Микробиота представляет собой сложное, динамически изменяющееся сообщество микроорганизмов, заселяющих различные биотопы организма человека. Наиболее разнообразной является микробиота кишечника, которая включает более 1800 родов. Большинство всех выделенных микроорганизмов (94–98%) относятся к четырем типам бактерий: Bacillota (64%), Bacteroidota (23%), Pseudomonadota (8%) и Actinomycetota (3%), а остальные (около 2%) – немногочисленную группу разнообразных таксонов. Представители типа Bacillota – Ruminococcus spp., Lactobacillus spp., Clostridium spp. и Enterococcus spp. – участвуют в ферментации углеводов и синтезе короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), типа Bacteroidota – Bacteroides spp., Prevotella spp. и Xylanibacter spp. – расщепляют полисахариды и поддерживают иммунный гомеостаз. Важными участниками микробного сообщества являются представители типов Actinomycetota и Pseudomonadota, включающие условно-патогенные и комменсальные виды, а также тип Verrucomicrobia, среди представителей которого особую роль играет Akkermansia muciniphila, участвующая в регуляции функции слизистой оболочки кишечника.
Особое внимание в последнее время привлекают бактерии микробиоты кишечника, вырабатывающие короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), которые рассматриваются в качестве регуляторных молекул в случае развития различных метаболических заболеваний. Доминирующими видами КЦЖК являются уксусная, пропионовая и масляная кислоты.
Уксусная кислота является наиболее распространенной и составляет более 50–60% от общего содержания КЦЖК. Она вырабатывается представителями кишечной микробиоты – Bifidobacterium spp. и Lactobacillus spp., а также Akkermansia muciniphila, Prevotella spp. и Ruminococcus spp. Помимо того что уксусная кислота – это основной субстрат для синтеза холестерина и стимулятор синтеза жирных кислот, она также является важным фактором в регуляции pH, поддерживая кислую среду в просвете кишечника.
Основные продуценты пропионовой кислоты – Bacteroides spp., представители типа Bacillota и Lachnospiraceae. Хотя эта короткоцепочечная жирная кислота изучена хуже, известно, что ее активность связана с благоприятным воздействием на состояние здоровья человека. Клиническое влияние пропионовой кислоты на липидный обмен проявляется в снижении концентрации холестерина и накоплении жира; она также обладает противораковой и противовоспалительной активностью.
Масляная кислота вырабатывается кишечными бактериями Faecalibacterium prausnitzii, Eubacterium rectale и Roseburia spp. Хотя она вырабатывается в наименьшем количестве по сравнению с уксусной и пропионовой кислотами, однако оказывает значительное положительное влияние на энергетический обмен клеток и гомеостаз кишечника, являясь основным источником энергии для колоноцитов. Также было обнаружено, что масляная кислота играет важную роль в модуляции иммунного и воспалительного ответа, влияя на высвобождение цитокинов и хемокинов, обладает антиканцерогенными свойствами.
Метаболические изменения, связанные с беременностью, в значительной степени влияют на разнообразие микробиоты кишечника, которое меняется на разных ее этапах. Так, в I триместре наблюдается увеличение численности бактерий порядка Clostridiales, Bifidobacterium spp. и Akkermansia spp., во II триместре, помимо клостридий, увеличивается количество бактерий семейства Enterobacteriaceae, Porphyromonas gingivalis, Aggregatibacter actinomycetemcomitans, а также Candida spp. Наиболее значимые изменения микробиоты отмечаются в III триместре: рост числа бактерий типов Pseudomonadota и Actinomycetota, обладающих провоспалительным потенциалом, и уменьшения количества бактерий типа Bacillota, характеризующихся противовоспалительной способностью, а также увеличение численности Candida spp. Такие изменения могут привести к ряду неблагоприятных последствий: развитию дисбиоза, связанного с воспалением, возникновению ожирения, гипергликемии и резистентности к инсулину, а также воспалительным заболеваниям кишечника и органов дыхания.
Гестационный сахарный диабет (ГСД) – одно из осложнений, которое характеризуется возникновением толерантности к глюкозе впервые во время беременности.
Существует ряд факторов риска, определяющих предрасположенность к ГСД. В качестве немодифицируемых факторов наиболее значимыми являются наличие в семейном анамнезе ГСД и сахарного диабета 2-го типа, поздний репродуктивный возраст матери, макросомия плода при предыдущей беременности (масса более 4000 г), многоплодная беременность, многоводие, синдром поликистозных яичников, гипертония, развившаяся до или во время беременности, а также этническая принадлежность. К факторам риска, коррекция которых возможна, относятся избыточный вес во время беременности или ожирение, изменение веса между беременностями и значительное увеличение массы тела вовремя беременности, стресс, прием антидепрессантов и психотропных препаратов, а также курение, недостаточная продолжительность сна, сидячий образ жизни.
У женщин с ГСД увеличивается риск преждевременных родов и родоразрешения путем кесарева сечения, чаще регистрируются осложнения: развитие послеродового сахарного диабета 2-го типа, преэклампсия, инфекционные поражения, дистоция плечиков, метаболический синдром и сердечно-сосудистые заболевания. ГСД также оказывает негативное влияние и на здоровье потомства. У детей, рожденных матерями с ГСД, с большей частотой встречается макросомия и другие пороки развития плода, диабетическая фетопатия, неонатальная гипогликемия, низкий балл по шкале Апгар, гипербилирубинемия, неалкогольная жировая болезнь печени, преждевременное половое созревание, а также повышен риск развития нарушений метаболизма глюкозы и липидов, сердечно-сосудистых заболеваний, аутизма как в детстве, так и во взрослом возрасте. В работах последних лет отмечено влияние ГСД в том числе и на здоровье последующих поколений за счет эпигенетических изменений, связанных с изменениями в составе микробиоты.
Механизм развития ГСД до конца не изучен, но предполагается, что его проявления связаны с аномальной экспрессией гормонов плаценты и метаболическими нарушениями в организме матери. Также наблюдается выраженный дисбиоз кишечной микробиоты: снижается количество бактерий, обладающих пробиотическими свойствами, вырабатывающих КЦЖК и расщепляющих аминоацил-пептиды, и увеличивается количество грамотрицательных бактерий. Это приводит к повышению уровня ЛПС, ускоряет выработку провоспалительных цитокинов, что опосредует хроническое воспаление и повышение проницаемости слизистой оболочки кишечника.
Применение биологических препаратов, содержащих пробиотические штаммы бактерий и их метаболиты, изменение образа жизни снижают воспаление и инсулинорезистентность у женщин с ГСД и восстанавливают кишечный барьер за счет регулирования состава микробиоты. Поэтому знание о взаимодействии микробиоты кишечника и организмом:
- может стать потенциальной терапевтической мишенью для улучшения состояния здоровья женщин с ГСД;
- микробиота кишечника может служить ранним биомаркером ГСД;
- при неэффективности изменения образа жизни, диеты и физических нагрузок применение пробиотиков или метабиотиков может изменить состав микробиоты кишечника и поддерживать нормальное соотношение КЦЖК, тем самым улучшая состояние здоровья.
