Легкие являются многофункциональным органом, играющим исключительно важную роль в жизнедеятельности организма человека. Помимо своей основной функции газообмена между атмосферой и кровью, легкие обеспечивают очистку воздуха и крови от вредных примесей, осуществляют детоксикацию, участвуют в метаболических процессах, регулируют водный баланс, служат резервуаром крови в организме, обладают эндокринными свойствами, выполняют фибринолитическую, антикоагулянтную, кондиционирующую, выделительную функции и множество других физиологических функций. При этом заболевания органов дыхания остаются наиболее широко распространенным классом болезней в мире. Проблема легочной патологии приобрела особую остроту в связи с угрожающим распространением коронавирусной инфекции (COVID 19), туберкулеза и других серьезных заболеваний дыхательной системы. В связи с этим вопросы повышения защитных механизмов легких приобретают все большую актуальность.
До недавнего времени считалось, что здоровые легкие практически стерильны. Более того, появление микробов в этом органе рассматривалось исключительно как предвестник развития инфекционного процесса. В целом, люди склонны концентрироваться только на тех микроорганизмах, которые вызывают проблемы у человечества. Действительно, известно множество вирусов, грибов и бактерий, способных поражать легкие с развитием опасных форм инфекционной патологии. Однако, как оказалось, существуют и другие, дружественные микроорганизмы, которые в норме обитают в легких (микробиом легких) и приносят им большую пользу, в частности, модулируют иммунные механизмы и защищают от инфицирования патогенами. К примеру, ученые из Технического университета Мюнхена показали, что микробиом легких защищает их от инфекций, в частности из-за того, что возбудителям заболеваний сложно закрепиться в жизненном пространстве, уже заселенном другими микробными видами. Кроме того, микробиом легких взаимодействует с иммунной системой, повышая эффективность защитных механизмов, а также расщепляет вредные соединения, попадающие в легкие при вдохе. Специалисты полагают, что дальнейшее изучение микробиома легких, может открыть новые способы лечения некоторых опасных болезней.
До настоящего времени внимание ученых было, преимущественно, нацелено на изучение микробиома кишечника, как основного резервуара симбиотической микрофлоры человека. Так, на сегодняшний день существует много исследований, которые установили вовлечение микробиома кишечника в самые разные физиологические процессы. Несмотря на то, что микрофлора легких в количественном отношении значительно уступает микробиому кишечника, она не менее важна, поскольку активно участвует в поддержании нормальной работы органов дыхания. За последние несколько лет появились данные об очень важной роли легочного микробиома в созревании и гомеостазе иммунитета легких. В ряде исследований показано, что микрофлора легких здоровых людей сильно отличается от микробиома пациентов, страдающих от таких респираторных недугов как фиброз легких, хроническая обструктивная болезнь легких, эмфизема и астма.
Интересно, что микробиом легких в значительной степени зависим от кишечного микробиома. Начиная от рождения и на протяжении всей жизни, существует тесная корреляция между составом кишечной и легочной микробиоты, что предполагает наличие сети взаимосвязей в пределах тела человека. Эта связь рассматривается учеными как специфическая ось «кишечник-легкие», за счет которой кровяное русло становится главным переносчиком метаболитов, иммунных сигналов, микробных продуктов из кишечника в легкие и наоборот. Кишечно-легочная ось может формировать иммунные ответы, и препятствовать развитию респираторных заболеваний.
Исследования на животных моделях отчетливо продемонстрировали, что как легочный, так и кишечный микробиомы играют важную роль в предупреждении развития некоторых видов пневмонии. Также показано, что тяжесть инфекции туберкулезными бактериями (Mycobacterium tuberculosis) и таких респираторных заболеваний, как хроническое обструктивное заболевание легких, астма и цистический фиброз, коррелирует с состоянием микробиомов легких и кишечника.
Негативное влияние поврежденного кишечного микробиома (дисбиоза) на состояние легких подтверждают результаты исследований ученых из Медицинской школы университета Мичигана (США), которые установили, что поступление кишечных микроорганизмов в легкие и их массовое размножение там может играть ключевую роль в развитии сепсиса, острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС) и других тяжелых болезней легких. По мнению исследователей, эти чужеродные микроорганизмы, попадающие в легкие при нарушении в результате дисбиоза кишечного барьера, вызывают острую реакцию у иммунной системы, что и запускает воспалительные процессы, лежащие в основе сепсиса и ОРДС. В свою очередь, они приводят к повреждению нежных легочных тканей, которое делает их еще более уязвимыми к кишечным патогенам.
Это открытие заставляет совершенно по-новому взглянуть на закономерности развития данных заболеваний и, соответственно, на методы ведения больных. До сих пор лечение этих болезней основывалось на противостоянии воспалительным процессам и повреждениям тканей, выявляемым у пациентов. Однако исследования показали, что воспаление и повреждение могут на самом деле быть следствием нарушения баланса между микробными сообществами в пищеварительной системе и легких.
На состав легочного микробиома влияет много факторов. Здоровая микрофлора легких может легко повреждаться при табакокурении и других вредных привычках, хаотичном приеме сильнодействующих медикаментозных препаратов, нездоровом питании, экологическом неблагополучии региона проживания и др.
Укрепить дыхательную систему и организм в целом эффекивно помогают средства оздоровления микробиома, например пробиотики. Специалисты поясняют, что их потребление улучшает функционирование микробиома кишечника, легких и других микробных систем организма, что важно для усиления ресурсов иммунной системы, хорошей работы органов дыхания.
Германские ученые изучают возможность повлиять пробиотиками на микрофлору легких, воздействуя через ось кишечник-легкие. В опытах на мышах ученым удалось достичь реальных успехов, в частности расширения видового разнообразия микробиома легких и ослабления симптомов астмы. По мнению исследователей, продолжение этих исследований должно привести к разработке новых методов профилактики и лечения ряда серьезных заболеваний бронхов и легких.
Исследователи только начинают понимать вклад микробиома легких в поддержание здоровья дыхательной системы человека. Однако уже полученные результаты дают надежду, что целенаправленное оздоровление микробиома с помощью пробиотиков и других специфических средств микробиомного лечения могут в недалеком будущем стать новыми важными инструментами профилактики и терапии респираторных заболеваний.