Чи справді антибіотики знищують корисні кишкові бактерії

Антибіотики - одна з головних складових сучасної медицини, вони щороку рятують мільйони життів. Але вони також можуть завдати шкоди нормальній бактеріальній системі організму, від якої залежить наше здоров'я.

У нашому тілі містяться трильйони бактерій, без яких ми не можемо жити, й найбільше їх - у кишківнику. Чи справді ми щоразу, коли приймаємо антибіотики, завдаємо непоправної шкоди цій важливій частині нашого організму?

"Мікробіом кишківника - це складна мережа мікробіотичних форм життя у нашому тілі", - каже Джеймс Кінросс, колоректальний хірург з Імперського коледжу Лондона.

Мікробіом кишківника відіграє величезну роль у підтримці нашого здоров'я, зокрема регулює імунну систему та допомагає травленню. Водночас експерти стверджують, що антибіотики є однією з найбільших загроз цим мікробіомам.

Антибіотики, які зазвичай призначають для лікування бактеріальних інфекцій, є наріжним каменем сучасної медицини. Але в процесі боротьби з бактеріями, що викликають інфекцію, антибіотики можуть також ненавмисно знищити інші, корисні бактерії в нашому організмі.

Серед вчених зростає занепокоєння наслідками для здоров'я дедалі більшої залежності від антибіотиків. З 2000 до 2015 року у всьому світі кількість рецептів на антибіотики зросла на 65%. Таке поширення антибіотиків може спричинити дві проблеми: шкоду мікробіому кишківника та зростання стійкості бактерій до антибіотиків.

"Антибіотики порушують складну екосистему нашого кишкового мікробіому, і таким чином наражають бактерії, які вижили, на більший ризик передати свої резистентні гени патогенам", - каже Гаутам Дантас, професор лабораторної та геномної медицини Школи медицини Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, США.

Ми знаємо, що чим різноманітніша популяція наших кишкових бактерій - тим краще. Але кожен курс антибіотиків порушує цю популяцію, оскільки антибіотики недостатньо спеціалізовані, щоб знищити лише патогенні бактерії. Натомість вони атакують усі бактерії в нашому кишківнику.

"Уявіть ліс, у якому ви намагаєтеся позбутися одного бур'яну. Застосування антибіотиків - це килимове бомбардування лісу, яке вбиває як погане, так і хороше", - каже Дантас.

Коли вчені ретроспективно розглянули мікробіоми людей, які перенесли інфекцію з лікуванням антибіотиками, вони виявили, що різноманітність мікробіомів значною мірою відновлюється протягом кількох місяців, каже Дантас. Але в деяких людей деякі корисні бактерії більше ніколи не з'являються, додає він.

Дантас і його колеги вивчили зразки фекалій, зібрані у дітей, які проходили лікування в педіатричній лікарні, яку обслуговує його лабораторія. Ці зразки збирали регулярно, до появи інфекцій та застосування антибіотиків, що дозволило його команді побачити зміни у дітей, які згодом інфікувалися та пройшли курс антибіотиків.

Дантас використав ці зразки, щоб порівняти зміни у мікробіомі кишківника після прийому антибіотиків у двох групах немовлят - передчасно народжених дітей (до 36 тижнів) і дітей, народжених після 36 тижнів вагітності.

"Те, що відбувається у дорослих після прийому антибіотиків, ще більш драматично відтворюється у немовлят: менша різноманітність мікробіому та величезні сплески генів, стійких до ліків", - каже він.

Хоча наслідки індивідуальні для кожної людини та залежать від нашого віку, вчені погоджуються, що наслідки одного курсу антибіотиків можуть бути незворотними.

"Деякі люди дуже сприйнятливі до пошкодження мікробіому антибіотиками, й стан їхнього мікробіому різко зміниться і ніколи не повернеться до того, що було до дози антибіотика", - каже Кінросс.

"Ми втрачаємо різноманітність у нашому кишківнику, і найважливіші мікроби, які підтримували нас протягом сотень тисяч років, втрачаються у безпрецедентних масштабах", - додає він.

Але вчені все ще намагаються з'ясувати довгострокові наслідки використання антибіотиків для мікробіомів наших кишківників.

"Ми знаємо, що антибіотики здатні впливати на всі сфери функціонування мікробіому, - каже Кінросс. - Вони не тільки зменшують кількість бактерій, але й впливають на функціонування мікробів складними способами, які ми не до кінця розуміємо".

Непокоїть не лише вплив на кишкові бактерії, а й вторинні наслідки для розвитку імунної системи, додає Кінросс.

Дослідження показують, що прийом повторних доз антибіотиків має кумулятивний ефект, і вплив також є більшим, якщо ви приймаєте препарати ширшого спектра дії.

"Це дивний еволюційний експеримент, який ми проводимо на собі щоразу, коли приймаємо антибіотик", - каже Дантас.

Іншим наслідком тривалого застосування антибіотиків є ризик резистентності. Коли популяція бактерій зазнає впливу антибіотиків, ті з них, у яких відсутні гени стійкості до антибіотиків, як правило, гинуть. Але ті бактерії, у яких вони є, - виживуть. Таким чином, ліки активно відбирають мікробів, стійких до антибіотиків. Це стає проблемою, коли патогенні бактерії пожинають плоди цієї адаптації.

"Щоразу, коли ми приймаємо антибіотики, це збільшує пропорційний ризик того, що мікробіом кишківника збагачується генами, стійкими до ліків. Тож наступного разу, коли з'явиться патоген, він зможе отримати деякі з цих стійких генів з нашого кишківника", - каже Дантас.

І цей процес не обмежується кишківником, каже Крейг Маклін, професор еволюції та мікробіології в Оксфордському університеті.

"Стійкі бактерії можуть мігрувати з кишківника в інші частини організму, тому те, що відбувається в кишківнику, впливає на решту нашого тіла", - говорить він.

Шкідливий і водночас рятівний вплив антибіотиків є однією з найбільших загадок, які хвилюють вчених у всьому світі. Хоча єдиного виходу немає, існують підходи, які можуть пом'якшити шкідливий вплив антибіотиків на наше здоров'я.

"Антибіотики - дивовижні ліки, які врятували мільйони життів. Вони є дуже цінним ресурсом, і їх слід використовувати, але ми повинні розуміти, як їх точно спрямувати", - говорить Кінросс.

Науковці зараз шукають антибіотики, дія яких точніше націлена на окремі частини організму, а також антибіотики, спрямовані на конкретні бактерії, каже Маклін. Це дозволить позбутися лише шкідливих бактерій і залишити корисні.

Але найкращий інструмент, який зараз є в нашому розпорядженні, каже Ентоні Баклі, доцент мікробіології кишківника в Університеті Лідса, - це наше харчування.

"Харчування є одним із головних факторів формування людського мікробіому", - каже він.

Дослідницька група Університету Лідса протягом останніх двох десятиліть перевіряла вплив антибіотиків на мікробіом.

"Різноманітність їжі, яку ми їмо, зазвичай пов'язана з більшою різноманітністю мікробів у кишківнику, і особливо позитивний вплив має клітковина", - каже Інес Моура, наукова співробітниця факультету медицини та здоров'я Університету Лідса, яка досліджує вплив різних поживних речовин на кишковий мікробіом і те, як вони можуть зменшити негативний вплив антибіотиків.

Харчові волокна, або клітковина, важливі, оскільки мікроби в нашому організмі перетравлюють їх і виробляють коротколанцюгові жирні кислоти, які забезпечують енергією клітини, що вистилають товсту кишку, каже Баклі.

"Коли ви приймаєте антибіотики, мікроби, які виробляють коротколанцюгові жирні кислоти, виснажуються, і їм потрібен час, щоб відновитися. Наша теорія полягає в тому, що харчові волокна, які ви вживаєте, забезпечують субстрат для росту цих мікробів і виробництва коротколанцюгових жирних кислот, що має допомогти відновити баланс", - говорить він.

Іронія у використанні антибіотиків полягає в тому, що з кожним курсом, який ми приймаємо, ми потенційно знижуємо здатність нашого організму боротися з інфекцією, і, отже, збільшуємо свою залежність від антибіотиків.

"Набагато краще не покладатися на антибіотики, - каже Кінросс, - натомість зосередитися на біостійкості нашої внутрішньої мікрофлори, здорово харчуватися, особливо в ранньому віці, оскільки саме тоді антибіотики завдають найбільшої шкоди".