Полезные микробы работают ночью

Сальмонелла (желтым цветом) на поверхности кишечного эпителия.  Фото Physorg

Надо заметить, что клетки кишечника (энтероциты) довольно хорошо защищены от микроба – сальмонеллы, но у разных людей генетические возможности сопротивления ему варьируются весьма значительно. Один из примеров защиты – производное литохолевой желчной кислоты, которое полезный микроорганизм использует для борьбы с патогенной микрофлорой, и сальмонеллой в том числе. Этот эффект открыли сотрудники Висконсинского университета в г. Мэдисон (США). Их данные подтвердили и в университете Кейо в Токио. Каков же механизм этого процесса?

Известно, что иммунный ответ начинается с реакции врожденного (неспецифического) иммунитета. В работе микробиологов Техасского университета в Далласе было показано, что кишечные микробы активно модулируют иммунную активность у мышей. Интересно, что влияние микробов сопряжено с уровнями их суточной активности, которая максимальна в темное время.

Ученые выявили примыкание сегментированных нитевидных бактерий, и сальмонелл в частности, к поверхности кишечных ворсин. С приближением темноты энтероциты наращивают концентрацию защитных протеинов и пептидов (цепочек аминокислот). Сальмонелла привлекла особое внимание авторов, потому что она активно инфицирует мышей. И хотя она является патогеном, иммунное включение на ее фоне защищает животных от более опасной болезни – листерии.

Техасцы показали, что с приближением утра число сегментированных нитевидных бактерий резко сокращается и поверхность ворсин как бы «очищается». Иммунный ответ, особенно активируемый на фоне умеренного голодания, связан с активацией миелоидных клеток (макрофагов), синтезирующих интерлейкин. Это такой белок «связи» лейкоцитов белой крови. Сотрудники университета Британской Колумбии в Ванкувере показали, что интерлейкин активирует лимфоидные клетки врожденного иммунитета. И в норме это защищает от пищевых расстройств.

Идею влияния генов самого хозяина на развитие той же сальмонеллы, могущей вызвать тиф (S. typhimurium), подтвердили в Национальном институте здоровья (США). Сотрудникам института помогали их соседи из Вирджинского университета в г. Шарлотсвиле и их заокеанские коллеги из университета Гента в Бельгии. Состояние генома энтероцитов может позволить микробу размножаться в их цитоплазме. В этом случае сальмонелла оказывается в вакуоли, защищающей микроб от иммунной атаки, что и приводит к хроническим колитам и другим воспалительным заболеваниям кишечника.

Проблема связана с тем, что антибиотики не всегда при этом помогают. Поэтому перед наукой стоит настоятельная задача поиска новых подходов к лечению микробных патологий, от которых в мире страдает очень много людей. Считается, например, что половина населения планеты инфицирована чуть ли не с рождения геликобактером (Н. pylori), поражающим слизистую кишечника и 12-перстной кишки. Сотрудники университета Вандербилта в г. Нэшвил (США) проанализировали 57 исследований, проводившихся в 11 странах. Было показано влияние генома человека на развитие инфекции. Слабым звеном в защите против геликобактера, по мнению авторов, является один из генов интерлейкина, мутации в котором делают инфекцию неизбежной.

Возвращаясь к началу, следует упомянуть недавнюю статью в научном журнале Nature. В ней отмечается, что сальмонелла для атаки на кишечный эпителий использует питательные вещества умирающих энтероцитов. Это явление называется высвобождение, индуцированное клеточной смертью. Сальмонелла и патогенная кишечная палочка при этом не оказывают даже токсического воздействия на клетки, которые в норме живут всего 3–4 дня и естественным образом отмирают.