Кишечные бактерии, пробиотики и перспективы их применения для лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта. Нормальная микрофлора кишечника Нормальная микробиота желудка человека

В процессе эволюции различные виды микроорганизмов приспособились жить в определенных условиях - эконишах. Одной из таких экониш для микроорганизмов является представитель макромира - человек. Человек и микроорганизмы научились сосуществовать друг с другом и с выгодой для себя использовать своего «соседа» по Земле. Кишечник человека - пример такого взаимополезного сосуществования - симбиоза.

В результате эволюции произошел отбор определенных видов микроорганизмов, способных не просто существовать в кишечнике, мирно «уживаться» с иммунной системой человека, но и быть незаменимым звеном слаженной работы пищеварительной системы. Эти определенные виды микробов и образуют так называемую нормальную микрофлору человека.

В период внутриутробного развития желудочно-кишечный тракт плода стерилен. Первыми «поселенцами», которые появятся на коже и слизистых новорожденного, станут разнообразные представители микрофлоры родовых путей. Затем в первые минуты, часы и дни жизни ребенка к ним присоединятся микробы с кожи матери, окружающих предметов. От того, какие микробы контактируют с ребенком, от того, на грудном или искусственном вскармливании он находится, от степени зрелости его пищеварительного тракта зависит состав заселяющей кишечник микрофлоры. Первые 1-1,5 месяца жизни - срок, за который более или менее стабилизируется микробный состав кишечника. Однако может потребоваться еще несколько месяцев, а то и лет, чтобы тандем кишечника и его нормальной микрофлоры смог научиться работать бесперебойно. Состав кишечной флоры ребенка после двух лет практически не отличается от взрослого.

Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) человека - место обитания сообщества более 400 видов патогенных и непатогенных бактерий. Но количество бактерий в разных отделах желудочно-кишечного тракта неодинаково.

Микрофлора пищевода и желудка у здорового человека не бывает стабильной и постоянной, поскольку тесным образом связана с характером принимаемой пищи. Пищевод вообще не имеет постоянной микрофлоры, а присутствующие бактерии представляют микробный мир полости рта. Микробный спектр желудка беден. Высоко бактерицидный желудочный сок остается практически стерильным, так как микрофлора, попадающая в желудок в составе пищевого комка, погибает в течение 30 мин.

По мере продвижения содержимого внутри кишечной трубки увеличивается плотность бактерий, при этом наблюдается достоверное увеличение количества анаэробных бактерий с одновременным уменьшением числа аэробных бактерий. Два различающихся по анатомо-физиологическим и экологическим характеристикам биотопа, какими является тонкая и толстая кишка, отделяет эффективно функционирующий барьер - баугиниевая заслонка, которая открывается и закрывается наподобие привратника, пропускает содержимое кишечника только в одном направлении и удерживает обсемененность кишечной трубки в количествах, необходимых здоровому организму.

Факторы, способствующие избыточному росту микрофлоры тонкой кишки: повреждение баугиниевой заслонки, наличие свища между толстой и тонкой кишкой, хирургические операции на кишечнике, применение ингибиторов протонной помпы или блокаторов H2-рецепторов гистамина в высоких дозах и длительно, атрофический гастрит, дивертикулиты тонкой кишки, кишечная непроходимость, нарушения моторики кишки.

Высокая степень микробной обсемененности наблюдается в толстой кишке. В основном, это бифидобактерии и бактероиды, на долю которых приходится 90% всех микроорганизмов. Остальные 10% составляют: кишечная палочка, лактобактерии, энтеробактерии, стрептококки и др.

Плотность бактерий в различных отделах желудочно-кишечного тракта составляет:

Желудок - менее 1000 в мл;

Тощая кишка - менее 10 000 в мл;

Подвздошная кишка - менее 100 000 в мл;

Ободочная кишка - менее 1 триллиона в мл.

В 1 г содержимого толстой кишки можно обнаружить представителей 17 различных семейств, 45 родов и больше 400 видов микроорганизмов. Несмотря на сходство преобладающих в толстой кишке бактерий, для каждого здорового человека характерен индивидуальный тип микрофлоры кишечника, и понятие нормы в микроэкологии человека весьма относительно.

В микрофлоре желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) различают пристеночную и просветную флору. Состав их различен. Пристеночная флора более стабильна и представлена главным образом бифидобактериями и лактобактериями, которые обусловливают защиту кишки от колонизации патогенными бактериями. Просветная флора наряду с бифидо- и лактобактериями включает и других постоянных обитателей кишечника.

Нормальная микрофлораздорового человека выступает как единое целое, согласованно работающее в интересах всей системы организма хозяина, в котором она локализована. Нормальная микрофлора является чутким индикатором физиологического состояния организма человека при воздействии на него различных факторов.

Функции микрофлоры кишечника

В течение более чем столетнего периода исследований нормальной кишечной микрофлоры накоплено огромное количество информации, касающейся ее многостороннего положительного воздействия на организм хозяина. Функцию микробной экологической системы желудочно-кишечного тракта можно уподобить работе крупной биохимической лаборатории, осуществляющей многие сотни биохимические процессы.

Основные функции нормальной кишечной микрофлоры:

Заселив слизистую оболочку кишечника, нормальная микрофлора не допускает на свою территорию патогенные и условно-патогенные бактерии. Иными словами, она защищает человека от возможных кишечных инфекций.
Микрофлора толстой кишки заканчивает переваривание пищи, способствуя поступлению питательных веществ в кровь, кроме того, она влияет и на моторную функцию кишечника.
Микрофлора синтезирует витамины группы В, витамин К, усиливает активность ферментов.
Микрофлора поддерживает высокие уровни лизоцима, иммуноглобулина, интерферона и другие компоненты иммунной системы.
Микрофлора способствует детоксикации организма за счет деградации и выведения эндогенных и экзогенных токсичных субстанций.
Микрофлора обладает антиканцерогенной и антимутагенной активностью.

Таким образом, нормальная микрофлора играет существенную роль в гармоничной работе организма. Невыполнение ее функций - защитной, обменной или иммуностимулирующей - приводит к нарушению различных видов обмена веществ, возникновению дефицита витаминов, микроэлементов, минеральных веществ, ослаблению иммунной защиты. Уникальный спектр разнообразных положительных эффектов кишечной микрофлоры является неоспоримым доказательством чрезвычайно важной роли симбиотических биоценозов человека в поддержании его здоровья.

Аутомикрофлора, рассматриваемая в качестве специфичного дополнительного жизненно важного органа, функционирует как единая экологическая система на основе взаимовыгодных симбиотических отношений между хозяином и его микробиотой. Состояние равновесия между организмом хозяина, микроорганизмами, его заселяющими, и окружающей средой носит название эубиоз.

Наиболее активно микроорганизмы заселяют желудочно-кишечный тракт ввиду обилия и разнообразия в нем питательных веществ.

Кислая среда желудка является начальным фактором, контролирующим размножение микроорганизмов, поступающих в него с пищей. После прохождения желудочного барьера микробы попадают в более благоприятные условия и размножаются в кишечнике при достаточном количестве питательных веществ, как будто в термостате. Подавляющее большинство микроорганизмов обитает в виде фиксированных микроколоний и ведет преимущественно иммобилизованный образ жизни, располагаясь на слизистой оболочке послойно: первый слой - непосредственно на клетках эпителия (микрофлора слизистой), последующие слои (один над другим) - просветная микрофлора, погруженная в особое слизистое вещество, являющееся отчасти продуктом слизистой оболочки кишки, отчасти - продуктом самих бактерий.

Прикрепившись, микроорганизмы продуцируют экзополисахарид- ный кликокалис, обволакивающий микробную клетку и образующий биопленку, внутри которой происходит деление бактерий и осуществляется межклеточное взаимодействие. Микрофлора толстого кишечника подразделяется на М-флору (мукозную) и П-флору (полостную), живущую в просвете кишечника. М-флора - пристеночная флора, представители которой или фиксированы на рецепторах слизистой кишечника (бифидум флора), или опосредованно через взаимодействие с другими микроорганизмами прикреплены к бифидуму.

На поверхности слизистой кишечника образуется биопленка, состоящая из экзополисахаридного микробного происхождения муцина и миллиардов микроколоний. Толщина биопленки колеблется от долей до десятков микрометров, при этом количество микроколоний может достигать нескольких сотен и даже тысяч по высоте слоя. В составе биопленки микроорганизмы в десятки и сотни раз более устойчивы к воздействию неблагоприятных факторов по сравнению с тем, когда они находятся в свободно плавающем состоянии, т.е. М-флора более стабильна. Главным образом это бифидум и лактобактерии, образующие слой так называемого бактериального дерна, препятствующего пенетрации слизистой патогенными и условно патогенными микроорганизмами. Конкурируя за взаимодействие с рецепторами эпителиальных клеток, М-флора обусловливает колонизационную резистентность толстой кишки. П-флора, наряду с бифидум и лактобактериями, включает и других постоянных обитателей кишечника.

Облигатная микрофлора (резидентная, индигенная, аутохтонная) имеется у всех здоровых животных (постоянно). Это микроорганизмы, максимально приспособленные к существованию в кишечнике и закономерно встречающиеся. До 95% микроорганизмов приходится на анаэробную флору (бактероиды, бифидобактерии, лактобактерии) - это основная, главная флора (10 9 -10 10 микробных тел/г).

Факультативная микрофлора имеется участи обследуемых. До 1 -4% общего количества микроорганизмов приходится на факультативные анаэробы (энтерококки, кишечные палочки) - это сопутствующая флора (10 5 -10 7 микробных тел/г).

Транзиторная микрофлора (временная, необязательная) встречается у части животных (в определенные промежутки времени). Ее присутствие определяется поступлением микробов из окружающей среды и состоянием иммунной системы. В ее состав входят сапрофиты и условно патогенные микроорганизмы (протей, клебсиеллы, синегнойная палочка, грибы кандида) - это остаточная флора (до 10 4 микробных тел/г).

Толстый отдел кишечника наиболее богат микроорганизмами. Его основные обитатели - энтеробактерии, энтерококки, термофилы, ацидофилы, споровые бактерии, актиномицеты, дрожжи, плесени, множество гнилостных и некоторых патогенных анаэробов (С. sporo- genes, C.putrificus, C.perfringens, C. tetani, F. Necrophorum). В 1 г экскрементов травоядных может содержаться до 3,5 млрд различных микроорганизмов. Их микробная масса составляет около 40% сухого вещества испражнений.

В толстом отделе кишечника протекают сложные микробиологические процессы, связанные с расщеплением клетчатки, пектиновых веществ, крахмала. Микрофлору желудочно-кишечного тракта принято делить на облигатную (молочнокислые бактерии, Е. coli, энтерококки, С. perfringens, С. sporogenes и др.), которая адаптировалась к условиям этой среды и стала постоянным ее обитателем, и факультативную, изменяющуюся в зависимости от вида корма и воды.

(Пока оценок нет)

В.М. Бондаренко, Д.М.Н, профессор,
заведующий лабораторией генетики вирулентности бактерий НИИЭМ
им. Н.Ф. Гамалеи, Москва

В последние годы проблема дисбактериоза кишечника по-прежнему вызывает серьезные споры, демонстрируя порой самые полярные точки зрения. Однако все сходятся во мнении, что очертить это понятие строгими классификационными рамками невозможно. Дисбактериоз – это клинико-лабораторный синдром, характеризующийся количественными и качественными нарушениями в составе облигатной
микрофлоры в определенном биотопе, развивающийся в результате срыва адаптации, нарушения защитных и компенсаторных механизмов и приводящий к иммунологическим и метаболическим сдвигам.

Нарушение микрофлоры кишечника (дисбактериоз) , кажущееся невинным на первый взгляд, приводит к тяжелым последствиям , поэтому врачи разных специальностей рассматривают сегодня дисбактериоз как начальное звено формирования полиорганной патологии. При дисбактериозе повышается проницаемость кишечной стенки для токсинов и аллергенов, развивается интоксикация, снижаются барьерные функции печени и кожи , что приводит к формированию аллергических заболеваний, нарушению пристеночного пищеварения и всасывания микронутриентов, вызывающих сбои белкового, жирового, холестеринового и билирубинового обменов в организме, что ведет к заболеваниям печени и поджелудочной железы . Кроме того, резко падает синтез витаминов, всасывание солей кальция, железа, что приводит к развитию гиповитаминоза, рахита и анемии , а нарушение защитной функции микрофлоры сопровождается нередко срывом оральной толерантности и снижением иммунорезистентности организма, являясь факторами риска частых ОРВИ с формированием осложнений на ЛОР-органы и бронхолегочную систему.

Наибольшее внимание врачей, ученых и широких кругов общественности привлекает в настоящее время кишечный микробиоценоз, то есть совокупность микробного населения кишечника. Дело в том, что это наиболее многочисленный микробиоценоз. Желудочно-кишечный тракт заселяют исключительно разнообразные анаэробные и аэробные микроорганизмы , которые распределяются как вертикально – от ротовой полости до нижних (дистальных) отделов толстой кишки, – так и горизонтально – от просвета до различных слоев слизистой оболочки (мукозная, или пристеночная микрофлора). При этом наибольшее количество микроорганизмов обнаруживается в толстой кишке человека.

В общих чертах следует отметить, что масса нормальной микрофлоры кишечника взрослого человека составляет более 2,5 кг , численностью 10 12 –10 14 КОЕ (колониеобразующих единиц) на 1 грамм фекалий. Ранее полагали, что микрофлора кишечника насчитывает 17 семейств, 45 родов и около 500 видов. Однако эти сведения должны быть пересмотрены с учетом новейших данных, полученных при исследовании микрофлоры с помощью молекулярно-генетических методов исследования. По-видимому, суммарное количество ранее известных и вновь выявленных видов будет в пределах полутора тысяч и более.

Общепринято, что классификация микроорганизмов представляет собой систему иерархических соподчиненных единиц, для обозначения которых принят термин «таксон». В настоящее время все живые клеточные организмы принято подразделять на эукариоты и прокариоты. Таксоном высшей категории является царство прокариотов, которое объединяет в порядке иерархии систему таксонов различного, более низкого масштаба или ранга: домен, фила, класс, порядок, семейство, род, вид. Как известно, прокариоты включают два домена: археи и бактерии.

Недавно P. Eckburg и др. (2005) показали, что пристеночная и просветная микрофлора включает 395 филогенетически обособленных групп микроорганизмов, из которых 244 (62%) являются абсолютно новыми. При этом 80% (195 из 244) новых, ранее неизвестных таксономических групп, выявленных при молекулярно-генетическом исследовании, относятся к микроорганизмам, не растущим на питательных средах при выращивании аспирационных проб, как в аэробных, так и анаэробных условиях. Большинство из предполагаемых новых филогенетически обособленных групп микроорганизмов являются представителями двух фил: Firmicutes и Bacteroitedes. Интересные данные были получены при изучении микробиоты кишечника добровольцев, страдающих ожирением, в сравнении с микрофлорой кишечника стройных. При ожирении показано снижение в пристеночной микробиоте кишечника на 90% представителей фила Bacteroitedes и увеличением на 20% представителей фила Firmicutes (Ley R.E.и др., 2005;
Turubaugh P.J. и др., 2006). Научная классификация таксонов Firmicutes и Bacteroitedes расходится с общепринятой и требует уточнения.

Характеризуя микрофлору человека , часто пользуются терминами: облигатная (резидентная, индигенная, автохтонная) и факультативная (транзиторная, аллохтонная, случайная) микрофлора. По характеру взаимоотношений с макроорганизмом дифференцируют патогенную и непатогенную микрофлору, часто относимую к микробам-комменсалам. Если представители облигатной или факультативной микрофлоры вызвали воспалительный инфекционный процесс, их рассматривают в качестве возбудителей оппортунистической инфекции. Следует отметить, что в зарубежной литературе отсутствует термин «условно-патогенные микроорганизмы», однако мы сочли целесообразным пользоваться этим термином, широко применяемым в отечественной медицинской литературе.

В сформировавшемся микробиоценозе 90% составляют облигатные представители микробиоты, менее 9,5% – факультативные и до 0,5% – случайные микроорганизмы. Около 20% представителей микробиоты обитает в полости рта (более 200 видов), 40% – в гастро-дуоденальном и дистальных отделах желудочно-кишечного тракта, 18–20% приходится на кожные покровы, 15–16% – на ротоглотку и 2–4% – на урогенитальный тракт мужчин. У женщин на вагинальный биотоп приходится около 10% нормофлоры.

Микрофлора человека – сложная саморегулирующаяся система, способная восстанавливаться при грамотной коррекции. Исходя из этих позиций были созданы жидкие синбиотические биокомплексы «Нормофлорины» , содержащие жизнеспособные метаболически активные пробиотические бактерии (латобациллы и бифидобактерии), способные конкурировать с патогенными микроорганизмами за место на слизистых, тем самым подавляя ее размножение и активность .
Высокое содержание микробных метаболитов обеспечивает быстрое восстановление метаболических, иммунологических, ферментативных и синтетических процессов в организме.

Спасибо! 0

Фото: www.medweb.ru

Эволюция человека протекала при постоянном и непосредственном контакте с миром микробов, в результате чего формировались тесные взаимоотношения между макро- и микроорганизмами, характеризующиеся определенной физиологической необходимостью.

Заселение (колонизация) полостей тела, сообщающихся с внешней средой, а также является одним из видов взаимодействия живых существ в природе. Микрофлора содержится в желудочно-кишечном тракте и мочеполовой системе, на коже, слизистых оболочках глаз и дыхательных путей.

Важнейшая роль отводится микрофлоре кишечника , так как он занимает площадь около 200-300 м2 (для сравнения легкие - 80 м2, а кожа тела 2 м2). Признано, что экологическая система ЖКТ является одной из систем защиты организма, а при нарушении ее в качественно-количественном отношении становится источником (резервуаром) возбудителей , в том числе и с эпидемическим характером распространения.

Все микроорганизмы, с которыми вступает во взаимодействие организм человека можно условно разделить на 4 группы.

■ Первая группа включает в себя микроорганизмы, не способные к длительному пребыванию в организме, в связи с чем их называют транзиторными.

Их обнаружение при обследовании носит случайный характер.

■ Вторая группа - бактерии, входящие в состав облигатной (наиболее постоянной) микрофлоры кишечника и играющие важную роль в активации метаболических процессов макроорганизма и защиты его от инфекции. К ним относятся бифидобактерии, бактероиды, лактобактерии, кишечные палочки, энтерококки, катенобактерии . Изменения в стабильности этого состава, как правило, приводят к нарушению состояния .

■ Третья группа - микроорганизмы, также с достаточным постоянством встречающиеся у здоровых и находящиеся в определенном состоянии равновесия с организмом хозяина. Однако при снижении резистентности, при изменении в составе нормальных биоценозов эти условно-патогенные формы могут отягощать течение других заболеваний или сами выступать в качестве этиологического фактора.

Большое значение имеет их удельный вес в микробиоценозе и соотношение с микробами второй группы.

К ним относятся стафилококк, дрожжевые грибы, протей, стрептококки, клебсиелла, цитробактер, псевдомонас и другие микроорганизмы. Их удельный вес может составлять лишь менее 0,01-0,001% от общего количества микроорганизмов.

■ Четвертую группу составляют возбудители инфекционных заболеваний.

Микрофлора желудочно-кишечного тракта представлена более чем 400 видами микроорганизмов, причем более 98% ее составляют облигатные анаэробные бактерии. Распределение микробов в ЖКТ неравномерно: каждому из отделов свойственная своя, относительно постоянная микрофлора. Видовой состав микрофлоры полости рта представлен аэробными и анаэробными микроорганизмами.

У здоровых людей, как правило, встречаются одни и те же виды лактобадилл, а также микрококки, диплококки, стрептококки, спириллы, простейшие . Сапрофитные обитатели ротовой полости могут быть причиной кариеса.

Таблица 41 Критерии нормальной микрофлоры

В желудке и тонкой кишке содержится относительно мало микробов, что объясняется бактерицидным действием желудочного сока и желчи. Однако в ряде случаев у здоровых выявляются лактобактерии, устойчивые к кислоте дрожжи, стрептококки. При патологических состояниях пищеварительных органов (хронический гастрит с секреторной недостаточностью, хронические энтероколиты и др.) наблюдается заселение различными микроорганизмами верхних отделов тонкой кишки. При этом наблюдается нарушение всасывания жира, развивается стеаторея и мегалопластическая анемия. Переход через баугиниеву заслонку в толстый кишечник сопровождается значительными количественными и качественными изменениями.

Общее количество микроорганизмов составляет 1-5х10п микробов в 1 г содержимого.

В микрофлоре толстой кишки анаэробные бактерии (бифидобактерии, бактероиды, различные споровые формы ) составляют более 90% общего количества микробов. Аэробные бактерии, представленные Е. Coli, лактобациллами и другими составляют в среднем 1-4% , а стафилококк, клостридии, протей и дрожжеподобные грибы не превышают 0,01-0,001% . В качественном отношении микрофлора испражнений сходна с микрофлорой полости толстого кишечника. Количество их определяется в 1 г фекалий (см. таблицу 41).

Нормальная микрофлора кишечника подвергается изменениям в зависимости от питания, возраста, условий жизни и ряда других факторов. Первичная колонизация микробами кишечного тракта ребенка происходит в процессе рождения палочками Додерляйна, относящимися к молочнокислой флоре. В дальнейшем характер микрофлоры существенно зависит от питания. Для детей находящихся на грудном вскармливании с 6 -7 дня превалирующей является бифидофлора.

Бифидобактерии содержатся в количестве 109-1 0 10в 1 г фекалий и составляют до 98% всей микрофлоры кишечника. Развитие бифидофлоры подкрепляется содержащимися в грудном молоке лактозой, бифидус-фактором I и II. Бифидобактерии, лактобактерии участвуют в синтезе витаминов (группы В, РР, ) и незаменимых аминокислот, способствуют усвоению солей кальция, витамина D, железа, сдерживают рост и размножение патогенных и гнилостных микроорганизмов, регулируют моторно-эвакуаторную функцию толстой кишки, активизируют местные защитные реакции кишечника. первого года жизни, находящихся на искусственном вскармливании содержание бифидофлоры падает до 106 и меньше; преобладает кишечная, ацидофильная палочки, энтерококки. Частое возникновение кишечных расстройств у таких детей объясняется заменой бифидофлоры другими бактериями.

Микрофлора детей ясельного возраста отличается высоким содержанием кишечных палочек, энтерококков; в аэробной флоре преобладают бифидобактерии.

У детей старшего возраста микрофлора по своему составу приближается к микрофлоре взрослых.

Нормальная микрофлора хорошо приспособлена к условиям существования в кишечнике и успешно конкурирует с прочими бактериями, поступающими извне. Высокая антагонистическая активность бифидо-, лактофлоры и нормальной кишечной палочки проявляется в отношении возбудителей дизентерии, брюшного тифа, сибирской язвы, дифтерийной палочки, холерного вибриона и т. д. Кишечные сапрофиты вырабатывают разнообразные бактерицидные и бактериостатические вещества, в том числе типа антибиотиков.

Большое значение для организма имеет иммунизирующее свойство нормальной микрофлоры. Эшерихии наряду с энтерококками и рядом других микроорганизмов вызывают постоянное антигенное раздражение системы местного иммунитета, поддерживая ее в физиологически активном состоянии (Хазенсон JI. Б., 1982), что способствует синтезу иммуноглобулинов, препятствующих проникновению в слизистую оболочку патогенных энтеробактерий.

Бактерии кишечника участвуют непосредственно в биохимических процессах, разложении желчных кислот и образовании в толстой кишке стеркобилина, копростерина, дезоксихолевой кислоты. Все это благоприятно влияет на обмен веществ, перистальтику, процессы всасывания и образования кала. При изменении нормальной микрофлоры нарушается функциональное состояние толстой кишки.

Микрофлора кишечника находится в тесной связи с макроорганизмом , выполняет важную не специфическую защитную функцию, способствует поддержанию постоянства биохимической и биологической среды кишечного тракта. Вместе с тем нормальная микрофлора представляет собой высокочувствительную индикаторную систему, которая реагирует выраженными количественными и качественными сдвигами на изменение экологических условий в местах ее обитания, что проявляется дисбактериозом.

Причины изменения нормальной микрофлоры кишечника

Нормальная кишечная микрофлора может быть только при нормальном физиологическом состоянии организма. При различных неблагоприятных воздействиях на макроорганизм, снижении его иммунологического статуса, патологических состояниях и процессах в кишечнике происходят изменения в микрофлоре желудочно-кишечного тракта. Они могут быть кратковременными и самопроизвольно исчезать после устранения внешнего фактора, вызывающего неблагоприятные воздействия или быть более выраженными и стойкими.

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ НОРМАЛЬНОЙ МИКРОФЛОРЫ КИШЕЧНОГО ТРАКТА

Нормальная микрофлора (нормофлора) желудочно-кишечного тракта является необходимым условием жизнедеятельности организма. Микрофлора ЖКТ в современном понимании рассматривается как микробиом человека...

Нормофлора (микрофлора в нормальном состоянии) или Нормальное состояние микрофлоры (эубиоз ) - это качественное и количественное соотношение разнообразных популяций микробов отдельных органов и систем, поддерживающее биохимическое, метаболическое и иммунологическое равновесие, необходимое для сохранения здоровья человека. Важнейшей функцией микрофлоры является ее участие в формировании резистентности организма различным заболеваниям и обеспечение предотвращения колонизации организма человека посторонними микроорганизмами.

ЖКТ представляет собой одну из наиболее сложных микроэкологических сред организма человека, в которой на суммарной площади слизистой оболочки, составляющей около 400 м 2 , имеется исключительно высокая и разнообразная (свыше 1000 видов гетерогенных бактерий, вирусов, архей и грибов - ред. ) плотность микробной обсемененности, в которой очень тонко сбалансировано взаимодействие между защитными системами макроорганизма и микробными ассоциациями. Как полагают, бактерии составляют от 35 до 50% объема содержимого ободочной кишки человека, а их совокупная биомасса в ЖКТ приближается к 1,5 кг. Однако бактерии неравномерно распределены в ЖКТ. Если в желудке плотность микробной колонизации невелика и составляет всего около 10 3 -10 4 КОЕ/мл, а в подвздошной кишке — 10 7 -10 8 КОЕ/мл, то уже в области илеоцекального клапана в ободочной кишке градиент плотности бактерий достигает 10 11 -10 12 КОЕ/мл. Несмотря на столь обширное разнообразие видов бактерий, обитающих в ЖКТ, большинство могут идентифицироваться только молекулярно-генетически.

Также в любом микробиоценозе , в том числе кишечном, всегда имеются постоянно обитающие виды микроорганизмов - 90% , относящиеся к т.н. облигатной микрофлоре (синонимы: главная, автохтонная, индигенная, резидентная, обязательная микрофлора), которой отведена ведущая роль в поддержании симбиотических отношений между макроорганизмом и его микробиотой, а также в регуляции межмикробных отношений, а также существуют добавочные (сопутствующая или факультативная микрофлора) - около 10% и транзиторные (случайные виды, аллохтонная, остаточная микрофлора) - 0,01%.

Основными типами кишечной микробиоты являются Firmicutes, Bacteriodetes, Actinobacteria, Proteobacteria, Fusobacteria, Verrucomicrobia, Tenericutes и Lentisphaerae.

Среди бактерий-комменсалов, культивированных из ЖКТ, более 99,9% являются облигатными анаэробами, из которых доминирующими являются роды : Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Lactobacillus, Clostridium, Faecalibacterium , Fusobacterium , Peptococcus , Peptostreptococcus , Ruminococcus , Streptococcus , Escherichia и Veillonella . Состав обнаруживаемых бактерий в различных отделах ЖКТ весьма вариабелен.

Увеличение плотности микроорганизмов и биологического разнообразия видов наблюдается вдоль желудочно-кишечного тракта в каудально-цервикальном направлении. Различия в составе кишечника также наблюдаются между просветом кишечника и поверхностью слизистой оболочки . Bacteroides, Bifidobacterium, Streptococcus, Enterococcus, Clostridium, Lactobacillus и Ruminococcus являются преобладающими родами в просвете кишечника, в то время как Clostridium, Lactobacillus, Enterococcus и Akkermansia являются преобладающими на поверхности, связанной со слизистой оболочкой , - т.е. это и микробиота , соответственно (или по другому - просветная и мукозная). Микробиота, связанная со слизистой оболочкой, играет очень важную роль в поддержании гомеостаза, учитывая ее близость к кишечному эпителию и основной иммунной системе слизистой оболочки [ 3 ]. Эта микробиота может играть важную роль в поддержании клеточного гомеостаза хозяина или в запуске механизмов воспаления.

После установления этого состава микробиота кишечника остается стабильной на протяжении всей взрослой жизни. Наблюдаются некоторые различия между микробиотой кишечника пожилых и молодых людей , в первую очередь касающиеся преобладания родов Bacteroides и Clostridium у пожилых и типа Firmicutes у молодых людей . Были предложены три варианта кишечной микробиоты человека, классифицированные как энтеротипы на основе вариации уровней одного из трех родов : Bacteroides (энтеротип 1), Prevotella (энтеротип 2) и Ruminococcus (энтеротип 3). Эти три варианта, по-видимому, не зависят от индекса массы тела, возраста, пола или национальности [, ].

В зависимости от частоты и постоянства обнаружения бактерий, вся микрофлора подразделяется на три группы (табл. 1).

Таблица 1. Микробиоценоз желудочно-кишечного тракта.

Тип микрофлоры		Основные представители
Постоянная (индигенная, резистентная)	Облигатная (главная) (90%)	Бактероиды, бифидобактерии
Постоянная (индигенная, резистентная)	Факультативная (сопутствующая) (~10%)	Лактобактерии, эшерихии, энтерококки, клостридии*
Случайная (транзиторная)	Остаточная (<1%)	Клебсиеллы, протей, стафилококки, цитробактер, дрожжи

Однако, такое деление крайне условно . Непосредственно в толстой кишке человека, в различном количестве присутствуют бактерии родов Actinomyces, Сitrobacter, Сorynebacterium, Peptococcus, Veillonella, Аcidominococcus, Аnaerovibrio, Вutyrovibrio, Acetovibrio, Campylobacter, Disulfomonas, Roseburia, Ruminococcus, Selenomonas, Spirochetes, Succinomonas, Wolinella. Помимо указанных групп микроорганизмов можно обнаружить также представителей и других анаэробных бактерий (Gemiger, Anaerobiospirillum, Metanobrevibacter, Megasphaera, Bilophila), различных представителей непатогенных простейших родов Chilomastix, Endolimax, Entamoeba, Enteromonas) и более десяти кишечных вирусов (более 50% здоровых людей имеют одни и те же 75 видов бактерий, и более 90% бактерий толстой кишки принадлежат к типам Bacteroidetes и Firmicutes - Qin, J.; et al . A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature. 2010 , 464 , 59-65.).

Как было отмечено выше, деление микроорганизмов ЖКТ на группы "постоянства и важности" весьма условно. Наука не стоит на месте и с учетом появления новых культурально-независимых методов идентификации микробиоты (секвенирование ДНК, флуоресцентная гибридизация in situ (FISH ), использование технологии Illumina и др.), и проведенной в связи с этим переклассификацией ряда микроорганизмов, взгляд на состав и роль здоровой кишечной микробиоты человека заметно поменялся. Как выяснилось, состав микробиома ЖКТ зависит от человека принадлежности. Появилось и новое представление о доминирующих видах - появилось уточненное филогенетическое древо микробиоты желудочно-кишечного тракта человека (об этом и не только см. в разделах "" & " ".

Между колониями микроорганизмов и кишечной стенкой имеется тесная взаимосвязь, что позволяет их объединять в единый микробно-тканевой комплекс , который образуют микроколонии бактерий и продуцируемые ими метаболиты, слизь (муцин), эпителиальные клетки слизистой оболочки и их гликокаликс, а также клетки стромы слизистой оболочки (фибробласты, лейкоциты, лимфоциты, нейроэндокринные клетки, клетки микроциркуляторного русла и др.). Необходимо помнить о существовании еще одной популяционной части микрофлоры - полостной (или как было указано выше - просветной ), которая является более изменчивой и зависит от скорости поступления пищевых субстратов по пищеварительному каналу, в частности пищевых волокон, которые являются питательным субстратом и играют роль матрицы, на которой фиксируются и образуют колонии кишечные бактерии. Полостная (просветная) флора доминирует в фекальной микрофлоре, что заставляет с особой осторожностью оценивать изменения в различных микробных популяциях, выявляемых при бактериологическом исследовании.

В желудке микрофлоры содержится мало, значительно больше ее в тонком отделе кишечника и особенно много в толстой кишке. Стоит отметить, что всасывание жирорастворимых веществ, наиважнейших витаминов и микроэлементов происходит преимущественно в тощей кишке. Поэтому систематическое включение в рацион и пробиотических продуктов и биодобавок, которые модулируют кишечную микрофлору (микробиоту), регулирующую процессы кишечного всасывания, становится очень эффективным инструментом в профилактике и лечении алиментарных заболеваний.

Кишечное всасывание — это процесс поступление различных соединений через слой клеток в кровь и лимфу, в результате чего организм получает все необходимые ему вещества.

Наиболее интенсивное всасывание происходит в тонкой кишке. Благодаря тому, что в каждую кишечную ворсинку проникают мелкие артерии разветвляющиеся на капилляры, всасываемые питательные вещества легко проникают в жидкие среды организма. Глюкоза и расщепленные до аминокислот белки всасываются в кровь посредственно. Кровь, несущая глюкозу и аминокислоты, направляется к печени, где происходит отложение углеводов. Жирные кислоты и глицерин — продукт переработки жиров под воздействием желчи — всасываются в лимфу и уже оттуда попадают в кровеносную систему.

На рисунке слева (схема строения ворсинки тонкого кишечника): 1 - цилиндрический эпителий, 2 - центральный лимфатический сосуд, 3 - каппилярная сеть, 4 - слизистая оболочка, 5 - подслизистая оболочка, 6 - мышечная пластинка слизистой оболочки, 7 - кишечная железа, 8 - лимфатический канал.

Одно из значений микрофлоры толстого кишечника заключается в том, что она участвует в конечном разложении остатков непереваренной пищи. В толстом кишечнике пищеварение завершается гидролизом не переварившихся остатков пищи. Во время гидролиза в толстом кишечнике участвуют ферменты, которые поступают из тонкой кишки, и ферменты кишечных бактерий. Происходит всасывание воды, минеральных солей (электролитов), расщепление растительной клетчатки, формирование каловых масс.

Микрофлора играет значительную (!) роль в перистальтике, секреции, всасывании и клеточном составе кишечника. Микрофлора участвует в разложении ферментов и других биологически активных веществ. Нормальная микрофлора обеспечивает колонизационную резистентность - защиту слизистой кишечника от болезнетворных бактерий, подавляя патогенные микроорганизмы и предупреждая инифицирование организма. Ферменты бактерий расщепляют , непереваренные в тонкой кишке. Кишечная флора синтезирует витамин К и витамины группы В , ряд незаменимых аминокислот и ферменты необходимые организму. С участием микрофлоры в организме происходит обмен белков, жиров, углеродов, желчных и жирных кислот, холестерина , инактивируются проканцерогены (вещества, способные вызывать рак), утилизируются избытки пищи и формируются каловые массы. Роль нормофлоры чрезвычайно важна для организма хозяина, именно поэтому ее нарушение (дисбактериоз ) и развитие дисбиоза в целом, приводит к серьезным заболеваниям метаболического и иммунологического характера.

Состав микроорганизмов в определённых отделах кишечника зависит от многих факторов: образ жизни, питание, вирусные и бактериальные инфекции, а также медикаментозное лечение, особенно приём антибиотиков. Многие заболевания ЖКТ, включая воспалительные, также могут нарушать экосистему кишечника. Результатом этого дисбаланса являются часто встречающиеся пищеварительные проблемы: вздутие, диспепсия, запор или диарея и т.д.

Подробнее о роли кишечного микробиома в сохранении здоровья ЖКТ см. в статье: (см. в т.ч. ссылки внизу даного раздела ).

На рисунке: Пространственное распределение и концентрация бактерий вдоль желудочно-кишечного тракта человека (усредненнные данные ).

Кишечная микрофлора (кишечный микробиом) представляет собой необычайно сложную экосистему. У одного индивида насчитывается по меньшей мере 17 семейств бактерий, 50 родов, 400-500 видов и неопределённое число подвидов. Микрофлора кишечника подразделяется на облигатную (микроорганизмы, постоянно входящие в состав нормальной флоры и играющие важную роль в метаболизме и противоинфекционной защите) и факультативную (микроорганизмы, часто встречающиеся у здоровых людей, но являющиеся условно-патогенными, т.е. способными вызывать заболевания при снижении резистентности макроорганизма). Доминирующими представителями облигатной микрофлоры являются бифидобактерии .

В таблице 1 указаны наиболее известные функции кишечной микрофлоры (микробиоты), в то время как ее функционал намного шире и еще изучается

Таблица 1. Основные функции кишечной микробиоты

Основные функции

Описание

Пищеварение

Защитные функции

Синтез колоноцитами иммуноглобулина А и интерферонов, фагоцитарная активность моноцитов, полиферация плазматических клеток, формирование колонизационной резистентности кишечника, стимуляция развития лимфоидного аппарата кишки у новорожденных и пр.

Синтетическая функция

Группы К (участвует в синтезе факторов свертывания крови);

В 1 (катализирует реакцию декарбоксилирования кетокислот, является переносчиком альдегидных групп);

В 2 (переносчик электронов с НАДН);

В 3 (перенос электронов к О 2);

В 5 (предшественник коэнзима А, участвует в обмене липидов);

В 6 (переносчик аминогрупп в реакциях с участием аминокислот);

В 12 (участие в синтезе дезоксирибозы и нуклеотидов);

Дезинтоксикационная функция

в т.ч. нейтрализация некоторых видов лекарств и ксенобиотиков: ацетаминофена, азотосодержащих веществ, билирубина, холестерина и пр.

Регуляторная

функция

Регуляция иммунной, эндокринной и нервной систем (последней - через так называемую «gut-brain-axis » -

Сложно переоценить важность микрофлоры для организма. Благодаря достижениям современной науки известно, что нормальная микрофлора кишечника принимает участие в расщеплении белков, жиров и углеводов, создает условия для оптимального протекания процессов пищеварения и всасывания в кишечнике, принимает участие в созревании клеток иммунной системы, что обеспечивает усиление защитных свойств организма и т.д. Двумя главнейшими функциями нормальной микрофлоры являются: барьерная от патогенных агентов и стимуляция ответной иммунной реакции:

БАРЬЕРНОЕ ДЕЙСТВИЕ. Кишечная микрофлора оказывает подавляющее действие на размножение болезнетворных бактерий и таким образом предотвращает патогенные инфекции.

Процесс прикрепления ия включает в себя сложные механизмы. Бактерии кишечной микрофлоры подавляют или уменьшают прилипание патогенных агентов путём конкурентного исключения.

К примеру, бактерии пристеночной (мукозной) микрофлоры занимают определённые рецепторы на поверхности эпителиальных клеток. Патогенные бактерии , которые могли привязаться к тем же рецепторам, устраняются из кишечника. Таким образом, кишечные бактерии препятствуют проникновению в слизистую оболочку патогенных и условно-патогенных микробов (в частности, пропионовокислые бактерии P. freudenreichii имеют довольно хорошие адгезивные свойства и прикрепляются к клеткам кишечника очень надежно, создавая упомянутый защитный барьер. Также, бактерии постоянной микрофлоры помогают поддерживать кишечную перистальтику и целостность слизистой кишечника. Так, б актерии - комменсалы толстой кишки в ходе катаболизма неперевариваемых в тонкой кишке углеводов (т.н. пищевых волокон ) образуют короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA, short-chain fatty acids ), такие как ацетат, пропионат и бутират, которые поддерживают барьерные функции муцинового слоя слизи (повышают продукцию муцинов и защитную функцию эпителия).

ИММУННАЯ СИСТЕМА КИШЕЧНИКА. В кишечнике человека сосредоточено более 70 % иммунных клеток. Главной функцией иммунной системы кишечника является защита от проникновения бактерий в кровь. Вторая функция - устранение патогенов (болезнетворных бактерий). Это обеспечивают два механизма: врождённый (наследуется ребенком от матери, люди с рождения имеют в крови антитела) и приобретённый иммунитет (появляется после попадания в кровь чужеродных белков, например, после перенесения инфекционного заболевания).

При контакте с патогенами происходит стимуляция иммунной защиты организма. При взаимодействии с Toll-подобными рецепторами запускается синтез различного типа цитокинов. Микрофлора кишечника воздействуют на специфические скопления лимфоидной ткани. Благодаря этому происходит стимуляция клеточного и гуморального иммунного ответа. Клетки иммунной системы кишечника активно вырабатывают секреторный иммунолобулин А (LgA) - белок, который участвует в обеспечении местного иммунитета и является важнейшим маркером иммунного ответа.

АНТИБИОТИКОПОДОБНЫЕ ВЕЩЕСТВА. Также, микрофлора кишечника вырабатывает множество антимикробных веществ, которые угнетают размножение и рост патогенных бактерий. При дисбиотических нарушениях в кишечнике наблюдается не только избыточный рост патогенных микробов, но и общее снижение иммунной защиты организма. Нормальная микрофлора кишечника играет особенно важную роль в жизни организма новорожденных и детей.

Благодаря продукции лизоцима, перекиси водорода, молочной, уксусной, пропионовой, масляной и ряда других органических кислот и метаболитов, снижающих кислотность (pH) среды бактерии нормальной микрофлоры эффективно борются с патогенами. В этой конкурентной борьбе микроорганизмов за выживание антибиотикоподобные вещества типа бактериоцинов и микроцинов занимают ведущее место. Ниже на рисунке Слева: Колония ацидофильной палочки (х 1100), Справа: Разрушение Shigella flexneri (а) (Шигелла Флекснера — вид бактерий, возбудителей дизентерии) под действием бактериоцинпродуцируюших клеток ацидофильной палочки (х 60000)

Стоит особо отметить, что в кишечнике практически все микроорганизмы имеют особую форму сосуществования, которая называется биопленкой. Биоплёнка - это сообщество (колония) микроорганизмов, расположенных на какой-либо поверхности, клетки которых прикреплены друг к другу. Обычно клетки погружены в выделяемое ими внеклеточное полимерное вещество - слизь. Именно биопленка выполняет основную барьерную функцию от проникновения патогенов в кровь, путем исключения возможности их проникновения к эпителиальным клеткам.

О биопленке см. подробнее:

ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ СОСТАВА МИКРОФЛОРЫ ЖКТ

История изучения состава микрофлоры желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) началась в 1681 г., когда голландский исследователь Антони Ван Левенгук впервые сообщил о своих наблюдениях относительно бактерий и других микроорганизмов, обнаруженных в человеческих фекалиях, и выдвинул гипотезу о совместном существовании различных видов бактерий в желудочно-кишечном тракте.

В 1850 году Луи Пастер развил концепцию о функциональной роли бактерий в ферментационном процессе, а немец-кий врач Роберт Кох продолжил исследования в данном направлении и создал методику выделения чистых культур, позволяющую идентифицировать специфичные бактериальные штаммы, что необходимо для разграничения болезнетворных и полезных микроорганизмов.

В 1886 г. один из основоположников учения о кишечных инфекциях F. Esherich впервые описал кишечную палочку (Bacterium coli communae). Илья Ильич Мечников в 1888 году, работая в Институте Луи Пастера, утверждал, что в кишечнике человека обитает комплекс микроорганизмов, которые оказывают на организм «аутоинтоксикационный эффект», полагая, что введение в ЖКТ «здравословных» бактерий способно модифицировать действие кишечной микрофлоры и противодействовать интоксикации. Практическим воплощением идей Меч-ни-кова стало применение ацидофильных лактобацилл с терапевтическими целями, начатое в США в 1920-1922 годах. Отечественные исследователи приступили к изу-чению этого вопроса только в 50-х годах XX века.

В 1955 г. Перетц Л.Г. показал, что кишечная палочка здоровых людей является одним из основных представителей нормальной микрофлоры и играет положительную роль благодаря сильным антагонистическим свойствам по отношению к патогенным микробам. Начатые более 300 лет назад исследования состава кишечного микробиоценоза , его нормальной и патологической физиологии и разработка способов положительного влияния на кишечную микрофлору продолжаются и в настоящее время.

ЧЕЛОВЕК, КАК СРЕДА ОБИТАНИЯ БАКТЕРИЙ

Основными биотопами являются: желудочно-кишечный тракт (ротовая полость, желудок, тонкая кишка, толстая кишка), кожа, дыхательные пути, урогенитальная система. Но основной интерес для нас здесь представляют органы пищеварительной системы, т.к. основная масса разнообразных микроорганизмов обитает именно там.

Микрофлора ЖКТ является наиболее представительной, масса киишечной микрофлоры у взрослого человека составляет более 2,5 кг, численностью - до 10 14 КОЕ/г. Ранее считалось, что в состав микробиоценоза ЖКТ входят 17 семейств, 45 родов, более 500 видов микроорганизмов (последние данные - около 1500 видов) постоянно корректируются .

С учетом новых данных, полученных при исследовании микрофлоры различных биотопов ЖКТ с помощью молекулярно-генетических методов и метода газожидкостной хромато-масс-спектрометрии общий геном бактерий ЖКТ насчитывает 400 тыс. генов, что в 12 раз превышает размер генома человека.

Подвергнута анализу на гомологию секвенированных генов 16S pРНК пристеночная (мукозная) микрофлора 400 различных отделов ЖКТ, полученная при эндоскопическом исследовании различных отделов кишечника добровольцев.

В результате исследования показано, что пристеночная и просветная микрофлора включает 395 филогенетически обособленных групп микроорганизмов, из которых 244 являются абсолютно новыми. При этом 80% новых таксонов, выявленных при молекулярно-генетическом исследовании, относятся к некультивируемым микроорганизмам. Большинство из предполагаемых новых филотипов микроорганизмов являются представителями родов Firmicutes и Bactero-ides. Общее количество видов приближается к 1500 и требует дальнейшего уточнения.

ЖКТ через систему сфинктеров сообщается с внешней средой окружающего нас мира и одновременно через кишечную стенку - с внутренней средой организма. Благодаря этой особенности в полости ЖКТ создалась собственная среда, которую можно разделить на две отдельные ниши: химус и слизистая оболочка. Пище-варительная система человека взаимодействует с различными бактериями, которые можно обозначить, как «эндотрофную микрофлору кишечного биотопа человека». Эндотрофная микрофлора человека делится на три основные группы. К первой группе относят полезную для человека эубиотическую индигенную или эубиотическую транзиторную микрофлору; ко второй - нейтральные микроорганизмы, постоянно или периодически высевающиеся из кишечника, но не влияющие на жизнедеятельность человека; к третьей - патогенные или потенциально патогенные бактерии («агрессивные популяции»).

ПОЛОСТНОЙ И ПРИСТЕНОЧНЫЙ МИКРОБИОТОПЫ ЖКТ

В микроэкологическом плане желудочно-кишечный биотоп может быть разделен на ярусы (ротовая полость, желудок, отделы кишечника) и микробиотопы (полостной, пристеночный и эпителиальный).

Способность к аппликации в пристеночном микробиотопе, т.е. гистадгезивность (свойство фиксироваться и колонизировать ткани) определяют суть транзиторности или индигенности бактерий. Эти признаки, а также принадлежность к эубиотической или агрессивной группе являются основными критериями, характеризующими взаимодействующий с ЖКТ микроорганизм. Эуби-о-тические бактерии участвуют в создании колонизационной резистентности организма, что является уникальным механизмом системы противоинфекционных барьеров.

Полостной микробиотоп на протяжении ЖКТ неоднороден, его свойства определяются составом и качеством содержимого того или иного яруса. Ярусы имеют свои анатомические и функциональные особенности, поэтому их содержимое различается по составу веществ, консистенции, рН, скорости перемещения и другим свойствам. Эти свойства определяют качественный и количественный состав адаптированных к ним полостных микробных популяций.

Пристеночный микробиотоп является важнейшей структурой, огра-ни-чивающей внутреннюю среду организма от внешней. Он представлен слизистыми наложениями (слизистый гель, муциновый гель), гликокаликсом, расположенным над апикальной мембраной энтероцитов и поверхностью самой апикальной мембраны.

Пристеночный микробиотоп представляет наибольший (!) интерес с позиции бактериологии, так как именно в нем возникает полезное или вредное для человека взаимодействие с бактериями - то, что мы называем симбиозом.

Иными словами, в микрофлоре кишечнике различают 2 вида :

мукозную (М) флору - мукозная микрофлора взаимодействует со слизистой оболочкой желудочно-кишечного тракта, образуя микробно-тканевой комплекс - микроколонии бактерий и их метаболиты, эпителиальные клетки, муцин бокаловидных клеток, фибробласты, иммунные клетки Пейровых бляшек, фагоциты, лейкоциты, лимфоциты, нейроэндокринные клетки;

просветную (П) флору - просветная микрофлора находиться в просвете желудочно-кишечного тракта, не взаимодействует со слизистой оболочкой. Субстратом для её жизнедеятельности является неперевариваемые пищевые волокна, на которых она и фиксируется.

На сегодняшний день известно, что микрофлора слизистой оболочки кишечника существенно отличается от микрофлоры просвета кишечника и каловых масс. Хотя у каждого взрослого человека кишечник населяет определенная комбинация преобладающих видов бактерий, состав микрофлоры может меняться в зависимости от образа жизни, питания и возраста. Сравни-тельное исследование микрофлоры у взрослых лиц, состоящих в генетическом родстве той или иной степени, выявило, что на состав кишечной микрофлоры генетические факторы влияют больше, чем питание.

Примечание к рисунку: ФОЖ - фундальный отдел желудка, АОЖ - антральный отдел желудка, ДПК - двенадцатиперстная кишка ( : Чернин В.В., Бондаренко В.М., Парфенов А.И. Участие просветной и мукозной микробиоты кишечника человека в симбионтном пищеварении. Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН (электронный журнал), 2013, №4)

Расположение мукозной микрофлоры соответствует степени ее анаэробиоза: облигатные анаэробы (бифидобактерии, бактероиды, пропионовокислые бактерии и др.) занимают нишу в непосредственном контакте с эпителием, далее располагаются аэротолерантные анаэробы (лактобациллы и др.), еще выше — факультативные анаэробы, а затем — аэробы. Просветная микрофлора является наиболее изменчивой и чувствительной к различным экзогенным воздействиям. Изменение рационов питания, экологические воздействия, медикаментозная терапия, прежде всего отражаются на качестве просветной микрофлоры.

См. дополнительно:

Количество микроорганизмов мукозной и просветной микрофлоры

К внешним воздействиям мукозная микрофлора более устойчива, чем просветная микрофлора. Соотношения между мукозной и просветной микрофлорой динамичны, и определяются следующими факторами:

эндогенные факторы - влияния слизистой оболочки пищеварительного канала, его секретов, моторики и самих микроорганизмов;
экзогенные факторы - влияют непосредственно и опосредованно через эндогенные факторы, например, прием той или иной пищи изменяет секреторную и моторную деятельность пищеварительного тракта, что трансформирует его микрофлору

МИКРОФЛОРА РОТОВОЙ ПОЛОСТИ, ПИЩЕВОДА И ЖЕЛУДКА

Рассмотрим композиции нормальной микрофлоры разных отделов ЖКТ.

Ротовая полость и глотка осуществляют предварительную механическую и химическую обработку пищи и дают оценку бактериологической опасности относительно проникающих внутрь человеческого организма бактерий.

Слюна является первой пищеварительной жидкостью, обрабатывающей пищевые вещества и воздействующей на проникающую микрофлору. Общее содержание бактерий в слюне вариабельно и в среднем составляет 10 8 МК/мл.

В состав нормальной микрофлоры ротовой полости входят стрептококки, стафилококки, лактобациллы, коринебактерии, большое количество анаэробов. Всего микрофлора рта насчитывает более 200 видов микроорганизмов.

На поверхности слизистой в зависимости от применяемых индивидуумом гигиенических средств обнаруживается около 10 3 -10 5 МК/мм2. Колонизационную резистентность рта осуществляют преимущественно стрептококки (S. salivarus, S. mitis, S. mutans, S. sangius, S. viridans), а также представители кожного и кишечного биотопов. При этом S. salivarus, S. sangius, S. viridans хорошо прилипают к слизистой оболочке и зубному налету. Эти альфа-гемолитические стрептококки, обладающие высокой степенью гистадгезии, сдерживают колонизацию рта грибами рода Сandida и стафилококками.

Микрофлора, транзиторно проходящая через пищевод, нестабильна, гистадгезивности к его стенкам не проявляет и характеризуется обилием временно находящихся видов, попадающих из полости рта и глотки. В желудке создаются относительно неблагоприятные условия для бактерий, обусловленные повышенной кислотностью, воздействием протеолитических ферментов, быстрой моторно-эвакуаторной функцией желудка и другими факторами, лимитирующих их рост и размножение. Здесь микроорганизмы содержатся в количестве, не превышающем 10 2 -10 4 в 1 мл содержимого. Эубиотики в желудке осваивают в основном полостной биотоп, пристеночный микробиотоп для них менее доступен.

Основными микроорганизмами, активными в желудочной среде, являются кислотоустойчивые представители рода Lactobacillus, обладающие или не обладающие гистадгезивным отношением к муцину, некоторые виды почвенных бактерий и бифидобактерии. Лактоба-цил-лы, несмотря на короткое время пребывания в желудке, способны, кроме антибиотического действия в полости желудка, временно колонизировать пристеночный микробиотоп. В результате совместного действия защитных компонентов основная масса попавших в желудок микроорганизмов погибает. Однако при нарушении работы слизистого и иммунобиологического компонентов некоторые бактерии находят в желудке свой биотоп. Так, за счет факторов патогенности в желудочной полости закрепляется популяция Helico-bacter pylori.

Немного о кислотности желудка: Максимальная теоретически возможная кислотность в желудке 0,86 рН. Минимальная теоретически возможная кислотность в желудке 8,3 рН. Нормальная кислотность в просвете тела желудка натощак 1,5-2,0 рН. Кислотность на поверхности эпителиального слоя, обращённого в просвет желудка 1,5-2,0 рН. Кислотность в глубине эпителиального слоя желудка около 7,0 рН.

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ТОНКОГО КИШЕЧНИКА

Тонкий кишечник - это трубка около 6м длиной. Она занимает практически всю нижнюю часть брюшной полости и является самой длинной частью пищеварительной системы, соединяюще желудок с толстым кишечником. Большая часть пищи уже переваривается в тонком кишечнике с помощью специальных веществ - энзимов (ферментов).

К основным функциям тонкой кишки относят полостной и пристеночный гидролиз пищи, всасывание, секрецию, а также барьерно-защитную. В последней, кроме химических, ферментативных и механических факторов, значительную роль играет индигенная микрофлора тонкой кишки. Она принимает активное участие в полостном и пристеночном гидролизе, а также в процессах всасывания пищевых веществ. Тонкая кишка является одним из важнейших звеньев, обеспечивающих длительное сохранение эубиотической пристеночной микрофлоры.

Существует разница в заселении эубиотической микрофлорой полостного и пристеночного микробиотопов, а также заселении ярусов по длине кишки. Полостной микробиотоп подвержен колебаниям по составу и концентрации микробных популяций, пристеночный микробиотоп имеет сравнительно стабильный гомеостаз. В толще слизистых наложений сохраняются популяции, обладающие гистадгезивными свойствами к муцину.

Проксимальный отдел тонкой кишки в норме содержит относительно небольшое количество грамположительной флоры, состоящей главным образом из лактобацилл, стрептококков и грибов. Концентрация микроорганизмов составляет 10 2 -10 4 на 1 мл кишечного содержимого. По мере приближения к дистальным отделам тонкой кишки общее количество бактерий возрастает до 10 8 на 1 мл содержимого, одновременно появляются дополнительные виды, включающие энтеробактерии, бактероиды, бифидобактерии.

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ТОЛСТОГО КИШЕЧНИКА

Основными функциями толстой кишки являются резервирование и эвакуация химуса, остаточное переваривание пищи, выделение и всасывание воды, всасывание некоторых метаболитов, остаточного питательного субстрата, электролитов и газов, формирование и детоксикация каловых масс, регуляция их выделения, поддержание барьерно-защитных механизмов.

Все перечисленные функции выполняются с участием кишечных эубиотических микроорганизмов. Количество микроорганизмов толстой кишки составляет 10 10 -10 12 КоЕ на 1 мл содержимого. На бактерии приходится до 60% каловых масс. На протяжении всей жизни у здорового человека преобладают анаэробные виды бактерий (90-95% всего состава): бифидобактерии, бактероиды, лактобациллы, фузобактерии, эубактерии, вейллонеллы, пептострептококки, клостридии. От 5 до 10% микрофлоры толстой кишки составляют аэробные микроорганизмы: эшерихии, энтерококки, стафилококки, различные виды условно-патогенных энтеробактерий (протей, энтеробактер, цитробактер, серрации и др.), неферментирующие бактерии (псевдомонады, ацинетобактер), дрожжеподобные грибы рода Сandida и др.

Анализируя видовой состав микробиоты толстой кишки, необходимо подчеркнуть, что в ее состав, помимо указанных анаэробных и аэробных микроорганизмов, входят представители непатогенных простейших родов и около 10 кишечных вирусов. Таким образом, у здоровых лиц в кишечнике насчитывается около 500 видов различных микроорганизмов, большую часть из которых составляют представители так называемой облигатной микрофлоры - бифидобактерии, лактобактерии, непатогенная кишечная палочка и др. На 92-95% микрофлора кишечника состоит из облигатных анаэробов.

1. Преобладающие бактерии. В связи с анаэробными условиями у здорового человека в составе нормальной микрофлоры в толстом кишечнике преобладают (около 97%) анаэробные бактерии: бактероиды (особенно Bacteroides fragilis), анаэробные молочнокислые бактерии (например, Bifidumbacterium), клостридии (Clostridium perfringens), анаэробные стрептококки, фузобактерии, эубактерии, вейлонеллы.

2. Малую часть микрофлоры составляют аэробные и факультативно-анаэробные микроорганизмы : грамотрицательные колиформные бактерии (прежде всего кишечная палочка - E.Coli), энтерококки.

3. В очень небольшом количестве : стафилококки, протеи, псевдомонады, грибы рода Candida, отдельные виды спирохет, микобактерий, микоплазм, простейших и вирусов

Качественный и количественный СОСТАВ основной микрофлоры толстого кишечника у здоровых людей (КОЕ/г фекалий) меняется в зависимости от их возрастной группы.

На рисунке показаны особенности роста и ферментативной активности бактерий в проксимальном и дистальном отделах толстого кишечника при различных условиях молярности, мМ (молярной концентрации) короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК) и величины водородного показателя, pH (кислотности) среды .

«Этажность расселения бактерий »

Для лучшего понимания темы дадим краткие определе ния понятиям, что такое аэробы и анаэробы

Анаэробы — организмы (в т.ч. микроорганизмы), получающие энергию при отсутствии доступа кислорода путем субстратного фосфорилирования, конечные продукты неполного окисления субстрата при этом могут быть окислены с получением большего количества энергии в виде АТФ в присутствии конечного акцептора протонов организмами, осуществляющими окислительное фосфорилирование.

Факультативные (условные) анаэробы — организмы, энергетические циклы которых проходят по анаэробному пути, но способные существовать и при доступе кислорода (т.е. растут как в анаэробных, так и в аэробных условиях), в отличие от облигатных анаэробов, для которых кислород губителен.

Облигатные (строгие) анаэробы — организмы, живущие и растущие только при отсутствии молекулярного кислорода в среде, он для них губителен.

Аэробы (от греч . aer — воздух и bios — жизнь) — организмы, обладающие аэробным типом дыхания, то есть способностью жить и развиваться только при наличии свободного кислорода, и растущие, как правило, на поверхности питательных сред.

К анаэробам относятся почти все животные и растения, а также большая группа микроорганизмов, которые существуют за счёт энергии, освобождающейся при реакциях окисления, протекающих с поглощением свободного кислорода.

По отношению аэробов к кислороду их делят на облигатные (строгие), или аэрофилы, которые не могут развиваться в отсутствии свободного кислорода, и факультативные (условные), способные развиваться при пониженном содержании кислорода в окружающей среде.

Следует отметить, что бифидобактерии , как наиболее строгие анаэробы колонизируют наиболее близкую к эпителию зону, где всегда поддерживается отрицательный окислительно-восстановительный потенциал (причём не только в толстой кишке, но и в других, более аэробных биотопах организма: в ротоглотке, влагалище, на кожных покровах). Пропионовокислые бактерии относятся к менее строгим анаэробам, т.е к факультативным анаэробам и могут переносить лишь низкое парциональное давление кислорода.

Два различающихся по анатомо-физиологическим и экологическим характеристикам биотопа - тонкую и толстую кишку отделяет эффективно функционирующий барьер: баугиневая заслонка, которая открывается и закрывается, пропуская содержимое кишечника только в одном направлении, и удерживает обсемененность кишечной трубки в количествах, необходимых здоровому организму.

По мере продвижения содержимого внутри кишечной трубки снижается парциальное давление кислорода и повышается значение рН среды, в связи с чем появляется «ЭТАЖНОСТЬ» расселения различных видов бактерий по вертикали: выше всего располагаются аэробы , ниже факультативные анаэробы и еще ниже - строгие анаэробы .

Таким образом, хотя содержание бактерий во рту может быть достаточно высоким - до 10 6 КОЕ/мл, оно снижается до 0-10 2-4 КОЕ/мл в желудке, поднявшись до 10 5 КОЕ/мл в тощей кишке и до 10 7-8 КОЕ/мл в дистальных отделах подвздошной кишки, с последующим резким возрастанием количества микробиоты в толстой кишке, достигая уровня 10 11-12 КОЕ/мл в дистальных ее отделах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Эволюция человека и животных проходила при постоянном контакте с миром микробов, в результате чего сформировались тесные взаимоотношения между макро- и микроорганизмами. Влияние микрофлоры ЖКТ на поддержание здоровья человека, его биохимического, метаболического и иммунного равновесия несомненно и доказано большим количеством экспериментальных работ и клинических наблюдений. Ее роль в генезе многих заболеваний продолжают активно изучать (атеросклероз, ожирение, синдром раздраженного кишечника, неспецифические воспалительные заболевания кишечника, целиакия, колоректальный рак и др.). Поэтому проблема коррекции нарушений микрофлоры, по сути, является проблемой сохранения здоровья человека, формирования здорового образа жизни. Препараты пробиотики и пробиотические продукты обеспечивают восстановление нормальной микрофлоры кишечника, повышают неспецифическую резистентность организма.

СИСТЕМАТИЗИРУЕМ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗНАЧИМОСТИ НОРМАЛЬНОЙ МИКРОФЛОРЫ ЖКТ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА

МИКРОФЛОРА ЖКТ:

защищает организм от токсинов, мутагенов, канцерогенов, свободных радикалов;
яляется биосорбентом, аккумулирующим множество токсических продуктов: фенолы, металлы, яды, ксенобиотики и т.д.;
подавляет гнилостные, патогенные и условно патогенные бактерии, возбудителей кишечных инфекций;
ингибирует (подавляет) активность ферментов, вовлекаемых в образование опухолей;
укрепляет иммунную систему организма;
синтезирует антибиотикоподобные вещества;
синтезирует витамины и незаменимые аминокислоты;
играет огромную роль в процессе пищеварения, а также в обменных процессах, способствует всасыванию витамина Д, железа и кальция;
является главным переработчиком пищи;
восстанавливает моторную и пищеварительную функции желудочно-кишечного тракта, предотвращает метеоризм, нормализирует перистальтику;
нормализует психическое состояние, регулирует сон, циркадные ритмы, аппетит;
обеспечивает клетки организма энергией.

См. подробнее:

Локальные и системные функции микробиоты. (Бабин В.Н., Минушкин О.Н., Дубинин А.В. и др., 1998 г.)

Крайней степенью дисбактериоза кишечника является появление в крови (!) патогенных бактерий из желудочно-кишечного тракта (бактериемия) или даже развитие сепсиса:

На видео показаны некоторые моменты того, как нарушение иммунной защиты может привести к попаданию в кровь опасных бактерий

Заключение:

В связи с тем, что современная наука, изучающая микроорганизмы и их влияние на человека не стоит на месте, кардинально меняются и многие представления о роли кишечной микрофлоры, которую сегодня принято называть кишечным микробиомом или кишечной микробиотой. Микробиом человека более обширное понятие, чем кишечный микробиом. Однако имено кишечный микробиом является самым представительным в организме человека и оказывает наиболее существенное влияние на все протекающие в нем метаболические и иммунологические процессы. Результаты современных исследований четко показывают, что кишечная микробиота может являться отличной мишенью для терапевтических вмешательств с целью профилактики и лечения многих заболеваний. Для получения начального представления о различных механизмах взаимодействия кишечного микробиома с хозяином рекомендуем ознакомиться с дополительным материалом. Пробиотики и пребиотики для улучшения состояния при СД 1 типа

Статьи по теме:

Журнал осмотра детей на чесотку и педикулез — форма и оформление Журнал осмотра контактных детей

Отрасль: Образование Специализации: Заведующему детским садом,...

Это (,) наверное (,) вводные слова

Выражение «на самом деле» запятой может отделяться от остального...

Несколько способов гадания на свадьбу: все карты Вам в руки

Для любой девушки очень волнительным и важным вопросом считается...

Выбор читателей