Участие пищевых привычек и кишечного микробиома в аллергических заболеваниях

Атопия, пищевые привычки, микробиом

Распространенность аллергических заболеваний в последние годы увеличилась во многих странах. Только аллергическим ринитом (АР), симптоматическим заболеванием, связанным с опосредованными иммуноглобулином Е реакциями на вдыхаемые аллергены, страдают сегодня более 500 миллионов человек во всем мире. Классические симптомы заболевания, такие как зуд в носу, чихание, ринорея, заложенность носа, конъюнктивальные проявления, существенно снижают качество жизни. АР связан с более низкой успеваемостью в школе и на работе, снижением качества сна и когнитивных функций, повышенной раздражительностью и утомляемостью. Более того, доказано, что АР является фактором риска развития бронхиальной астмы. При этом, несмотря на признание АР глобальной проблемой здравоохранения, его этиологические факторы риска еще предстоит полностью понять и изучить.

Одной из причин роста распространенности атопии могут быть изменения в пищевых привычках. Пища — важный источник питательных веществ, которые могут модулировать риск аллергических заболеваний. Например, антиоксиданты могут играть ключевую роль в профилактике атопии за счет нивелирования окислительного стресса, усиливающего воспалительные реакции.

Эпидемиологические исследования показали, что фрукты и овощи, содержащие антиоксиданты, защищают от аллергических заболеваний, однако о том, какая именно связь существует между нутриентами и риском развития атопии, в частности, АР, известно мало.

Кроме того, из данных, опубликованных в последние годы, известно, что микробиота кишечника также может быть вовлечена в патогенез аллергических заболеваний. Известно, что ее состав динамичен и в определенной степени зависит от пищевых привычек хозяина. Доказано, что некоторые кишечные бактерии вырабатывают из поступающей в кишечник пищи биологически активные метаболиты, которые способствуют развитию и регуляции иммунной системы за счет влияния на процессы дифференцировки, пролиферации, миграции, а также на эффекторные функции. Метаболиты бактерий взаимодействуют в регуляторными Т-клетками (Тreg) и дендритными клетками, которые связаны с развитием аллергических заболеваний.

Четыре нутриента, связанные с АР

Ассоциация между пищевыми привычками, составом кишечного микробиома и симптомами АР была изучена в исследовании, опубликованном в марте 2022 года. В исследовании приняли участие 186 пациентов с симптомами АР и 106 пациентов в группе контроля (без проявлений аллергического ринита). Были отобраны 42 питательных вещества, которые входят в состав среднестатистического рациона, а также взяты образцы фекалий для анализа состава микробиома у каждого из участников.

Результаты исследования продемонстрировал отрицательную связь с аллергическим ринитом и уровнем четырех питательных веществ — ретинола, витамина А, криптоксантина и меди.

Витамин А выполняет множество жизненно важных функций: он необходим для эмбрионального развития, работы зрения, поддержания иммунной системы, особенно для дифференцировки наивных Т-клеток. Без ретиноевой кислоты, метаболита витамина А, трансформирующий фактор роста-бета (ТФР-бета) способствует дифференцировке наивных Т-клеток в Т-хелперы-17 (Th-17), которые участвуют в воспалении, аутоиммунных процессах и аллергических расстройствах. В присутствии же ретиноевой кислоты ТФР-бета помогает кишечным дендритным клеткам опосредовать дифференцировку наивных Т-клеток в Тreg клетки, которые подавляют аутоиммунные реакции. Кроме того, витамин А участвует в процессах, связанных с кишечной секрецией IgA, возвращением Т-клеток в кишечник и осуществлением его защитной функции.

Известно, что антиоксиданты предположительно могут защищать от аллергических заболеваний за счет связывания свободных радикалов и подавления оксидативного стресса. С этой точки зрения витамин А и каротиноиды, будучи эффективными антиоксидантами, также могут обеспечивать снижение риска АР. Однако среди каротиноидов, изученных в данном исследовании, только криптоксантин был связан с АР, тогда как альфа-каротин и бета-каротин — нет. Поскольку все три перечисленных нутриента обладают антиоксидантной активностью, остается неясным, влияет ли действительно способность связывать свободные радикалы на риски атопии.

Четвертый нутриент, в отношении которого были получены убедительные данные в пользу ассоциации с риском АР, — медь. Она является кофактором многих окислительно-восстановительных ферментов, участвует в метаболизме железа, синтезе нейропептидов и иммунной функции. Однако в больших количествах медь токсична, и неблагоприятное влияние на здоровье оказывает как дефицит, так и избыток минерала. Недостаточность меди влияет на систему защиты от оксидантов, что приводит к увеличению окислительного повреждения липидов, ДНК и белков. Токсическое действие связано с образованием свободных радикалов, к тому же избыток микроэлемента усиливает перекисное окисление липидов и повреждение ДНК. Результаты исследования показали обратную связь между уровнем меди и риском АР, что может быть связано с антиоксидантной и прооксидантной активностью при нормальных и высоких концентрациях соответственно.

Микробиом и риски АР

В кишечнике человека обитают сотни видов микроорганизмов. В зависимости от состава микробиом человека подразделяется на два энтеротипа: Bacteroides (В-тип), Prevotella (P-тип). Потребители, придерживающиеся западной диеты с высоким содержанием белка и животных жиров, как правило, имеют В-тип микрофлоры, а вегетарианская или средиземноморская диета, богатая фруктами и овощами, а также диеты, богатые углеводами и клетчаткой, связаны с энтеротипом Р. Таким образом, относительное содержание Prevotella может отражать приверженность к здоровому питанию.

Несколько наблюдательных исследований показали, что энтеротип Р-типа часто наблюдался в сельских или изолированных популяциях, тогда как В-тип был широко распространен в промышленно развитых странах.

По результатам исследования, проведенного Sahoyama Y. и соавт., была зафиксирована отрицательная связь между Prevotella и риском АР. Среди 40 исследованных родов микробиоты с атопией ассоциировались Prevotella и Escherichia в относительно высокой концентрации.

Эта связь сохранялась даже после корректировки рациона, поэтому маловероятно, что она обусловлена особенностями питания. А вот учитывая градиент Prevotella в разрезе урбанизации, можно предположить, что нездоровый состав микробиоты ассоциирован с высокой концентрацией городского населения и, соответственно, ростом аллергических заболеваний. Эту теорию подтверждают несколько исследований.

Во-первых, с 50-х годов прошлого века действительно ускорились урбанизация и индустриализация, и одновременно в городских районах начался рост распространенности аллергических заболеваний. Во-вторых, контакт с животными, раннее посещение детского сада и увеличение числа братьев и сестер связаны со снижением риска сенсибилизации аллергенами. В-третьих, снижение воздействия микроорганизмов в раннем возрасте ответственно за сдвиг баланса Th1/Th2 в сторону сверхактивного плеча Th2, стимулирующего IgE-опосредованные аллергические реакции.

В нескольких исследованиях сообщалось и о связи между видами Escherichia и аллергическими расстройствами: относительная численность этих микроорганизмов была выше у детей с астмой и ринитом по сравнению с контрольной группой.

Таким образом, на основании данных исследования, ученые сделали вывод о том, что четыре питательных вещества (ретинол, витамин А, криптоксантин и медь) и два рода кишечных бактерий (Prevotella и Escherichia) были связаны с вероятностью развития АР. Кроме того, наблюдался комбинаторный защитный эффект ретинола и Prevotella: скорректированные по возрасту и полу шансы АР были в 25 раз ниже у пациентов с высоким уровнем потребления ретинола с пищей и высоким содержанием Prevotella по сравнению с теми, кто получал недостаточно ретинола и имел низкое содержание Prevotella.