ВВЕДЕНИЕ
Неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП) характеризуется многообразием клинических форм, включающих стеатоз, неалкогольный стеатогепатит (НАСГ) и цирроз печени [1]. НАСГ считается одной из ведущих причин хронических заболеваний печени во всем мире, а его распространенность неуклонно растет в связи с увеличением числа пациентов с ожирением, метаболическим синдромом и сахарным диабетом 2-го типа (СД 2). Метаанализ Younossi Z.M. et al. (2019), который обобщил данные 80 исследований, проведенных в 20 регионах мира, показал, что более половины (56%) пациентов с СД 2 имели признаки НАЖБП, тогда как в общей популяции распространенность этого заболевания составляла 25% [2]. Согласно результатам многоцентрового эпидемиологического исследования ЭССЕ-РФ, встречаемость НАЖБП среди взрослого населения России при оценке индекса ожирения печени FLI (Fatty Liver Index) достигает 38,5% у мужчин и 26,6% у женщин [3].
Микробиота кишечника представляет собой совокупность сообществ микроорганизмов, населяющих желудочно-кишечный тракт и включающих бактерии, вирусы, грибы и археи. Микробиом играет важнейшую роль в организме человека, принимая участие в регуляции пищеварения, метаболизма, иммунной защиты и в других физиологических процессах [4]. Экспериментальные и клинические исследования свидетельствуют, что дисбиоз, или изменения состава и функции микробиоты кишечника, является важным патогенетическим звеном многих заболеваний, в том числе ожирения, СД, болезней печени, воспалительных заболеваний кишечника, колоректального рака, аллергических расстройств, аутизма и других нарушений [5]. Именно изменения кишечной микробиоты и микробных метаболитов во многом определяют развитие и тяжесть течения НАЖБП [6]. Предполагается, что через воздействие на микробиоту кишечника можно замедлить прогрессирование стеатоза печени [7]. Уточнение механизмов, определяющих роль микроорганизмов в патогенезе НАЖБП и НАСГ, позволит разработать новые подходы к терапии этих распространенных метаболических заболеваний печени [8].
ИЗМЕНЕНИЯ КИШЕЧНОЙ МИКРОБИОТЫ ПРИ НАЖБП
В исследованиях установлено, что развитие НАЖБП ассоциируется с нарушением состава и количественными изменениями микробиоты кишечника, которые проявляются снижением ее микробного разнообразия, избыточным бактериальным ростом, изменением относительной численности определенных микроорганизмов, в частности соотношения Firmicutes и Bacteroidetes [9]. Так, в работе Jasirwan C.O.M. et al. (2021), включившей 37 пациентов с НАЖБП, повышение соотношения Firmicutes/Bacteroidetes положительно коррелировало с наличием стеатоза печени у больных ожирением [10].
Изменение состава микробиоты при НАЖБП приводит к нарушению функции кишечного барьера. Повышение проницаемости кишечной стенки сопровождается избыточным поступлением бактерий и патоген-ассоциированных молекулярных паттернов (PAMP) из просвета кишечника через систему воротной вены в печень и развитием бактериальной эндотоксинемии, что вызывает активацию воспаления и, как следствие, прогрессирующее течение заболевания [9, 11].
РОЛЬ МИКРОБНЫХ МЕТАБОЛИТОВ В РАЗВИТИИ НАЖБП
Отдельного внимания заслуживает изменение профиля микробных метаболитов в развитии НАЖБП. В работе Xiong J. et al. (2022) на основании результатов обследования 71 пациента с НАЖБП и 9 добровольцев было обнаружено, что уровень короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК) в плазме крови пациентов с НАСГ и циррозом, ассоциированным с НАЖБП, был ниже, чем у пациентов со стеатозом печени. Кроме того, уменьшение содержания КЦЖК, в частности ацетата и бутирата, было отрицательно связано с повышением концентрации фактора некроза опухоли-альфа (ФНО-α) в плазме. Прогрессирование НАЖБП и снижение общего уровня КЦЖК были определены как независимые факторы риска, ассоциированные с возрастанием циркулирующего ФНО-α [12]. По данным Tsai H.-J. et al. (2023), полученным в ходе наблюдательного исследования 259 пациентов с СД 2, продукция КЦЖК у них характеризовалась следующими изменениями: при умеренной и тяжелой формах сопутствующей НАЖБП уровни циркулирующего формиата, изобутирата и метилбутирата были ниже, чем у лиц без НАЖБП или с легкой формой этой болезни. Существенных различий в концентрации циркулирующего ацетата, пропионата, бутирата, валерата и метилвалерата между двумя группами выявлено не было. Таким образом, высказано предположение, что уровень КЦЖК может быть связан с тяжестью течения НАЖБП у больных СД 2 [13]. Также ряд авторов сообщал об определенной роли метаболитов микроорганизмов, включая КЦЖК, в патофизиологии НАЖБП, а именно в ее прогрессировании от стеатоза к стеатогепатиту [14, 15].
Отметим вклад в развитие НАЖБП триметиламин-N-оксида как одного из метаболитов кишечной микробиоты. В соответствии с результатами метаанализа Theofilis P. et al. (2022), объединившего данные 7 исследований с участием 7583 человек (2923 – с НАЖБП, 4660 – без НАЖБП), у больных с гистологически подтвержденной НАЖБП наблюдалось значительно более высокое содержание триметиламин-N-оксида, определявшегося с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии. По мнению авторов, триметиламин-N-оксид – опасный кишечный метаболит, играющий важную роль во взаимодействии кишечника и печени [16, 17].
НАРУШЕНИЕ МЕТАБОЛИЗМА ЖЕЛЧНЫХ КИСЛОТ В ПАТОГЕНЕЗЕ НАЖБП
Развитие НАЖБП также ассоциировано с дисрегуляцией метаболизма желчных кислот (ЖК), что может негативно отражаться на составе и функциях микробиоты кишечника. ЖК служат сигнальными молекулами, регулирующими метаболизм микроорганизмов кишечника путем прямого антибактериального эффекта и опосредованного действия через фарнезоидный X-рецептор (FXR). Дисбиоз кишечника нарушает гомеостаз ЖК, оказывая влияние на их количество и состав. Первичные ЖК преобразуются во вторичные через микробиоту кишечника. В ряде исследований продемонстрировано, что нарушение кишечной микрофлоры приводит к снижению синтеза вторичных ЖК; это, в свою очередь, уменьшает активацию ядерных рецепторов, таких как FXR, рецептор прегнана X, G-белок-связанный мембранный рецептор ЖК (TGR5 Takeda), стимуляция которого на L-клетках увеличивает секрецию глюкагоноподобного пептида 1 [18]. Эти компоненты рецепторной системы имеют большое значение в энергетическом метаболизме, а их дисрегуляция может приводить к развитию НАЖБП [19]. Показано, что взаимодействие ЖК с рецепторами FXR и TGR5 способствует повышению чувствительности тканей к инсулину, снижению печеночного глюконеогенеза и уровня циркулирующих триглицеридов [19, 20].
Ni Y. et al. (2022) на основании анализа результатов 23 исследований (n = 1661) предположили, что ЖК и микробиота играют ключевую роль в патогенезе НАЖБП [21]. Кроме того, ЖК рассматриваются в качестве возможной терапевтической мишени при заболеваниях печени, так как эта группа веществ эффективно поддерживает липидный гомеостаз, регулирует метаболические процессы через многочисленные рецепторы и выступает в качестве посредника в сложных молекулярных перекрестных связях между организмом и кишечной микробиотой [21, 22].
НАРУШЕНИЕ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА ИНСУЛИНА, ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ СТРЕСС И ВОСПАЛЕНИЕ В ФОРМИРОВАНИИ ДИСБИОЗА И НАЖБП
К механизмам развития дисбиоза кишечника при НАЖБП относятся также нарушение передачи сигнала инсулина и окислительный стресс. По мнению Gueddouri D. et al. (2022), отрицательное влияние инсулинорезистентности на эпителий кишечника и его микробиоту при метаболическом синдроме может предрасполагать к возникновению хронического системного воспаления низкой интенсивности и повышению риска развития острых энтеральных инфекций, вызывая ранний и обратимый дисбиоз микрофлоры. Подчеркивается, что передача сигнала инсулина – один из важных компонентов целостности кишечного барьера [23]. Окислительный стресс влечет за собой нарушение функции кишечного барьера, снижение иммунитета и нарушение динамического баланса между пробиотиками и патогенными бактериями, что, в свою очередь, может вызвать дисфункцию кишечника [24]. Следствием нарушения барьера под действием токсических агентов становятся гиперпроницаемость кишечной стенки и воспалительная реакция [25].
Дисбиоз при НАЖБП связан с нарушением иммунных реакций, в том числе с усилением кишечного и системного воспаления, активацией сигнальных путей Толл-подобных рецепторов и нарушением функции регуляторных Т-клеток, что может усугубить воспаление и фиброз печени. По данным Riedel S. et al. (2022), иммунная и барьерная система кишечника может выступать ведущим звеном нарушений углеводного обмена, ожирения и развития СД 2. Изучение популяций клеток врожденного и адаптивного иммунитета позволило получить убедительные доказательства их значимого вклада в патогенез метаболических заболеваний, однако многие вопросы в этой области до сих пор остаются открытыми [26]. Lamichhane S. et al. (2022) провели исследование, включавшее изучение уровня ЖК в сыворотке крови и кале 76 пациентов с СД 1-го типа (I группа – пациенты с одним аутоантителом (AAт) к островкам поджелудочной железы (n = 23), II группа – с несколькими островковыми AAт (n = 13), контрольная группа (n = 38) – AAт-негативные) на 3, 6, 12, 18, 24 и 36-й месяцы. В результате было выявлено, что нарушение метаболизма ЖК взаимосвязано с прогрессированием аутоиммунной реакции на островковые клетки [27]. Pratim Das P. et al. (2023) полагают, что обусловленные дисбиозом изменения продуктов жизнедеятельности микробов (липополисахаридов, бактериальной ДНК) и их метаболитов (КЦЖК, желчных кислот) могут активировать печеночные иммунные клетки и запускать выработку провоспалительных цитокинов, способствуя тем самым процессам воспаления и фиброза печени при НАЖБП [28]. Компоненты кишечной микрофлоры, обладающие противовоспалительным действием, а также факторы прогрессирования стеатоза до стеатогепатита и цирроза печени, представлены на рисунке 1.
Состав и показатели метаболической активности микробиоты кишечника (КЦЖК, ЖК, триметиламин-N-оксид и др.) стали потенциальными диагностическими биомаркерами НАЖБП. В экспериментальных исследованиях на лабораторных животных установлено, что микробные метаболиты, в частности триметиламин-N-оксид, могут служить неинвазивными индикаторами тяжести и прогрессирования НАЖБП. Кроме того, при помощи данных показателей возможна оценка ответа организма на терапевтические вмешательства [30, 31].
РОЛЬ ПИЩЕВЫХ ФАКТОРОВ В РАЗВИТИИ ДИСБИОЗА И НАЖБП
Существенное значение в формировании НАЖБП и изменении состава микрофлоры кишечника имеет диета. Наличие в рационе человека чрезмерного количества ультрапереработанных продуктов ассоциировано с развитием различных заболеваний, в том числе ожирения и СД 2. Согласно выводам Grinshpan L.S. et al. (2023), суммировавшим результаты 15 исследований (n = 52 885), существует взаимосвязь между частотой потребления продуктов, подвергшихся промышленной переработке, и развитием НАЖБП, а также метаболического синдрома. Наличие такой ассоциации продемонстрировали все крупномасштабные проспективные исследования, в то время как исследования, не показавшие аналогичной значимой взаимосвязи, были в основном перекрестными и небольшими по количеству обследованных участников. Данные о взаимосвязи потребления ультрапереработанных продуктов с инсулинорезистентностью носили противоречивый характер и были представлены в трех кросс-секционных работах, вошедших в указанный систематический обзор [32]. Так, в соответствии с результатами исследования NHANES (National Health and Nutrition Examination Survey, n = 6545) избыточное потребление таких продуктов сопряжено с риском развития инсулинорезистентности (отношение шансов 1,52; 95% доверительный интервал: 1,12– 2,07) [33]. В то же время в работах, выполненных Meneguelli T.S. et al. (2022, n = 325) и Hosseininasab D. et al. (2022, n = 391), подобной взаимосвязи обнаружено не было [34, 35]. Влияние употребляемых пищевых продуктов на развитие дисбиоза кишечника и НАЖБП отражено на рисунке 2.
ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К РЕГУЛЯЦИИ КИШЕЧНОЙ МИКРОБИОТЫ
Препараты для коррекции дисбиоза кишечника в лечении НАЖБП
Применение фармакологических средств, действующих на микробиоту кишечника, таких как антибиотики, пробиотики (живые микроорганизмы с потенциальной пользой для здоровья), пребиотики (неперевариваемые пищевые компоненты, создающие благоприятные условия для роста полезных бактерий в кишечнике), модуляторы микробных метаболитов (например, секвестранты ЖК) и метаболиты, продуцируемые микробиотой кишечника, представляет собой перспективную терапевтическую стратегию при НАЖБП [6, 37, 38]. Их использование может способствовать восстановлению микробного баланса, улучшению барьерной функции кишечника, уменьшению воспаления и фиброза печени.
Проведенные исследования продемонстрировали положительный эффект приема пробиотиков, пребиотиков и синбиотиков на такие параметры, как индекс массы тела, общее количество жира в организме, холестерин, триглицериды, инсулин плазмы натощак, липополисахариды, индекс инсулинорезистентности (HOMA-IR), ФНО-α, интерлейкин 6, маркеры повреждения печени (аспартатаминотрансфераза, аланинаминотрансфераза, индекс фиброза, внутриклеточные липиды, баллы НАЖБП и НАСГ), а также на свойства таких представителей микробиоты, как Clostridia и Erysipelotrichia [39].
Показана перспективность применения пробиотиков и пребиотиков с целью модулирования микробиоты кишечника и улучшения состояния печени при НАЖБП. Например, согласно метаанализу Sharpton S.R. et al. (2019) на основе обследования 1252 пациентов в 21 рандомизированном контролируемом исследовании (в 9 оценивались пробиотики, в 12 – синбиотики) c продолжительностью лечения от 8 до 28 нед., использование пробиотиков/синбиотиков связано с улучшением показателей печеночного воспаления, жесткости печени и стеатоза у лиц с НАЖБП [40]. Arellano-García L. et al. (2022) исходя из данных 22 доклинических исследований (на моделях грызунов – мышей, крыс), посвященных изучению влияния различных одноштаммовых пробиотиков на течение НАЖБП, 6 доклинических исследований (также на моделях мышей и крыс) влияния смеси пробиотиков на течение НАЖБП и 9 клинических исследований (n = 451) по оценке эффективности различных пробиотиков (отдельных штаммов и смесей) у пациентов с этим заболеванием, сделали предположение, что по сравнению с использованием одноштаммовых пробиотиков комбинации различных пробиотических штаммов не обладают каким-либо преимуществом. При этом подчеркивается, что прием пробиотиков приводил к снижению показателей повреждения печени у пациентов с НАЖБП [41].
Известно, что пробиотики обладают различными полезными свойствами (иммуномодуляция, инактивация канцерогенов и поддержание целостности кишечного барьера), однако их применение ограничивают некоторые неблагоприятные эффекты (инфицирование организма условно-патогенной флорой, выработка пробиотическими микроорганизмами опасных для организма человека метаболитов, передача генетической информации, опосредующей резистентность к антибиотикам).
В качестве альтернативных, более безопасных и эффективных биопрепаратов в последние годы активно изучаются метабиотики. По мнению Shenderov B. et al. (2021) и Sharma M. et al. (2016), эта группа средств, представляющих собой многофункциональные метаболиты, продуцируемые пробиотиками, обладает антимутагенным, противовоспалительным, антипролиферативным и антиметастатическим потенциалом, который объясняется их эпигенетическими эффектами. Предполагается, что назначение метабиотиков позволит уменьшить неблагоприятные эффекты, связанные с использованием пробиотиков [42, 43]. Клинические исследования, изучающие влияние метабиотиков, пробиотиков и пребиотиков на накопление жира, а также развитие воспаления и фиброза в печени, продолжаются.
Трансплантация фекальной микробиоты в терапии НАЖБП
Трансплантация фекальной микробиоты (ТФМ) – терапевтический подход, основанный на передаче микробиоты кишечника от здорового донора реципиенту. Он рассматривается в качестве потенциального метода лечения НАЖБП. Предварительные исследования показали улучшение гистологии печени, содержания печеночного жира и метаболических параметров после ТФМ у пациентов с этим заболеванием. Xue L. et al. (2022) после изучения данных 47 пациентов с НАЖБП, пролеченных данным методом, установили, что клиническая эффективность ТФМ была существенно выше у участников исследования с нормальным индексом массы тела, чем у лиц с ожирением [44]. Однако для подтверждения эффективности и безопасности применения этого метода лечения при НАЖБП необходимы дополнительные исследования с долгосрочным периодом наблюдения [45].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
НАЖБП – сложная патология печени, на которую влияют различные метаболические и генетические факторы. Новые исследования выявили тесную взаимосвязь между НАЖБП и микробиотой кишечника: в них подчеркивается ключевая роль дисбиоза в развитии и прогрессировании этого заболевания. Двунаправленная связь между НАЖБП и микробиотой кишечника включает изменения в составе и функции кишечной микрофлоры, негативно влияющие на липидный обмен, воспаление и фиброз печени. Такие последствия дисбиоза кишечника при НАЖБП, как нарушения соотношения КЦЖК, метаболизма ЖК, образования триметиламин-N-оксид, могут служить потенциальными диагностическими биомаркерами для оценки клинического прогноза. Контроль дисбиоза посредством патогенетического воздействия на терапевтические мишени (применение пробиотиков, пребиотиков, метабиотиков, диета, ТФМ) с учетом имеющихся знаний о сложной взаимосвязи между НАЖБП и микробиотой кишечника и результатов изучения инновационных терапевтических вмешательств, направленных на ось «кишечник – печень», позволит повысить эффективность лечения пациентов с НАЖБП.
