Организм человека представляет собой единую систему. На слизистых оболочках и коже живет большое количество микроорганизмов. Микрофлора организма представляет собой совокупность микробиоценозов, то есть бактерий и грибков, которые постоянно обитают в одном месте (рот, кишечник, ЖКТ, влагалище и т.д.), не вызывая при этом никаких болезней. Микрофлора очень важна, она помогает поддерживать работу внутренних органов. Наибольшее количество бактерий находится в кишечнике, а именно в толстой кишке.

Функции и виды микрофлоры человека

Микроорганизмы, которые составляют микрофлору человека, находятся в симбиозе с человеком. При нарушении микрофлоры неизменно происходит сбой в работе организма, иммунной системы. Для хорошего самочувствия необходимо следить за этим балансом и постоянно его поддерживать правильным питанием и гигиеной.

Нормальная микрофлора человека включает в себя огромное количество бактерий. Они не только не наносят вреда человеческому организму, но и выполняют ряд важных функций:


  1. Защитная. Полезные бактерии позволяют защищать от болезнетворных микроорганизмов. Так, например, микрофлора влагалища или кишечника не позволяет вредоносным бактериям размножаться. При нарушении этого баланса снижается иммунитет, что довольно часто приводит к различным инфекционным заболеваниям.
  2. Синтез витаминов. Эту функцию в первую очередь выполняет микрофлора кишечника. Витамины, которые там синтезируются, всасываются в слизистую оболочку, попадают в кровоток и быстро разносятся по организму.
  3. Ферментативная. Микрофлора организма участвует в выработке ферментов, необходимых для обмена веществ, переваривания пищи.
  4. Детоксикация. Микрофлора обладает способностью выводит из организма вредные токсичные вещества, выявлять их, превращая в нетоксичные, а затем выводить из организма.
  5. Генетическая. Нормальная микрофлора человека содержит большое количество генетического материала. Между полезными и патогенными видами постоянно происходит генетический обмен.

Помимо перечисленного, микрофлора выполняет и другие важные функции, например, отвечает за нормальное психическое состояние человека, сон и аппетит. Доказано, что от нормальной микрофлоры организма зависит продолжительность жизни человека.

Существует несколько разновидностей микрофлоры в зависимости от того, где она находится. Так, например, выделяют микрофлору среднего уха, конъюнктивы, ЖКТ, верхних дыхательных путей, рта, влагалища и мочевыделительной системы, кожи. Микрофлора включает в себя не только полезные, но и условно-патогенные микроорганизмы. При соблюдении этого баланса они безопасны для человека, но в случае увеличения их числа начинается воспалительный процесс.


Микрофлора ЖКТ

Когда говорят о микрофлоре ЖКТ, в первую очередь имеют в виду кишечник. В желудке находится желудочный сок, одной из составляющих которого является соляная кислота.

Большинство бактерий просто не выживают в таких условиях (за исключением Хеликобактер Пилори). А вот кишечник, как толстый, так и тонкий, населен большим количеством бактерий. Микрофлора кишечника отвечает за формирование иммунитета, образование и усвоение витаминов, тепловой и водно-солевой обмен.

Микрофлору кишечника составляют следующие бактерии:

  • Бифидобактерии. В кишечнике человека это наиболее распространенная бактерия, а в кишечнике грудного младенца их более 80%. Они синтезируют белки, аминокислоты и различные витамины, поэтому для организма нормальное количество этих бактерий очень важно. В норме их должно содержаться 109-1010 КОЕ/гр.
  • Энтерококки. Энтерококки могут вызывать воспалительные заболевания, если попадают в мочевыводящие пути, но в кишечнике их присутствие – это норма. В тонкой кишке этих бактерий больше. При повышении их количества развивается диарея и различные воспалительные заболевания.
  • Бактероиды. Бактероиды в норме присутствуют в кишечнике, но часто при анализе не определяются, поскольку эти бактерии изучены недостаточно и обследование довольно дорогостоящее. Повышение количества бактероидов приводит к гнойно-воспалительным заболеваниям.

  • Лактобактерии. Это бактерии, которые встречаются как в кишечнике человека, так и во внешней среде, например, в верхних слоях почвы. Прием антибиотиков подавляет рост этих бактерий, поэтому снижается иммунитет. Именно лактобактерии отвечают за формирование иммунного ответа.
  • Также в кишечнике в небольшом количестве содержатся стафилококки и стрептококки. Они не наносят вреда организму, когда не превышают допустимые значения. Как только количество этих бактерий начинает расти, в кишечнике нарушается баланс микрофлоры.

Нарушение баланса между полезными и патогенными бактериями в кишечнике называется дисбактериозом. Как правило, он проявляется в нарушении пищеварения и стула, снижении иммунитета, абдоминальных болях, а также может сказываться на состоянии кожи и волос, поскольку нарушается синтез витаминов.

Микрофлора дыхательных путей и полости рта

В ротовой полости находится огромное количество бактерий, больше, чем в любой другой части ЖКТ. Здесь живут не только бактерии, но и некоторые грибки, вирусы. Некоторые из них являются временными.

Они попадают в полость рта вместе с пищей или воздухом и долго не задерживаются, другие же присутствуют постоянно. Самое большое скопление бактерий находится на зубной бляшке. Тут их более 100 млн в 1 мг.

В полости рта могут находиться следующие микроорганизмы:


  1. Стрептококки. Это наиболее многочисленные жители полости рта. Они играют важную роль. Стрептококки сбраживают углеводы и выделяют различные кислоты, которые подавляют рост патогенных бактерий и грибков.
  2. Бактероиды. Это условно-патогенные бактерии, которые в небольшом количестве могут присутствовать во рту. При увеличении их количества возникают различные заболевания полости рта, миндалин.
  3. Лактобациллы. Они также производят молочную кислоту, которая подавляет рост патогенных микроорганизмов. Замечено, что при кариесе количество лактобацилл во рту значительно возрастает.
  4. Порфиромонады. Это неподвижные бактерии, которые в малых количествах могут жить в полости рта, но при повышении их числа вызывают различные стоматологические заболевания. Так же была доказана связь между количеством порфиромонад во рту и раком поджелудочной железы.

Верхние дыхательные пути также населены различными микроорганизмами. В зеве можно обнаружить бактерии из полости рта, а также небольшое количество вирусов. Норма микрофлоры может отличаться у разных людей. Так, например, пневмококки и менингококки, которые у большинства людей вызывают серьезные заболевания, примерно у 10% обследуемых не приводят к патологии и живут на слизистой верхних дыхательных путей постоянно.

Состав микрофлоры дыхательных путей зависит также от качества воздуха, его запыленности, химического загрязнения. В верхних дыхательных путях практически нет бактерий, попавших из внешней среды. Большая их часть попадает в нос при вдыхании и погибают там. Микрофлора гортани, трахеи, бронхов достаточно стабильна, так как их поверхность выстлана эпителием, позволяющим контролировать баланс бактерий.


Микрофлора влагалища и степени чистоты мазка

Влагалище женщины не является стерильным. Слизистая населена большим количеством микроорганизмов, которые поддерживают нормальную среду, защищают от проникновения болезнетворных бактерий в матку.

Во влагалище выделяют 3 группы микроорганизмов. Первая – облигатная, в нее входят те бактерии, которые постоянно живут в микрофлоре влагалище. Вторая – факультативная, то есть это микроорганизмы, которые могут обнаруживаться у разных женщин индивидуально, но не являются патологией. Третью группу составляют транзиторные бактерии, которые являются чужеродными для микрофлоры влагалища.

При возникновении неприятных симптомов или же в качестве профилактики женщинам рекомендуется сдавать мазок на флору не реже, чем раз в полгода.

Степени чистоты мазка:

  • 1 степень. Это идеальное состояние микрофлоры. Могут обнаруживаться эпителиальные клетки, лейкоциты до 10 и слизь. Как правило, такой мазок встречается у девочек, которые не живут половой жизнью. У женщин, имеющих полового партнера, это большая редкость.
  • 2 степень. Это нормальная степень чистоты мазка для взрослой женщины, живущей половой жизнью. В мазке могут обнаруживаться эпителиальные клетки, небольшое количество лейкоцитов и кокков, слизь.

  • 3 степень. В этом случае количество лейкоцитов будет повышено, присутствуют кокки, большое количество эпителиальных клеток. Такое состояние мазка обычно указывает на наличие воспаление. Оно может протекать бессимптомно или же вызывать нехарактерные выделение, зуд и жжение.
  • 4 степень. Среда щелочная или нейтральная, что не характерно для влагалища. Обнаруживается большое количество лейкоцитов и эпителиальных клеток, а также различные патогенные микроорганизмы. Такое состояние мазка говорит о сильном воспалении, которое редко протекает бессимптомно. Как правило, женщина жалуется на обильные и зловонные выделения, зуд, дискомфорт, боль.

Мазок на флору может показать и таких возбудителей заболеваний, как гонококки, трихомонады. Если в мазке обнаруживаются атипичные клетки, это может служить предпосылкой онкологических заболеваний. Во влагалище живут не только бактерии, но и грибки, например, кандиды. При активном росте они вызывают молочницу.

Микрофлора кожи

Кожа человека постоянно контактирует с внешней средой, поэтому на ней большое количество временных микроорганизмов, количество и виды которых могут постоянно меняться. Состав микрофлоры во многом зависит от участка кожи, которой он принадлежит. Наибольшее количество микроорганизмов можно обнаружить в подмышечных впадинах, между пальцами, в паху.

Кожа обладает бактерицидными свойствами, поэтому большая часть патогенных микроорганизмов, попадающих извне, погибает. Как и любая другая микрофлора, микроорганизмы на поверхности кожи выполняют защитную функцию, а также формируют уникальный запах человека.

На коже человека обнаруживаются следующие микроорганизмы:


  • Стафилококки. В норме стафилококки постоянно присутствуют на поверхности кожи. Но некоторые их разновидности могут приводить к серьезным заболеваниям. Так, например, золотистый стафилококк представляет собой наиболее патогенный для человека вид. Эта бактерия может провоцировать как гнойные воспаления кожи, так и смертельно опасные заболевания, такие, как менингит и сепсис.
  • Коринебактерии. Непатогенные коринебактерии могут жить на коже рук или лица, патогенные же виды могут привести к дифтерии. Разные бактерии приводят к различным формам дифтерии.
  • Микрококки. Это маленькие сферические бактерии, которые могут встречаться не только на коже, но и в дыхательных путях, ротовой полости, иногда встречаются в желудке. В подавляющем большинстве случаев они не провоцируют серьезных заболеваний.
  • Пропионовокислые бактерии. Эти бактерии в большинстве своем безопасны для человека и часто используются как пробиотик.

Также на руках могут встречаться такие опасные бактерии, как сальмонеллы, кишечная палочка, бруцеллы. Они могут вызывать различные кишечные расстройства. Кишечная палочка вырабатывает токсичные вещества, смертельные для маленьких детей и людей со сниженным иммунитетом.

Стоит помнить, что регулярное мытье рук или другое воздействие не устраняет полезную микрофлору, которая имеет свойство быстро восстанавливаться. Сальные и потовые железы постоянно выбрасывают на поверхность необходимые коже защитные микроорганизмы.

Причины и диагностика изменения микрофлоры, способы ее восстановления


Диагностика проводится с помощью микроскопического исследования мазка. Мазок может браться с кожи, полости рта, зева, влагалища, уретры, цервикального канала, анального отверстия и т.д. Диагностика занимает всего пару дней. Это довольно информативный анализ, однако он не всегда позволяет поставить диагноз. Иногда требуется дальнейшая диагностика.

Баланс нормальной микрофлоры может нарушаться по следующим причинам:

  1. Неадекватная антибиотикотерапия. Антибиотики призваны уничтожать патогенные микроорганизмы, но полезные бактерии тоже могут быть чувствительны к ним. В результате при приеме антибиотиков развивается дисбактериоз, молочница и прочие неприятные заболевания.
  2. Гормональные сбои. Состояние микрофлоры контролируется гормонами в том числе. Если в организме происходит гормональный сбой или человек долгое время находится на гормональной терапии, это неизменно отражается и на микрофлоре.
  3. Радиация. Радиационное излучение, лучевая терапия негативно сказываются на состоянии человека, ослабляют его иммунитет.
  4. Интоксикация. Любые токсические вещества негативно сказываются на микрофлоре человека и приводят к ее нарушению.
  5. Инфекции. При попадании в организм инфекции патогенные микроорганизмы начинают активно размножаться, подавляя рост полезных бактерий. Это приводит к тому, что баланс микрофлоры меняется.
  6. Соматические заболевания. К нарушению микрофлоры могут приводить онкологические заболевания, а также различные нарушения обмена веществ.

Подробнее о том, как питание влияет на микрофлору кишечника можно узнать из видео:

Восстановить микрофлору можно различными способами. Сначала назначается антибиотикотерапия, чтобы подавить рост патогенных бактерий, а затем препараты для восстановления микрофлоры. Это могут быть свечи, мази, пробиотики и пребиотики для перорального приема.

В целях профилактики рекомендуют придерживаться правил гигиены, правильно мыться и подмываться подходящими средствами, чистить зубы и следить за чистотой полости рта, а также правильно питаться.

diagnozlab.com

Значение и функции нормальной микрофлоры:

  • — Участвует во всех видах обмена веществ.
  • — Участвует в  разрушении и обезвреживании токсических веществ.
  • — Участвует в синтезе витаминов (группы В, Е, Н, К).
  • — Выделяет антибактериальные вещества, подавляющие жизнедеятельность попавших в организм болезнетворных бактерий. Совокупность механизмов обеспечивает стабильность нормальной микрофлоры и предотвращает колонизацию организма человека посторонними микроорганизмами.
  • — Вносит значительный вклад в обмен углеводов, азотистых соединений, стероидов, водно-солевой обмен, в иммунитет.

Наиболее обсеменены микроорганизмами

  • — кожа;
  • — полость рта, носа, глотки;
  • — верхние дыхательные пути;
  • — толстый кишечник;
  • — влагалище.

infection-net.ru

Кишечная микрофлора и ее  функционирование

Good and Bad Bacterial Flora

Дополнительный материал к разделу:

МИКРОФЛОРА ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА

Микрофлора кишечника человека является составляющей человеческого организма и выполняет многочисленные жизненно важные функции. Общая численность микроорганизмов, обитающих в различных частях макроорганизма, приблизительно на два порядка превышает численность его собственных клеток и составляет около 1014–15. Совокупный вес микроорганизмов человеческого тела составляет около 3–4 кг. Наибольшее число микроорганизмов приходится на желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), включая ротоглотку (75–78%), остальные заселяют мочеполовые пути (до 2–3% у мужчин и до 9–12% у женщин) и кожные покровы.

СОСТАВ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОМ ТРАКТЕ

У здоровых лиц в кишечнике насчитывается более 500 видов микроорганизмов. Общая масса микрофлоры кишечника составляет от 1 до 3 кг. В разных отделах ЖКТ количество бактерий различно, большинство микроорганизмов локализованы в толстой кишке (около 1010–12 КОЕ/мл, что составляет 35–50% ее содержимого). Состав кишечной микрофлоры достаточно индивидуален и формируется с первых дней жизни ребенка, приближаясь к показателям взрослого к концу 1-го — 2-му году жизни, претерпевая некоторые изменения в пожилом возрасте (табл. 1). У здоровых детей в толстой кишке обитают представители факультативно-анаэробных бактерий рода Streptococcus, Staphylococcus, Lactobacillus, Enterobacteriacae, Candida и более чем 80% биоценоза занимают анаэробные бактерии, чаще грамположительные: пропионобактерии, вейлонеллы, эубактерии, анаэробные лактобациллы, пептококки, пептострептококки, а также грамотрицательные бактероиды и фузобактерии.

Ниже, в таблице 1., представлен качественный и количественный состав основной микрофлоры толстой кишки у здорового человека в колониеобразующих единицах (КОЕ) в пересчете на 1 г кала (по ОСТ 91500.11.0004-2003 «Протокол ведения больных. Дисбактериоз кишечника»):

Таблица 1. Качественный и количественный состав основной микрофлоры толстого кишечника у здоровых  людей (КОЕ/ г фекалий)

<*> — представители родов Klebsiella, Enterobacter, Hafnia, Serratia, Proteus, Morganella, Providecia, Citrobacter и др., < ** > — Pseudomonas, Acinetobacter и др.

Кроме перечисленных в табл. 1, в толстой кишке человека в различном количестве присутствуют бактерии родов:

Actinomyces, Bacillus, Corynebacterium, Peptococcus, Acidaminococcus, Anaerovibrio, Вutyrovibrio, Acetovibrio, Campylobacter, Disulfomonas, Propionibacterium, Roseburia, Selenomonas, Spirochetes, Succinomonas, Coprococcus. 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 (Ардатская М. Д., Минушкин О. Н. Современные принципы диагностики и фармакологической коррекции // Гастроэнтерология, приложение к журналу Consilium Medicum. – 2006. — Т. 8. – №2.)


Распределение микроорганизмов по ходу желудочно-кишечного тракта имеет достаточно строгие закономерности и тесно коррелирует с состоянием пищеварительной системы (табл. 2).

Таблица 2. Средняя концентрация (распределение) микроорганизмов в различных отделах ЖКТ у здоровых взрослых [3]

См. дополнительно:

внимание

КОЛИЧЕСТВО МИКРООРГАНИЗМОВ МУКОЗНОЙ И ПРОСВЕТНОЙ МИКРОФЛОРЫ В РАЗНЫХ ОТДЕЛАХ КИШЕЧНИКА

Большинство микроорганизмов (около 90%) присутствуют в тех или иных отделах постоянно и являются основной (резидентной) микрофлорой; около 10% составляет факультативная (или добавочная, сопутствующая микрофлора); и 0,01–0,02% приходится на долю случайных (или транзиторных, остаточных) микроорганизмов. Условно принято считать, что главная микрофлора толстой кишки представлена анаэробными бактериями, тогда как аэробные бактерии составляют сопутствующую микрофлору. Стафилококки, клостридии, протей и грибы относятся к остаточной микрофлоре. Помимо этого, в толстой кишке выявляются около 10 кишечных вирусов и некоторые представители непатогенных простейших. Облигатных и факультативных анаэробов в толстой кишке всегда на порядок больше, чем аэробов, причем строгие анаэробы непосредственно адгезированы на эпителиоцитах, выше располагаются факультативные анаэробы, далее — аэробные микроорганизмы. Таким образом, анаэробные бактерии (в основном бифидобактерии и бактероиды, суммарная доля которых составляет около 60% от общего количества анаэробных бактерий) являются наиболее постоянной и многочисленной группой микрофлоры кишечника, осуществляющей основные функции.

ФУНКЦИИ НОРМАЛЬНОЙ МИКРОФЛОРЫ

функции здоровой микрофлоры

Вся совокупность микроорганизмов и макроорганизм составляют своеобразный симбиоз, где каждый извлекает выгоды для своего существования и оказывает влияние на партнера. Функции кишечной микрофлоры по отношению к макроорганизму реализуются как локально, так и на системном уровне, при этом различные виды бактерий вносят свой вклад в это влияние.

Микрофлора пищеварительного тракта выполняет следующие функции:

  • Морфокинетические и энергетические эффекты (энергообеспечение эпителия, регулирование перистальтики кишечника, тепловое обеспечение организма, регуляция дифференцировки и регенерации эпителиальных тканей).
  • Формирование защитного барьера слизистой оболочки кишечника, подавление роста патогенной микрофлоры.
  • Иммуногенная роль (стимуляция иммунной системы, стимуляция местного иммунитета, в том числе выработки иммуноглобулинов).
  • Модуляция функций цитохромов Р450 в печени и продукция Р450-схожих цитохромов.
  • Детоксикация экзогенных и эндогенных токсических субстанций и соединений.
  • Продукция разнообразных биологически активных соединений, активация некоторых лекарственных препаратов.
  • Мутагенная/антимутагенная активность (повышение резистентности эпителиальных клеток к мутагенам (канцерогенам), разрушение мутагенов).
  • Регуляция газового состава полостей.
  • Регуляция поведенческих реакций.
  • Регуляция репликации и экспрессии генов прокариотических и эукариотических клеток.
  • Регуляция запрограммированной гибели эукариотических клеток (апоптоза).
  • Хранилище микробного генетического материала.
  • Участие в этиопатогенезе заболеваний.
  • Участие в водно-солевом обмене, поддержание ионного гомеостаза организма.
  • Формирование иммунологической толерантности к пищевым и микробным антигенам.
  • Участие в колонизационной резистентности.
  • Обеспечение гомеостаза симбиотических взаимоотношений прокариотических и эукариотических клеток.
  • Участие в обмене веществ: метаболизме белков, жиров (поставка субстратов липогенеза) и углеводов (поставка субстратов глюконеогенеза), регуляция желчных кислот, стероидов и др. макромолеку

См. также: 

Локальные и системные функции микробиоты

Так, бифидобактерии за счет ферментации олиго- и полисахаридов продуцируют молочную кислоту и ацетат, которые обеспечивают бактерицидную среду, секретируют вещества-ингибиторы роста патогенных бактерий, что повышает резистентность организма ребенка к кишечным инфекциям. Модуляции иммунного ответа ребенка бифидобактериями также выражаются в снижении риска развития пищевой аллергии.

Лактобациллы уменьшают активность пероксидазы, оказывая антиоксидантный эффект, обладают противоопухолевой активностью, стимулируют продукцию иммуноглобулина А (IgA), подавляют рост патогенной микрофлоры и стимулируют рост лакто- и бифидофлоры, оказывают противовирусное действие.

Из представителей энтеробактерий наиболее важное значение имеет Escherichia coli M17, которая вырабатывает колицин В, за счет чего подавляет рост шигелл, сальмонелл, клебсиелл, серраций, энтеробактеров и оказывает незначительное влияние на рост стафилококков и грибов. Также кишечная палочка способствуют нормализации микрофлоры после антибактериальной терапии и воспалительных и инфекционных заболеваний.

Энтерококки (Enterococcus avium, faecalis, faecium) стимулируют местный иммунитет за счет активации В-лимфоцитов и повышения синтеза IgA, высвобождения интерлейкинов-1β и -6, γ-интерферона; обладают противоаллергическим и антимикотическим действием.

Кишечные палочки, бифидо- и лактобактерии выполняют витаминообразующую функцию (участвуют в синтезе и всасывании витаминов К, группы В, фолиевой и никотиновой кислот). По способности синтезировать витамины кишечная палочка превосходит все остальные бактерии кишечной микрофлоры, синтезируя тиамин, рибофлавин, никотиновую и пантотеновую кислоты, пиридоксин, биотин, фолиевую кислоту, цианокобаламин и витамин К. Бифидобактерии синтезируют аскорбиновую кислоту, бифидо- и лактобактерии способствуют всасыванию кальция, витамина D, улучшают всасывание железа (благодаря созданию кислой среды).

Процесс пищеварения условно можно разделить на собственное (дистанционное, полостное, аутолитическое и мембранное), осуществляемое ферментами организма, и симбиозное пищеварение, происходящее при содействии микрофлоры. Микрофлора кишечника человека участвует в ферментации нерасщепленных ранее компонентов пищи, главным образом углеводов, таких, как крахмал, олиго- и полисахариды (в том числе и целлюлоза), а также белков и жиров.

Не всосавшиеся в тонкой кишке белки и углеводы в слепой кишке подвергаются более глубокому бактериальному расщеплению — преимущественно кишечной палочкой и анаэробами. Конечные продукты, образующиеся в результате процесса бактериальной ферментации, оказывают различное влияние на состояние здоровья человека. Например, бутират необходим для нормального существования и функционирования колоноцитов, является важным регулятором их пролиферации и дифференцировки, а также всасывания воды, натрия, хлора, кальция и магния. Вместе с другими летучими жирными кислотами он оказывает влияние на моторику толстой кишки, в одних случаях ускоряя ее, в других — замедляя. При расщеплении полисахаридов и гликопротеинов внеклеточными микробными гликозидазами образуются, помимо прочего, моносахариды (глюкоза, галактоза и т. д.), при окислении которых в окружающую среду выделяется в виде тепла не менее 60% их свободной энергии.

Среди важнейших системных функций микрофлоры — поставка субстратов глюконеогенеза, липогенеза, а также участие в метаболизме белков и рециркуляции желчных кислот, стероидов и других макромолекул. Превращение холестерина в не всасывающийся в толстой кишке копростанол и трансформация билирубина в стеркобилин и уробилин возможны только при участии бактерий, находящихся в кишечнике.

Протективная роль сапрофитной флоры реализуется как на местном, так и на системном уровнях. Создавая кислую среду, благодаря образованию органических кислот и снижению рН среды толстой кишки до 5,3–5,8, симбионтная микрофлора защищает человека от колонизации экзогенными патогенными микроорганизмами и подавляет рост уже имеющихся в кишечнике патогенных, гнилостных и газообразующих микроорганизмов. Механизм этого явления заключается в конкуренции микрофлоры за питательные вещества и участки связывания, а также в выработке нормальной микрофлорой определенных ингибирующих рост патогенов субстанций, обладающих бактерицидной и бактериостатической активностью, в том числе антибиотикоподобных. Низкомолекулярные метаболиты сахаролитической микрофлоры, в первую очередь летучие жирные кислоты, лактат и др., обладают заметным бактериостатическим эффектом. Они способны ингибировать рост сальмонелл, дизентерийных шигелл, многих грибов.

Также кишечная микрофлора усиливает местный кишечный иммунологический барьер. Известно, что у стерильных животных в lamina propria определяется очень малое количество лимфоцитов, кроме того, у этих животных наблюдается иммунодефицит. Восстановление нормальной микрофлоры быстро приводит к увеличению количества лимфоцитов в слизистой кишечника и исчезновению иммунодефицита. Сапрофитные бактерии в определенной степени обладают способностью модулировать уровень фагоцитарной активности, снижая его у людей, страдающих аллергией и, наоборот, повышая его у здоровых индивидуумов.

Таким образом, микрофлора ЖКТ не только формирует местный иммунитет, но и играет огромную роль в становлении и развитии иммунной системы ребенка, а также поддерживает ее активность у взрослого. Резидентная флора, особенно некоторые микроорганизмы, обладают достаточно высокими иммуногенными свойствами, что стимулирует развитие лимфоидного аппарата кишечника и местный иммунитет (в первую очередь за счет усиления продукции ключевого звена системы местного иммунитета — секреторного IgA), а также приводит к системному повышению тонуса иммунной системы, с активацией клеточного и гуморального звеньев иммунитета.

См. дополнительно:

КИШЕЧНАЯ МИКРОФЛОРА И ИММУНИТЕТ

Системная стимуляция иммунитета — одна из важнейших функций микрофлоры. Известно, что у безмикробных лабораторных животных не только подавлен иммунитет, но и происходит инволюция иммунокомпетентных органов. Поэтому при нарушениях микроэкологии кишечника, дефиците бифидофлоры и лактобацилл, беспрепятственном бактериальном заселении тонкой и толстой кишки возникают условия для снижения не только местной защиты, но и резистентности организма в целом.

Несмотря на достаточную иммуногенность, сапрофитные микроорганизмы не вызывают реакций иммунной системы. Возможно, это происходит потому, что сапрофитная микрофлора является своего рода хранилищем микробных плазмидных и хромосомных генов, обмениваясь генетическим материалом с клетками хозяина. Реализуются внутриклеточные взаимодействия путем эндоцитоза, фагоцитоза и пр. При внутриклеточных взаимодействиях достигается эффект обмена клеточным материалом. В результате представители микрофлоры приобретают рецепторы и другие антигены, присущие хозяину. Это делает их «своими» для иммунной системы макроорганизма. Эпителиальные ткани в результате такого обмена приобретают бактериальные антигены.

Обсуждается вопрос о ключевом участии микрофлоры в обеспечении противовирусной защиты хозяина. Благодаря феномену молекулярной мимикрии и наличию рецепторов, приобретенных от эпителия хозяина, микрофлора становится способной к перехвату и выведению вирусов, обладающих соответствующими лигандами.

Таким образом, наряду с низким рН желудочного сока, двигательной и секреторной активностью тонкой кишки, микрофлора ЖКТ относится к неспецифическим факторам защиты организма.

Важной функцией микрофлоры является синтез ряда витаминов. Человеческий организм получает витамины в основном извне — с пищей растительного или животного происхождения. Поступающие витамины в норме всасываются в тонкой кишке и частично утилизируются кишечной микрофлорой. Микроорганизмы, населяющие кишечник человека и животных, продуцируют и утилизируют многие витамины. Примечательно, что наиболее важную роль для человека в этих процессах играют микробы тонкой кишки, так как продуцируемые ими витамины могут эффективно всасываться и поступать в кровоток, тогда как витамины, синтезирующиеся в толстой кишке, практически не всасываются и для человека оказываются недоступными. Подавление микрофлоры (например, антибиотиками) снижает и синтез витаминов. Наоборот, создание благоприятных для микроорганизмов условий, например при употреблении в пищу достаточного количества пребиотиков, повышает обеспеченность макроорганизма витаминами.

Наиболее изучены в настоящее время аспекты, связанные с синтезом кишечной микрофлорой фолиевой кислоты, витамина В12 и витамина К.

Фолиевая кислота (витамин В9), поступая с продуктами питания, эффективно всасывается в тонкой кишке. Синтезирующийся в толстой кишке представителями нормальной кишечной микрофлоры фолат идет исключительно для ее собственных нужд и не утилизируется макроорганизмом. Тем не менее синтез фолата в толстой кишке может иметь большое значение для нормального состояния ДНК колоноцитов.

Кишечные микроорганизмы, синтезирующие витамин В12, обитают как в толстой, так и в тонкой кишке. Среди этих микроорганизмов наиболее активны в данном аспекте представители Pseudomonas и Klebsiella sp. Однако возможностей микрофлоры для полной компенсации гиповитаминоза В12 оказывается недостаточно.

С содержанием в просвете толстой кишки фолата и кобаламина, полученных с пищей или синтезированных микрофлорой, связана способность эпителия кишечника противостоять процессам канцерогенеза. Предполагается, что одной из причин более высокой частоты опухолей толстой кишки, по сравнению с тонкой, является недостаток цитопротекторных составляющих, большинство из которых всасывается в средних отделах ЖКТ. Среди них — витамин В12 и фолиевая кислота, которые совместно определяют стабильность клеточных ДНК, в частности ДНК клеток эпителия толстой кишки. Даже незначительный дефицит этих витаминов, не вызывающий анемию или другие тяжелые последствия, тем не менее приводит к значимым аберрациям в молекулах ДНК колоноцитов, способным стать основой канцерогенеза. Известно, что недостаточное поступление к колоноцитам витаминов В6, В12 и фолиевой кислоты ассоциируется с повышенной частотой рака толстой кишки в популяции. Дефицит витаминов приводит к нарушению процессов метилирования ДНК, мутациям и, как следствие, раку толстой кишки. Риск толстокишечного канцерогенеза повышается при низком потреблении пищевых волокон и овощей, обеспечивающих нормальное функционирование кишечной микрофлоры, синтезирующей трофические и протективные в отношении толстой кишки факторы.

Витамин К существует в нескольких разновидностях и необходим человеческому организму для синтеза различных кальцийсвязывающих белков. Источником витамина К1, филохинона, являются продукты растительного происхождения, а витамин К2, группа соединений менахинонов, синтезируется в тонкой кишке человека. Микробный синтез витамина К2 стимулируется при недостатке филохинона в диете и вполне способен его компенсировать. В то же время недостаточность витамина К2 при сниженной активности микрофлоры плохо корригируется диетическими мероприятиями. Таким образом, синтетические процессы в кишечнике являются приоритетными для обеспечения макроорганизма этим витамином. Витамин К синтезируется и в толстой кишке, но используется преимущественно для потребностей микрофлоры и колоноцитов.

Кишечная микрофлора принимает участие в детоксикации экзогенных и эндогенных субстратов и метаболитов (аминов, меркаптанов, фенолов, мутагенных стероидов и др.) и, с одной стороны, представляет собой массивный сорбент, выводя из организма токсические продукты с кишечным содержимым, а с другой — утилизирует их в реакциях метаболизма для своих нужд. Помимо этого, представители сапрофитной микрофлоры продуцируют на основе конъюгатов желчных кислот эстрагеноподобные субстанции, оказывающие влияние на дифференцировку и пролиферацию эпителиальных и некоторых других тканей путем изменения экспрессии генов или характера их действия.

Итак, взаимоотношения микро- и макроорганизма носят сложный характер, реализующийся на метаболическом, регуляторном, внутриклеточном и генетическом уровне. Однако нормальное функционирование микрофлоры возможно только при хорошем физиологическом состоянии организма и в первую очередь нормальном питании.

ПИТАНИЕ ДЛЯ МИКРОФЛОРЫ КИШЕЧНОГО ТРАКТА

полезное питание для микрофлоры

Дополнительно см. также:

СИНБИОТИКИ и ПРОБИОТИКИ и ПРЕБИОТИКИ

Функции нормальной микрофлоры

Питание микроорганизмов, населяющих кишечник, обеспечивается за счет нутриентов, поступающих из вышележащих отделов ЖКТ, которые не перевариваются собственными ферментативными системами и не всасываются в тонкой кишке. Эти вещества необходимы для обеспечения энергетических и пластических потребностей микроорганизмов. Способность использовать нутриенты для своей жизнедеятельности зависит от ферментативных систем различных бактерий.

В зависимости от этого условно выделяют бактерии с преимущественно сахаролитической активностью, основным энергетическим субстратом которых являются углеводы (характерно в основном для сапрофитной флоры), с преимущественной протеолитической активностью, использующих белки для энергетических целей (характерно для большинства представителей патогенной и условно-патогенной флоры), и смешанной активностью. Соответственно, преобладание в пище тех или иных нутриентов, нарушение их переваривания будет стимулировать рост различных микроорганизмов.

Основными источниками питания и энергии для микробиоты кишечника являются неперевариваемые углеводы: пищевые волокна, резистентный крахмал, полисахариды, олигосахариды

Ранее эти компоненты пищи называли «балластными», предполагая, что они не имеют какого-либо существенного значения для макроорганизма, однако по мере изучения микробного метаболизма стало очевидно их значение не только для роста кишечной микрофлоры, но для здоровья человека в целом.

Согласно современному определению, пребиотиками называют частично или полностью не перевариваемые компоненты пищи, которые избирательно стимулируют рост и/или метаболизм одной или нескольких групп микроорганизмов, обитающих в толстой кишке, обеспечивая нормальный состав кишечного микробиоценоза.

Свои энергетические потребности микроорганизмы толстой кишки обеспечивают за счет анаэробного субстратного фосфорилирования (рис. 1), ключевым метаболитом которого является пировиноградная кислота (ПВК). ПВК образуется из глюкозы в процессе гликолиза. Далее, в результате восстановления ПВК, образуется от одной до четырех молекул аденозинтрифосфата (АТФ). Последний этап приведенных выше процессов обозначается как брожение, которое может идти различными путями с образованием различных метаболитов.

углеводы - основной источник энергии для микрофлоры киишечника

  • Гомоферментативное молочное брожение характеризуется преимущественным образованием молочной кислоты (до 90%) и характерно для лактобактерий и стрептококков толстой кишки.
  • Гетероферментативное молочное брожение, при котором образуются и другие метаболиты (в том числе уксусная кислота), присуще бифидобактериям.
  • Спиртовое брожение, ведущее к образованию углекислого газа и этанола, является побочным метаболическим эффектом у некоторых представителей Lactobacillus и Clostridium. Отдельные виды энтеробактерий (E. coli) и клостридий получают энергию в результате муравьинокислого, пропионового, маслянокислого, ацетонобутилового или гомоацетатного видов брожения.

В результате микробного метаболизма в толстой кишке образуются молочная кислота, короткоцепочечные жирные кислоты (С2 — уксусная; С3 — пропионовая; С4 — масляная/изомасляная; С5 — валериановая/изовалериановая; С6 — капроновая/изокапроновая), углекислый газ, водород, вода. Углекислый газ в большой степени преобразуется в ацетат, водород всасывается и выводится через легкие, а органические кислоты (в первую очередь жирные короткоцепочечные) утилизируются макроорганизмом. Нормальная микрофлора толстой кишки, перерабатывая не переваренные в тонкой кишке углеводы, производит короткоцепочечные жирные кислоты с минимальным количеством их изоформ. В то же время при нарушении микробиоценоза и увеличении доли протеолитической микрофлоры указанные жирные кислоты начинают синтезироваться из белков преимущественно в виде изоформ, что отрицательно сказывается на состоянии толстой кишки, с одной стороны, и может быть диагностическим маркером — с другой.

Помимо этого, различные представители сапрофитной флоры имеют свои потребности в определенных нутриентах, объясняющиеся особенностями их метаболизма. Так, бифидобактерии расщепляют моно-, ди-, олиго- и полисахариды, используя их как энергетический и пластический субстрат. При этом они могут ферментировать белки, в том числе и для энергетических целей; не требовательны к поступлению с пищей большинства витаминов, но нуждаются в пантотенатах.

Лактобактерии также используют различные углеводы для энергетических и пластических целей, однако плохо расщепляют белки и жиры, поэтому нуждаются в поступлении извне аминокислот, жирных кислот, а также витаминов.

Энтеробактерии расщепляют углеводы с образованием углекислого газа, водорода и органических кислот. При этом существуют лактозонегативные и лактозопозитивные штаммы. Также они могут утилизировать белки и жиры, поэтому мало нуждаются во внешнем поступлении аминокислот, жирных кислот и большинства витаминов.

Очевидно, что питание сапрофитной микрофлоры и ее нормальное функционирование принципиально зависит от поступления к ней не переваренных углеводов (ди-, олиго- и полисахаридов) для энергетических целей, а также белков, аминокислот, пуринов и пиримидинов, жиров, углеводов, витаминов и минералов — для пластического обмена. Залогом поступления к бактериям необходимых нутриентов является рациональное питание макроорганизма и нормальное течение пищеварительных процессов.

Хотя моносахариды могут легко утилизироваться микроорганизмами толстой кишки, к пребиотикам их не относят.

В нормальных условиях кишечная микрофлора не потребляет моносахариды, которые должны полностью всасываться в тонкой кишке. Пребиотики включают некоторые дисахариды, олигосахариды, полисахариды и достаточно гетерогенную группу соединений, в которой присутствуют и поли- и олигосахариды, которую обозначили как пищевые волокна. Из пребиотиков в женском молоке присутствует лактоза и олигосахариды.

Лактоза (молочный сахар) представляет собой дисахарид, состоящий из галактозы и глюкозы. В норме лактоза расщепляется лактазой тонкой кишки до мономеров, которые практически полностью всасываются в тонкой кишке. Лишь незначительное количество нерасщепленной лактозы у детей первых месяцев жизни попадает в толстую кишку, где утилизируется микрофлорой, обеспечивая ее становление. В то же время дефицит лактазы приводит к избытку лактозы в толстой кишке и значительному нарушению состава кишечной микрофлоры и осмотической диарее.

Лактулоза — дисахарид, состоящий из галактозы и фруктозы, в молоке (женском или коровьем) отсутствует, однако в небольших количествах может образовываться при нагревании молока до температуры кипения. Лактулоза не переваривается ферментами ЖКТ, ферментируется лакто- и бифидобактериями и служит им субстратом для энергетического и пластического обмена, за счет чего способствует их росту и нормализации состава микрофлоры, увеличению объема биомассы в содержимом кишечника, что определяет ее слабительный эффект. Помимо этого, показана антикандидозная активность лактулозы и ее угнетающий эффект на сальмонелл. Полученная синтетическим путем лактулоза (дюфалак) широко используется как эффективное слабительное средство, обладающее пребиотическими свойствами. Как пребиотик детям дюфалак назначается в низких дозах, не оказывающих слабительного эффекта (по 1,5–2,5 мл 2 раза в день в течение 3–6 нед).

Олигосахариды представляют собой линейные полимеры глюкозы и других моносахаров с общей длиной цепи не более 10. По химической структуре выделяют галакто-, фрукто-, фукозил-олигосахариды и др. Концентрация олигосахаридов в женском молоке относительно невелика, не более 12–14 г/л, однако их пребиотический эффект весьма значителен. Именно олигосахариды сегодня рассматриваются как основные пребиотики женского молока, обеспечивающие как становление нормальной микрофлоры кишечника ребенка, так и ее поддержание в дальнейшем. Важным является то обстоятельство, что олигосахариды присутствуют в значимых концентрациях только в женском молоке и отсутствуют, в частности, в коровьем. Следовательно, в состав адаптированных молочных смесей для искусственного вскармливания здоровых детей должны добавляться пребиотики (галакто- и фруктосахариды).

Полисахариды представляют собой длинноцепочечные углеводы в основном растительного происхождения. Инулин, содержащий фруктозу, в больших количествах присутствует в артишоках, клубнях и корнях георгинов и одуванчиков; утилизируется бифидо- и лактобактериями, способствует их росту. Помимо этого, инулин повышает всасывание кальция и влияет на метаболизм липидов, снижая риск развития атеросклероза.

Пищевые волокна (клетчатка) — важная группа полисахаридов для питания здоровой микрофлоры

целлюлоза и пищевые волокна растений

propionix.ru