Учёные ТГУ объединили механизмы действия пробиотиков в девятиблочную модель

Пробиотики по механизму действия: как девятиблочная модель ТГУ приближает адресный выбор штаммов

Томские ученые объединили разрозненные механизмы действия пробиотиков

9 ноября 2026 года Минобрнауки России сообщило о разработке специалистами Томского государственного университета первой в стране единой системы данных о работе пробиотиков. Основой сообщения стала научная работа, опубликованная 7 октября в международном журнале Frontiers in Nutrition.

Авторы публикации — Алексей Чурин, Людмила Соколянская, Анастасия Лукина и Ольга Карначук — проанализировали современные представления о биохимических и молекулярных механизмах воздействия пробиотических микроорганизмов на человеческий организм.

Результатом стала девятиблочная концептуальная модель, объединяющая процессы микробного обмена веществ, взаимодействия с клеточными рецепторами, регуляции иммунитета, защиты кишечного барьера и изменения действия лекарств.

Принципиально важно уточнить характер разработки. Речь идет об аналитическом научном обзоре и систематизации уже опубликованных исследований, а не о результатах нового клинического испытания. В научной статье не представлен готовый диагностический сервис, который мог бы автоматически выбирать пробиотик для конкретного пациента.

Тем не менее такая систематизация имеет самостоятельное значение. Она позволяет рассматривать пробиотики не как однородную категорию полезных бактерий, а как биологические системы с различными механизмами воздействия.

От бактериального метаболита до рецептора человеческой клетки

Традиционное объяснение пользы пробиотиков обычно сводится к восстановлению микрофлоры кишечника. Но состав микробиома — совокупности микроорганизмов и их генетического материала — лишь одна из характеристик сложной системы.

Не менее важно понимать, что именно эти микроорганизмы делают.

В томской модели центральное место занимают три группы биологически активных веществ.

Первая — короткоцепочечные жирные кислоты, прежде всего ацетат, пропионат и бутират. Они образуются при микробной переработке пищевых компонентов, включая неперевариваемые углеводы.

Бутират служит важным источником энергии для клеток толстой кишки и участвует в поддержании ее защитного барьера. Короткоцепочечные жирные кислоты также взаимодействуют с клеточными рецепторами и могут влиять на воспалительные и метаболические процессы.

При этом не все пробиотические бактерии самостоятельно производят одинаковые количества этих веществ. Некоторые штаммы изменяют метаболизм других участников микробного сообщества, поэтому конечный результат зависит от всей кишечной экосистемы.

Вторая группа — производные желчных кислот. Эти вещества первоначально синтезируются печенью и участвуют в переваривании жиров, но кишечные бактерии способны изменять их химическую структуру.

Модифицированные желчные кислоты взаимодействуют, в частности, с рецепторами FXR и TGR5, участвующими в регуляции обмена липидов и глюкозы, воспалительных реакций и секреции некоторых кишечных гормонов.

Третья группа — производные триптофана, включая индольные соединения. Триптофан является незаменимой аминокислотой, которую человек получает с пищей. Бактериальная переработка триптофана образует молекулы, способные воздействовать на иммунные клетки и рецепторы, связанные с поддержанием кишечного барьера.

Исследуется и участие этих метаболитов в коммуникации между кишечником и нервной системой. Однако наличие такого биологического механизма еще не означает доказанной эффективности пробиотиков при депрессии, тревожных расстройствах или других неврологических заболеваниях.

Объединение перечисленных процессов позволяет проследить последовательность: определенный штамм или микробное сообщество производит биологически активное вещество, оно взаимодействует с клеточной мишенью, запускается сигнальный механизм и формируется физиологический ответ.

Именно эту причинно-следственную логику томские ученые предлагают использовать как основу будущих целенаправленных вмешательств.

Почему два пробиотика с одинаковым названием могут работать по-разному

Одна из фундаментальных проблем современной пробиотической терапии — недостаточное внимание к различиям между штаммами.

Штамм представляет собой конкретную генетическую линию микроорганизма внутри определенного вида. Даже близкородственные бактерии могут различаться по способности производить метаболиты, взаимодействовать с иммунными клетками и противодействовать патогенным микроорганизмам.

Поэтому клинические результаты, полученные для одного штамма, нельзя автоматически переносить на другой штамм того же вида.

Эту проблему подробно рассмотрели международные исследователи в статье When probiotics guidelines differ, опубликованной в апреле 2026 года в журнале Gut Microbes.

Авторы показали, почему рекомендации профессиональных медицинских организаций по применению пробиотиков иногда существенно различаются.

Причина заключается не только в неодинаковой интерпретации исследований. Нередко в одну категорию объединяют испытания продуктов с разными штаммами, дозировками и составом, хотя их биологические свойства могут заметно отличаться.

В результате статистический анализ таких исследований способен скрывать эффективность конкретного штамма или, наоборот, создавать впечатление универсальной пользы, которую невозможно воспроизвести в клинической практике.

Поэтому для обоснованного назначения необходимо знать не только название микроорганизма, но и его штаммовую принадлежность, использованную дозу, продолжительность приема и конкретное состояние, при котором изучалась эффективность.

Международная наука движется к управлению функциями микробиома

Томская работа соответствует более широкому направлению исследований.

В сентябре 2026 года Международная научная ассоциация пробиотиков и пребиотиков (ISAPP) представила рекомендации рабочей группы, посвященные более точному управлению реакциями человеческого организма на вмешательства, связанные с микробиомом.

Международные специалисты предложили сместить внимание с попыток общего «укрепления иммунитета» или «улучшения микрофлоры» на воздействие на определенные биологические процессы.

Особое место в рекомендациях занимает метаболом — совокупность небольших молекул, участвующих в обмене веществ организма.

Это важное изменение исследовательского подхода.

Анализ микробиома позволяет установить, какие микроорганизмы присутствуют в кишечнике и какими генами они располагают. Но наличие определенных генов еще не означает, что соответствующие биохимические реакции действительно происходят с необходимой интенсивностью.

Метаболомные исследования помогают приблизиться к оценке реальной активности микробного сообщества, измеряя образующиеся вещества.

В перспективе объединение геномных, метаболомных и клинических данных может позволить прогнозировать, какой пациент с большей вероятностью ответит на определенное вмешательство.

Однако международная рабочая группа подчеркивает необходимость учитывать рацион, возраст, генетические особенности, расположение микроорганизмов в кишечнике и другие факторы.

Универсального биомаркера, который уже сегодня позволял бы надежно выбирать индивидуальный пробиотик, пока нет.

От пробиотических добавок к живым биотерапевтическим препаратам

Девятиблочная модель ТГУ выходит за пределы традиционных пробиотиков.

Отдельные направления посвящены микроорганизмам нового поколения, генетически модифицированным бактериям и системам доставки биологически активных веществ.

Одна из перспективных концепций — использование бактерий в качестве локальных производителей терапевтических молекул.

В отличие от обычного лекарственного препарата, распределяющегося по организму после введения, специально сконструированный микроорганизм потенциально способен производить необходимое вещество непосредственно в определенной биологической среде.

Другой подход предполагает применение мембранных везикул — мельчайших пузырьков, образуемых бактериальными клетками. Они могут переносить белки, липиды и другие молекулы без необходимости вводить живые бактерии.

Такие платформы исследуются для доставки терапевтических компонентов и направленного воздействия на иммунные процессы. Однако их безопасность, распределение в организме и воспроизводимость производства еще требуют изучения.

Само направление микробиомной терапии уже имеет реальные клинические достижения.

Например, американский регулятор FDA одобрил биологические препараты REBYOTA и VOWST, предназначенные для предотвращения повторных эпизодов инфекции Clostridioides difficile у взрослых после антибактериального лечения рецидивирующей инфекции.

Это препараты на основе микробиоты, полученной из донорского материала, а не обычные пробиотические добавки. Их пример показывает, что стандартизированные микробные продукты могут пройти клиническую проверку и получить конкретное медицинское показание.

Однако перенос этого успеха на другие заболевания или на отдельные пробиотические штаммы требует самостоятельных доказательств.

Персонализированный подбор пробиотиков пока ограничен качеством доказательств

Главное препятствие для практического использования таких моделей — существенная индивидуальная изменчивость микробиома.

Один и тот же микроорганизм может по-разному взаимодействовать с кишечной средой разных людей. На результат влияют питание, предшествующая антибактериальная терапия, существующие микробные сообщества и физиологическое состояние организма.

Кроме того, значительная часть сведений о молекулярных механизмах действия пробиотиков получена в лабораторных исследованиях или экспериментах на животных.

Демонстрация изменения концентрации метаболита, активности рецептора или воспалительного маркера не равнозначна доказательству клинической пользы.

Для перехода к персонализированному назначению потребуются исследования, в которых определенные штаммы будут проверяться на конкретных группах пациентов с заранее установленными клиническими результатами.

Необходимо будет показать, что выбор пробиотика по молекулярному профилю действительно эффективнее стандартного подхода, а не просто точнее отражает лабораторные показатели.

Существуют и вопросы безопасности. Большинство традиционных пробиотиков хорошо переносится здоровыми людьми, но у пациентов с выраженным иммунодефицитом или тяжелыми заболеваниями применение живых микроорганизмов требует особой осторожности.

Для клинической практики важнее конкретный штамм, чем обещание восстановить микрофлору

Уже сегодня эта исследовательская логика помогает иначе оценивать пробиотические продукты.

Основной вопрос при выборе препарата или добавки должен заключаться не в том, сколько видов бактерий содержится в упаковке, а в том, имеются ли качественные клинические исследования именно этой комбинации и именно для предполагаемой цели применения.

При этом пробиотики не следует автоматически назначать каждому человеку после антибиотиков или использовать для неопределенного «улучшения здоровья». Польза зависит от клинической ситуации и конкретного продукта.

Для производителей возрастают требования к идентификации штаммов, подтверждению жизнеспособности микроорганизмов, стабильности состава и обоснованности заявленных эффектов.

Для разработчиков новых биотерапевтических препаратов появляется более сложная задача: связывать свойства микроорганизма с измеримым биологическим механизмом, а затем подтверждать его значение в клинических исследованиях.

Следующим этапом развития томской модели могло бы стать создание проверяемых количественных связей между штаммами, их метаболитами, характеристиками пациента и клиническими результатами. Но именно эта часть работы пока остается перспективой.