Антибиотики разрушают кишечные бактерии и влияют на здоровье костей

В новом исследовании, изучающем побочные эффекты лечения антибиотиками, выяснили, что антибиотики могут нарушить  постпубертатное развитие скелета, воздействуя на кишечные бактерии.

Триллионы бактерий, живущих в нашем организме, имеют решающее значение для нашего здоровья. Они поддерживают желудочно-кишечный тракт и иммунную систему. Они также помогают организму усваивать питательные вещества из пищевых продуктов и добавок.

Ученые называют «хорошие» бактерии внутри нас «комменсальными», потому что они живут вместе в гармонии, не причиняя никакого вреда. Однако мы часто лечим «плохие» микробы, которые вызывают заболевания, с помощью антибиотиков.

Связь между кишечными микробами и здоровьем скелета

Исследователи из Медицинского университета Южной Каролины (MUSC) в Чарльстоне специализируются на остеоиммунологии, «взаимосвязи скелетной и иммунной систем». Ученые проанализировали влияние антибиотиков на постпубертатное развитие скелета и опубликовали свои результаты в Американском журнале патологии.

Исследование показало, что разрушение антибиотиками кишечной микрофлоры вызывает провоспалительную реакцию, которая может привести к уменьшению резорбции костной ткани. Это процесс, посредством которого остеокласты или крупные костные клетки высвобождают минералы и переносят их в кровь.

По словам Чада М. Новинса (доктора философии – одного из исследователей), изучающего связь между микрофлорой кишечника и здоровьем скелета — исследование «представляет антибиотики в качестве критического экзогенного модулятора остеоиммунной реакции кишечной микрофлоры во время постпубертатного развития скелета».

Постпубертатная фаза развития поддерживает накопление около 40 процентов пиковой костной массы. Предыдущие исследования Новинса и его команды уже показали, что кишечная микрофлора способствует благополучию здоровья скелета.

Чтобы определить влияние антибиотиков на микрофлору кишечника в постпубертатном развитии скелета, Новинс провел новое исследование. Он сделал это в сотрудничестве с ученым Александром Алексеенко, доктором философии, основателем программы MUSC по исследованию микрофлоры человека.

Как антибиотики влияют на клетки костного мозга

Ученые лечили мышей смесью из трех антибиотиков. Их результаты показали, что лечение антибиотиками вызывало нарушение в микрофлоре кишечника. Следуя этим результатам, Новинс продемонстрировал, что были также значительные изменения в трабекулярной кости. Эта губчатая костная ткань имеет решающее значение для обмена веществ.

Резорбция костной ткани остеокластами и наращивание кости остеобластами контролируют метаболизм кости.

Команда увидела, что, хотя в остеобластах не было никаких изменений, количество клеток остеокластов, а также их размер и уровни активности были увеличены. Это влияет на процесс резорбции костной ткани.

Ученые обнаружили, что уровни остеокластных сигнальных молекул были увеличены в кровообращении животных, которых они лечили антибиотиками. Эти результаты привели их к мысли, что повышение активности остеокластов может быть результатом специфической иммунной реакции на изменения в микрофлоре.

Дальнейший анализ иммунных клеток в костном мозге подтвердил эту теорию, выявив значительное увеличение количества миелоидных супрессорных клеток (MDSC) у животных, получавших антибиотик. MDSC представляют собой клетки, которые регулируют иммунную реакцию в течение различных состояний.

«Наше исследование действительно способно погрузиться в специфические адаптивные и врожденные механизмы иммунных клеток в среде костного мозга, чтобы показать влияние, оказываемое на костные клетки».

Соавтор исследования Джессика Д. Хэтэуэй-Шрэдер, доктор философии

Это исследование продемонстрировало, что разрушение антибиотиками кишечной микробиоты оказывает существенное влияние на связь между иммунной системой и костными клетками. Его результаты могут привести к клиническим испытаниям, «направленным на определение воздействия специфических антибиотиков на кишечную микрофлору».

Целью исследования является поддержка разработки неинвазивных терапевтических вмешательств в микрофлору для предотвращения и лечения ухудшения состояния скелета.