Сахар усугубляет нарушения микробиома, вызванные антибиотиками

Микробиота кишечника влияет на метаболизм и иммунитет организма-хозяина. Нарушения ее состава связаны с различными патологиями. На микробиоту влияют многие факторы, такие как острые заболевания и интенсивное лечение, в том числе антибиотиками.

Пациенты с лейкемиями, которым проводится аллогенная трансплантация гемопоэтических клеток (allo-HCT), обычно пребывают в стационаре несколько недель, в течение которых они получают химиотерапию и, часто, антибиотики. Лечение нарушает состав микробиоты, снижая альфа-разнообразие и способствуя увеличению количества факультативных анаэробов, обычно Enterococcus. Такие изменения отрицательно влияют на состояние пациентов, в том числе на прогноз. Авторы статьи в Nature выяснили, как диета влияет на динамику изменения микробного состава в таких условиях.

Данные о питании и образцы стула собирали в течение нескольких недель, пока пациенты проходили allo-HCT. Всего собрали данные о 9419 приемах пищи 173 пациентов. Все блюда и продукты разделили на девять пищевых групп. Образцы стула собрали у 158 человек, всего 1009 образцов.

Химиотерапия в начале allo-HCT может вызвать появление болезненных изъязвлений полости рта и горла (мукозит), тошноту и потерю аппетита. В результате пациенты теряют в весе в период, когда потребность в калориях возрастает. Действительно, потребление макронутриентов, углеводов, жиров, белков снизилось в начале лечения, как и потребление всех пищевых групп, кроме «сахаров, сладостей и напитков».

Все 173 пациента получили по крайней мере один антибиотик, сначала для профилактики. Впоследствии 138 пациентов получали антибиотики широкого спектра действия при наличии признаков инфекции. Как и ожидалось, такие антибиотики снижали альфа-разнообразие. Авторы составили модели этого и других воздействий. Поедание сладостей само по себе не влияло на разнообразие микробов, но усиливало действие антибиотиков — снижение разнообразия и увеличение популяции Enterococcus faecium.

Этот результат был неожиданным, поскольку обогащенные сахаром пищевые добавки обычно рекомендуют реципиентам трансплантатов. Ключевыми факторами, влияющими на взаимосвязь между продуктами, обогащенными сахаром, воздействием антибиотиков и низким α-разнообразием микробиоты, являются специально разработанные питательные напитки (такие как спортивные напитки и питательные коктейли), а также добавленные, а не натуральные сахара.

Авторы выявили ​​статистически значимую обратную зависимость между количеством потребленных сладостей в граммах и α-разнообразием фекальной микробиоты в образцах от пациентов, которые подвергались воздействию антибиотиков за 2 дня до взятия образцов, хотя существенная вариация сохранялась.

Нарушение состава микробиома связано с плохим прогнозом после трансплантации. Исследователи разделили пациентов на две группы по медианному потреблению сахара, нормализованному по общему потреблению калорий и усредненному по дням трансплантации гемопоэтических стволовых клеток (с 7-го по 12-й день). Среди тех, кто потреблял больше сахара, продолжительность воздействия антибиотиков широкого спектра действия коррелировала с более высоким риском смертности (отношение рисков 1,12). Такой связи не было в группе низкого потребления сахара.

После воздействия антибиотиков потребление сладостей было связано с увеличением численности E. faecium. Чтобы проверить эти результаты, авторы создали систему, в которой нарушение микробиома было вызвано у мышей однократной подкожной инъекцией антибиотика биапенема. Количество эндогенных энтерококков выросло, пик был достигнут на третий день, последствия приема антибиотика по большей части исчезли к шестому дню. Добавление сахарозы к стандартному рациону усилило размножение энтерококков в 16,3 раза на третий день и в 33,4 раза на шестой день. Примечательно, что сахароза сама по себе не оказала влияния на количество энтерококков в отсутствие антибиотиков. Экспансия Enterococcus сопровождалась снижением альфа-разнообразия. Эффект от сахара не зависел от уровня потребления клетчатки.

Таким образом, потребление сахаров во время или после воздействия антибиотиков снижает альфа-разнообразие микробиома и стимулирует расширение популяции энтерококков. По мнению авторов, ограничение потребления сахара во время антибиотикотерапии может помочь смягчить повреждение микробиома. Они считают, что необходимы проспективные исследования для проверки того, улучшит ли диета клинические результаты.

Вынужденное ограничение потребления сахара благоприятно повлияло на здоровье британцев