Ученые из Медицинского университета Южной Каролины (MUSC) пришли к выводу, что существует тесная связь между составом кишечного микробиома (сообщества микроорганизмов, которые живут вместе в кишечнике) и формированием скелета. Длительное применение антибиотика, такого как миноциклин, может оказать влияние на критическую стадию развития костей у подростков, считают ученые. Результаты научной работы опубликованы в журнале JCI Insight.
Подростки, акне, микробиом и скелет — какая связь
В подростковом возрасте половые гормоны вызывают значительные физиологические изменения. Одним из наиболее распространенных и иногда неприятных переживаний в подростковом возрасте является акне (угри) — кожное заболевание, возникающее в результате закупорки волосяных фолликулов жиром и омертвевшими клетками кожи. Иногда к местному лечению акне добавляют антибиотики, которые помогают облегчить симптомы и очистить кожу.
Лечение акне системными антибиотиками, такими как миноциклин, часто требует длительного применения — иногда до двух лет; однако последствия такого длительного применения антибиотиков неизвестны.
«После длительной системной терапии миноциклином в микробиоме кишечника происходят устойчивые изменения, которые приводят к нарушению формирования костей», — заявляет Мэтью Карсон (Matthew Carson).
«С клинической точки зрения, лечение миноциклином не только вызывает изменения в созревающем скелете, но и то, что микробиом и скелет не способны полностью восстановиться после антибиотикотерапии», — добавил Чад Новинс (Chad Novince).
Данная научная работа основана на предыдущем исследовании ученых, которая показала, что коктейль с высокими дозами антибиотиков активировал провоспалительный иммунный ответ, который увеличивал активность остеокластов, разрушающих кости, и нарушал созревание кости. Результаты данного исследования побудили ученых задаться вопросом, существуют ли клинические сценарии, в которых антибиотики могут оказывать влияние на созревающий скелет.
Миноциклин при акне
Некоторые врачи назначают миноциклин в качестве антибактериальной терапии для лечения акне у подростков. Миноциклин относится к классу антибиотиков тетрациклинового ряда, в который входят также тетрациклин, доксициклин и сарециклин. Эти антибиотики работают, предотвращая рост и распространение бактерий. Миноциклин помогает в борьбе с бактериями, которые закупоривают поры и уменьшают количество определенных природных маслянистых веществ, вызывающих акне.
Материалы и методы исследования
Чтобы определить, окажет ли системное лечение миноциклином такое же воздействие на скелет, как и предыдущее лечение антибиотиками, Карсон и Новинс вводили мышам клинически значимую дозу миноциклина во время пубертатного/постпубертатного роста — эквивалентного возраста подросткового возраста у людей.
Результаты научной работы
Ученые обнаружили, что терапия миноциклином не вызывает каких-либо цитотоксических эффектов и не индуцирует провоспалительный ответ, как наблюдалось ранее. Однако наблюдались изменения в составе кишечного микробиома, которые привели к уменьшению накопления костной массы и нарушению формирования скелета.
Сами по себе эти данные подчеркивают важное — недооцененные последствия длительного системного применения антибиотиков в подростковом возрасте. Ученые также выяснили, что длительная терапия миноциклином препятствовала способности микробиома кишечника и скелета восстанавливаться до стабильного состояния даже после прекращения терапии.
Ранние исследования предполагали, что наш кишечный микробиом развивается в зрелое состояние в первые несколько лет жизни, однако недавно эта гипотеза была поставлена под сомнение, и считается, что кишечный микробиом продолжает развиваться в стабильное, зрелое состояние в подростковом возрасте.
«Что действительно интересно, так это то, что если вы внесете изменения в микробиом во время этой подростковой фазы, когда ваша микробиота все еще прогрессирует к стабильному взрослому состоянию, вы окажете глубокое влияние на созревающий скелет», — объяснил Карсон.
В период полового созревания мы набираем до 40% нашей костной массы, что коррелирует с созреванием нашего микробиома. Если мы нарушим работу системы во время этого критического периода роста и снизим нашу костную массу, мы, возможно, больше не сможем противостоять шторму естественной потери костной массы в результате старения. Таким образом, нарушение микробиома в период полового созревания может оказать длительное воздействие на здоровье скелета и риск переломов.
Желчные кислоты и скелет — какая связь
Ученые также изучили, как микробиом может взаимодействовать со структурой скелета и изменять ее. Удивительно, но изменение микробиома кишечника с помощью миноциклина нарушило нормальную связь между печенью и тонким кишечником. Эта связь сосредоточена вокруг небольших молекул, называемых желчными кислотами.
Обычно желчные кислоты попадают из печени в тонкий кишечник, чтобы помочь в пищеварении и расщеплении жиров, однако есть и другая функция желчных кислот.
«Желчные кислоты ранее не рассматривались как важные молекулы связи между кишечником и скелетом», — комментирует Новинс. «Изменяя микробиом кишечника, меняется состав желчных кислот, что влияет на физиологию человека, включая созревание скелета».
Микробиом кишечника постоянно изменяет пул желчных кислот в тонком кишечнике. Затем желчные кислоты действуют как молекулы-мессенджеры и связываются с клетками-хозяевами в кишечнике и в отдаленных анатомических участках. Например, желчные кислоты могут стимулировать формирование кости, когда они взаимодействуют с остеобластами. Интересно, что измененный микробиом кишечника в результате лечения миноциклином сформировал другой пул желчных кислот. Этот различный профиль желчных кислот не смог активировать костеобразующие остеобласты и вызвал значительное снижение более чем на 30% костеобразования и минерализации.
«Это была действительно совместная наука, и я думаю, что именно там мы находимся сегодня», — считает Новинс. «Чтобы продвигать науку с высокой отдачей, вам необходимо привлекать экспертов из разных профессий и дисциплин. Нам повезло, что у нас была действительно сильная команда. Это было весело — все это было захватывающе».
Таким образом, эта работа усиливает важность коммуникационной сети кишечник-печень-кости. Это показывает, что системная терапия миноциклином оказывает непреднамеренное, глубокое и пожизненное воздействие на скелет.
«Лечение мышей-подростков миноциклином вызвало изменение микробиома кишечника и изменило метаболизм желчных кислот», — резюмировал Карсон. «Мы обнаружили, что изменение этих желчных кислот подавляет функцию остеобластов и нарушает созревание скелета».
Авторы другого исследования заявляют, что врачи сокращают использование антибиотиков для лечения акне.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
