Как сахар может усиливать повреждение микробиоты при антибиотиках

Сахар может усиливать повреждение микробиоты антибиотиками — но пока это показано у особой группы пациентов

Антибиотик действует не в пустом кишечнике

Когда говорят о воздействии антибиотиков на кишечную микробиоту, внимание обычно сосредоточено на препарате: насколько широк его спектр действия, какие бактерии он подавляет и как долго продолжается лечение.

Новая работа добавляет к этой картине ещё одну переменную — питание.

Группа исследователей из нескольких американских и европейских центров изучила пациентов, проходивших трансплантацию гемопоэтических клеток. Такие трансплантации применяются, в частности, при некоторых лейкозах, лимфомах и других заболеваниях крови. Перед процедурой пациенты получают интенсивное лечение, подавляющее собственное кроветворение и иммунную систему, а из-за чрезвычайно высокого риска инфекций им часто необходимы антибиотики.

Для исследования это создало редкую возможность одновременно и очень подробно наблюдать три процесса: рацион человека, использование антибактериальных препаратов и изменение кишечной микробиоты.

Учёные зафиксировали 9 419 приёмов пищи у 173 госпитализированных пациентов. В анализ микробиоты вошли 1 009 последовательно собранных образцов кала от 158 участников. Пациенты отмечали, сколько конкретных продуктов из заказанного больничного питания они действительно съели, поэтому исследователи получили значительно более подробную картину рациона, чем при обычных опросах о питании.

Сладкая пища оказалась связана с более сильным нарушением микробной экосистемы

Сам по себе приём антибиотика ожидаемо изменял микробиоту. Особенно заметным эффект был при использовании антибиотиков широкого спектра, воздействующих одновременно на большое число бактериальных групп.

Однако степень этих изменений различалась в зависимости от рациона.

Статистический анализ показал, что во время воздействия антибиотиков более высокое потребление сахаров и богатых ими продуктов было связано с признаками более выраженного повреждения микробиоты. Одним из таких признаков было снижение её разнообразия — уменьшение числа различных бактериальных групп и изменение их соотношения.

Другим оказался рост доли Enterococcus — рода бактерий, представители которого в норме могут присутствовать в кишечнике, но при нарушении микробного сообщества способны получить конкурентное преимущество. У тяжело иммунокомпрометированных пациентов такое доминирование имеет особое значение: некоторые энтерококки, включая Enterococcus faecium, могут становиться причиной трудно поддающихся лечению инфекций.

Здесь важно уточнение. Исследование не показывает, что «углеводы вообще вредят микробиоте при антибиотиках». Основной сигнал относился прежде всего к сладким продуктам и сахарам. Сложные пищевые углеводы, например содержащаяся в растительных продуктах клетчатка, взаимодействуют с кишечными бактериями совершенно иначе и могут служить субстратом для образования полезных короткоцепочечных жирных кислот.

Поэтому превращать результат работы в рекомендацию резко ограничить все углеводы было бы неверно.

Эксперимент на мышах помог отделить сахар от множества больничных факторов

Наблюдение за пациентами само по себе не может окончательно установить причинность. Человек, который ест больше сладкой пищи, может отличаться от других пациентов множеством характеристик — тяжестью заболевания, аппетитом, общей калорийностью питания, назначенными лекарствами или продолжительностью антибиотикотерапии.

Исследователи поэтому проверили обнаруженную связь экспериментально.

Мышей одновременно подвергали воздействию антибиотика и различным вариантам питания. На рационе с высоким содержанием сахарозы антибиотик значительно сильнее способствовал разрастанию Enterococcus, чем при контрольном питании. При этом один только богатый сахарозой рацион без антибиотика не воспроизводил того же масштаба нарушения.

Это важная деталь: речь идёт не просто о независимом эффекте сахара на кишечные бактерии. Результат указывает на взаимодействие питания и антибиотика.

Именно такая комбинация могла менять экологические условия внутри кишечника так, что одни бактерии исчезали или теряли конкурентоспособность, а другие получали возможность быстро занять освободившуюся нишу.

Почему после антибиотика вопрос состоит не только в том, какие бактерии погибли

Микробиота кишечника — это не перечень отдельных видов, а экосистема, в которой микроорганизмы конкурируют за питательные вещества, производят метаболиты и ограничивают рост друг друга.

Антибиотик нарушает эту систему неравномерно. Чувствительные бактерии могут резко сократиться, тогда как устойчивые организмы сохраняются. В результате меняются и доступные питательные ресурсы.

Простые сахара представляют собой быстро используемый источник энергии. Если после действия антибиотика часть конкурирующих микроорганизмов исчезает, оставшиеся бактерии потенциально получают одновременно больше пространства и больше доступного субстрата для роста.

Именно поэтому один и тот же антибиотик теоретически может приводить к различным экологическим последствиям при разном составе питания.

Для пациентов после трансплантации гемопоэтических клеток эта проблема особенно существенна. Предыдущие исследования связывали низкое разнообразие кишечной микробиоты и доминирование некоторых условно-патогенных бактерий с инфекционными осложнениями и неблагоприятными исходами после трансплантации. Но это не означает, что новый анализ доказал способность ограничения сахара предотвращать такие осложнения: непосредственно такой клинический результат в работе не проверялся.

Из исследования пока нельзя сделать универсальную «диету при антибиотиках»

Самое привлекательное прочтение результатов звучало бы просто: принимаете антибиотик — откажитесь от сахара.

Но имеющихся данных для такой универсальной рекомендации недостаточно.

Исследуемая группа резко отличается от большинства людей, которым антибиотики назначают амбулаторно при бактериальных инфекциях. Пациенты проходили интенсивное лечение рака крови и трансплантацию, длительное время находились в больнице, получали множество лекарств и имели существенно изменённую иммунную систему.

Кроме того, человеческая часть исследования была преимущественно наблюдательной. Рацион пациентам не назначали случайным образом с целью сравнить высокое и низкое потребление сахара. Поэтому статистическая связь, даже подкреплённая экспериментом на животных, ещё не равна доказанному лечебному эффекту изменения диеты у человека.

Соавтор исследования Марсель ван ден Бринк из City of Hope также подчёркивает, что пока преждевременно рекомендовать всем пациентам полностью исключать сахар во время антибиотикотерапии.

Следующим логичным этапом должны стать контролируемые исследования, в которых изменение питания будет непосредственно вмешательством, а исследователи смогут определить не только состав микробиоты, но и клинические результаты.

Питание постепенно становится ещё одной переменной антибиотикотерапии

У работы есть более широкий смысл, чем вопрос о сладостях.

Современная медицина всё чаще рассматривает повреждение микробиоты не как неизбежный и одинаковый для всех побочный эффект антибиотиков, а как процесс, на который воздействует сразу несколько факторов: конкретный препарат, продолжительность лечения, исходная микробиота пациента, заболевание и теперь, вероятно, питание.

Это меняет сам подход к защите кишечной экосистемы.

Сегодня основной способ уменьшить ненужное воздействие антибиотиков — рационально назначать их: использовать только при наличии показаний, выбирать достаточный, но не избыточно широкий спектр и не продолжать лечение дольше необходимого. Новая работа предполагает, что в будущем к этой стратегии могут добавиться продуманные пищевые вмешательства.

Причём задача может оказаться сложнее простого запрета определённых продуктов. Одновременно исследуются клетчатка, пребиотические субстраты и другие способы поддержать бактерии, производящие короткоцепочечные жирные кислоты — вещества, важные для кишечного эпителия и иммунной регуляции.

То есть перспективное направление состоит не в поиске универсальной «диеты после антибиотиков», а в управлении микробной экосистемой во время лечения.

Для пациентов после трансплантации эта связь особенно важна

Практическая ценность работы сейчас наиболее очевидна именно в гематологии и трансплантологии.

Пациентам после интенсивной химиотерапии необходимо получать достаточно энергии и питательных веществ в период, когда аппетит часто снижен, слизистые повреждены, присутствуют тошнота и другие осложнения лечения. Высококалорийные напитки, сладкие продукты и смеси иногда помогают решить эту задачу.

Поэтому простое требование убрать сахар может иметь обратную сторону: сохранение микробиоты нельзя рассматривать отдельно от риска недостаточного питания.

Если результаты подтвердятся в интервенционных исследованиях, задача для клиницистов будет заключаться не в механическом ограничении калорий, а в выборе их источников и времени употребления с учётом антибиотикотерапии.

Для человека, которому назначили обычный короткий курс антибиотика вне онкологической клиники, непосредственные выводы гораздо скромнее. Исследование даёт биологически правдоподобную гипотезу, но пока не устанавливает оптимальное количество сахара, не определяет безопасный порог и не показывает, насколько изменение рациона влияет на выздоровление или риск осложнений.