Микроскопические организмы — кишечные бактерии, живущие у нас внутри, — могут «воровать» наши лекарства, обнаружили ученые. В результате, до больного органа доходит всего 1-5% лекарственных веществ, что недостаточно для достижения эффекта. Кто бы мог подумать, что у нас в животе сидят мелкие воришки?

Микробы-воришки

Мы уже знаем, что бактерии, обитающие в нашем кишечнике, могут приносить как пользу, так и вред. Они помогают нам переваривать пищу. Человеческий организм не способен самостоятельно переварить волокна и некоторые другие вещества. И тут за работу берутся микробы, проводя химические реакции, которые людям не по силам. За это мы им благодарны.

Однако исследование, проведенное американским профессором Эмили Бальскус и ее соавтором, аспирантом, а по совместительству и поваром, Ваю Майни Рекдалом, показало, что те же бактерии способны «воровать» принимаемые нами лекарства, что нередко сопровождается опасными побочными эффектами.

«Лекарство может принести меньше пользы, или вообще не сработает, или внезапно станет ядовитым», – говорит Майни Рекдал.

Исследование опубликовано в журнале Science.

Как работают воришки

Бальскус, Майни Рекдал и их коллеги из Университета Калифорнии в Сан-Франциско описали один из первых примеров того, как микробы могут мешать ожидаемому действию лекарства.

Одним из разлагаемых бактериями лекарств была леводопа – основное средство против болезни Паркинсона. Ученые установили, какие именно микробы занимаются этим вредительством, и что можно сделать, чтобы это прекратить.

Болезнь Паркинсона поражает нейроны мозга, производящие очень нужное организму вещество – дофамин. Его отсутствие может приводить к различным расстройствам – нервной дрожи, закоченению мышц, нарушению равновесия и координации.

Леводопа дает мозгу дофамин. Но большая его часть может исчезнуть в результате действий микробов-воришек, которые съедают вещество первыми, и тогда мозг фактически получает лишь 1- 5% от введенной дозы лекарства. В зависимости от индивидуальных особенностей организма и наличия определенных кишечных бактерий, одним людям достается больше лекарственного вещества, другим – меньше.

Болезнь Паркинсона поражает нейроны мозга.

Где мой дофамин?

Естественно, возникает вопрос – куда девается дофамин? Еще с конца 1960-х годов, когда впервые начали применять леводопу, было известно, что ферменты человеческого организма способны расщеплять ее, не позволяя ей попадать в мозг.

Поэтому фармацевты разработали новый препарат, карбидопу, которая предотвращала распад леводопы. При одновременном приеме этих лекарств вроде бы достигался нужный эффект.

«И всё же, – говорит Майни Рекдал, – остается много необъяснимого в этих процессах, и у разных людей они протекают по-разному».

Дело не только в большей или меньшей эффективности препарата. Если реакция превращения леводопы в дофамин происходит не в мозгу, могут возникать побочные эффекты, в частности, желудочно-кишечные расстройства и сердечная аритмия. Чем меньше дофамина доходит до мозга, тем больше леводопы дают больным, а от этого побочные эффекты могут усилиться.

Кто виноват?

Майни Рекдал заподозрил, что  к исчезновению леводопы могут быть причастны бактерии кишечника.  Вообще-то, такие предположения высказывались и раньше. Было установлено, что антибиотики способствуют лучшему усвоению леводопы. Но почему? Не потому ли, что они убивают микробов? Значит, микробы и виноваты! Но тут возникает множество вопросов. Какие именно виды бактерий разлагают леводопу? Как и зачем они это делают? На эти вопросы никто не смог дать ответа.

Поэтому Бальскус, Рекдал и их коллеги  приступили к расследованию. Необычная химия – превращение леводопы в дофамин – была их первым ключом к разгадке.

Лишь немногим ферментам бактерий такая химия по силам. Но существует другая аминокислота, похожая на леводопу – тирозин. Вот с ним изрядное число микробов расправляется в два счета. А фермент пищевой бактерии Lactobacillus brevis, которую можно встретить в молочных продуктах и соленых огурцах, химичит и с тирозином, и с леводопой. После долгих поисков и копания в генах выяснилось, что лишь одна бактерия – Enterococcus faecalis (E. faecalis) – пожирала именно леводопу, причем полностью и постоянно.

Но оставалась еще одна неясность. Человеческий фермент способен превратить леводопу в дофамин в кишечнике, и действительно делает это. А карбидопа была создана, чтобы препятствовать этому. Но почему же тогда фермент E. faecalis ускользает от действия карбидопы?

Хотя химическая реакция, осуществляемая ферментами человека и бактерий, в принципе одна и та же, бактериальный фермент ведет себя по-другому. Майни Рекдал высказал предположение, что карбидопа, возможно, не способна проникнуть в клетки микробов. А может, всё дело в каких-то незаметных структурных различиях? В таком случае, не только карбидопа, но и другие методы борьбы со злоумышленниками могут оказаться неэффективными.

К исчезновению леводопы могут быть причастны бактерии кишечника. Так предположил Майни Рекдал.

Как это остановить?

Но причина, возможно, не важна, поскольку исследователи уже нашли молекулу, способную воспрепятствовать ферменту бактерий.

«Молекула выключает этот нежелательный процесс, не уничтожая бактерии; она борется лишь с ненужным ферментом», – говорит Майни Рекдал. Эта молекула и подобные ей могут быть использованы для создания новых препаратов с целью улучшить лечение людей, страдающих болезнью Паркинсона.

Но исследователи не остановились на этом. Они решили разгадать еще одну загадку. Найти еще одну бактерию.

Когда E. faecalis превращает леводопу в дофамин, какая-то другая бактерия в свою очередь перерабатывает его в иное вещество – мета-тирамин. Какая?

Майни Рекдал променял свои любимые хлебные бактерии, с которыми работал раньше, на фекалии. Чего не сделаешь ради науки! Он скармливал дофамин ордам микробов и смотрел, что они с ним будут делать, и какая им от этого будет польза.

И он нашел, что искал. Это была бактерия Eggerthella lenta. Она жрет дофамин, а мета-тирамин выделяется при этом как побочный продукт. Это очень сложная химическая реакция. «Невозможно воспроизвести ее на лабораторном столе, – говорит Майни Рекдал, – и раньше мы не знали ни одного фермента, способного ее осуществить».

Надо разобраться с этой химией!

Есть подозрение, что мета-тирамин может вызывать вредные побочные эффекты при лечении леводопой. Чтобы выяснить это, нужны новые исследования. Но проблема выходит за рамки лечения болезни Паркинсона. Возникают и другие вопросы. Почему бактерии кишечника приспосабливаются к употреблению дофамина, ведь обычно он связан с мозгом? На что еще способны кишечные микробы? И как это влияет на здоровье людей?

«Из этого видно, что именно кишечные микробы способствуют значительному разнообразию, наблюдаемому в побочных эффектах и эффективности лечения у разных пациентов, принимающих леводопу», – говорит Бальскус.

Но болезнью Паркинсона страдает далеко не каждый, а бактерии в кишках есть у всех. Пора уже с ними разобраться. Пора выяснить, что за существа поселились в нас, чего нам от них ждать, и как они влияют на наше здоровье – в лучшую или в худшую сторону.

Прочтите также:

• Микробиом кишечника не связан с генами человека — это производная стиля жизни
• Неприятный запах изо рта – причины появления
• Почему так важно восстановить здоровый сон?
• Голодание действительно улучшает здоровье