В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые из Университетского медицинского центра Геттингена (Universitätsmedizin Göttingen) обнаружили тесную связь между микробиомом легких и мозгом.
Легочный микробиом
В своей жизнедеятельности по обеспечению организма кислородом легкое связано с внешней средой большой обменной поверхностью. На этой границе между легочной тканью и наружным воздухом обитает специфическая микробная флора, так называемый легочный микробиом. Точная функция этого микробиома почти не исследована.
Новизна исследования
Исследователи обнаружили, что микробиом легких регулирует активность микроглии, иммунных клеток мозга. Эта недавно установленная ось легкое-мозг важна для болезненных процессов: точный состав микробиома легких определяет предрасположенность к развитию аутоиммунного воспаления в головном мозге, например, при рассеянном склерозе.
Актуальность исследования
Легочные инфекции, терапевтические манипуляции (лечение антибиотиками), загрязнение окружающей среды и изменения климата могут оказывать влияние на микробиом легких и тем самым влиять на иммунную реактивность мозга. Легкие могут играть важную роль в патологических процессах в головном мозге. Например, легочные инфекции и курение повышают риск развития рассеянного склероза. Это заболевание относится к группе аутоиммунных заболеваний, при которых Т-клетки атакуют собственные мозговые ткани организма и вызывают долговременные повреждения, которые могут привести к серьезным неврологическим нарушениям. Почему и как именно легкие должны участвовать в регуляции аутоиммунных процессов мозга, до сих пор оставалось загадкой.
В конце концов, основной функцией легких является обеспечение кислородом, для чего его ткань образует обменную зону для воздуха, который мы вдыхаем, площадью более 100 м2. Эта площадь контакта с внешней средой требует специальной иммунной защиты от опасных захватчиков, например, вирусов или бактерий, однако общепринятое понимание состоит в том, что основные иммунные реакции организма происходят, прежде всего, в специализированных иммунных органах, таких как лимфатические узлы или селезенка. В этих органах присутствуют все клетки и растворимые иммунные факторы, чтобы инициировать и регулировать иммунный ответ не только на захватчики, но и на собственные ткани организма.
Связь между микробиомом легких и мозгом
Результаты исследования показывают, что изменения микробиома легких влияют на восприимчивость мозга к аутоиммунному воспалению. Ученые обнаружили, что точка атаки находилась не в легких или других иммунных органах, а непосредственно в самой ткани мозга. Там, при опосредованной антибиотиками манипуляции с микробиомом легких, исследователи столкнулись с измеримыми изменениями в микроглии мозга, изменениями, которые можно было наблюдать даже под микроскопом. По сравнению с другими клетками головного мозга микроглии представляет собой мелкие мелковетвящиеся клетки.
После введения дозы антибиотика в легкие ветви микроглии становились короче и толще, а микроглия слабее реагировала на воспалительные сигналы, что приводило к уменьшению притока иммунных клеток в воспаленную ткань головного мозга. Это объясняет изменения восприимчивости к аутоиммунному воспалению. На последнем этапе исследователи искали бактериальные сигналы, которые могли бы вызвать такой «микроглиальный паралич».
Важные подсказки были получены в результате анализа легочных бактерий. Анализы показали, что те бактерии, которые продуцируют специфический компонент клеточной стенки, а именно липополисахарид, сильнее накапливаются в легочной ткани после введения антибиотика. Повышенное количество липополисахарида действительно вызывало наблюдаемый паралич микроглии и аутоиммунную резистентность. Однако снижение липополисахарида в легком вызывало обратное: усиливалось аутоиммунное заболевание.
Авторы другого исследования утверждают, что у людей, которые перенесли COVID-19, вырабатывается иммунный ответ против варианта Омикрон.
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
