він вважається перспективною мішенню для дії профілактичних або терапевтичних засобів, що можуть бути включені у комплексну терапію ревматичних захворювань [22]. Лікарські засоби, що застосовуються в ревматології (глюкокортикоїди, антибіотики, метотрексат, сульфасалазин, гідроксихлорохін, нестероїдні протизапальні препарати, біологічні хворобомодифікуючі протиревматичні засоби та ін.), у свою чергу, також можуть викликати розвиток дисбіозу в органах травлення [5, 23, 24]. Опублікований у березні 2022 р. метааналіз 92 досліджень підтвердив зв’язок дисбіозу кишечнику з ревматичними захворюваннями [22]. Хоча виявлено мало доказів щодо специфічних порушень кількісного та якісного складу мікробіоти товстої кишки, дослідники відмічають патогенетичну роль зменшення числа «протизапальних» мікроорганізмів (Faecalibacterium), які продукують бутират, і збільшення «прозапальних» бактерій (Streptococcus) при ревматоїдному артриті, синдромі Шегрена та системному червоному вовчаку. Примітно, що експериментальне моделювання остеоартриту (інфрапателярна ін’єкція мононатрію йодоацетату) також може викликати розвиток дисбіозу: в кишковому вмісті щурів значно знижується кількість Bifidobacterium і Lactobacillus при вірогідному підвищенні числа Clostridium spp., умовно-патогенних ентеробатерій, лактонегативної E. coli, Staphylococcus aureus, Staphylococcus spp. та дріжджоподібних грибів роду Candida [25]. МЕХАНІЗМИ ПРОТИЗАПАЛЬНОЇ ДІЇ КИШКОВОЇ МІКРОБІОТИУ нормі в кишечнику підтримується баланс між мікробіотою та місцевим (мукозальним) імунітетом. Так, слизова оболонка товстої кишки виробляє протизапальні цитокіни, такі як інтерлейкін (IL)-10, що сприяють толерантності до коменсальних бактерій і збереженню цілісності епітелію [26]. Кишкова мікробіота, в свою чергу, виявляє досить незначну експресію молекулярних структур, пов’язаних з патогенами (англ. Pathogen-Associated Molecular Patterns — PAMPs), недостатню для запуску через рецептори розпізнавання образів (англ. Pattern-Recognition Receptors — PRRs) прозапальних внутрішньоклітинних сигнальних шляхів (наприклад, асоційованих з транскрипційними факторами NF-κB, AP-1, STAT та ін.) [27, 28]. До того ж ентероцити в здоровому стані виявляють досить слабку експресію таких PRRs, як Тол-подібні рецептори (англ. Toll-like receptors — TLRs) 2-го та 4-го типів, що робить кишкові клітини нечутливими до дії бактеріальних ліпополісахаридів (LPS). Цьому також сприяє продукування ентероцитами TLR-інгібувального пептиду, що пригнічує сигнальні шляхи, опосередковані TLR2 і TLR4. Це також захищає хазяїна від запальної реакції на коменсальні мікроорганізми. Водночас стабільна експресія TLR3 і TLR5 робить епітеліоцити чутливими до інфікування ентеропатогенними бактеріями [29]. Іншим механізмом збереження толерантності кишки до симбіотичних бактерій є їх здатність знижувати убіквітинування інгібіторного білка IκB, що унеможливлює транслокацію NF-κB до ядра та подальшу експресію контрольованих ним генів багатьох прозапальних і прооксидантних білків [30]. Зниження рівня прозапальних цитокінів, включаючи IL-8, IL-12 та IL-23, забезпечує захисні ефекти та посилює дію протизапальних цитокінів, таких як IL-10 [31]. На здатність кишкової мікробіоти регулювати місцевий імунітет можуть впливати продукти ферментації харчових волокон — коротколанцюгові жирні кислоти (англ. Short-Chain Fatty Acids — SCFAs), які є монокарбоновими кислотами з довжиною ланцюга до 6 атомів карбону [31, 32]. Зазвичай ці сполуки (ацетат, пропіонат та бутират) діють локально — на імунні клітини, розташовані щільно в лімфоїдних відділах кишечнику, але можуть циркулювати та потрапляти у периферичні тканини. Виявлено, що масляна кислота (бутират) здатна регулювати продукцію цитокінів Т-хелперами та сприяє цілісності кишкового бар’єру, що може обмежувати вплив на імунну систему слизової оболонки люмінальних мікроорганізмів і запобігати аномальним запальним реакціям [33]. Показано, що зменшення за умов дисбіозу утворення SCFAs, особливо ацетату, зумовлює порушення бар’єрної функції слизової оболонки кишечнику [34]. Один з головних механізмів протизапальної дії SCFAs реалізується через метаботропний G-білокзв’язувальний рецептор [35]. Серед SCFAs найважливішим посередником між коменсалами та хазяїном вважається бутират. Його рецептором у товстій кишці є GPR109A (від англ. G Protein-coupled Receptor 109A), відомий також як ніациновий рецептор. Передавання сигналу Gpr109a активує макрофаги товстої кишки та дендритні клітини, спонукаючи їх до індукції диференціювання Treg-лімфоцитів, що продукують IL-10 [36]. Слід звернути увагу на той факт, що GPR109A функціонує як блокатор LPS-індукованої активації NF-κB [37]. Сигнальний шлях NF-κB відіграє вирішальну роль не тільки у запаленні товстої кишки, а й у розвитку системної запальної відповіді, що є важливим чинником патогенезу остеоартриту [38]. Тобто активація GPR109A здатна ініціювати NF-κB-залежне гальмування синтезу прозапальних медіаторів, таких як IL-1β та IL-6, фактор некрозу пухлин альфа (TNF-α), індуцибельна NO-синтаза (iNOS), циклооксигеназа-2. Це дає підстави вважати, що GPR109A може бути потенційною терапевтичною мішенню для лікування запальних захворювань [27]. Інший механізм протизапального впливу SCFAs пов’язаний з впливом на ферменти, що регулюють ацетилювання залишків лізину в гістонах. Так, SCFAs пригнічують гістон-деацетилазу та підвищують активність гістон-ацетилтрансферази [39, 40]. Наслідком цього є епігенетичні посттрансляційні модифікації, реконфігурація хроматину, експресія генів і активація деяких факторів транскрипції [41]. Цей механізм згідно з сучасними уявленнями відіграє ключову роль у контролі різних імунних клітин, зниженні експресії прозапальних цитокінів, обмеженні системної запальної відповіді [31, 42]. Примітно, що дієта «західного типу», яка характеризується високою калорійністю, надмірною кількістю ліпідів і вуглеводів, а також низькою кількістю клітковини, викликає розвиток кишкового дисбіозу з підвищенням ризику запальних та аутоімунних захворювань [43]. Численні дослідження на тваринах показали, що надмірне споживання жиру та цукру викликає збільшення співвідношення представників Firmicutes/Bacteroidetes і підвищення проникності кишкового бар’єру [44]. Ці зміни пов’язані зі зростанням LPS у сироватці крові, що, як наслідок, призводить до розвитку синовіту та підвищує тяжкість остеоартриту [44, 45]. При цьому споживання харчових волокон позитивно впливає на мікробіоту кишечнику [46], а продукти їх бродіння чинять імунорегуляторну та протизапальну дію [47]. Розвиток кишкового дисбіозу при застосуванні антибіотиків широкого спектру дії супроводжується зниженням утворення SCFAs, що спричиняє гіперактивацію кишкових макрофагів і збільшення прозапальних Т-хелперів [48]. Таким чином, порушення кількісного та якісного складу мікробіоти товстої кишки може сприяти розвитку складних імуноопосередкованих розладів, патогенетично пов’язаних з розвитком системної запальної відповіді та аутоімунітету. ПАТОГЕНЕТИЧНЕ ЗНАЧЕННЯ ОСІ КИШЕЧНИК — СУГЛОБИРозвиток кишкового дисбіозу значно обмежує протизапальні властивості кишкової мікробіоти та за умов порушеної бар’єрної функції слизової оболонки кишечнику створює умови для надходження вироблених мікроорганізмами PAMPs (LPS, пептидоглікан, флагелін, бактеріальна ДНК) у системний кровотік, що ініціює системну запальну відповідь [49, 50]. ДНК представників кишкової мікробіоти виявляється навіть у хрящі людини та миші [51]. Наслідком потрапляння PAMPs у тканини є розвиток низькоступеневого хронічного запалення, активація макрофагів та пошкодження суглобів. Такий патерн причинно-наслідкових відносин одержав назву «вісь кишечник — суглоби» [52]. Дійсно, нещодавно було показано, що підвищення рівня LPS і LPS-зв’язувального білка (LBP) корелює з тяжкістю остеоартриту колінного суглоба та великою кількістю активованих макрофагів у синовіальній оболонці [49]. Визначення концентрації циркулюючих LPS навіть рекомендується як перспективний засіб діагностики деяких фенотипів остеоартриту [53]. Z. Huang та співавтори [53, 54] запропонували 2-етапну модель LPS-індукованого остеоартриту. На 1-му етапі макрофаги суглобової тканини праймуються LPS через TLR4, на 2-му — активацію макрофагальних інфламасом забезпечують продукти деградації тканин суглоба, що розглядаються як молекулярні патерни, асоційовані з ушкодженням (англ. Damage-Associated Molecular Patterns — DAMPs). Згідно з цією моделлю в першу чергу активується вроджений імунітет, а потім розгортається системна та локальна запальна відповідь, наслідком чого є пошкодження суглобів через співіснуючі комплементарні механізми, такі як активація інфламасоми та деградація молекул хрящового матриксу [53]. Нині відомо 3 шляхи активації LPS-залежної системної запальної відповіді з наступним локальним запаленням суглобів [50] (рисунок): Рисунок. Шляхи активації LPS-залежної системної запальної відповіді з наступним розвитком остеоартриту (адаптовано за [50])
Примітки: LPS – ліпополісахарид; LBP – LPS-зв’язувальний білок; MD-2 – корецепторний білок мієлоїдної диференціації-2; NF-κB — ядерний фактор капа B; TNF – фактор некрозу пухлини; IL – інтерлейкін; RANKL – активатор рецептора ліганду NF-κB; MMPs — матриксні металопротеїнази. 1) через зв’язування комплексу CD14 — LPS — LPS-зв’язувальний білок (LBP) і TLR4, який експресується на плазматичній мембрані різних типів клітин, особливо моноцитів/макрофагів, разом з його корецепторним білком MD-2 (англ. Myeloid Differentiation protein-2) [55, 56]. Наслідком цього є активація NF-κB [57] з подальшим продукуванням у суглобах прозапальних цитокінів, таких як TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8 та активатор остеокластів RANKL (від англ. Receptor Activator of NF-κB Ligand); 2) шляхом активації системи комплементу в хондроцитах; 3) через LPS-індуковане запалення в жировій тканині, яке викликає системні зміни продукції цитокінів, адипокінів і факторів росту. Прозапальна гіперцитокінемія супроводжується підвищенням вироблення матриксних металопротеїназ і зниженням синтезу колагену та протеогліканів. Це ще більше посилює активацію NF-κB і, нарешті, призводить до вторинного запалення тканин суглобів [50, 58]; Інший продукт кишкової мікрофлори — пептидоглікан — розпізнається ефекторами вродженого імунітету завдяки PRRs, відомим як NOD-подібні рецептори (англ. Nucleotide Oligomerization Domain-like receptors — NLRs) [59], що є основними компонентами (або попередниками) інфламасоми [60]. Крім того, бактеріальний пептидоглікан здатний стимулювати внутрішньосуглобові синовіальні фібробласти та індукувати експресію прозапальних цитокінів і матриксних металопротеїназ шляхом взаємодії з TLR2 на синовіальних фібробластах [61]. Все це свідчить, що зміни мікробіоти кишечнику за умов дисбіозу супроводжуються реалізацією декількох механізмів системної запальної відповіді (вісь кишечник — суглоби), наслідком чого може бути розвиток запальних захворювань суглобів. ЗАСТОСУВАННЯ ПРОБІОТИКІВ ПРИ ЗАПАЛЬНИХ ЗАХВОРЮВАННЯХ ОПОРНО-РУХОВОГО АПАРАТУЗа визначенням Всесвітньої гастроентерологічної організації, пробіотики — це живі мікроорганізми, які при вживанні в адекватній кількості позитивно впливають на здоров’я організму хазяїна [62]. Найчастіше як пробіотики використовуються деякі види молочнокислих бактерій (Lactobacillus), біфідобактерій (Bifidobacterium), сахароміцетів (Saccharomyces cerevisiae), кишкова паличка (E. coli), а також окремі представники роду бацил (Bacillus). У ревматологічній практиці лікування пробіотиками, за даними дослідників, зумовлює антиноцицептивну та протизапальну дію, покращує метаболізм у хрящовій і кістковій тканинах [63, 70], зменшує вираженість клінічних проявів диспептичного синдрому при застосуванні антибіотиків [5]. За наявності численних експериментальних наукових праць, що обґрунтовують доцільність використання пробіотиків у терапії захворювань суглобів [25, 64–69], позитивна дія молочнокислих і біфідобактерій при лікуванні остеоартиту підтверджується лише двома рандомізованими плацебо-контрольованими клінічними дослідженнями [70, 71]. Повідомляється про зниження у пацієнтів, які отримували Lactobacillus casei Shirota, концентрації С-реактивного білка у сироватці крові, що є маркером системної запальної відповіді [70]. У піддослідних щурів з експериментальним остеоартритом застосування пробіотичної композиції, яка відновлює кількісний та якісний склад мікробіоти товстої кишки (збільшує число Bifidobacterium, Lactobacillus та E. coli), позитивно впливає на вміст прозапальних цитокінів (IL-1β, TNF-α, інтерферону γ) та матриксних металопротеїназ у сироватці крові [65, 66]. Дослідниками виявлено позитивний ефект комбінованого застосування пробіотика та хондроїтинсульфату за умов експериментального остеоартриту, який може бути пов’язаний як з корекцією дисбіозу кишечнику, так і з можливим впливом хондроїтинсульфату та бактеріальних метаболітів на TLR2/4-залежний NF-κB-запальний шлях і метаболізм хрящової тканини [25, 67]. Незважаючи на те що пробіотичні бактерії загалом визнані безпечними, є повідомлення про побічну дію, викликану наявністю цих мікроорганізмів. Деякі з них, як виявилося, можуть викликати системні інфекції (аж до септичних станів за умов порушеного кишкового бар’єру та імунодефіцитів), стимулювати імунну систему, порушувати метаболізм і брати участь у горизонтальному перенесенні генів [72, 73]. У літературі повідомляється про деякі випадки бактеріємії, пов’язаної з Lactobacillus, у тому числі L. rhamnosus GG, L. casei та L. acidophilus [74–76]. Окрім того, описано 9 випадків сепсису, пов’язаного з S. boulardii, L. rhamnosus GG, Bifidobacterium breve, Bacillus subtilis або комбінацією пробіотичних бактерій [72]. Певний ризик для використання пробіотиків, що містять молочнокислі бактерії, може бути пов’язаний із їх імуногенними ефектами, зокрема представники роду Lactobacillus спроможні стимулювати продукцію прозапальних цитокінів Т-хелперами 1-го типу (штами біфідобактерій забезпечували більш протизапальний профіль) [77]. На мишачій моделі червоного вовчака виявлено здатність L. reuteri стимулювати аутоімунітет [78]. До того ж лактобацили та біфідобактерії вирізняються дуже повільним ростом та вираженою чутливістю до шлункового соку, що може негативним чином позначитися на них у ході транзитного переміщення травним каналом [79]. Останніми роками одержала підтримку точка зору, що вплив пробіотиків, а також бактерій, які колонізують їжу, навряд чи полягає в їх здатності прищеплюватися до резидентної мікробіоти, яка утворює досить стабільну біоплівку. Така дія пробіотичних мікроорганізмів швидше пов’язана з обміном генами та метаболітами, підтримкою проблемної мікробіоти та безпосереднім впливом на епітеліальні та імунні клітини [80]. Ці результати обґрунтовують необхідність розширення пошуку безпечних пробіотиків для потреб ревматології, здатних позитивно впливати на патогенез захворювань опорно-рухового апарату. Такі засоби, на нашу думку, можуть містити представників транзиторної мікробіоти, яка хоч і має обмежений час перебування в кишечнику, але здатна посилювати кишковий бар’єр, коригувати імунологічні, прозапальні та метаболічні порушення, пов’язані з дисбіозом кишечнику та основним захворюванням. БАКТЕРІЇ РОДУ BACILLUS ЯК ПРОБІОТИКИ ТА ПЕРСПЕКТИВИ ЇХ ВИКОРИСТАННЯ В КОМПЛЕКСНІЙ ТЕРАПІЇ ЗАХВОРЮВАНЬ ОПОРНО-РУХОВОГО АПАРАТУАеробні бактерії роду Bacillus родини Bacillaceae, що утворюють термостійкі ендоспори, є значно поширеними в навколишньому середовищі (воді, повітрі, ґрунті та харчових продуктах) [9]. Як наслідок, вони постійно потрапляють у шлунково-кишковий тракт та дихальні шляхи, засіваючи ці відділи. Кількість бацил у кишечнику може досягати 107 КУО/г, що взагалі відповідає чисельності Lactobacillus. У зв’язку з цим бактерії роду Bacillus розглядаються як одна з домінуючих складових мікробіоценозу товстої кишки разом із молочнокислими бактеріями [8, 81]. Наприклад, додавання широко відомого штаму B. subtilis natto, що використовується в Японії для ферментації бобів, до культури Lactobacillus посилює ріст та життєздатність останньої (припускають, що за рахунок продукування каталази та субтилізину) [82]. Взагалі бактерії роду Bacillus, за винятком B. anthracis і B. cereus, мають довгу історію безпечного використання у ферментованих харчових продуктах у країнах Східної та Південно-Східної Азії [8]. Комерційними пробіотичними штамами бацил є B. subtilis, B. clausii, B. coagulans, B. licheniformis, B. polyfermenticus, B. pumilus, B. megaterium, B. amyloliquefaciens і B. cereus. Спори цих бактерій виявляють більшу стійкість до дії температури, підвищеної кислотності шлункового соку, жовчі, є технологічними у виробництві та стабільними при зберіганні [8, 9]. При потраплянні в кишечник спори бацил піддаються процесам гермінації та проліферації, що забезпечує функціональну активність цих мікроорганізмів [83]. Вегетативні клітини деяких бацил (наприклад B. subtilis) також виявилися здатними виживати при проходженні шлунково-кишкового тракту [8]. На основі пробіотичних штамів бацил створено препарати для профілактики та лікування дисбіозу кишечнику, антибіотикасоційованої діареї, кишкових інфекцій, синдрому подразненого кишечнику, корекції імунного статусу. Нині досить добре відомими є антимікробні, протипухлинні, антиоксидантні та вітамінні властивості цих мікроорганізмів, про що свідчить низка оглядових і оригінальних публікацій [7–9, 81, 84–89]. Однією з головних біологічних властивостей бацил, що визначають їх пробіотичний потенціал, на думку науковців, є антагонізм щодо широкого спектра патогенних та умовно-патогенних мікроорганізмів. Повідомляється про існування близько 800 антибактеріальних сполук, що можуть синтезуватися бактеріями роду Bacillus, більшість з яких є поліпептидами [9, 88–92]. Крім того, деякі пептиди та гексадеканова кислота є перспективними сполуками проти SARS-CoV-2, що може мати велике значення для боротьби з пандемією COVID-19 [93, 94]. Проте в плані перспективи використання бактерій роду Bacillus як пробіотиків у комплексній терапії захворювань опорно-рухового апарату найбільший інтерес викликає протизапальний потенціал цих мікроорганізмів. Виявлено, що екзополісахариди (EPS) бацил виявляють істотну протизапальну ефективність, антиоксидантну та протипухлинну активність [95–97]. У літературі обговорюється можливість використання EPS бактерій роду Bacillus як протимікробного лікарського засобу [9]. Показано, що олігосахарид, який виробляється B. subtilis, модулює продукцію цитокінів, пов’язаних з T-хелперами 1-го і 2-го типів [98]. Протизапальний механізм EPS B. subtilis може бути пов’язаний з поляризацією макрофагів у бік формування фенотипу М2 [99], а також зі зниженням експресії янус-кіназ (англ. Janus kinase 1 — JAK1) та транскрипційних факторів STAT6 і NF-κB [100]. Оброблення культури клітин кишкового епітелію штамами B. subtilis значно обмежує вивільнення прозапального IL-8 на різні стимули (IL-1β, дезоксиніваленол і флагелін) [101]. Ці мікроорганізми обмежують ядерну транслокацію NF-κB, індуковану IL-1β, шляхом порушення деградації IκB, а також значно знижують регуляцію рівня білка iNOS, що ще більше підкреслює протизапальний потенціал бактерій. Експериментальні результати показали, що один із трьох протестованих штамів B. subtilis істотно зміцнює цілісність кишкового бар’єру шляхом посилення експресії білків щільного з’єднання. Цінною властивістю пробіотичних штамів B. subtilis є їх здатність обмежувати деградацію сполучної тканини позаклітинного матриксу [102]. Незважаючи на наявність фармакологічної дії, деякі з представників роду Bacillus можуть викликати небажані ефекти [87]. Так, застосування пробіотиків B. cereus створює ризик утворення ентеротоксину та розвитку діареї та блювання. Подібні випадки описано при застосуванні B. cereus, B. licheniformis і B. subtilis, водночас штами B. coagulans, B. subtilis PY79 і BS3, B. licheniformis BL31 і B. indicus не чинять токсичної дії. Одним з найбільш перспективних шляхів оптимізації позитивної дії мікроорганізмів та уникнення побічних ефектів є створення та використання багатокомпонентних пробіотиків. Прикладом таких продуктів є препарат Ремедіум (Sirion), який містить 5 видів полірезистентних до антибіотиків штамів бактерій роду Bacillus (B. subtilis, B. licheniformis, B. amyloliquefaciens, B. pumilus і B. megaterium). Безпека композиції підтверджена висновками Управління з контролю за харчовими продуктами та лікарськими засобами США (англ. Food and Drug Administration — FDA). Одна доза препарату містить 1,7·109 КУО/флакон живих мікробних клітин. Зазначені пробіотичні штами виявляють антагоністичну активність до широкого спектра умовно-патогенних культур різних видів мікроорганізмів, особливо до бактерій роду Staphylococcus, Proteus і грибів роду Candida [88]. ВИСНОВКИ1. Порушення кількісного та якісного складу мікробіоти товстої кишки, здатної за фізіологічних умов регулювати вроджений та адаптивний імунітет та попереджувати розвиток системної запальної відповіді, що зумовлює реалізацію патогенного потенціалу осі кишечник — суглоби, є важливим чинником патогенезу запальних і аутоімунних захворювань опорно-рухового апарату. 2. Сучасні літературні джерела підтверджують доцільність використання пробіотиків у ревматологічній практиці, вказуючи на їх роль у зменшенні вираженості болю і запалення, покращенні метаболізму в хрящовій і кістковій тканинах, зменшенні вираженості клінічних проявів диспептичного синдрому при застосуванні антибіотиків. Проте використання пробіотиків, що містять молочнокислі бактерії, може підвищувати ризик прозапальної гіперцитокінемії та розвитку аутоімунних реакцій. 3. Обґрунтовується доцільність використання пробіотичних штамів спороутворювальних бактерій роду Bacillus як засобів профілактики та комплексної терапії захворювань опорно-рухового апарату на підставі їх властивостей відновлювати порушений внаслідок дисбіозу кишковий бар’єр, забезпечувати суттєву протизапальну і антиоксидантну дію, пов’язану із залученням провідних елементів систем внутрішньоклітинної сигналізації (транскрипційних факторів NF-κB і STAT, янус-кіназ), обмежувати деградацію сполучної тканини позаклітинного матриксу. 4. Одним з найбільш перспективних шляхів оптимізації позитивної дії мікроорганізмів роду Bacillus та уникнення їх побічних ефектів є створення та використання багатокомпонентних пробіотиків на основі композицій найбільш перспективних штамів бацил. СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
Адреса для листування: No Comments » Додати свій |
||
Leave a comment