Иммунитет к старению. Как использовать бактерии внутри и снаружи тела для здоровья и долголетия

Существуют признаки того, что микробы участвуют в развитии остеопороза. Во-первых, люди с воспалительным заболеванием кишечника (ВЗК) подвержены гораздо большему риску остеопороза. Во-вторых, в главе 9 мы узнали, что менопауза характеризуется снижением уровня эстрогена, что способствует снижению костной массы и плотности костей. По мере снижения уровня эстрогена увеличивается количество провоспалительных гормонов, вырабатываемых Т-клетками, таких как TNF-альфа, которые вызывают увеличение остеокластов (клеток, которые разрушают кости). В-третьих, мы знаем, что микробы участвуют в выборе рациона, усвоении питательных веществ и физических упражнениях, и все это может влиять на остеопороз. Роль микробов во всех трех факторах говорит о том, что бактерии имеют отношение к развитию заболевания или предрасположенности к нему.

Ученые официально приступили к изучению того, как микробиом участвует в развитии остеопороза у «стерильных» животных. Полученные ими данные о плотности и массе костей неоднозначны и не позволяют сделать конкретных выводов. Некоторые исследования показали, что у определенной породы стерильных мышей (C57B1/6) были более высокие показатели объема кости, чем у обычных мышей. Когда исследователи подвергали стерильных мышей воздействию микробов, плотность их костей снижалась до уровня обычных мышей. Исследования с другим выводком стерильных мышей (BALB/c) обнаружили обратное: у этих мышей были слабые кости. Длительная колонизация микробами некоторых стерильных мышей привела к увеличению костной массы и обновлению кости. Эти противоречивые результаты можно объяснить различием выводков, пола и возраста животных.

Что не менее важно, исследователи сравнили уровни гормонов и костную массу у обычных мышей и стерильных животных. Используя гормон лейпролид для истощения эстрогена у модели-мыши, они обнаружили, что такие стерильные мыши не продуцируют воспалительные цитокины, связанные с образованием остеокластов и потерей костной массы. После изучения мышей в течение первых четырех недель исследователи заселили стерильных мышей микробами. Им удалось наблюдать удивительные результаты: стерильные мыши были надежно защищены от истощения плотности костей, связанной с потерей эстрогена, но у обычных животных наблюдалась повышенная потеря костной ткани, аналогичная состояниям, наблюдаемым у женщин в постменопаузе.

Несколько исследований на людях показали, что микробиом может оказывать большое влияние на ремоделирование кости (естественные процессы остеобластов и остеокластов) и костную массу. В небольшом исследовании из 18 человек участвовали шесть пациентов с остеопорозом, шесть – с остеопенией и шесть – без потери костной массы (нормальные контрольные субъекты). Исследователи обнаружили значительные различия в составе микробиома в каждой группе и могли отличать нормальных контрольных субъектов от людей, страдающих потерей костной массы, только по степени разнообразия микробиомов. Удивительно, но именно у контрольных субъектов обнаружилось самое низкое разнообразие микробов. Когда Джессика увидела эти результаты, она предполагала, что у людей без остеопороза должен быть более разнообразный микробиом. В большинстве случаев, которые мы рассматриваем в этой книге, большее разнообразие, как правило, говорит о здоровье, но это исследование, как и в случае с вагинальным микробиомом, обнаружило обратное. Мы в очередной раз убеждаемся, как много нам еще нужно узнать о сложных отношениях между микробами и болезнями и насколько сильно нам нужны дополнительные исследования, чтобы понять результаты уже состоявшихся исследований. Ученые также обнаружили несколько различных микробных родов у нормальной контрольной группы и группы с остеопорозом.

Почему возникли эти непредсказуемые результаты? Существует несколько различных способов влияния микробиома на плотность и массу кости. Воспаление вызывает образование воспалительных цитокинов, причем некоторые из них запускают выработку остеокластов, разрушающих кости. Мы знаем, что у женщин в менопаузе и у пациентов с ВЗК, а также у людей преклонного возраста уровень воспалительных цитокинов выше из-за микробной активности, которая может дополнительно активировать остеокласты.

Абсорбция кальция является еще одним фактором, который обусловливает плотность костей, и несколько исследований нашли подтверждение того, что микробиом участвует в процессе усвоения этого микроэлемента. Когда микробиота расщепляет пищевые волокна, полученные из пищи, и производит КЦЖК, в кишечнике понижается уровень рН. Низкий уровень рН способствует абсорбции кальция клетками тела. КЦКЖ, особенно бутират, могут модулировать сигнальные пути в кишечнике, что приводит к усилению абсорбции кальция и отражается на плотности костей.