Новое исследование показало, что кроме уничтожения клеток  кишечного эпителия, также найдена связь с ожирением, усвоением пищи, депрессией, иммунной функцией, сепсисом, аллергией и астмой.

Исследователи из университета штата Орегон обнаружили, что антибиотики оказывают влияние на микроорганизмы, которые живут в кишечнике животных, и это влияние более широкое и сложное, чем считалось ранее, пишет Science Daily.

Результаты помогают лучше объяснить некоторые нарушения  в организме, которые вызывают антибиотики, и подготовить почву для новых путей в исследовании и компенсации этих последствий.

Работа была опубликована на сайте в журнале Gut, а исследования проводились при поддержке Университета штата Орегон, Научно-исследовательского медицинского Фонда Орегона и Национального института здравоохранения.

Исследователи знали в течение ряда лет, что антибиотики оказывают нежелательные побочные эффекты, особенно это касалось уничтожения природной и благотворной микрофлоры в желудочно-кишечном тракте. Но новое исследование помогает объяснить более детально, почему это происходит, а также и то, что масштабное, длительное применение антибиотиков может иметь еще более далеко идущие последствия.

Ученые теперь подозревают, что применение антибиотиков, особенно чрезмерное, может иметь нежелательные последствия для всего организма: иммунной системы, метаболизма глюкозы, усвоения пищи, ожирения, стресса и поведения.

Вопросы приобретают особое значение, так как 40 процентов всех взрослых и 70 процентов всех детей принимают один или несколько антибиотиков каждый год, не говоря уже об их использовании  миллиардами для  сельскохозяйственных животных. Хотя при правильном использовании антибиотик может помочь в лечении бактериальных инфекций, угрожающих жизни, однако более 10 процентов людей, которые получают  лекарство, могут страдать от побочных эффектов.

"Просто в последнее десятилетие огромная вселенная открывается из-за далеко идущих последствий применения антибиотиков, и теперь мы исследуем ее", - сказал Андрей Моргун, доцент фармацевтический колледжа ОГУ. "Изучение микрофлоры сегодня -просто взрывное. Мы ничего не находили более удивительное в этот момент".

В исследовании использовали «коктейль» из четырех антибиотиков, которые часто дают лабораторным животным, а также изучали их воздействие.

"До этого большинство людей думало, что антибиотики только уничтожают микрофлору и снижают несколько важных иммунных функций, которые происходят в кишечнике", -  сказал Моргун. "На самом деле это только около трети картины. Они также убивают кишечный эпителий. Уничтожение кишечного эпителия важно, потому что это место всасывания питательных веществ, он - часть нашей иммунной системы и имеет другие биологические функции, которые играют важную роль в здоровье человека".

Исследование также показало, что антибиотики и устойчивые к антибиотикам микробы вызвали значительные изменения в функции митохондрий, что в свою очередь приводит к к еще большей смерти эпителиальных клеток. «То, что антибиотики имеют специальное воздействие на митохондрии клеток,  является важным и интересным», - сказал Моргун, который был одним из руководителей этого исследования вместе с доктором Натальей Шульженко, исследователем в колледже ветеринарной медицины ОГУ, которая имеет степень доктора медицины Харьковского медицинского университета.

Митохондрии играет важную роль в клеточной сигнализации, росте и производстве энергии, и для хорошего здоровья, они должны функционировать должным образом.

Но отношения антибиотиков и митохондрий имеют долгую историю. В эволюции митохондрии произошли от бактерий, которые были одними из первых форм жизни, и тогда различные бактерии соревновались друг с другом за выживание. То, что антибиотик  по-прежнему избирательно атакует часть клетки, которая наиболее близко напоминает бактерии, может быть возвратом к этой укоренившееся в веках конкуренции и самой эволюции жизни.

Исследовательская группа Моргун и Шульженко также обнаружила, что один из генов, пострадавших от лечения антибиотиками, имеет решающее значение для связи между хозяином и микробом.

"Когда система связи «хозяин- микроб» лишается равновесия, это может привести к цепочке, казалось бы, не связанных между собой проблем", - сказал Моргун.

Пищеварительная дисфункция находится в верхней части списка проблем, связанных с использованием антибиотиков, и проявляется, например, в диарее и язвенном колите. Но новое исследование также находит связь с ожирением, усвоением пищи, депрессией, иммунной функцией, сепсисом, аллергией и астмой.

Это исследование также предложило новый биоинформационный подход под названием  "transkingdom network interrogation"  для изучению микрофлоры. Это поможет дальнейшему быстрому изучению изменений, которые происходят с микрофлорой, после приема антибиотиков.  В свою очередь, результатом может стать поиск новых пробиотиков, способных помочь компенсировать эффекты использования антибиотиков. А также, как предполагается, привести к  созданию систем, способных диагностировать микробиом человека, выявлять его недостатки, а затем  их устранять точно и индивидуально для каждого пациента.
Здоровая микрофлора также может быть другим ответом на растущие проблемы с устойчивостью к антибиотикам, сказал Моргун. Вместо того, чтобы пытаться убить "плохие" бактерии, вызывающие болезни, здоровая и функциональная микробиота может быть в состоянии вытеснить нежелательные микробы и улучшить иммунную функцию.

В исследовании участвовали сотрудники из фармацевтического колледжа Университета штата Огайо; колледж ветеринарной медицины ОГУ; научного колледжа ОГУ; Национального института рака; Университета Британской Колумбии; школы медицины Университета штата Мэриленд; и Национального института здравоохранения.