Метабиотики и их роль в питании¶

Метабиотики — класс биологически активных соединений, представляющих собой продукты метаболизма пробиотических микроорганизмов и оказывающих регулирующее воздействие на микробиоту кишечника человека. В отличие от пробиотиков, содержащих живые клетки бактерий, и пребиотиков, служащих субстратом для их роста, метабиотики не требуют сохранения жизнеспособности микроорганизмов: действующим началом выступают уже готовые метаболиты — низкомолекулярные вещества, которые бактерии вырабатывают в процессе своей жизнедеятельности. Концепция метабиотиков была предложена в 2011 году российским исследователем Борисом Шендеровым и с тех пор вошла в научную и клиническую терминологию.

¶Определение и место в классификации

Термин образован от греческих корней «мета» (после, за пределами) и «биос» (жизнь), что подчёркивает принципиальное отличие от пробиотического подхода: эффект достигается не за счёт заселения кишечника живыми культурами, а за счёт введения продуктов их обмена. Метабиотики рассматриваются как звено в ряду средств, влияющих на микробиом:

• пробиотики — живые микроорганизмы (лактобациллы, бифидобактерии, некоторые дрожжи);
• пребиотики — неперевариваемые пищевые компоненты, стимулирующие рост собственной микрофлоры;
• синбиотики — комплексы пробиотиков и пребиотиков;
• постбиотики — более широкое понятие, охватывающее любые продукты метаболизма или структурные компоненты инактивированных микроорганизмов;
• метабиотики — препараты на основе конкретных идентифицированных метаболитов.

Границы между постбиотиками и метабиотиками в литературе обсуждаются; ряд авторов считает эти термины частично пересекающимися.

¶Химический состав и происхождение

Действующими веществами метабиотиков выступают метаболиты, образующиеся при культивировании бактерий. К основным группам относятся:

• короткоцепочечные жирные кислоты — масляная (бутират), пропионовая, уксусная; они служат источником энергии для эпителия толстой кишки и участвуют в регуляции pH;
• органические кислоты — молочная, янтарная, лимонная;
• аминокислоты и их производные, включая глутамин и аргинин;
• пептиды и бактериоцины, обладающие антимикробной активностью;
• витамины — в первую очередь группы B и витамин K, синтезируемые микрофлорой;
• ферменты и кофакторы;
• сигнальные молекулы, влияющие на межклеточные взаимодействия.

Технологически метабиотики получают путём глубинного культивирования отобранных штаммов с последующей инактивацией клеток (инактивированные микробные клетки и их супернатант) либо путём направленного выделения и концентрирования отдельных метаболитов.

¶Механизмы действия

Влияние метабиотиков на организм реализуется через несколько взаимосвязанных механизмов.

Во-первых, они непосредственно воздействуют на эпителий кишечника, укрепляя межклеточные контакты и поддерживая целостность слизистого барьера. Бутират, в частности, считается ключевым энергетическим субстратом для колоноцитов.

Во-вторых, метаболиты модулируют состав и активность собственной микробиоты, создавая условия, благоприятные для одних групп бактерий и неблагоприятные для других.

В-третьих, они взаимодействуют с иммунной системой слизистых оболочек, влияя на продукцию цитокинов и активность регуляторных T-клеток.

В-четвёртых, часть метаболитов способна проникать в системный кровоток и оказывать дистанционное действие, в том числе на метаболизм и нервную систему (ось «кишечник — мозг»).

¶Преимущества перед пробиотиками

Сторонники концепции указывают на ряд практических достоинств метабиотиков:

Отсутствие живых клеток снижает риск нежелательных эффектов у пациентов с ослабленным иммунитетом и позволяет применять средства одновременно с антибактериальной терапией.

¶Применение

Метабиотики позиционируются в нескольких областях:

• гастроэнтерология — при нарушениях микробиоты, антибиотик-ассоциированной диарее, синдроме раздражённого кишечника;
• диетология и нутрициология — в составе функциональных продуктов и биологически активных добавок;
• животноводство — как альтернатива кормовым антибиотикам для стимуляции роста и снижения заболеваемости сельскохозяйственных животных;
• профилактическая медицина — поддержка микробиома при смене рациона, стрессе, приёме лекарств.

¶Научный статус и критика

Концепция метабиотиков опирается на данные о роли микробных метаболитов в физиологии человека, однако степень доказанности конкретных клинических эффектов остаётся неодинаковой. Часть исследований выполнена на животных моделях или in vitro, а клинические испытания часто имеют небольшие выборки. Отсутствуют универсальные стандарты состава и дозирования метабиотических препаратов, что затрудняет сопоставление результатов разных работ. Ряд специалистов рассматривает метабиотики как маркетинговое уточнение уже существующего понятия постбиотиков, тогда как другие настаивают на самостоятельном значении термина, подчёркивающем приоритет конкретных идентифицированных метаболитов.

Дальнейшее развитие направления связано с расшифровкой метаболических профилей отдельных штаммов, стандартизацией производства и проведением крупных рандомизированных исследований.