Микрофлора кишечника

Полное разнообразие микрофлоры кишечника начало осуществляться относительно недавно. Микробное сообщество кишечника одно из самых сложных в организации: включает 450-500 видов и несколько миллионов генов. Как показывают новые исследования, существует сложная двунаправленная связь между микрофлорой кишечника и хозяина, причем эта связь, по-видимому, имеет решающее значение для здоровья человека.
Микрофлора человека играет важную роль в переваривании пищи и экстракции питательных веществ, иммунном ответе хозяина, в защите от инфекции, а также в регуляции обмена веществ хозяина.

Что характеризует нормальную микрофлору кишечника

Большинство научных исследований, включая современную работу «Проект микробиом человека» (Human Microbiome Project), были сосредоточены на флоре толстого кишечника. Однако микрофлора обнаруживается не только в толстой кишке. Важно отметить, что микробиом пищевода, желудка и тонкой кишки значительно отличается от таковой толстой кишки.

В пищеводе, например, разнообразие микробов не выражено, представлен несколькими видами, например стрептококка. В желудке, учитывая высокую кислотность (низкий pH), формируется среда, которую выбирает для жизни ограниченное количество кислотоустойчивых бактерий.

Про хитрые бактерии тонкого кишечника уже писал.

Кроме того, в толстой кишке, по-видимому, существуют различия между популяциями микроорганизмов, которые обнаруживаются в просвете кишечника (стуле) и образцах, выявленных вблизи слизистой оболочки. Что это значит? Что бактериологическое исследование кала может не давать полноценной картины…

Здоровая микрофлора кишечника очень разнообразна, вероятно, охватывает более 500 видов. Да, существует определенный стабильный состав у здоровых лиц, включающий Firmicutes и Bacteroides, за которыми следует Actinobacteria и Verrucomicrobia.

Состав микрофлоры кишечника

Микробиом кишечника был дополнительно описан Arumugam с соавт. Было выделено три различных энтеротипа, в которых преобладает относительно большое количество:

— Bacteroides (Бактероиды)

— Prevotella (Превотеллы)

— Ruminicoccus (Руминококки)

Ряд авторов выявляет «размытость» границ между этими энтеротипами. Состав микрофлоры может меняться в пределах т.н. «энтероградиента» (enterogradients).

Учены стремятся описать, какие признаки характеризуют собой «здоровую» или «нормальную» микрофлору кишечника с точки зрения некоторых видов микробов («хороших»), разнообразия микрофлоры, а также разнообразие генов микроорганизмов.
Исследования показывают, что богатство видов бактерий может быть полезным. Так у людей с низким уровнем бактериальных генов (менее 480 000) чаще выявляется ожирение, резистентность к инсулину и дислипидемия.
Также для здоровья важны относительные пропорции бактерий. При отсутствии выраженных изменений диеты микробиом человека может быть довольно стабильным в течение длительного времени.

Какие факторы влияют на микрофлору кишечника

Возраст, иммунная система хозяина, генетика хозяина, питание, использование антибиотиков, — все это может повлиять на микробиоценоз кишечника.

Возраст

Микрофлора очень быстро развивается в раннем возрасте и характеризуется относительно низким разнообразием и нестабильностью. Кишечник новорожденного колонизируется еще в родах, хотя бактерии иногда выявляют в меконии (содержимое кишечника плода и только что родившегося).
При естественных родах кишечник первоначально колонизируется вагинальной микробиотой: Lactobacillus и Prevotella. У тех, кто рождается посредством кесарева сечения, первой кишечной флорой является микробиом кожи.
У грудных детей в первый год жизни доминируют бифидобактерии и снижается количество анаэробов, полученных при рождении. Некоторые бифидобактерии имеют специальные ферменты, которые позволяют расщепить лактозу человеческого молока. Кроме того повышают концентрацию секреторного иммуноглобулина А, чем укрепляют барьер слизистой оболочки кишечника.
Еще интересно то, что микрофлора грудного ребенка обогащается определенными генами, которые позволяют синтезировать фолаты (стимулирует развитие нервной системы).
Микрофлора кишечника после введения в рацион твердой пищи к 3 годам похожа на таковую у взрослого. С возрастом меняются пропорции в микробном сообществе: количество Firmicutes, бифидобактерий и Faecalibacterium prausnitzii уменьшается, тогда как представители Prottebacteria, стафилококков, E. coli увеличивается.

Иммунная система хозяина

В кишечнике очень большое количество микробов находится в непосредственной близости от поверхности эпителиальных клеток, что приводит к значительному воздействию на иммунную систему. Однако, здоровая иммунная система кишечника имеет ряд механизмов устойчивости.

Во-первых, в толстой кишке есть два слоя слизи. Первый слабофиксирован к слизистой (поверхности), колонизирован бактериями, а второй — плотный, с сильной адгезией к эпителию кишечника, бактерий практически не имеет. Этот внутренний слой физически разграничивает микробы и стенку кишечника.

Во-вторых, имеются в кишечнике еще и антибактериальные пептиды, которые помогают поддерживать активность бактерий в поверхностном слое.

Ну и в третьих. Т-лимфоциты в кишечнике подавляются, чтобы предотвратить нежелательное воспаление.

Исследование влияние микрофлоры на развитие иммунной системы сейчас очень интенсивно ведется. В экспериментах на мышах доказано: у грызунов, свободных от кишечной флоры, нарушается развитие лимфоидных тканей кишечника, к примеру таких, как Пейеровы бляшки. Раннее развитие В-клеток (лимфоциты, продуцирующие антитела) происходит в слизистой оболочке кишечника (также в печени и костном мозге плода). Формирование рецепторов на В-лимфоцитах, по видимому, связано с кишечной микрофлорой. Кроме того, В-лимфоциты, продуцирующие секреторные igA также созревают в Пейеровых бляшках. у «стерильных» мышей к тому же снижается количество Th1(киллеров) и хитрых Th17 лимфоцитов.

Генетика хозяина

Выявлено, что у членов семей больше сходств по микрофлоре, чем у не родственных людей. По последним данным, согласно исследованиям с участием 977 человек, микробиомы больше всего сходны у близнецов, чем у неродственных людей и более схожи у монозиготных близнецов. В этом исследовании так же выявлено, что наличие во флоре бактерий из семейства Christensenellaceae было связано с низким индексом массы тела… Что же получается? Человек может быть худым, в зависимости от микрофлоры кишечника?

Диета

Внимание! Это один из наиболее важных модификаторов микрофлоры кишечника. Как показали эксперименты по руководством De Filipo, кишечная микрофлора детей, проживающих в сельской меcтности Буркина-Фасо (Африка) отличается от таковой у детей во Флоренции (Италия). Сельские дети употребляли пищу, богатую клетчаткой, углеводами и растительным белком. У них было выявлено большое разнообразие микроорганизмов, повышенное количество первотелл (почти 53% массы бактерий!) и более низким содержанием Bacteroides. В кишечнике также было обнаружено повышенное количество короткоцепочечных жирных кислот, которое, вероятно, отражает повышенную способность разрушать клетчатку, крахмал и углеводы из рациона цельных зерен.
Дети, живущие во Флоренции (горожане) имели в диете высокое содержание сахара, животного белка, жира и низкое содержание клетчатки. У них в кишечнике преобладали бактероиды.

Антибиотики

Ну кто не слышал этого слова? Даже нельзя, наверное, найти человека, который хоть раз в жизни их не принимал.
Антибиотики оказывают значительное краткосрочное воздействие на микробиоту кишечника, наблюдаемое в течение 3-4 дней еще после приема препарата. Степень таких изменений зависит от типа антибиотика. Вот что показывают исследования: даже воздействие коротких курсов антибиотиков может оказывать долгосрочное воздействие на кишечную микрофлору. В одном из исследований, после приема клиндамицина состав микрофлоры кишечника восстанавливался 18 месяцев.

Влияние микрофлоры кишечника на обмен веществ

Микробиом кишечника значительно расширяет диапазон метаболизма хозяина и помогает его регулировать. Механизм этот только начинает изучаться.
Микроорганизмы толстого кишечника играют важную роль в синтезе микроэлементов, таких как витамин В12, витамин К, фолиевая кислота, участвуют в усвоении кальция, магния, железа. Микробиом толстой кишки усваивает плохо перевариваемые углеводы, при этом выделяя короткоцепочечные жирные кислоты, которые важны для здоровья и иммунной системы. По-видимому, микрофлора кишечника имеет решающее значение для регулирования метаболизма хозяина и может быть важным фактором в предотвращении ожирения. У мышей, перенос кишечной микрофлоры от соплеменников с ожирением привел к повышению ожирения на 17% в контрольной группе.

Так что не так проста микрофлора кишечника. Она влияет на нашу жизнь намного больше, чем казалось ранее.

---