Причиной боли при синдроме раздраженного кишечника может быть Klebsiella aerogenes

Некоторые хронические болевые расстройства связаны с кишечной микробиотой и продуцируемыми ею веществами. В частности, такие ассоциации были установлены для синдрома раздраженного кишечника — пациенты с этим синдромом часто страдают от болей в области живота. Авторы новой работы, опубликованной в Science Translational Medicine, показали, что в случае синдрома раздраженного кишечника первопричиной болей может быть бактерия Klebsiella aerogenes, продуцирующая гистамин.

В предыдущих исследованиях команда выяснила, что снижение количества сбраживаемых углеводов в пище облегчает боли при синдроме раздраженного кишечника. При этом также изменяется состав кишечной микробиоты и снижается уровень гистамина в моче. Чтобы доказать участие кишечных бактерий в развитии боли, в новой работе ученые пересадили кишечную микробиоту от пациентов с синдромом раздраженного кишечника стерильным мышам. Уровень гистамина в моче пациентов различался. Через три недели ученые проверили состояние мышей и выяснили, что механочувствительность была сильнее всего повышена у тех мышей, которые получили микробиоту от пациентов с высоким уровнем гистамина.

Далее исследователи усложнили эксперимент, разделив стерильных мышей, которым была подсажена микробиота от пациентов с высоким или низким уровнем гистамина в моче, на две группы. Одна группа получала корм с высоким содержанием сбраживаемых углеводов, вторая — с низким. Оказалось, что высокоуглеводная пища дополнительно повышает болевой синдром, а уменьшение количества сбраживаемых углеводов — снижает его, но только у мышей, получивших микробиоту от донора с высоким содержанием гистидина в моче. Ученые предположили, что за боль ответственен именно гистамин, а производить его могут кишечные бактерии с активным геном декарбоксилазы гистидина hdc. (Этот фермент катализирует превращение гистидина в гистамин.)

На следующем этапе ученые проанализировали образцы стула пациентов с синдромом раздраженного кишечника и показали, что за избыточную продукцию гистамина в желудочно-кишечном тракте отвечает бактерия Klebsiella aerogenes. Ее ген hdc обнаружили в образцах 18 из 28 пациентов, охваченных исследованием. В экспериментах in vitro с изолятом K. aerogenes ученые выяснили, что активность hdc и, следовательно, интенсивность продукции гистамина бактерией зависит от pH: ее пик приходится на pH 7,0 и снижается к 8,0. Однако рост бактерии подавляется лишь при значениях pH меньше или равных 5,0. Поскольку pH кишечника определяется интенсивностью брожения, диета, способствующая брожению, стимулирует продукцию гистамина и болевой синдром. При этом лактобациллы, подкисляющие среду, при совместном культивировании с K. aerogenes снижают продукцию гистамина — это подтвердили in vitro и на мышах.

Наконец, ученые проанализировали молекулярный механизм, связывающий гистамин с болевым синдромом. Они показали, что гистамин привлекает в кишечник тучные клетки через рецептор гистамина 4 типа. Тучные клетки же, как было показано ранее, служат основными посредниками ноцицепции в кишечнике.

В 2020 году другая команда предположила, что причиной синдрома раздраженного кишечника может быть бактерия Brachyspira.