Как иммунная система поддерживает баланс кишечной флоры
Бактерии, живущие в кишечнике, насчитывают от 500 до 1000 различных видов. Они составляют так называемую кишечную флору, которая играет ключевую роль в пищеварении и предотвращает инфекции. В отличие от патогенов, которые вторгаются извне, они безвредны и переносятся иммунной системой. Каким образом иммунная система человека поддерживает этот хрупкий баланс в кишечнике, остается неизвестным. Известно, что иммуноглобулины типа А, называемые антителами IgA, играют важную роль. Эти естественные защитные вещества являются частью иммунной системы и очень точно распознают экзогенный патоген в соответствии с принципом блокировки и ключа.
Группа исследователей во главе с доктором Тимом Ролленске и профессором Эндрю Макферсоном из Департамента биомедицинских исследований (DBMR) Бернского университета и Университетской больницы висцеральной хирургии и медицины Inselspital недавно смогла продемонстрировать на мышах модели, что антитела IgA специфически ограничивают приспособленность доброкачественных бактерий на нескольких уровнях.
Это позволяет иммунной системе точно настроить микробный баланс в кишечнике. «Нам удалось продемонстрировать, что иммунная система очень специфично распознает и ограничивает эти бактерии», — объясняет Тим Ролленске, доктор философии, ведущий автор исследования. Результаты опубликованы в журнале Nature.
Содержание
Впервые созданы антитела IgA в естественной форме
Антитела IgA являются наиболее распространенными антителами в иммунной системе человека и секретируются специальными клетками слизистых оболочек. На их долю приходится две трети иммуноглобулинов человека. Удивительно, но большинство антител IgA, вырабатываемых организмом, направлены против доброкачественных бактерий кишечной флоры. Без этой иммунной защиты эти микроорганизмы также могут пагубно влиять на здоровье и вызывать кишечные заболевания. Однако загадка того, каким образом антитела IgA регулируют согласованное сосуществование в кишечнике, осталась нерешенной.
Причина: до сих пор изучение антител IgA в их естественной форме на животных моделях было невозможным. Однако в своем эксперименте исследователи во главе с Тимом Ролленске и Эндрю Макферсоном смогли преодолеть это препятствие. Им удалось произвести достаточное количество антител IgA, специфически направленных против бактерий Escherichia coli, типичных кишечных бактерий. Антитела распознают и связывают строительный блок на мембране микроорганизмов.
Иммунная система поддерживает баланс кишечной флоры и ухудшает приспособленность бактерий
В своем эксперименте, над которым исследователи работали в течение трех лет, им удалось с максимальной точностью отследить эффект in vitro и in vivo в кишечнике мышей, свободных от микробов. Было обнаружено, что антитела влияют на приспособленность бактерий несколькими способами. Например, была ограничена подвижность бактерий, или они препятствовали поглощению сахарных строительных блоков для метаболизма бактерий.
Эффект зависел от конкретного распознаваемого компонента поверхности. «Это означает, что иммунная система, по-видимому, способна влиять на доброкачественной кишечной бактерии с помощью различных подходов одновременно», — объясняет Хедда Вардеманн из Немецкого центра исследования рака, соавтор. Поэтому исследователи говорят о параллелизме IgA.
Вопрос о том, почему иммунная система достигает равновесия с доброкачественными бактериями в кишечнике, при этом эффективно уничтожая патогенных захватчиков, еще предстоит окончательно прояснить. «Однако наш эксперимент показывает, что антитела IgA могут точно регулировать баланс между человеческим организмом и кишечной флорой», — объясняет Эндрю Макферсон из DBMR и Inselspital, соавтор.
Полученные данные не только основываются на базовых представлениях об иммунной системе кишечника, но и могут способствовать разработке вакцин. «Точное понимание того, как и где антитела распознают микроорганизмы в кишечнике , также позволит нам разрабатывать вакцины против патогенных организмов на более целенаправленной основе», — добавляет Тим Ролленске.
По крайней мере это объясняет почему при том же короновирусе очень часто первые симптомы это расстройство кишечника. Иммунная система оказывается влияет вообще на все процессы в организме!
Иммунитет должен испытывать определенные сложности при регулярном использовании антибиотиков, ему сложнее регулировать микрофлору кишечника, которую часто уничтожаются этими препаратами.