Недавние исследования показали, что иммуномодулирующая активность является наиболее важным механизмом действия пробиотиков. На этом основании исследователи начали оценивать влияние пробиотиков не только на патогенные бактерии, но и на вирусы, включая кишечные и респираторные вирусы.

В этой статье мы рассмотрим как работает иммунитет с вирусами,
как пробиотики помогают при вирусах, какие пробиотики показали эффективность.

Штаммы бактерий оказывают противовирусное действие за счет косвенного механизма: стимуляции иммунного ответа.

Воротами инфекции для большинства респираторных вирусов являются слизистые оболочки носоглотки и поверхность бронхов и альвеол. После того, как вирус проник в клетку, он становится "невидимым" для организма: он не знает, какая клетка заражена. Чтобы преодолеть это, у иммунной системы есть особый белок - главный комплекс гистосовместимости I. Он выводит на поверхность клетки фрагменты внутриклеточных белков. Если там попадается вирусный белок - начинается иммунный ответ.

Для известных вирусов активируются цитотоксические Т-клетки (CD8+ клетки). Эти клетки отдают зараженной клетке команду умереть, и тем самым остановить воспроизводство вируса. Это не всегда эффективно – вирусы научились "обманывать" , заставляя клетку секретировать меньше белков на поверхности. Для новых вирусов вообще не работает.

Одним из самых эффективных первых иммунных ответов является интерферон-NK ответ. Обычно он начинается с активации NK-клеток(клеток--киллеров) c помощью белка IL-12, после чего активируются NK-клетки, которые будут привлекаться к месту поражения и убивать зараженные клетки. Несмотря на то, что результат работы Т-клетки и NK-клетки одинаковый, у NK есть преимущество - судя по всему, NK-клеткам совершенно не нужно представлять кусочек вируса для его активации, поэтому они зачастую оказываются первые на месте инфекции и начинают работать рано.

Активированные NK- и Т-клетки секретируют, в свою очередь, белок интерферона-гамма как один из самых важных цитокинов. Он выполняет несколько ключевых функций - уменьшает проницаемость соседних клеток и заставляет их выделять больше белков-комплексов гистосовместимости на поверхность, чтобы выделять инфицированные клетки.

Если инфекцию не удалось остановить на самых ранних этапах, запускается механизм адаптивного иммунного ответа. В ответ на стимуляцию с места инфекции начинается презентация антигена(белка вируса) дендритным клеткам - "мозгам" иммунной системы. Они, в свою очередь, представляют антиген Т-клеткам и В-клеткам.

В течение нескольких дней запускаются специфические механизмы подавления инфекции: так, Т-клетки теперь могут уничтожать зараженные клетки организма очень выборочно, потому что особенность NK-клеток заключается в том, что раз они работают без антигена, они не могут работать выборочно - они уничтожают и "хорошие", здоровые клетки, и "плохие", зараженные. Т-клетки делают иначе - они уничтожают только зараженные клетки.

С другой стороны, в процессе соматической гипермутации В-клетки разрабатывают антитела против данной инфекции. За несколько дней организм может создать антитело против инфекции и начать производить его в огромном количестве. Нейтрализованные антителами вирусы более не могут работать из-за агглютинации с помощью антител класса М или же перевариваются в фагоцитах, распознаваясь фагоцитами с помощью антител класса G. Кроме того, антитела класса G опсонизируют инфицированные клетки, помогая иммуной системе распознавать их и устранять с помощью не только NK-клеток, увеличивая их селективность(механизм ADCC), но и с помощью специального комплекса, пробивающего дыру в мембране клетки - системе комплемента(механизм CDC).

В свою очередь, есть особые клетки,действующие с самого начала заболевания - Т-хелперы(CD4+) и их варианты - Т-регуляторы (определяемые, в основном, через экспрессию Foxp3, но это не точный критерий), которые служат в первую очередь для поддержки жизнеспособности иммунных клеток(например, с помощью белка IL-17 и многих других). Дело в том, что иммунная система - это насколько мощное оружие, что она может убить и хозяина. Для того, чтобы иммунитет не убивал здоровые клетки в излишке, в каждую активированную иммунную клетку встроен механизм самоуничтожения, работающий по времени. Для того, чтобы этот механизм не срабатывал раньше срока, Т-хелперы выделяют вещества, которые не допускают преждевременную смерть иммунных клеток.

Для всех этих процессов, конечно же, необходимая энергия. Ее нужно много - для повышения температуры тела, создания антител, деления Т-,В-клеток и работы NK-клеток, и так далее.

Пробиотики могут быть полезны в двух направлениях – цитокины и энергия. Энергия, необходимая для борьбы с вирусом, является продуктом катаболизма различных веществ в организме человека; неоднократно показано, что множество пробиотиков улучшают метаболизм в целом, что, в свою очередь, способствует улучшению иммунного ответа.

Взаимодействия пробиотиков и дендритных клеток кишечного эпителия приводят к экспрессии последними IL-12 и интерферона-гамма, которые начинают циркулировать в крови, достигая легочных тканей и помогая альвеолярным макрофагам и NK-клеткам элиминировать вирусные инфекции. С другой стороны, эти же цитокины помогают формировать адекватные Th1/Th17 иммунные ответы. С другой стороны, все генерируемые CD4+ клетки начинают продуцировать IL-17, усиливающий иммунный ответ дальше.

Некоторые штаммы способны создавать гиперэкспрессию TLR7, даже в легких, что приводит к кратному усилению иммунного ответа.

Более того, пробиотики способны помогать В-лимфоцитам дифференцироваться в клетки плазмы и начинать производить антитела.

Тем не менее, точный молекулярный механизм этого пока не ясен. Текущие объяснения сводятся в повышению уровня цитокинов и увеличения быстроты созревания и дифференцирования.

Надежная защита от респираторной инфекции требует оптимального секреторного (местного) иммунитета, который частично зависит от антител, известных как IgA – иммуноглобулин А. Секреторный IgA — это встроенная система безопасности, присутствующая в слизистых оболочках, которые выстилают нос и верхние дыхательные пути. Эта система может предотвратить проникновение вирусов простуды и гриппа в наши тела.

Бактерии B.subtilis оказывают локальный и системный иммуностимулирующий эффект, активируют макрофаги, стимулируют пролиферацию лимфоцитов, увеличивают активность Т-лимфоцитов, стимулируют продукцию интерлейкинов в ответ на пептидогликан клеточной стенки B. Subtilis

Усиление неспецифического иммунитета
активация макрофагов и высвобождение из них противоспалительных цитокинов

• повышение барьерной функции слизистой оболочки кишечника
• выделение витаминов и аминокислот

Исследования на людях показывают, что использование лакто- и бифидобактерий может снизить частоту простудных заболеваний и гриппоподобных заболеваний, что в значительной степени связано с повышенным уровнем IgA.

Например, многие плацебо-контролируемые двойные слепые исследования показывют, что благодаря L.rhamnosus уменьшается риск заболевания, число дней болезни и тяжесть симптомов. Одно из них показывает увеличение уровня секреции IgA.

В другом исследовании показано, что L.plantarum уменьшает тяжесть течения ОРВИ.

Исследование, опубликованное в журнале Japan Pediatric Society показало, что комбинация двух штаммов пробиотиков – Lactobacillus acidophilis и Bifidobacterium bifidum применяемая два раза в день в течение 3 месяцев, привела к снижению риска или продолжительности симптомов гриппа простуды и школьных прогулов у школьников.

Еще одно исследование об эффективности штамма B. bifidum в профилактике рецидивирующих респираторных инфекций у детей 7–11 лет с функциональными и хроническими нарушениями желудочно-кишечного тракта показало, что использование пробиотика снизило риски заболевания ОРВИ на 48% и продолжительность на 2.26 дня.