Польза A. Muciniphila при диабете, ожирении и высоком сахаре в крови

Исследования микробиома кишечника открывают новые виды пробиотиков, которые могут произвести революцию в медицине. Микробиом кишечника представляет собой сложную систему, состоящую из генетического материала триллионов микроорганизмов (микробиоты). От ее состояния зависит наше общее здоровье и самочувствие. 

Исследования показывают, что микробиом кишечника оказывает глубокое воздействие на различные системы организма и играет важную роль в пищеварении, иммунитете и психическом здоровье. Дисбаланс микробиома кишечника может привести к целому ряду проблем, начиная от таких эпизодических симптомов расстройства пищеварения, как газы и вздутие живота, и заканчивая более серьезными системными нарушениями: ожирение, диабет, болезнь Альцгеймера, воспалительные процессы и т.д.

Бактерия Akkermansia muciniphila интересна тем, что играет важную роль в состоянии слизистой оболочки кишечника, а также улучшает действие инсулина, что помогает бороться с ожирением и регулировать уровень сахара в крови. Действие этой бактерии обусловлено не столько ее свойствами как «живого» пробиотика, а сколько теми соединениями, которые она вырабатывает. 

Ученые выяснили, что Akkermansia muciniphila эффективнее в пастеризованном виде, чем в «живом». То же самое можно сказать и о других бактериях: некоторые пробиотики, продуцирующие молочную кислоту, такие как Lactobacillus и Bifidobacter, также оказались эффективными после термической обработки. Эффективность этих «мертвых» микроорганизмов ставит под сомнение утверждения маркетологов о том, что единственными полезными пробиотическими бактериями являются «живые», которые измеряются в колониеобразующих единицах (КОЕ). В случае с Akkermansia muciniphila все обстоит иначе.

Почему же Akkermansia muciniphila так важна для микробиома?

Akkermansia muciniphila играет одну из ключевых ролей в состоянии муцинового слоя, который защищает слизистую оболочку кишечника. Именно поэтому штаммовое название бактерии — muciniphila (латинский суффикс phila означает «любовь»). Иначе говоря, muciniphila — «любовь к муцину».

Аккермансия взаимодействует с эпителиальными клетками кишечника и вырабатывает муцин, который существенно защищает слизистую оболочку от повреждений. Высокий уровень колонизации Akkermansia muciniphila способствует улучшению барьерной функции кишечника, снижению его проницаемости (негерметичности), нормализации пищеварения и улучшению усвояемости. Недостаточное количество аккермансии нарушает кишечный барьер, что приводит к всасыванию токсинов, которые перевозбуждают иммунную систему и вызывают сильное воспаление. Эти токсины, выделяемые кишечником, могут развить неалкогольную жировую болезнь печени и системные воспалительные процессы, которые могут привести к артриту, кожным, сердечно-сосудистым заболеваниям, а также к нарушениям работы мозга.^1-6

Akkermansia muciniphila и диабет

Больше всего ученых волнует то, как воздействие Akkermansia muciniphila на муциновый слой влияет на диабет и ожирение. 

Если уровень аккермансии в микробиоме снижается, то увеличивается риск развития ожирения, диабета, воспалительных процессов и метаболических нарушений. Соответственно, при повышении уровня аккермансии эти риски снижаются. Считается, что эти нарушения связаны с изменением барьерной функции кишечника из-за истончения муцинового слоя, что приводит к большей всасываемости токсинов в кишечнике. Этот процесс запускает целый ряд механизмов, способствующих развитию хронического воспаления и инсулинорезистентности.^1-7

Что говорит наука о бактерии Akkermansia muciniphila?

Результаты первого клинического исследования бактерии Akkermansia muciniphila на людях были опубликованы в журнале Nature Medicine 1 июля 2019 года. Тридцать два человека с преддиабетом и признаками метаболического синдрома (абдоминальное ожирение, повышение уровня липидов в крови, повышенное артериальное давление и т.д.) были случайным образом распределены на группы, которые принимали либо плацебо, либо пастеризованную форму аккермансии. Испытуемые из экспериментальной группы принимали 10 млрд. бактерий Akkermansia muciniphila («живых» или «мертвых») ежедневно в течение трех месяцев.

Ученые ставили перед собой цель оценить безопасность приема аккермансии, и она успешно прошла этот тест. Кроме того, она продемонстрировала эффекты на многочисленных маркерах метаболизма и общего состояния здоровья. По сравнению с плацебо повысилась чувствительность к инсулину, улучшились показатели общего холестерина, некоторых маркеров воспаления и функции печени. Кроме того, у экспериментальной группы значительно снизилось количество лейкоцитов в крови. По мнению ученых, укрепление кишечного барьера привело к снижению всасываемости токсинов, которые вызывают повышение уровня лейкоцитов в крови. Всасывание токсинов, выделяемых кишечником, также является одним из важнейших факторов, вызывающих нарушение функции печени.

Самое любопытное в этом исследовании то, что термически обработанные бактерии оказались эффективнее «живых». Я уже много лет подчеркиваю подобные свойства некоторых пробиотиков, но эту информацию игнорируют. Производители фокусируют внимание потребителей на колониеобразующих единицах, а не на клинических данных, и это ошибка. Основное внимание следует уделять клинически проверенным формам и дозировкам.

С каждым разом появляется все больше и больше исследований о «мертвых», нежизнеспособных пробиотиках, в том числе об их эффективности при диарее и желудочно-кишечных инфекциях, укреплении и регуляции иммунной системы, модуляции микробиоты кишечника и восстановлении после кишечных повреждений. 

Подобные препараты известны как «пробиотики-призраки», «постбиотики», «инактивированные пробиотики» или «парапробиотики». Польза некоторых препаратов не связана с тем, пастеризованы они или нет, а обусловлена уникальными клеточными компонентами бактерий, которые присутствуют в них в независимости от термической обработки.⁸ Так обстоит дело и с аккермансией.

Одной из важнейших особенностей Akkermansia muciniphila является то, что она очень «слизкая», поскольку покрыта экзополисахаридами. Эти соединения не позволяют лейкоцитам расщеплять белок Amuc_1100, содержащийся в клеточной мембране аккермансии. Оказалось, что именно в этом белке кроется секрет полезного действия бактерии.

Когда очищенный Amuc_1100 вводится мышам, он оказывает такое же действие, как и любые формы пробиотиков. Термически обработанные бактерии действуют лучше, чем «живая» форма аккермансии, поскольку при этом удаляется экзополисахаридная оболочка, но Amuc_1100 остается нетронутым. Amuc_1100 воздействует на слизистую кишечника, уплотняя межклеточное пространство, уменьшая воспаление и предотвращая всасывание токсинов в кишечнике, которые приводят к инсулинорезистентности, неалкогольной жировой болезни печени, ожирению и диабету 2-го типа.^1-6

Akkermansia muciniphila и уровень сахара в крови

В качестве пробиотика «живая» Akkermansia muciniphila может повысить уровень бактерий в микробиоме кишечника, что в свою очередь может привести к положительным сдвигам в здоровье. В другом двойном слепом исследовании, проведенном на 76 испытуемых с диабетом 2-го типа, использовалась пробиотическая формула, содержащая «живую» Akkermansia muciniphila, а также Clostridium beijerinckii, Clostridium butyricum, Bifidobacterium infantis и Anaerobutyricum hallii.⁹ У испытуемых из экспериментальной группы, принимавших также метформин, этот пробиотик в дозировке 3 капсулы дважды в день в течение 12 недель нормализовал уровень сахара в крови по сравнению с группой плацебо. 

В частности, после 12 недель приема добавки было отмечено умеренное улучшение показателей сахара в крови при проведении стандартного 3-часового теста на пищевую непереносимость и уровня A1C. A1C — это показатель уровня сахара в крови за последние 3 месяца. После 12 недель приема пробиотиков уровень A1C у испытуемых снизился на 0,6%. Однако предстоит выяснить, в какой степени именно Akkermansia muciniphila способствовала улучшению показателей, поскольку другие бактерии также оказывают определенное влияние на уровень сахара в крови.

Как повысить уровень аккермансии в микробиоме кишечника?

Akkermansia muciniphila выпускается в виде пробиотичекой добавки, однако колонии этой бактерии можно увеличить за счет соответствующего питания. В микробиоме кишечника уже есть необходимые человеку микроорганизмы, но они нуждаются в правильной подкормке. 

Создание подходящих условий для роста Akkermansia muciniphila и других полезных бактерий очень важно для формирования оптимального микробиома. Согласно научным данным, некоторые питательные вещества способствуют росту аккермансии, особенно флавоноиды, рыбий жир, берберин и FODMAP-диета.

Что такое FODMAP-диета?

FODMAP-диета (Fermentable Oligo-Di-Monosaccharides And Polyols) обозначает ферментируемые олиго-ди-моносахариды и полиолы.

• Ферментируемые — то есть те, которые быстро расщепляются бактериями в толстом кишечнике
• Олигосахариды — молекулы, состоящие из разных молекул сахаров, соединенных в цепочку. Одним из распространенных источников олигосахаридов является фасоль.
• Дисахариды — две молекулы сахара, соединенных вместе. Сахароза, например, является дисахаридом.
• Моносахариды состоят из одной молекулы сахара, например, фруктоза.
• Полиолы — это сахарные спирты, часто используемые в качестве подсластителей. Например, ксилит, мальтит и эритрит.

Не все FODMAP-диеты полезны для здоровья. Вот список некоторых распространенных продуктов с высоким содержанием FODMAP, которые могут способствовать росту Akkermansia muciniphila:¹⁰

• Овощи: артишок, спаржа, брокколи, свекла, брюссельская капуста, цветная капуста, чеснок, укроп, лук, лук-порей, лук-шалот, грибы, окра, горох.
• Фрукты: яблоки, абрикосы, ежевика, малина, черешня, финики, инжир, груши, персики, арбуз.
• Бобовые: фасоль, нут, чечевица, красная фасоль, консервированная фасоль, соевые бобы.
• Безглютеновые злаки: овес, амарант, гречка, рис (белый, бурый, дикий), просо, киноа, сорго

Флавоноиды способствуют росту Akkermansia muciniphila

Флавоноиды — растительные пигменты и полезные для здоровья соединения, содержащиеся в ягодах, фруктах, зеленом чае, темном шоколаде, зеленых листовых овощах и бобовых. Они играют важную роль в состоянии микробиома. Ученые обнаружили, что флавоноиды существенно стимулируют рост аккермансии.^10,11 Пищевые источники флавоноидов содержат и другие компоненты (например, пребиотическую клетчатку), способствующие формированию здорового микробиома.  Кверцетин является одним из таких флавоноидов. Он и другие флавоноиды содержится в гранате, виноградных семечках, экстракте сосновой коры, зеленом чае или голубике. 

Рыбий жир способствует росту Akkermansia muciniphila

Омега-3 жирные кислоты, содержащиеся в рыбьем жире, в первую очередь эйкозапентаеновая кислота (ЭПК) и докозагексаеновая кислота (ДГК), оказывают значительное воздействие на микробиом, включая поддержку уровня аккермансии.¹³

Берберин способствует росту Akkermansia muciniphila

Берберин — алкалоид, содержащийся во многих растениях, в частности, в желтокорне (Hydrastis canadensis) и барбарисе (Berberis vulgaris). Берберин оказывает значительное благотворное влияние на пищеварительную систему и микробиом, в том числе повышает уровень аккермансии. Отчасти именно этим объясняется положительный эффект от приема добавок с берберином в клинических испытаниях по нормализации уровня сахара и липидов в крови, контролю веса и улучшению работы печени.¹⁴

Выводы

Одним из плюсов большинства таких диет, как средиземноморская, является то, что они являются богатым источником соединений, способствующих росту бактерии Akkermansia muciniphila. 

А в кетогенной диете и палеодиете обычно нет продуктов, способствующих жизнедеятельности этого микроорганизма. Поэтому людям, придерживающимся такого типа питания, может потребоваться дополнить рацион пребиотиками, флавоноидами, рыбьим жиром, а также концентрированными формами растительной пищи, например, спирулиной, порошком сока пророщенного ячменя и зеленью.

Источники:

1. Pellegrino A, Coppola G, Santopaolo F, et al. Role of Akkermansia in Human Diseases: From Causation to Therapeutic Properties. Nutrients. 2023 Apr 8;15(8):1815. 
2. Jian H, Liu Y, Wang X, et al. Akkermansia muciniphila as a Next-Generation Probiotic in Modulating Human Metabolic Homeostasis and Disease Progression: A Role Mediated by Gut-Liver-Brain Axes? Int J Mol Sci. 2023 Feb 15;24(4):3900.
3. Cani PD, Depommier C, Derrien M, et al. Akkermansia muciniphila: a paradigm for next-generation beneficial microorganisms. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2022 Oct;19(10):625-637. doi: 10.1038/s41575-022-00631-9. Epub 2022 May 31. Erratum in: Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2022 Jun 23;: PMID: 35641786.
4. Zhang T, Li Q, Cheng L, Buch H, Zhang F. Akkermansia muciniphila is a promising probiotic. Microb Biotechnol. 2019 Nov;12(6):1109-1125.
5. Rodrigues VF, Elias-Oliveira J, Pereira ÍS, et al. Akkermansia muciniphila and Gut Immune System: A Good Friendship That Attenuates Inflammatory Bowel Disease, Obesity, and Diabetes. Front Immunol. 2022 Jul 7;13:934695.
6. Sanjiwani MID, Aryadi IPH, Semadi IMS. Review of Literature on Akkermansia muciniphila and its Possible Role in the Etiopathogenesis and Therapy of Type 2 Diabetes Mellitus. J ASEAN Fed Endocr Soc. 2022;37(1):69-74.
7. Depommier C, Everard A, Druart C, et al. Supplementation with Akkermansia muciniphila in overweight and obese human volunteers: a proof-of-concept exploratory study. Nat Med. 2019 Jul;25(7):1096-1103.
8. Monteiro SS, Schnorr CE, Pasquali MAB. Paraprobiotics and Postbiotics-Current State of Scientific Research and Future Trends toward the Development of Functional Foods. Foods. 2023 Jun 16;12(12):2394.  
9. Perraudeau F, McMurdie P, Bullard J, et al. Improvements to postprandial glucose control in subjects with type 2 diabetes: a multicenter, double-blind, randomized placebo-controlled trial of a novel probiotic formulation. BMJ Open Diabetes Res Care. 2020 Jul;8(1):e001319.
10. Chu N, Chan JC, Chow E. Is a diet high in FODMAPs as a novel dietary strategy in diabetes? Clin Nutr. 2022 Oct;41(10):2103-2112.
11. Xu B, Qin W, Xu Y, et al. Dietary Quercetin Supplementation Attenuates Diarrhea and Intestinal Damage by Regulating Gut Microbiota in Weanling Piglets. Oxid Med Cell Longev. 2021 Dec 13;2021:6221012. doi: 10.1155/2021/6221012. PMID: 34950418; PMCID: PMC8689231.
12. Rodríguez-Daza MC, de Vos WM. Polyphenols as Drivers of a Homeostatic Gut Microecology and Immuno-Metabolic Traits of Akkermansia muciniphila: From Mouse to Man. Int J Mol Sci. 2022 Dec 20;24(1):45.
13. Roussel C, Anunciação Braga Guebara S, et al. Short-term supplementation with ω-3 polyunsaturated fatty acids modulates primarily mucolytic species from the gut luminal mucin niche in a human fermentation system. Gut Microbes. 2022 Jan-Dec;14(1):2120344.
14. Dong C, Yu J, Yang Y, Zhang F, Su W, Fan Q, Wu C, Wu S. Berberine, a potential prebiotic to indirectly promote Akkermansia growth through stimulating gut mucin secretion. Biomed Pharmacother. 2021 Jul;139:111595.