Лечение угревой сыпи антибиотиками может неблагоприятно повлиять на формирование скелета подростка

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.