РОЛЬ МІКРОФЛОРИ ПРИ ДИСВІТАМІНОЗІ

Вікторія Валеріївна Родінкова

Професорка Вінницького національного медичного університету, докторка біологічних наук

Науковий редактор Вікторія Родінкова

Баланс вітамінів – доволі делікатна річ, яка за несприятливих умов може похитнутися. Якщо людині не вистачає вітамінів, ми говоримо про авітаміноз. При їх надлишку має місце гіпервітаміноз. Найчастіше зустрічаються гіпервітамінози вітамінів А і D.

Але існує також термін дисвітаміноз, який охоплює «кожну зміну фізіологічного статусу вітаміну з точки зору як його дефіциту, так і його надлишку». 

Відповідно, за цими критеріями дисвітамінози класифікують як такі, що виникають внаслідок як надлишку, так і дефіциту вітамінів.

Втім є ще одне визначення дисвітамінозу. Воно  визначає дисвітаміноз як стан, який розвивається внаслідок браку чи ефектів одних вітамінів в поєднанні з гіперефектами інших.

Причини дисвітамінозів можуть бути як вроджені, тобто спричинені вродженими ферментативними мутаціями, так і набуті (вік, вагітність тощо), у тому числі – патологічні (харчування, гормональні причини та ін.). 

Розвитку дисвітамінозів може сприяти нерівномірність надходження вітамінів, самовільний прийом вітамінних комплексів, змінена потреба організму у вітамінах (та ж вагітність), а також порушення в роботі шлунково-кишкового тракту, які спричиняють недостатнє засвоєння вітамінів.

В свою чергу проблеми з вітамінами можуть впливати на патогенез окремих метаболічних захворювань. 

Це відбувається в основному через порушення всмоктування вітамінів, генетичні помилки в метаболізмі вітамінів, або ж через розвиток вітамінозалежних синдромів.

Серед відомих взаємозв'язків між браком вітамінів та розвитком захворювання – фосфатний діабет та рахіт за типом Прадера, які викликаються браком вітаміну D. Також через брак вітамінів можуть виникати дитячі судоми, сімейна анемія, вроджена мальабсорбція фолієвої кислоти, окремі вади розвитку тощо.

Вітамінотерапія деяких цих захворювань може не тільки виправляти порушення обміну речовин, а й сприяти нормалізації або покращенню психофізичного росту, змін центральної нервової системи та інших уражень. 

Деякі дослідження доводять, що на те, чи отримує та засвоює людина достатньо вітамінів, з-поміж інших факторів також може впливати і мікробіом – мікроорганізми, переважно бактерії, які мешкають на тілі та всередині людини. Найбільшим їх осередком є кишечник, хоча нині відомо, що такі органи, як легені чи материнська утроба, які ще не так давно вважалися стерильними, теж мають свої бактерії.

Загалом, ідентифіковано понад 1000 видів бактерій, 260 з яких виявлено лише в кишечнику.

Як вважається, набір генів мікробіоти або мікробіома кишечника складає приблизно 3 мільйони. Це у 100 разів більше, ніж кількість власних генів людини. Ця велика та різноманітна мікробна спільнота забезпечує настільки ж велике метаболічне різноманіття, яке доповнює активність ферментів ссавців у печінці та слизовій оболонці кишечника.

Мікробіота кишечника робить важливий внесок до метаболізму людини, забезпечуючи нас ферментами, які не кодуються людським геномом. Наприклад, ці ензими сприяють розщепленню полісахаридів, поліфенолів і… синтезу вітамінів. Кишкова мікробіота може синтезувати такі вітаміни групи В, як кобаламін, нікотинова кислота, піридоксин тощо. 

При цьому багато вітамінів, наприклад, водорозчинних з уже згаданої групи В – тіамін, фолат, біотин, рибофлавін і пантотенова кислота, можуть одночасно міститися як в продуктах харчування, так і синтезуватися кишковим бактеріями. Зокрема це можуть робити бактерії типу Bacteroides Bifidobacterium та Enterococcus. Це – одне з пристосувань до загальної недостачі вітамінів групи В, які ми споживаємо з їжею. Адже вони найчастіше містяться в м’ясі та субпродуктах та швидко руйнуються при кулінарний обробці.

Цікаво, що молекулярна структура вітамінів, синтезованих бактеріями, не завжди ідентична формам вітамінів, які ми отримуємо з їжею. І у всмоктуванні вітамінів, отриманих з кишкових бактерій, беруть участь декілька спеціалізованих епітеліальних трансмембранних білків.

В результаті одного з досліджень виявлено, що найбільш часто синтезованими вітамінами групи В у нашому організмі виявилися рибофлавін (166 потенційних виробників з 256 досліджуваних) і ніацин (162 виробника).

Крім того, практично всі мікроби з типів Bacteroidetes, Fusobacteria та Proteobacteria можуть синтезувати рибофлавін та біотин. 

Вітамін В12 синтезують всі фузобактерії та від 10 до 50% інших чотирьох досліджуваних типів бактерій.

Bacteroidetes виявився типом із найбільшою кількістю прогнозованих виробників вітаміну B – понад 90%. Але ці бактерії не синтезують вітамін В12.

Цікаво, що автори ідентифікували кілька пар організмів, чиї схеми синтезу вітамінів доповнювали одна одну. Це передбачає перехресне живлення між кишковими мікробами, які забезпечують один одного необхідними вітамінами для росту. Це, у свою чергу, свідчить про те, що велика частина вітамінів, що виробляються мікробами, використовується іншими бактеріями, які не продукують вітаміни.

 Крім того, є дані, що вітаміни групи В (фолат, рибофлавін, біотин, ніацин і тіамін), за допомогою специфічних механізмів, можуть поглинатися епітелієм товстої кишки.

Також кишкова мікробіота синтезує вітамін К. Підраховано, що до половини добової потреби у цьому вітаміні забезпечують саме кишкові бактерії.

Зміни в структурі мікробіому чи знищення певних бактерій може спричинити інші проблеми зі здоров'ям.

Наприклад, щури без мікробів, вирощені без харчової добавки вітаміну К, мають низький рівень протромбіну та страждають від кровотеч, тоді як їхні звичайні побратими мають нормальний рівень протромбіну та нормальне згортання крові. 

Крім того, дослідження показали, що у людей, які перебували на дієті з низьким вмістом вітаміну К протягом 3–4 тижнів, не розвивався дефіцит вітаміну, але у тих, хто отримував антибіотик широкого спектру дії для придушення мікробіоти, спостерігалося значне зниження рівня протромбіну в плазмі крові.

Загалом, зв'язок між мікрофлорою та вітамінами буде предметом ще не одного дослідження. Але уже на сьогодні деякі бактерії, наприклад, Bacillus clausii, рекламуються як такі, що сприяють усуненню дисвітамінозу – як дисбалансу між виробленням та засвоєнням вітамінів.

Пробіотики з такою бактерією, зокрема, рекомендуються для відновлення кишкової флори після антибактеріальної терапії та лікування шлунково-кишкових розладів у немовлят.

Джерела:

1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/6534174/
2. https://quizlet.com/4145376/%D0%90%D0%B2%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%BE%D0%B7%D1%8B-%D0%9212-%D0%B0%D0%BD%D0%B5%D0%BC%D0%B8%D1%8F-%D0%9D%D0%B0%D1%80%D1%83%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F-na-k-ca-mg-flash-cards/
3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/7027768/
4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5847071/
5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3144392/