Эти микробы живут в кишечнике человека

Микробиом кишечника: мир внутри нас

В реальном мире достаточно поводов для благоговейного изумления. Природа куда более изобретательна в отношении чудес, чем мы с вами. Карл Саган.

Автор
Редакторы

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Микробиом человеческого кишечника представляет собой уникальную совокупность микроорганизмов. Его незримое присутствие опосредует целый ряд важных процессов: от метаболических и иммунных до когнитивных, а отклонение его состава от нормы приводит к развитию разнообразных патологических состояний: аллергических и аутоиммунных заболеваний, сахарного диабета, ожирения и др. Качественный и количественный состав микробиома, от которого во многом зависит будущее здоровье человека, определяется во младенчестве. Процессам его формирования и будет посвящена эта статья.

«Био/мол/текст»-2016

Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «био/мол/текст»-2016.

Генеральным спонсором конкурса, согласно нашему краудфандингу, стал предприниматель Константин Синюшин, за что ему огромный человеческий респект!

Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма «Атлас».

Спонсор публикации этой статьи — Александр Коваленко.

В настоящее время понятие «микрофлора человека» утратило свою актуальность: мы несем в своем организме не просто набор бактерий, а настоящий биом — микробиом . Но если биом с точки зрения экологов представляет собой крупную экосистему, то наше тело — это место обитания многочисленной популяции микроорганизмов, своего рода микробная экосистема, характеризующаяся своей генетической регуляцией и сложными взаимодействиями и реагирующая на влияние факторов внешней и внутренней среды. Она настолько уникальна, что в мире не найдется двух людей с идентичным микробиомом. Различия в микробном составе зависят от таких факторов среды, как набор питательных веществ, рН, влажность и температура. Те или иные их значения способствуют размножению бактерий и опосредуют пользу, которую они могут принести хозяину — человеку [1], [2].

Утрачивает актуальность оно еще и потому, что современный уровень знаний позволяет выражаться более корректно, и всё чаще «микрофлору» заменяют термином «микробиота» (наряду с «микробиомом»), подчеркивая, что бактерии и грибы (ну и вирусы с простейшими тоже) никак к «флоре», то есть миру растений, не относятся. Однако многие микробиологи «микрофлору» спокойно помещают в научные статьи и не кидаются друг в друга тухлыми помидорами: ничего особо ужасного в этом традиционном термине нет. — Ред.

Микробиом распределен в нашем организме неравномерно, по его топографии и видовому составу принято различать микробиом кожи, полости рта, дыхательных путей, урогенитального тракта и кишечника. Наиболее крупным микробиомом нашего тела является, несомненно, кишечный. Он может состоять из сотен видов различных микроорганизмов, но у взрослого человека преобладают бактерии двух типов: Firmicutes и Bacteroidetes [3]. Кишечный микробиом изучен лучше других бактериальных сообществ человека, и многолетние исследования, о которых будет рассказано ниже, показали, что именно он в большей степени влияет на здоровье своего носителя. Давайте же совершим путешествие в прошлое и разберем, как формируется микробиом нашего кишечника.

Микробиом: начало

Еще до недавнего времени считалось, что плод в утробе матери полностью огражден от контакта с миром микроорганизмов, то есть человек рождается полностью стерильным, а его заселение бактериями происходит позже. Но появились данные о том, что первые колонизаторы осваивают организм человека еще до его рождения. В ряде исследований было выявлено, что в плаценте, околоплодных водах, пуповинной крови и первичном кале — меконии — присутствуют бактерии родов Enterococcus, Escherichia, Leuconostoc, Lactococcus и Streptococcus, а у недоношенных младенцев — следы Enterobacter, Enterococcus (в меньшей степени, чем у доношенных), Lactobacillus, Photorhabdus и Tannerella [4–14]. Также в одной из работ были получены доказательства внутриутробной бактериальной транслокации — проникновения бактерий из кишечника матери к плоду [13]. Исследователи предполагают, что это происходит посредством кровотока: механизмом, сходным с «энтеромаммарной осью», о которой поговорим чуть позже. Эту гипотезу поддерживают данные другого эксперимента, в котором беременные мыши перорально получали меченых Enterococcus faecium, после чего эти бактерии «заявляли о себе» в плаценте и даже меконии еще не рожденных мышат [13].

Но всё же по-настоящему серьезный контакт с миром микроорганизмов происходит после рождения, и во многом от того, как пройдет эта встреча, зависит будущее здоровье человека. Колонизация кишечника у здоровых детей укладывается в четыре последовательные временны́е фазы. Первая длится от момента рождения до двух недель. Микробная популяция в этот период представлена в основном стрептококками и кишечной палочкой. В зависимости от вида вскармливания — грудного или искусственного — через некоторое время присоединяются бифидо- или лактобактерии соответственно. В небольших количествах обнаруживаются и представители родов Clostridium и Bacteroides. Через две недели начинается вторая фаза, которая продолжается до введения в рацион прикорма. В это время увеличивается численность представителей рода Bacteroides. С момента введения прикорма начинается третья фаза, длящаяся до завершения грудного вскармливания. В эту фазу окончательно формируется микробиом ребенка: постепенно, по мере увеличения в рационе доли твердой пищи и снижения доли грудного молока, растет количество бактероидов и анаэробных грамположительных кокков (пептококков и пептострептококков). Окончание грудного вскармливания знаменует переход к четвертой фазе. Она характеризуется относительной стабильностью микробного состава, который сохраняется в течение всей жизни индивида [15].

А теперь рассмотрим подробнее, как протекают процессы колонизации и становления иммунного ответа во время и после рождения.

Родоразрешение

Как оказалось, даже характер родоразрешения (ребенок может появиться на свет естественным путем, а может и оперативным, с помощью кесарева сечения) влияет на состав микробиома младенца.

Первое, с чем сталкивается ребенок, — микробный мир родовых путей его матери. У небеременных женщин идентифицировано шесть видов лактобактерий, исходя из соотношения которых выделяют по крайней мере пять качественно различных типов микробиома влагалища [16]. В четырех из них — характерных, как правило, для представительниц европейских и азиатских народов — преобладают следующие представители рода Lactobacillus:

  • L. crispatus (I тип микробиома);
  • L. gasseri (II тип микробиома);
  • L. iners (III тип микробиома);
  • L. jensenii (V тип микробиома).

IV тип микробиома часто встречается у чернокожих и латиноамериканских женщин и характеризуется низким уровнем Lactobacillus spp. и большим числом анаэробных бактерий.

Интересно, что женщины, имеющие IV тип микробиома влагалища, более склонны к развитию специфических и неспецифических воспалительных гинекологических заболеваний. Этот феномен связан со снижением количества Lactobacillus spp., которые в норме создают неблагоприятную для патогенов кислую среду. Также было установлено, что у этих женщин больше шансов заразиться ВИЧ, ведь воспалительные процессы увеличивают на поверхности слизистых оболочек численность CD4-содержащих лимфоцитов — основных мишеней вируса [17].

При беременности из-за изменения pH влагалища бактериальное разнообразие уменьшается, но повышается стабильность состава микробиоты. Как правило, в этот период в микробиоме преобладают Lactobacillus crispatus и Lactobacillus iners. Количественное превосходство этих видов подчеркивает их важность для поддержания здоровой среды родовых путей. У европейских и азиатских женщин во время беременности могут происходить сдвиги между типами микробиомов, но, как правило, они редко переходят к IV типу [18]. Таким образом, в зависимости от особенностей микробиоты влагалища матери ребенок начинает свою жизнь со «знакомства» с определенным видовым набором микроорганизмов, что подчеркивает важность исследований микробиомов различных групп населения.

Но во что же выливается это знакомство? Почему вообще заселение микробами так важно для ребенка? Дело в том, что бактерии за счет симбиотических взаимоотношений с эпителиальными и иммунными структурами кишечника фактически активируют иммунную систему хозяина (рис. 1) [21].

Покидая родовые пути естественным образом, доношенный новорожденный в небольших количествах заглатывает представителей вагинальной и кишечной микробиоты матери. В основном это бактерии родов Prevotella, Sneathia и Lactobacillus [15]. Если же родоразрешение происходит путем кесарева сечения, одними из первых колонизируют организм новорожденного представители кожных микробиомов матери и медицинского персонала, в основном — бактерии родов Propionibacterium, Corynebacterium и Streptococcus [19], [20]. У таких младенцев отмечают замедление заселения кишечника филой Bacteroidetes и низкое бактериальное разнообразие в течение первых двух лет жизни [22]. Однако с четырех месяцев различия в бактериальном разнообразии с естественно рожденными детьми начинают стираться, и к 12 месяцам практически исчезают [19].

Рисунок 1. Схема иммунной защиты слизистой оболочки кишечника плода в зависимости от гестационного возраста. а — У младенца, рожденного в срок, все компоненты иммунной защиты слизистой оболочки являются зрелыми. б — Однако чтобы иммунная система приобрела работоспособность, должна произойти ее стимуляция первичными колонизаторами. Иммунная защита кишечника включает в себя: специализированный эпителий, или М-клетки (1), пейеровы бляшки (2), интерстициальные (3) и интраэпителиальные (4) лимфоциты, опосредующие развитие иммунных реакций. Среди лимфоидных образований кишечника выделяют одиночные лимфатические узлы (расположены преимущественно в дистальных отделах кишечника) и пейеровы бляшки (расположены в основном в подвздошной кишке). Последние образованы сгруппированными лимфатическими фолликулами, выпячивающими эпителий в просвет кишки в виде купола, и межузелковыми скоплениями лимфоидной ткани. Эпителий слизистой оболочки в области бляшки содержит до 10% специфических микроскладчатых (М-) клеток, обеспечивающих трансэпителиальный транспорт, механизм которого — трансцитоз: благодаря тонкому гликокаликсу они активно поглощают апикальной поверхностью макромолекулы (в том числе антигены) из просвета кишки, в составе эндосом перемещают их через свою цитоплазму и посредством экзоцитоза передают иммунокомпетентным клеткам пейеровых бляшек. Для ускорения процесса М-клетки снизу образуют «карманы», заполняющиеся «иммунным винегретом» из В-клеток, плазмоцитов, Т-клеток, макрофагов и антигенпрезентирующих дендритных клеток.

Тем не менее очевидно, что характер родоразрешения влияет на микробиом новорожденного (рис. 2). Правда, пока неясно, сказываются ли эти различия на здоровье взрослого индивида: хотя некоторые эпидемиологические исследования демонстрируют связь между кесаревым сечением и различными заболеваниями (табл. 1), причина их развития окончательно не выяснена.

Рисунок 2. Изменения микробиома у новорожденных. Цвет текста и стрелки обозначают изменения специфических разновидностей (зеленый), общие изменения (розовый) и разнообразие сообщества (оранжевый). а Изменения у младенцев, родившихся естественным путем, относительно извлеченных хирургически. б — Изменения у младенцев, находящихся на грудном вскармливании, относительно «искусственников». α-разнообразие — видовое разнообразие внутри исследуемого сообщества, β-разнообразие — видовое разнообразие между сообществами данной области (по Р. Уиттекеру).

Грудное вскармливание

Не менее важным фактором в формировании микробиома новорожденного является характер питания. Грудное молоко — оптимально сбалансированная пища для младенца, обеспечивающая его нормальное развитие [23]. Как известно, в первые дни жизни именно оно защищает ребенка от инфекционных болезней и способствует снижению смертности от них [24] за счет содержания множества иммунных факторов: Т- и В-лимфоцитов, плазматических клеток, иммуноглобулинов (в первую очередь IgА) и антимикробных ферментов (лизоцима и лактоферрина). Установлено, что грудное вскармливание в какой-то мере предотвращает развитие таких хронических заболеваний, как сахарный диабет [25] и ожирение [26]. И, несомненно, грудное молоко способствует формированию «здорового» микробиома. Первые данные об обнаружении бактерий в женском молоке были получены в 1950 году, но исследователей тех лет интересовали лишь патогенные микроорганизмы [27]. И хотя уже в 70-х годах в грудном молоке были найдены первые бактерии-симбионты, ученым не удалось их идентифицировать [27]. Лишь в 2003 году, когда в молоке, на коже груди и ареолах сосков восьми кормящих матерей и в ротовой полости и фекалиях их детей были обнаружены родственные лактобациллы, ученые предположили, что эти бактерии не занесены случайно извне, а имеют эндогенное происхождение [28].

Независимо от того, материнское или донорское грудное молоко используется для вскармливания, у каждого младенца формируется свой особый микробиом. Заслуга в этом принадлежит олигосахаридам молока человека (ОМЧ) [29], [30]. В составе женского молока около 8% отведено перевариваемым ОМЧ — пребиотикам, поддерживающим рост Bifidobacterium longum subsp. infantis [31]. При этом профиль ОМЧ у каждой женщины уникален, что обеспечивает, в свою очередь, индивидуальность младенческого микробиома (рис. 3) [32].

Рисунок 3. Взаимодействие гликанов человеческого молока и микробиоты. Взаимодействие новорожденного с материнскими и содержащимися в окружающей среде микроорганизмами опосредовано потреблением молозива и содержащихся в нём гликанов (олигосахаридов молока человека, ОМЧ). ОМЧ обладают пребиотической, антиадгезионной и противовоспалительной активностью, облегчают экспансию симбионтов — в особенности Bacteroides и Bifidobacterium — и ингибируют рост и адгезию оппортунистических и облигатных патогенов.

Другим опосредующим формирование микробиома фактором является так называемая энтеромаммарная ось — система, которая обеспечивает транспорт бактерий из кишечника (будущей) матери в молочные железы. Ее первичным звеном служат дендритные клетки кишечника, которые захватывают бактерий и транспортируют их в местные лимфоидные фолликулы [1]. Там осуществляется выработка специфического иммуноглобулина А. Эти дендритные клетки и секретирующие иммуноглобулин лимфоциты циркулируют в крови, но могут избирательно возвращаться в кишечник за счет взаимодействия между β7-интегринами и выделяемыми эндотелиоцитами молекулами адгезии (адрессинами, MAdCAM-1). Клетки эндотелия молочных желез синтезируют молекулы MAdCAM-1 во время беременности, обеспечивая избирательное поступление в железу «запрограммированных» дендритных клеток, содержащих кишечные бактерии [33]. Помимо бактерий, в молозиве и молоке матери содержатся Т-клетки, производящие β7-интегрины, и плазматические клетки, вырабатывающие специфический IgА [34]. Также в молоке находятся цитокины, состав которых зависит от иммунологического опыта матери, приобретенного в течение жизни.

Существует теория, предполагающая передачу микроорганизмов из полости рта младенца в молочную железу матери с последующей выработкой в ее организме специфических антител и их поступлением в ЖКТ ребенка [34]. Предположение подтверждается тем фактом, что в ротовой полости новорожденного и в грудном молоке обнаруживаются идентичные бактерии родов Gemella, Veillonella, Staphylococcus и Streptococcus [35], [36]. Хотя есть данные, что они присутствуют в молозиве еще до начала грудного вскармливания (даже после тщательной гигиенической обработки железы образцы сцеженного молока содержат бактерии кожного и кишечного микробиома матери [37]), это всё же не отменяет возможность реализации механизма обратного заноса.

В 2011 году ученые из США обнаружили девять таксономических единиц бактерий в образцах молока от 16 женщин. Установив тем самым, что микробный состав молока чрезвычайно разнообразен, они предложили концепцию «ядра микробиома женского молока» (рис. 4) [35]. В дальнейшем стало ясно, что микробиом изменяется в течение всего периода лактации. Так, в молозиве преобладают бактерии родов Weissella, Leuconostoc, Staphylococcus, Streptococcus и Lactococcus, а в молоке, вырабатываемом в первые шесть месяцев после родов, видимо, из-за частого контакта с обитателями полости рта младенца происходит «перекос» в сторону Veillonella, Leptotrichia и Prevotella — что опять же подтверждает теорию обратного заноса [37].

Рисунок 4. Девять бактериальных таксономических единиц, обнаруженных в образцах молока от 16 женщин в 2011 году. Наблюдаемые сообщества оказались достаточно сложными, и при относительном постоянстве состава у одной группы испытуемых у другой с течением времени отмечались изменения.

Здоровье матери также играет важную роль в формировании микробного состава молока. В первый месяц лактации в молоке страдающих ожирением женщин преобладают Lactobacillus, однако через полгода их сменяют представители рода Staphylococcus [37], которые, как показывают исследования, начинают преобладать и в кишечнике тучных младенцев, в связи с чем ученые предположили существование связи между особенностями микробиома женского молока и паратрофией у детей.

Паратрофия

Паратрофия — один из любимых в нашей стране педиатрических «диагнозов». Да, такое состояние есть, но диагноза такого в МКБ-10 нет. По идее, с лингвистической точки зрения, термин «паратрофия» (плавающий исключительно в рунете, ну и в российских медкартах тоже) мог бы описывать любые расстройства питания (для них в МКБ-10 выделена категория E40—E68, nutritional diseases), но традиционно паратрофией у нас называют единственное патологическое состояние из группы расстройств питания — которое в МКБ-10 можно притянуть к рубрике «ожирение и другие виды избыточности питания» (Е65-68). До года, а то и до полутора лет, особенно если ребенок находится исключительно на грудном вскармливании, диагнозу «ожирение» предпочитают именно «паратрофию». К детям старше двух лет применим только диагноз «избыточная масса тела/ожирение». «Диагноз» паратрофия по сути просто констатирует факт тучности младенца.

Паратрофик отличается повышенным индексом массы тела (ИМТ), избыточными, а кое-где и нормальными, параметрами (излишнее накопление жира особенно заметно на животе и бедрах, характерна «шарпееподобная складчатость»), нередко имеет признаки нарушения трофики тканей (кожа может быть пастозной и бледной, мышцы дряблыми).

На вопросы, касающиеся лечения и рисков такого состояния, пока нельзя ответить однозначно. Основная масса врачей считает, что всё нормализуется после того, как ребенок научится ходить, то есть существенно повысит расход энергии. Но это при условии, что паратрофия возникла именно на грудном вскармливании, а не из-за неадекватных и обильных прикормов. (Кстати, паратрофию еще называли «мучной болезнью», поскольку изначально наблюдали у детей, переведенных на однообразное питание углеводными продуктами.) Единственным заслуживающим внимание следствием паратрофии большинство педиатров считает временную задержку моторного развития: ясно, что тучным детям сложнее переворачиваться, ползать, вставать и т.д. Однако некоторые врачи всё же рекомендуют снизить количество потребляемого молока и добавить овощной прикорм. Беда в том, что пока нет достаточных научных оснований для утверждения, что между паратрофией и детским, а затем и взрослым ожирением связи нет. Да хотя бы и то, что у паратрофика есть проблемы с моторикой, теоретически может заложить основу для развития ожирения. Так или иначе — и в этом солидарны как «оптимисты», так и «перестраховщики» из медсообщества, — такой «диагноз» уж точно не повод для родительской паники.

Постепенное отнятие младенца от груди и переход на твердую пищу также играют важную роль в формировании бактериального разнообразия. После завершения грудного вскармливания в микробиоме детского кишечника появляются характерные для взрослого бактерии — представители типов Bacteroidetes, Firmicutes и класса Clostridia: Clostridium, Ruminococcus, Faecalibacterium, Roseburia, и Anaerostipes [19], [38].

Иммунитет

Недавние исследования подтвердили важную роль кишечной микрофлоры в развитии иммунной защиты. В Nature Reviews Immunology был опубликован обзор, подчеркнувший важный вклад бактерий-комменсалов в функционирование эпителиального барьера кишечника (рис. 5).

Рисунок 5. Эпителиальный барьер кишечника. Простой цилиндрический эпителий обладает механизмами физической и биохимической адаптации к микробной колонизации, поддерживающими целостность барьера. К ним относятся: богатые актином микроворсинки; плотные контакты эпителиальных клеток (а); муцины, которые формируют «сито» для просеивания молекул — гликокаликс; продукция различных антимикробных пептидов. М-клетки, покрывающие пейеровы бляшки и одиночные лимфоидные фолликулы, обеспечивают транслокацию молекул из просвета кишки под эпителий, к антигенпредставляющим клеткам. Дендриты специализированных дендритных клеток (ДК) могут проникать в просвет кишечника через плотные контакты (б).

Ученые предположили, что бактерии кишечника не только стимулируют его лимфоидные элементы, но и оказывают влияние на кишечный слизистый барьер, стимулируя образование микроворсинок [39], [40] и плотных контактов [41].

Рисунок 6. Взаимодействие между иммунной системой кишечника и микробиомом младенца. Развитие вторичных лимфоидных структур, в том числе пейеровых бляшек и одиночных лимфоузлов, происходит внутриутробно, задолго до начала бактериальной колонизации. С ее началом настраиваются механизмы взаимодействия иммунной системы хозяина и бактерий-симбионтов. М-клетки путем трансцитоза передают бактериальные антигены дендритным клеткам, те их презентируют, опосредуя Т-зависимое созревание В-лимфоцитов и способствуя секреции плазматическими клетками IgA, который играет важную роль в защите от патогенов. Бактерии могут транслоцироваться также через дендритные клетки и презентироваться Т-клеткам лимфоузла, индуцируя их дифференцировку. Нижняя левая панель — АММП — ассоциированный с микроорганизмами молекулярный паттерн. В условиях гомеостаза АММП, ассоциированные с бактериями-симбионтами, стимулируют продукцию регуляторных цитокинов (IL-25, IL-33, тимусного стромального лимфопоэтина и трансформирующего фактора роста, TGF-β). Трансдукция сигнала на дендритные клетки стимулирует развитие регуляторных Т-клеток и способствует секреции IL-10. Нижняя правая панель — В состоянии дисбиоза снижение количества бактерий-симбионтов приводит к размножению патогенов. Патогенные АММП индуцируют секрецию провоспалительных цитокинов (IL-1, IL-6 и IL-18), способствуя размножению эффекторных Т-клеток. Эти Т-клетки дифференцируются в CD4 + Th1 и Th17 и секретируют IL-17, фактор некроза опухоли (TNF-α) и интерферон-γ (IFN-γ), которые привлекают в очаг воспаления нейтрофилы, защищая организм хозяина от патогенов.

Исследуя влияние бактерий на защитные механизмы кишечника (рис. 6), ученые искусственно колонизировали бактерией Bacteroides thetaiotaomicron кишечники безмикробных мышей. Затем РНК кишечного эпителия анализировали на предмет изменения экспрессии генов [42]. Была отмечена обширная активация генов эпителиоцитов, которые регулировали функцию эпителиального барьера и способствовали повышению продукции рецептора к IgА. Это исследование прекрасно отражает влияние бактериальной колонизации на кишечник новорожденного, ведь он в данном контексте такой же, практически безбактериальный, организм.

Всё новые работы подчеркивают важную роль бактериальной колонизации в формировании и поддержании здоровья млекопитающих. В недавнем эксперименте, посвященном изучению функций Toll-подобных рецепторов, нокаутировали ген важного компонента врожденного иммунитета — рецептора TLR5, расположенного на базолатеральной поверхности энтероцитов мышей. Это повлекло за собой следующее: мыши начали регулярно объедаться и в конце концов развили метаболический синдром, сопровождавшийся изменением состава кишечной микробиоты. Возникло предположение, что микробиом может служить индикатором развития многих заболеваний. Но ученые пошли дальше и пересадили «патологическую» микробиоту из TLR5-дефицитных особей безмикробным мышам с нормальным рецептором, и у тех тоже проявились признаки метаболического синдрома. То есть микробиом, возможно, может служить не только индикатором системных проблем, но и непосредственно участвовать в их возникновении. Интересно, что ограничение питания TLR5-дефицитных мышей предотвращало развитие ожирения, но не резистентности к инсулину [43].

Вообще, связь колонизации бактериями-симбионтами с развитием как приобретенного, так и врожденного иммунитета, демонстрировали неоднократно. Было установлено, что взаимодействие рецепторов энтероцитов и иммунных клеток кишечника с антигенами микроорганизмов вызывает естественную, самоограничивающуюся воспалительную реакцию. Таким способом механизмы врожденного иммунного ответа позволяют предотвратить проникновение патогенов через эпителиальный барьер кишечника, при этом отличая их от безвредных симбионтов (рис. 6) [44], [45]. Когда ребенок покидает утробу матери, происходит контакт с огромным количеством бактерий. И для того чтобы избежать непрерывной воспалительной реакции в ответ на колонизацию кишечника, снижается экспрессия упомянутых рецепторов, в частности TLR2 и TLR4 [46]. К сожалению, у детей, появившихся на свет раньше срока, описанные механизмы еще незрелые, что часто приводит к развитию некротического энтероколита [47].

Исследования последних лет показали, что кишечные бактерии могут вносить свой вклад и в развитие иммунной толерантности, то есть защиты от избыточных иммунных реакций. Эти наблюдения чрезвычайно актуальны для разработки возможных терапевтических вмешательств, ведь многие бактериальные виды имеют количественное преимущество лишь на ранних этапах колонизации, во время грудного вскармливания (см. главу «Микробиом и грудное вскармливание»). Как же симбионтов связали с иммунотолерантностью? Например, полисахарид А капсулы Bacteroides fragilis может взаимодействовать с TLR2-рецепторами дендритных клеток кишечника, активируя продукцию противовоспалительных цитокинов, которые создают для бактерий специфическую микросреду [48]. Некоторые виды клостридий подобным образом увеличивают количество регуляторных Т-клеток — контролеров, подавляющих иммунный ответ, если Т-эффекторы неоправданно разбушевались, — предотвращая тем самым IgE-опосредованные заболевания [49]. Таким образом, конкретные микроорганизмы, представленные в материнском молоке, еще во младенчестве могут предопределить степень «аллергичности» индивида: упомянутые механизмы позволяют выработать толерантность к «полезным» антигенам и бактериям, предотвращая в дальнейшем развитие аллергий и аутоиммунных заболеваний .

Дополнительно о связях микробиома с иммунитетом, питанием, болезнями и препаратами для их лечения можно прочитать на «биомолекуле»: «Зоопарк в моем животе» [50].

И другие.

Помимо генетических факторов, характера родоразрешения и вскармливания, на формирование микробиома и иммунитета у новорожденного в той или иной мере оказывают влияние особенности питания, опыт приема антибиотиков и факторы окружающей среды (рис. 7).

Рисунок 7. Факторы, обеспечивающие формирование микробиома младенца. Инфекции половых путей женщины могут привести к бактериальному загрязнению матки. Микрофлора кишечника и ротовой полости может транспортироваться с кровью к плоду. Характер родоразрешения формирует первичную микрофлору. Генетика и постнатальные факторы, такие как режим питания, использование антибиотиков и воздействие окружающей среды оказывают дополнительное влияние на микробиом.

Антибиотики — одни из наиболее часто выписываемых детям препаратов. Назначение их матери в послеродовом периоде или же новорожденному может нарушить хрупкие процессы, которые лежат в основе формирования микробиома, и стать причиной ряда заболеваний (табл. 1). Исследования последних лет регулярно подчеркивают важность понимания процессов, ведущих к неонатальному дисбиозу и развитию в дальнейшем таких патологий, как диабет II типа, воспалительные заболевания кишечника или аллергическая реакция на компоненты молока [51–56]. Изменения в микробиоме, провоцируемые антибиотиками, зависят от способа введения, мишени, типа и дозировки препарата. Всё это пока плохо изучено у младенцев, что затрудняет понимание влияния антибиотикотерапии на формирование нормальной микрофлоры.

Таблица 1. Основные факторы, служащие связующим звеном между дисбалансом микробиома в раннем возрасте и склонностью к последующему развитию заболеваний.Таблица из [71].

Фактор, вызывающий дисбаланс Характеристика когорты Исходы
Кесарево сечение 1,9 млн датских детей в возрасте 0–15 лет Астма, системные заболевания соединительной ткани, ювенильный ревматоидный артрит, воспалительные заболевания кишечника, иммунодефициты и лейкозы
1255 трехлетних детей из США Ожирение, высокий ИМТ
2803 норвежских ребенка 0–3 лет Аллергическая реакция на куриные яйца, рыбу или орехи
Антибиотикотерапия 1401 ребенок 0–6 месяцев из США Астма и аллергия
5780 британских детей 0–2 лет Астма и экзема
12 062 финских ребенка 0–2 лет Избыточный вес и ожирение
162820 детей 2–18 лет из США Избыточный вес
9 млн британских детей Воспалительные заболевания кишечника
Пробиотики 215 испанских детей 0–6 месяцев Снижение частоты инфекций ЖКТ и верхних дыхательных путей
Европейское общество специалистов в области детской гастроэнтерологии, гепатологии и питания, комиссия по вопросам питания Снижение частоты неспецифических желудочно-кишечных инфекций
Пищевые добавки 139 африканских детей 6–14 лет С большей частотой — воспалительные заболевания кишечника, с меньшей — колики
Гигиена 184 ребенка 0–3 лет (исследование чистоты пустышек) Чистота пустышек снижала риск развития астмы, аллергии и сенсибилизации
Домашние животные 3143 финских ребенка 0–1 года Снижение риска развития диабета I типа

Отдельно стоит сказать о пробиотиках и пребиотиках, которыми повсеместно обогащены смеси для искусственного вскармливания, несмотря на недоказанность их эффективности [57]. Пробиотики представляют собой живые микроорганизмы, которые, предположительно, должны участвовать в формировании микробиома, а пребиотики — это вещества, которые способствуют росту полезных микроорганизмов. Использование пробиотиков в педиатрической практике — до сих пор спорный момент, хотя их влияние на различные детские заболевания изучалось достаточно широко. Так, некоторые мета-анализы обнаружили их эффективность в терапии атопического дерматита, в то время как другие не выявили существенного влияния на детей младше 12 месяцев [58–61]. Была проведена оценка воздействия самых популярных пробиотических добавок в детском питании (Lactobacillus и Bifidobacterium spp., L. reuteri) на колики у младенцев. После трех недель их применения в кишечнике новорожденных увеличивалось количество лактобацилл и уменьшалось содержание кишечной палочки [62]. Однако на сегодняшний день большинство исследований показывает, что пре- или пробиотики значительно не влияют на качественный и количественный состав микробиома кишечника.

Окружающая среда не стерильна, и предметы быта, с которыми сталкивается новорожденный, тоже служат источниками микроорганизмов, участвующих в формировании микробиома. К примеру, вероятность обмена бактериями посредством предметов быта и воздуха в помещении увеличивается соразмерно количеству людей, проживающих в доме. Исследование 60 семей из США выявило, что члены одной семьи (домовладения) имеют более схожие микробиомы, чем члены разных семей [63]. Особенно показательно максимальное сходство микробиоты кожи у супругов, а также обмен поверхностными бактериальными сообществами между хозяевами и их собаками. Частый контакт с компонентами домашней пыли и большая семья в первые два месяца жизни могут привести к изменениям в микробиоме, ассоциированным с возникновением аллергии. Они заключаются в увеличении у младенцев количества бифидобактерий (за исключением B. adolescentis) и снижении численности Lactobacillus spp., Bifidobacterium adolescentis и Clostridium difficile [64].

Вероятно, частый контакт с животными, а соответственно, и с их микробиотой, на первом году жизни оказывает защитное действие, повышая иммунную толерантность. Например, взаимодействие с домашними животными с раннего возраста снижает риск развития аллергических состояний и астмы, но механизмы этого явления пока в полной мере не выявлены [65]. Ну и после всего сказанного, конечно, не станет сюрпризом вывод ученых о том, что бактериальное разнообразие гораздо выше у сельских детей, чем у городских [66]. В заключение стόит отметить, что ряд бактериальных штаммов обнаруживается одновременно у матерей и их взрослых дочерей, из чего следует, что одни бактерии временно «арендуют» жилплощадь, а другие получают в макроорганизме пожизненную «прописку».

Коррекция

В недавно проведенных исследованиях изучались терапевтические вмешательства, которые могли бы изменять микробом и профилактировать микробный дисбаланс еще в раннем детстве.

Подходы к модификации микробиома, как правило, подразделяются на три основные группы: очищение от микроорганизмов, их модуляция и замена, восстановление микробиоты. К примеру, антибиотики из-за их способности эффективно очищать кишечник от бактерий часто используют для лечения состояний, вызванных неспецифической патогенной микробиотой (рис. 8).

Рисунок 8. «Микробная терапия» в зависимости от стадии заболевания. На доклинических стадиях болезнь еще не проявляется в полной мере: ее симптомы (если вообще они есть) минимальны и неспецифичны, но тонкие биологические изменения уже происходят. Использование культур определенных бактериальных сообществ на ранних стадиях болезни может с максимальной эффективностью предотвратить дисбиоз и развитие патологии. По мере прогрессирования заболевания происходит обогащение микробиома патогенами (изображены красным), продуцирующими провоспалительные метаболиты и тем самым активирующими воспалительные пути (рис. 6). Слизистый слой, защищенный эпителием, истончается по мере накопления патогенов, утяжеляя течение заболевания. Диетотерапия и антибиотики на этом этапе могут использоваться в качестве радикальной меры, изменяющей количественный и качественный состав бактерий. На поздних стадиях продолжающееся истончение слизистого слоя позволяет бактериям прорваться через эпителиальный барьер. Тогда агрессивная антибиотикотерапия в сочетании с трансплантацией микробиоты может помочь восстановить микробный баланс. АММП — ассоциированный с микроорганизмами молекулярный паттерн.

Однако у детей раннего возраста длительное применение антибиотиков чревато значительным риском осложнений. Состав микробиоты можно изменить и посредством диетотерапии, употребляя продукты, которые способствуют росту «полезных» микроорганизмов. Одним из примеров подобной диеты является особое энтеральное питание, применяемое для симптоматической терапии болезни Крона у детей. Оно представляет собой специфическую смесь всех необходимых микро- и макронутриентов и потому в течение длительного времени может служить единственным источником питательных веществ. Оно подается исключительно в жидком виде — перорально либо через зонд — и способствует достижению клинической ремиссии за счет создания своеобразного «режима покоя»: снижения функциональной нагрузки на воспаленный кишечник и уменьшения его травматизации [67].

Исследования в области дефицита питания продемонстрировали, что на сегодняшний день невозможно, используя только диетотерапию, существенно повлиять на состав кишечного микробиома, хотя изучение влияния характера питания на него продолжается.

Учитывая то, какое значительное воздействие на здоровье оказывает микробиота в раннем детстве, весьма актуальными выглядят методы, направленные на своевременное, профилактическое, восстановление микробного баланса. Недавно удалось показать, что микробиом новорожденных, появившихся на свет посредством кесарева сечения, можно восстановить до состояния, схожего с младенцами, родившимися естественным путем. Обтирание таких детей тампонами, которые были введены за час до кесарева сечения во влагалище матери, приводило к значительному обогащению их микробиома представителями Lactobacillus и Bacteroides. Правда, пока не выяснены возможные последствия такой процедуры для здоровья [68].

Микробиом кишечника можно рассматривать как целый отдельный орган нашего тела. Мы приобретаем его при рождении, и то, каким он будет, зависит от множества факторов. Но одно можно сказать наверняка: он будет непохожим ни на какой другой микробиом. Это практически такой же уникальный признак, как папиллярные линии и сосудистый рисунок сетчатки глаза. И подобно тому, как отпечатки пальцев могут рассказать следователям криминальную биографию преступника, микробиом кишечника может предъявить ученым вехи онтогенеза своего хозяина. И как нельзя лучше процесс бактериальной колонизации и его значимость для организма отражает знаменитая пословица: «Что посеешь, то и пожнешь». Берегите свой микробиом и будьте здоровы!

Источник статьи: http://biomolecula.ru/articles/mikrobiom-kishechnika-mir-vnutri-nas

Микрофлора кишечника: как бактерии в кишечнике влияют на ваше тело

Когда мы думаем о своем здоровье, то разделяем наши тела с нашими кишечными бактериями. На самом деле, можно сказать, что многие функции нашего организма зависят от бактерий, которые находятся в нашем кишечнике. Эти бактерии могут сделать нас худыми или толстыми, здоровыми или больными, счастливыми или подавленными. Наука только начинает понимать, как микрофлора кишечника влияет на нашу жизнь. В этой статье мы рассмотрим известную информацию о наших бактериях кишечника, в том числе о том, как они формируют наши тела и наш разум.

Для изучения способов улучшения состава кишечной микрофлоры вы можете прочесть более раннюю статью: Микрофлора кишечника: что может её улучшить или ухудшить?

Микрофлора кишечника – что это?

Большие сообщества микробов (бактерий, грибков, вирусов), живущих в нашем кишечнике, называются микрофлорой кишечника. Наш кишечник заселен 10 13 – 10 14 (до ста триллионов) бактерий. На самом деле, менее половины клеток в организме человека принадлежат к телу. Более половины клеток нашего организма – это бактерии, населяющие кишечник и кожу.

Ранее считалось, что микробов в организме в десять раз больше, чем клеток тела, но новые расчеты показывают на соотношение близкого к 1:1. [И] В кишечнике взрослого человека содержится 0,2 – 1 кг бактерий. [И]

Кишечные бактерии играют много полезных ролей в наших телах [И]:

Несбалансированная микрофлора делает нас более восприимчивыми к инфекциям, иммунным нарушения и воспалениям.

Таким образом, улучшение микрофлоры кишечника – это перспективный подход для борьбы с целым рядом распространенных заболеваний. [И]

Состав кишечной микрофлоры

Наука считает, что наш кишечник населяет более 2.000 видов бактерий. Большинство бактерий в кишечнике (80-90%) принадлежат к 2-м группам: Фирмикутам и Бактероидам. [И]

В тонком кишечнике время движения пищи достаточно короткое и обычно содержатся высокие уровни кислот, кислорода, и противомикробных агентов. Все это ограничивает рост бактерий. Только быстрорастущие бактерии, которые устойчивы к действию кислорода и способны сильно прикрепляться к кишечной стенке, способны выжить в тонком кишечнике. [И]

В отличие от этого, толстый кишечник имеет большое и разнообразное сообщество бактерий. Для своей жизнедеятельности они используют сложные углеводы, которые не перевариваются в тонком кишечнике. [И]

Развитие и старение микрофлоры кишечника

Ранее наука и медицина считала, что микрофлора кишечника формируется после рождения. Однако некоторые последние исследования показывают, что плацента также может иметь свою собственную уникальную микрофлору. Таким образом, люди могут быть колонизированы бактериями еще во время нахождения в утробе матери. [И]

При обычном рождении кишечник новорожденного получает микробы, как от матери, так и от окружающей среды. При достижении годовалого возраста, каждый человек получает уникальный, свойственный только ему, бактериальный профиль. [И] К 3-м годам жизни состав микрофлоры кишечника ребенка становится похожим на микрофлору взрослого человека. [И]

Однако в ответ на активность гормонов в период полового созревания микрофлора кишечника меняется в очередной раз. В результате возникают различия между мужчинами и женщинами. В большей степени меняется микрофлора у мальчиков под воздействием гормона тестостерона, а у девочек бактерии получают способность изменять свой количественный состав при воздействии менструальных циклов. [И]

Во взрослом возрасте состав кишечной микрофлоры относительно стабилен. Однако, он все еще может быть изменен жизненными событиями, например приемом антибиотиков, стрессом, гиподинамией, ожирением и в большой степени – диетой. [И]

У людей старше 65 лет микробное сообщество смещается в сторону увеличения численности Бактероидов. В целом, бактериальные метаболические процессы, такие, как производство короткоцепочечных жирных кислот (КЖК) сокращаются, в то время как распад белков увеличивается. [И]

Микрофлора открывает новую захватывающую главу в науке

Наука только начинает понимать множество ролей, которые играют кишечные микробы в наших телах. Исследования, посвященные изучению бактерий кишечника, растут в геометрической прогрессии, и большая часть этих исследований совершенно недавние.

Однако, все еще существует много вопросов, которые остаются без ответа. Тем не менее, мы можем ожидать много новых захватывающих прорывов в ближайшие годы.

Как бактерии в кишечнике влияют на ваше здоровье

Микрофлора кишечника производит необходимые витамины

Кишечные бактерии вырабатывают витамины, некоторые из которых мы не способны производить сами [И]:

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

  • Витамин В-12
  • Фолиевая кислота / Витамин В-9
  • Витамин К
  • Рибофлавин / Витамин В-2
  • Биотин / Витамин В-7
  • Никотиновая кислота / Витамин В-3
  • Пантотеновая кислота / Витамин В-5
  • Пиридоксин / Витамин В-6
  • Тиамин / Витамин В-1

Микрофлора кишечника производит жирные кислоты

Кишечные бактерии производят короткоцепочечные жирные кислоты (SCFAs). Эти кислоты включают в себя – бутират, пропионат и ацетат. [И]

Эти SCFAs (короткоцепочечные жирные кислоты) проявляют много важных функций в нашем теле:

p, blockquote 19,0,0,0,0 —>

  • Обеспечивают примерно 10% от суточной калорийности при переваривании пищи. [И]
  • Активизируют АМФ и стимулируют похудение [И]
  • Пропионат уменьшает жировые накопления в печени, снижает в крови уровень холестерина, а также повышает чувство сытости [И]
  • Ацетат уменьшает аппетит [И]
  • Бутират уменьшает воспаления и борется с раком [И]
  • Ацетат и пропионат увеличивают количество циркулирующих Treg (регуляторных T-клеток), которые способны уменьшать чрезмерные иммунные реакции [И]

Влияние короткоцепочечных жирных кислот на организм и развитие заболеваний (http://www.mdpi.com/2072-6643/3/10/858)

Диеты с большим количеством клетчатки и меньшим количеством мяса, например, вегетарианская или средиземноморская диеты, приводят к увеличению количества SCFAs (короткоцепочечных жирных кислот). [И]

Микрофлора кишечника меняет наш мозг

Кишечные бактерии общаются с нашим мозгом, они способны влиять на наше поведение и умственные способности. [И] Подобное взаимодействие работает в двух направлениях. Микробы кишечника и головной мозг влияют друг на друга, и наука называет связь – «ось кишечник-мозг».

Каким образом кишечник и мозг общаются?

  • Через блуждающий нерв и вегетативную нервную систему [И]
  • Бактерии вырабатывают серотонин, ГАМК, ацетилхолин, дофамин и норадреналин в кишечнике. Через кровь эти вещества могут проникать в мозг. [И]
  • Короткоцепопчечные жирные кислоты (SCFAs) производятся микрофлорой кишечника, которые являются источником энергии для нервных и глиальных клеток в головном мозге. [И]
  • Через иммунные клетки и воспалительные цитокины. [И]

Кишечные бактерии могут улучшить-ухудшить настроение и поведение

Когда микрофлора кишечника нарушается в результате инфекции или воспаления, это может ухудшить наше психическое здоровье. Люди с воспалительными заболеваниями кишечника часто проявляют признаки депрессии или тревожности. [И]

В одном исследовании с участием 46 людей с депрессией было обнаружено, что в их кишечной микрофлоре выросло количество Бактероидов, Протеобактерий и Актинобактерий, а также произошло снижение количества Фирмикутов. [И]

В другом контролируемом исследовании с 40 здоровыми взрослыми людьми, пробиотики смогли помочь снизить уровень негативных мыслей, проявляемые в виде грустного настроения. [И]

Исследование с участием 710 человек, показало, что ферментированные продукты (с высоким содержанием пробиотиков) могут помочь уменьшить тревожность людей. [И]

Интересно, что когда крысам передается кишечная микрофлора от людей с депрессией, то и у крыс быстро развивается депрессия. [И] С другой стороны, “хорошие” бактерии, такие как Лакто – и Бифидобактерии, снижают тревожность и депрессивные синдромы у тех же крыс. [И] Как оказалось, эти бактерии увеличивают содержание триптофана в крови у крыс. Триптофан необходим для синтеза серотонина (так называемого «гормона счастья»). [И]

Интересно, что стерильные мыши (без кишечных бактерий) проявляли меньшее беспокойство. У них было обнаружено больше серотонина в мозгу (гиппокамп). Подобное спокойное поведение можно было изменить с помощью бактериальной колонизации в их кишечнике, но такое воздействие через микробов достигало результата только у молодых мышей. Это показывает, что микрофлора кишечника играет важную роль в развитии мозга у детей. [И]

Исследование с участием более 1-го миллиона человек показало, что лечение пациентов одним типом антибиотика повышает риск депрессии. Риск развития депрессии или беспокойства повышался при повторном использовании антибиотиков и с увеличением количества одновременного приема разных антибиотиков. [И]

Микрофлора кишечника может улучшить и ухудшить функцию работы мозга

В одном исследовании было продемонстрировано, что негативные изменения в кишечной микрофлоре приводили к ухудшению работы мозга (на примере 35 взрослых и 89 детей). [И]

В другом исследовании у стерильных мышей и у мышей с бактериальными инфекциями были выявлены проблемы с памятью. Но добавление в их рацион пробиотиков в течение 7 дней до и во время инфекционных заболеваний приводило к уменьшению нарушений работы мозга. [И]

Длительное применение антибиотиков у мышей снижало производство новых нервных клеток в мозге (гиппокампе). Но это нарушение было уменьшено или полностью отменено при дополнительном приеме пробиотиков или увеличением физической активности. [И]

Продукты питания могут также влиять на когнитивную функцию, изменяя микрофлору кишечника. Западная диета (высокое содержание насыщенных жиров и сахара) способствует уменьшению в кишечнике у мышей Бактероидов (Bacteroidetes) и увеличению Фимикутов (Firmicutes) вместе с Протеобакериями (Proteobacteria). Подобные изменения связаны с развитием нарушения работы мозга. [И]

Если переносили кишечные бактерии от мышей, которых кормили Западной диетой, другим мышам, то мыши-получатели этой микрофлоры проявляли увеличение тревожности и нарушения в обучении и памяти. [И]

С другой стороны, “хорошие бактерии” помогают улучшить работу мозга. Как было показано в исследованиях, несколько типов пробиотиков смогли улучшить когнитивные способности у подопытных животных. [И]

Микрофлора может сделать вас больше или меньше восприимчивыми к стрессу

Ваши кишечные бактерии определяет способ, которым вы реагируете на стресс. Наша микрофлора программирует гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось в самом начале нашей жизни. Это, в свою очередь, определяет нашу реакцию на стресс в дальнейшей жизни. [И]

Кишечные бактерии могут способствовать развитию посттравматического стрессового расстройства (ПТСР). Опыты над животными показали, что дисбаланс в микрофлоре кишечника (дисбактериоз) делает поведение этих животных более восприимчивое к развитию ПТРС после травматического события. [И]

Стерильные мыши проявляют преувеличенные реакции на стресс (у них гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось находится в гиперактивном состоянии). Такие животные демонстрируют более низкие показатели BNDF – фактора, который необходим для выживания нервных клеток. Но если эти мыши получали Бифидобактерии в начале своей жизни, то гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось восстанавливалась к своему нормальному состоянию. [И]

В исследовании с участием 581 студента было продемонстрировано, что прием пробиотиков на основе Бифидобактерий приводило к уменьшению диареи (или дискомфорта в кишечнике) и к снижению заболевания простудой (гриппом) во время стрессовых состояний (экзаменов). [И]

Аналогичным образом бифидобактерии B.longum снижали уровень стресса (измерялся кортизол) и тревожности у 22 здоровых добровольцев. [И]

Наконец, пробиотики с L.casei помогали снижать показатели кортизола, повышенный уровень серотонина и уменьшали количество стрессовых симптомов в эксперименте с 219 участниками. [И]

Микрофлора улучшает кишечный барьер

Слизь в кишечнике действует как смазка и защищает стенку кишечника от раздражения, когда по нему продвигается пища. Но этот слизистый слой тоньше у стерильных (c отсутствием микрофлоры) животных. [И] Вот почему такие животные более склонны к инфекциям, а также испытывают более интенсивные и продолжительные кровотечения при воспалительных заболеваниях кишечника. [И]

Микрофлора кишечника может вызвать ишемическую болезнь сердца

Ишемическая болезнь сердца (ИБС) является типичным нарушением работы оси мозг-кишечник-микрофлора. [И] Как следует из исследований, примерно 10-30% пациентов с ИБС показывают инфекции или воспаление кишечника. Это состояние связано с изменениями микрофлоры кишечника в худшую сторону. [И]

Зачастую ишемическая болезнь сердца возникает после применения антибиотиков.

Люди с ИБС показывают в своих анализах меньшее микробное разнообразие и их микрофлора кишечника является более неустойчивой. В их кишечнике находится меньше лактобацилл и бифидобактерий. [И] У некоторых пациентов с ишемической болезнью сердца изменяется соотношение Фирмикутов / Бактероидов, что связывается с развитием депрессии и тревоги. [И]

Уровни короткоцепочечных жирных кислот SCFAs (уксусная кислота, пропионовая кислота и масляная кислота) у таких людей после еды демонстрируют низкие значения. [И]

Мета-анализ из 15 исследований с общим участием 1.793 человек показал, что пробиотики улучшали симптомы при ишемической болезни сердца. [И] Аналогичное улучшение симптоматики произошло в 58% случаев из 48 пациентов с ИБС при фекальной трансплантации здоровой микрофлоры от доноров. [И]

Наконец, в 2-х исследованиях с 12 и 87 участниками с ишемической болезнью было обнаружено, что антибиотик рифампицин смог помочь в лечении ИБС, вероятно, предотвратив избыточный рост плохих бактерий. [И]

Кишечные бактерии могут сделать вас худее и полнее

Люди и животные с ожирением демонстрируют более низкое разнообразие бактерий в кишечнике. [И]

Два различных исследования с участием 12 взрослых и 78 детей показали, что люди с ожирением имели в кишечнике больше Бактероидов и Фирмикутов. У них также было меньше короткоцепочечных жирных кислот (SCFAs), уменьшение которых связано с развитием ожирения.

Несколько крупных исследований на людях (154 участников) подтвердили, что ожирение было связано с:

p, blockquote 50,0,0,0,0 —>

  • Снижением количества бактерий в кишечнике
  • Уменьшением бактериальной плотности на единицу площади
  • Увеличение активности у бактерий генов, которые перерабатывают сахар и жиры для получения энергии.

При исследованиях на мышах и крысах было подтверждена связь между количеством Бактероидов и полнотой тела. Количество Бактероидов было больше у худых животных, а повышенное количество Фирмикутов определялось у тучных мышей. [И] При практике низкокалорийной диеты доля Бактероидов также увеличивается. [И]

Мыши с ожирением имели коэффициент 20:80 – соотношение Бактероидов к Фирмикутам. Худые животные демонстрировали коэффициент 40:60. Избыточное количество Фирмикутов помогало толстым мышам получать больше калорий от потребляемого рациона питания, что приводило к нарастанию степени ожирения. [И]

Вполне вероятно, что нарушенная микрофлора кишечника может вызвать ожирение. В одном исследовании, после передачи микрофлоры кишечника от мышей с ожирением стерильным мышам, происходил рост веса тела и появление ожирения у этих стерильных мышей. [И]

Увеличение использования антибиотиков и их негативное влияние на кишечную флору может быть одной из причин эпидемии ожирения, которую мы наблюдаем сегодня. [И]

Участие в исследовании 436 матерей с их ребенком показало, что воздействие антибиотиков во время беременности повышает риск детского ожирения на 84%. [И] Раннее применение антибиотиков у молодых мышей делает их толще. [И]

Какие “хорошие бактерии” уменьшены в микрофлоре кишечника у людей с ожирением:

Микрофлора кишечника может помочь в лечении диабета 2-го типа

Микрофлора кишечника может играть важную роль в развитии метаболических заболеваний. [И] Например, в исследовании с участием 345 человек было показано, что у людей с диабетом в кишечнике было меньше бактерий, производителей бутирата, и больше – болезнетворных бактерий. [И]

Бактерии Akkermansia muciniphila и Faecalibacterium prausnitzii являются микроорганизмами, продуцирующими бутират. Исследование с участием 121 человек показало, что эти бактерии были снижены у людей с предиабетом и с впервые выявленным сахарным диабетом 2-го типа. [И] Известно, что Akkermansia muciniphila повышает чувствительность к инсулину у мышей. [И]

При опытах на мышах было обнаружено, что пробиотики С. butyricum и L. casei улучшали симптомы диабета (уровень глюкозы натощак, толерантность к глюкозе и количество бутират-продуцирующих бактерий). [И] Обе эти бактерии смогли понизить количество Фирмикутов и увеличить число Бактероидов, а также бутират-производителей. [И]

Лекарственный препарат метформин, который используется для лечения диабета 2-го типа, также увеличивает количество бактерий Akkermansia muciniphila и лактобактерий. [И]

Бактерии из кишечника вносят вклад в заболевания сердца

Исследования на человеке и животных показывают, что некоторые кишечные бактерии способствуют развитию болезней сердца. [И] Известно, что пациенты с атеросклерозом имеют измененную флору кишечника. [И]

Микрофлора кишечника может усугубить заболевание сердца, производя слишком много TMAO. Триметиламиноксид (ТМАО, также известен как триметиламин N-оксид) является побочным продуктом и вызывает склерозирование атерий (развитие атеросклероза). [И]

В исследовании с участием 119 человек было определено, что люди с заболеваниями сердца имели в микрофлоре кишечника больше Фирмикутов и меньше Бактероидов. [И]

Микрофлора кишечника важна для здоровья печени

Микробный дисбаланс (дисбактериоз) может играть роль в развитии неалкогольного ожирения печени (НАЖБЛ). [И] Люди с жировой болезнью печени демонстрируют повышенную распространенность Фирмикутов, что очень похоже на бактериальный дисбаланс при ожирении. [И]

В исследовании с участием 66 пациентов получение бактерий Bifidobacterium лонгум в дополнении к пребиотикам и соблюдение здорового образа жизни помогло улучшить состояние при жировой дистрофии печени. Пробиотики способствовали уменьшению уровня АСТ (аспартатаминотрансфераза, фермент печени), ФНО (фактора некроза опухоли, воспалительного белка), С-реактивного белка, снижению инсулинорезистентности и уменьшению повреждения самой печени. [И]

При экспериментах на мышах микрофлора помогала защищать повреждение печени при воздействии на неё токсинов. [И]

Микрофлора кишечника способствует развитию иммунитета

Наш иммунитет тесно связан с кишечником. Примерно 70% наших иммунных клеток находятся в кишечнике. [И] В кишечнике происходит взаимодействие бактерий с иммунными клетками, а точнее, происходит программирование иммунного ответа с помощью активизации или уменьшения активности Th1/Th2 (воспалительного и противовоспалительного путей иммунного ответа), Th17-лимфоцитов, Treg – циркулирующих иммунных клеток. [И]

Известно, что при беременности материнская иммунная система смещается в сторону Th2 иммунного ответа (противовоспалительного). Такое изменение иммунитета вызывает у ребенка смещение иммунной функции в направление Th2 ответа. [И] Однако, в течение первых недель и месяцев жизни кишечные бактерии помогают младенцам постепенно увеличивать активность воспалительного иммунного ответа Th1 и восстановить баланс Th1/Th2. [И]

У младенцев, родившихся в результате кесарева сечения, с задержкой активируется иммунитет типа Th1. Снижение скорости формирования Тh1 иммунног ответа происходит из-за измененной микрофлоры кишечника. [И]

Микрофлора кишечника защищает от инфекций

Одно из основных преимуществ микрофлоры кишечника заключается в том, что она защищает нас от вредных микробов. [И]

Кишечные бактерии ограждают нас от заражения с помощью [И]:

p, blockquote 70,0,0,0,0 —>

  • Своей борьбы за питательные вещества с вредными бактериями
  • Производством побочных продуктов, препятствующих росту или активности опасных бактерий
  • Поддержание непроницаемости слизистого барьера кишечника
  • Стимуляцией нашего врожденного и адаптивного иммунитета

Стабильное состояние кишечной микрофлоры также предотвращает избыточный рост условно-патогенных микробов. Например, лактобактерии очень важны для предотвращения сильного роста бактерий Кандида albicans. [И]

Кишечные бактерии также помогают против паразитов, таких как малярия. Как и люди, некоторые мыши более устойчивы к малярийной инфекции/ Когда стерильные мыши получали микрофлору от «более устойчивых» мышей, то они также становились более устойчивыми к малярии. Их иммунный ответ был повышен, и они показывали более низкую численность паразита. И наоборот, те стерильные мыши, которые получили бактерии кишечника от «восприимчивых» мышей, демонстрировали более высокую паразитарную нагрузку. [И]

Антибиотики часто изменяют кишечную флору, тем самым снижая устойчивость против вредных бактерий. [И]

Микрофлора подавляет воспаление

Кишечные бактерии могут увеличить производство th17 клеток и провоспалительных цитокинов (IL-6, IL-23, IL-1b). Или микрофлора кишечника может содействовать производству циркулирующих иммунных клеток T-reg, тем самым уменьшая воспаление. [И] Оба этих пути развития зависят от того, какая микрофлора находится в вашем кишечнике.

Когда микрофлора выходит из равновесия (дисбактериоз кишечника), то это может увеличить воспаление. Подобное состояние способствует развитию хронических воспалительных заболеваний, таких как ишемическая болезнь сердца, рассеянный склероз, астма и ревматоидный артрит. [И]

Когда мышей лечили антибиотиками, то в их кишечнике серьезно уменьшилось количество антивоспалительных T-reg иммунных клеток и мыши были более склонны к развитию воспаления. [И]

К «хорошим» бактериям, которые способны защищать от воспалительных заболеваний, относят А. muciniphila и F. Prausnitzii. [И]

Бактерии кишечника защищают от аллергии

Разбалансированная микрофлора кишечника увеличивает риск аллергий.

Исследование с участием 1.879 добровольцев показало, что люди с аллергиями имеют более низкое разнообразие их кишечной микрофлоры. У них было уменьшено количество бактерий Clostridiales (производителей бутирата) и увеличена численность бактерий Bacteroidales. [И]

Несколько факторов, которые мешают нормальной жизнедеятельности микрофлоры кишечника и способствуют развитию пищевой аллергии [И]:

p, blockquote 80,0,0,0,0 —>

  • Отсутствие грудного вскармливания при младенчестве
  • Применение антибиотиков и ингибиторов желудочной кислоты
  • Использование антисептических средств
  • Диета с низким уровнем пищевых волокон (клетчатки) с повышенным содержанием жиров.

Дети, которые росли на фермах (сельской местности), или приезжали туда на длительных отдых, показывают, как правило, низкий риск развития аллергий. Вероятно, это происходит из-за изменения микрофлоры у этих детей, чем у тех, кто проводит свою жизнь в городских условиях. [И]

Другим защитным фактором против пищевой аллергии может быть наличие старших братьев и сестер, или домашних животных. Люди, проживающие в доме вместе с животными, показывают большее разнообразие микрофлоры кишечника. [И]

Два исследования с участием 220 и 260 детей показали, что применение пробиотиков с Лактобактерия рамнозус (Lactobacillus rhamnosus) приводит к быстрому избавлению от разных типов пищевых аллергий. Действие пробиотика обусловлено увеличением бактерий, продуцирующих бутират. [И]

Иммунотерапия вместе с пробиотиком из Lactobacillus rhamnosus привела к 82% излечению аллергий у 62 детей. [И] Наконец, мета-анализ из 25 исследований (4.031 детей) показал, что Lactobacillus rhamnosus снижет риск экземы. [И]

Микрофлора защищает от развития астмы

При обследовании 47 детей, страдающих астмой, у них было выявлено низкое разнообразие бактерий в микрофлоре. Их микрофлора кишечника была похожа на микрофлору младенцев. [И]

По аналогии с пищевой аллергией, люди могут защищать себя и своих детей от развития астмы с помощью улучшения микрофлоры [И]:

p, blockquote 86,0,0,0,0 —>

  • Грудное вскармливание
  • Старшие братья и сестры
  • Контакт с сельскохозяйственными животными
  • Контакт с домашними животными
  • Диета с высоким содержанием клетчатки (минимум 23 грамма в сутки)

С другой стороны, антибиотики повышают риск астмы. Два или более курсов антибиотиков во время беременности повышает риск астмы у потомства (на основе изучения 24.690 детей). [И]

Еще одно исследование, проведенное у 142 детей, показало, что использование антибиотиков в раннем возрасте также увеличивало риск астмы. Препараты уменьшали разнообразие микрофлоры кишечника, снижали Актинобактерии и увеличивали Бактероиды. Снижение разнообразия бактериального составляющего кишечника сохранялось в течение более 2-х лет после получения антибиотиков. [И]

У мышей на диете с высоким содержанием клетчатки было выявлено повышенное соотношение бактерий Фирмикутов по отношению к Бактероидам в микрофлоре кишечника. Подобное соотношение увеличивало выработку короткоцепочечных жирных кислот (SCFAs) и защищало от воспалений дыхательных путей. [И]

Стерильные мыши показывают увеличенное число воспалений дыхательных путей. Колонизация их кишечника бактериями от молодых, но не взрослых мышей, защищает от развития этих воспалений. Это указывает на то, что в развитии иммунной системы есть специфическая по времени роль бактерий кишечника. [И]

Микрофлора участвует в развитии воспалительных заболеваний кишечника

Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК) обусловлены сочетанием генетических, экологических и бактериальных факторов. ВЗК проявляются в виде язвенного колита и болезни Крона. Считается, что эти заболевания могут быть непосредственно связаны с изменениями в кишечной микрофлоре. [И]

Мета-анализ (7 исследований с участием 706 человек) показал, что люди с ВЗК, как правило, имеют более низкий уровень Бактероидов. [И]

Другой мета-анализ (7 исследований с 252 испытуемыми) показал, что люди с воспалительными заболеваниями кишечника имеют больше вредных бактерий, в том числе Кишечной палочки и Шигелл. [И]

Бактерия Faecalibacterium prausnitzii обнаруживается только у человека, является одной из производителей масляной кислоты (бутиратов) и способна защищать от воспалительных заболеваний кишечника. Количество этой бактерии снижено у людей с язвенным колитом и болезнью Крона. [И, И]

Нарушения в микрофлоре кишечника способствуют развитию аутоиммунных заболеваний

Младенцы все меньше и меньше подвержены воздействию микробов. Это может увеличить риск развития у них аутоиммунных расстройств, потому что отсутствие микробов в окружении тормозит развитие их иммунной системы. В результате не производятся в нужном количестве T-reg иммунные клетки, что приводит к потере толерантности к микроорганизмам. [И]

Короткоцепочечные жирные кислоты (SCFAs), производимые кишечными бактериями, способствуют обретению терпимости путем увеличения циркулирующих Т-reg иммунных клеток. [И]

Микрофлора кишечника при диабете 1-го типа

Исследование 8 детей с диабетом 1-го типа установило, что они обладают менее стабильной и менее разнообразной микрофлорой в кишечнике. У них меньше Фирмикутов и больше Бактероидов. [И] В целом, у них было меньше производителей бутирата.

У мышей, склонных к диабету, и получавших антибиотики, вероятность развития диабета была меньше. При приеме антибиотиков у мышей увеличилось количество бактерии А. muciniphila. Это полезные бактерии, которые могут играть защитную роль против аутоиммунного сахарного диабета (диабета 1-го типа) у младенцев. [И]

В другом исследовании было показано, что мыши, склонные к диабету, но получавшие в питании много ферментированных (квашеных) продуктов и богатых клетчаткой, с большей вероятностью могли получить диабет 1-го типа. Такой повышенный риск был связан с увеличением количества Бактероидов и уменьшение Фирмикутов. [И]

Можно сказать, что существуют разные мнения о влиянии измененной микрофлоры на развитие диабета 1-го типа. И пока точно не известно, либо уже измененная микрофлора кишечника стимулирует диабет 1-го типа, или эта микрофлора меняется уже в результате болезни. [И]

Микрофлора кишечника при волчанке

В одном исследовании с участием 40 пациентов с волчанкой было обнаружено, что в микрофлоре этих людей находилось больше Бактероидов и меньше Фирмикутов. [И]

У молодых мышей, склонных к волчанке, в микрофлоре было больше Бактероидов, что похоже на людей. Мыши также демонстрировали меньше лактобактерий. Но добавление ретиноевой кислоты в питание этих мышей происходило восстановление лактобактерий и симптомы волчанки улучшались. [И]

Также Лактобактерии смогли улучшить функцию почек у самок мышей с волчанкой, индуцированной воспалением почек. Это лечение также увеличило время их выживания. Известно, что Лактобактерии уменьшают воспаление в кишечнике путем изменения соотношения между иммунными клетками T-reg/Th17 в сторону увеличения T-reg. Эти циркулирующие клетки T-reg уменьшают уровень цитокина IL-6 и увеличивают уровень IL-10. Этот положительный эффект не наблюдался у самцов, что свидетельствует о гормональной зависимости эффекта воспаления. [И]

У мышей, склонных к волчанке, развиваются изменения в их микрофлоре кишечника, если им давать воду с более кислой pH. В этом случае в из кишечнике увеличивается численность Фирмикутов и уменьшается Бактероидов. Эти мыши показывали меньшее количество антител и у них было замедленное прогрессирование болезни. [И]

Кишечная микрофлора при рассеянном склерозе

Известно, что рассеянный склероз связан с нарушенной микрофлорой. Диагностируется общее снижение Бактероидов, Фирмикутов и бактерий, вырабатывающих бутират. [И]

У мышей с экспериментальным аутоиммунным энцефаломиелитом (EAE, мышиный эквивалент рассеянного склероза у человека) была нарушена кишечная микрофлора. Антибиотики помогли сделать болезнь менее тяжелой и снизить смертность. [И] Кроме того стерильные мыши показывали более мягкое течение EAE, что было связано с нарушением производства Th17 иммунных клеток (уменьшенное количество). [И]

Когда стерильных мышей колонизировали бактериями, увеличивающими выработку Th17 иммунных клеток, то такие мыши начинали заболевать EAE. С другой стороны, колонизация этих мышей Бактероидами (полезными бактериями) помогало защищать от развития EAE за счет увеличения численности циркулирующих T-reg иммунных клеток. [И]

p, blockquote 107,0,0,1,0 —> Патогенез аутоиммунного воспаления

Микрофлора кишечника при ревматоидной артрите

Наукой доказано, что экологические факторы имеют гораздо большее значение в развитии ревматоидного артрита (РА), чем генная предрасположенность. [И] Эти предрасполагающие факторы включают в себя и здоровье микрофлоры кишечника.

У пациентов с РА было уменьшенное разнообразие микрофлоры. В исследовании с 72 участниками было продемонстрировано, что нарушение микрофлоры было больше при увеличении длительности заболевания и уровня выработке аутоантител. [И]

Известно несколько бактерий, которые непосредственно связаны с развитием ревматоидного артрита: Collinsella, Prevotella corpi и Lactobacillus salivarius. [И] Предрасположенные мыши, колонизированные бактериями Collinsella или Prevotella corpi показывали больший риск развития артрита, а заболевание у них протекало более тяжело. [И]

С другой стороны, бактерии Prevotella histicola снижали частоту и выраженность ревматоидного артрита у мышей. Prevotella histicola снижала активность болезни путем увеличения количества иммунных клеток T-reg и цитокиша IL-10, что уменьшало активацию воспалительных Th17-лимфоцитов. [И]

Некоторые пробиотики показаны для улучшения симптомов у пациентов с ревматоидным артритом [И, И, И]:

p, blockquote 112,0,0,0,0 —>

  • casei (исследование 46 пациентов)
  • acidophilus (исследование 60 пациентов)
  • Bacilluscoagulans (исследование 45 пациентов)

Микрофлора кишечника помогает улучшить прочность костей

Кишечные микробы также взаимодействует с нашими костями. Однако до сих пор эта ассоциация изучалась только у животных.

У стерильных мышей увеличивается костная масса. Эти мыши возвращаются в нормальное состояние при получении нормальной микрофлоры кишечника. [И]

Кроме того, антибиотики привели к увеличению плотности костной массы у мышей. [И]

А пробиотики, в основном лактобактерии, улучшили производство костей и их прочность у подопытных животных. [И]

Дисбаланс микрофлоры способствует развитию аутизма

До 70% людей с аутизмом демонстрируют проблемы с кишечником. Эти проблемы включают в себя боль в животе, повышенную проницаемость кишечника и серьезные изменения в микрофлоре кишечника. Подобные проблемы означают, что существует прямая связь между нарушениями в кишечнике и работой мозга при аутизме. [И]

Небольшое клиническое исследование с участием 18 детей с аутизмом попыталось включить изменение в микрофлоре с лечением основного заболевания. Такое лечение включало в себя 2-х недельный курс из приема антибиотиков, очищения кишечника и фекальной трансплантации от здоровых доноров. В результате такого лечения у детей произошли сокращения симптомов проблем с кишечником на 80% (запор, диарея, диспепсия и боль в животе). Одновременно были улучшены и поведенческие симптомы основного заболевания. Такое улучшение сохранялось 8 недель после окончания лечения. [И]

Известно, что стерильные мыши проявляют нарушения социальных навыков. Они проявляют чрезмерное самосохранение (похожее на повторяющееся поведение у людей) и в большинстве случаев выбирают нахождение в пустом помещении, чем в присутствии с другой мышью. Если кишечник этих мышей колонизировать кишечными бактериями от здоровых мышей сразу после рождения, то некоторые, но не все, симптомы улучшаются. Это означает, что существует критический период вл время младенчества, когда кишечные бактерии воздействуют на развитие мозга. [И]

У людей, ожирение матери может увеличить риск аутизма у детей. [И] Вероятная причина – это дисбаланс микрофлоры кишечника.

Когда матерей мышей кормили высоким продуктами с высоким содержанием жиров, то их микрофлора кишечника становилась несбалансированной, и у их потомства возникали проблемы в социализации. Если вместе с беременной самкой жили худощавые здоровые животные, то подобные социальные нарушения у рожденных мышей возникали в очень редких случаях. Кроме того один из пробиотиков – Лактобактерии реутери (Lactobacillus reuteri) также смогли улучшить эти социальные нарушения. [И]

Нарушенная микрофлора кишечника способна внести вклад в развитие болезни Альцгеймера

Стерильные мыши частично защищены от болезни Альцгеймера. Колонизация этих мышей бактериями от больных мышей способствовало развитию болезни Альцгеймера. [не рецензируемое исследование [И])

Белок, который образует амилоидные бляшки (b-амилоид) при болезни Альцгеймера, производится кишечными бактериями. Известные бактерии – Кишечная палочка и Сальмонелла энтерика (или сальмонелла кишечная, лат. Salmonella enterica), находятся в списке многих бактерий, которые вырабатывают b-амилоидные белки и могут способствовать болезни Альцгеймера. [И]

Люди с нарушенной микрофлорой в кишечнике обладают повышенным риском развития болезни Альцгеймера:

p, blockquote 124,0,0,0,0 —>

  • Хроническая грибковая инфекция может увеличить риск болезни Альцгеймера [И]
  • Люди с розециа показывают измененную микрофлору кишечника. Они имеют повышенный риск развития слабоумия, в частности болезни Альцгеймера (исследование с участием 5.591.718 людей). [И]
  • Пациенты с диабетом умеют 2-х кратный повышенный риск развития болезни Альцгеймера (исследование с участием 1.017 пожилых людей). [И]

Проблемы с микрофлорой кишечника увеличивают риск болезни Паркинсона

Исследование с участием 144 испытуемых показало, что люди с болезнью Паркинсона имеют измененную микрофлору кишечника. У них было уменьшено количество Prevotellaceae почти на 80%. В то же время было увеличено количество энтеробактерий. [И]

Мыши, склонные к развитию болезни Паркинсона, имеют меньше двигательных аномалий, когда рождаются стерильными. Но если их колонизировали бактериями или давали короткоцепочечные жирные кислоты (SCFAs), то симптомы ухудшались. В этом случае антибиотики смогли помочь улучшить состояние. [И]

Если стерильные мыши, имеющие генетическую предрасположенность к болезни Паркинсона, получали кишечные бактерии от мышей с этой болезнью, то их симптомы становились намного хуже. [И]

Нарушенная микрофлора кишечника способна увеличить риск рака толстой кишки

Исследование 179 человек показало, что люди с диагнозом рака толстой кишки имеют повышенное соотношение Бактероиды/Превотеллы. [И]

В другом исследовании из 27 испытуемых было продемонстрировано, что у людей с раком толстой кишки в кишечнике было больше ацетата и меньше бактерий, производящих бутират. [И]

Кишечные и другие инфекции, а также вредные бактерии нарушают микрофлору кишечника и повышают риск развития рака толстой кишки:

p, blockquote 130,0,0,0,0 —>

  • Инфекция Стрептококк бовис является фактором риска для развития рака толстой кишки (мета-анализ 24 исследований). [И]
  • Бактерия Кишечная палочка усиливает рост опухоли у мышей с воспалением кишечника. [И]

Изменения в микрофлоре кишечника связаны с синдромом хронической усталости

В исследовании со 100 добровольцами было продемонстрировано, что синдром хронической усталости был связан с нарушениями в микрофлоре кишечника. Кроме того эти силу этих нарушений можно было связать с тяжестью заболевания. [И]

Похожее исследование (87 участников) показало, что у пациентов с синдромом хронической усталости уменьшилось бактериальное разнообразие в кишечнике. В частности, наблюдалось уменьшение численности Фирмикут. Кишечник содержал больше воспалительных и меньше противовоспалительных видов бактерий. [И]

Исследование с участием 20 пациентов показало, что физические упражнения вызывали дальнейшие нарушения в микрофлоре кишечника у людей с синдромом хронической усталости. [И] Подобное ухудшение состояние можно объяснить, что при физической нагрузке происходит увеличенное проникновение через кишечный барьер вредных бактерий и их метаболитов, и распространение по кровотоку по телу.

Микрофлора способствует снижению усталости во время физической нагрузки

При опытах на животных было обнаружено, что нормализация микрофлоры кишечника смогла повысить производительность и снизить усталость во время физических тренировок. [И] А вот стерильные мыши показали более короткие дистанции во время испытаний при плавании. [И]

Получение пробиотика Lactobacillus plantarum способствовало увеличению мышечной массы, прочности сжатия лапы и физической работоспособности у мышей. [И]

Бактерии кишечника влияют на старение

Старение часто ассоциируется с нарушениями в кишечной микрофлоре. [И] Пожилые люди, как правило, имеют общее низкое разнообразие кишечных бактерий. Они показывают очень низкое количество Фирмикут и сильное увеличение Бактероидов. [И]

Дисбактериоз кишечника вызывает хроническое воспаление низкой степени. Это также связано со снижением функции иммунной системы (иммуносенесценция). Оба эти состояния сопровождают многие возрастные заболевания. [И]

Два исследования с участием 168 и 69 жителей России показали, что долгожители имели наивысшее бактериальное разнообразие. Они также обладали большим числом полезных бактерий и микробов, производителей бутирата. [И,И]

Стерильные мыши живут дольше. Но если стерильных животных поселить вместе со старыми (но не молодыми) мышами, то у стерильных мышей резко увеличивались провоспалительные цитокины в крови. [И]

Микрофлора помогает поддерживать циркадные ритмы

Кишечные бактерии имеют важное значение для поддержания циркадных ритмов. Стерильные мыши и животные, получающие антибиотики, демонстрируют нарушение циркадного ритма. [И]

У мышей количество Бактероидов может колебаться в течение дня, в то время, как количество Фирмикутов различается незначительно. [И]

Развитие других заболеваний из-за нарушения микрофлоры кишечника

Исследования также нашли связь между бактериями кишечника и другими расстройствами и заболеваниями. К ним относятся:

p, blockquote 142,0,0,0,0 —>

  • Болезнь Бехтерева (анкилозирующий спондилит) [И, И, И, И, И]
  • Шизофрения [И]
  • Растройство пищевого поведения, нервная анорексия, булимия и психогенное переедание [И]
  • Болезни почек [И, И]
  • Псориаз [И]
  • Крапивница [И]
  • Акне [И]

p, blockquote 143,0,0,0,1 —>

Источник статьи: http://kodelife.ru/mikroflora-kishechnika-kak-bakterii-v-kishechnike-vliyayut-na-vashe-telo/

Микробиота кишечника: значение бактерий в формировании иммунитета

В кишечнике человека проживают тысячи видов микроорганизмов. От бактерий в кишечнике зависит, каким будет человек: худым, полным, жизнерадостным, депрессивным, болезненным или устойчивым к заболеваниям.

В кишке микроорганизмы прикрепляются к криптам (ворсинкам), продуцируют слизистую биопленку. Биопленка имеет большое значение для сохранения популяции бактерий, является их защитой от внешних воздействий. Внутри слизистого межклеточного матрикса микроорганизмы обмениваются аминокислотами, размножаются, а попавшие инородные организмы уничтожаются, вытесняются, либо происходит адаптация и новые бактерии принимают участие в жизнедеятельности.

Важные функции, которые выполняют бактерии в кишечнике человека:

  • защита эпителия;
  • расщепление и переваривание пищи;
  • синтезирование витаминов и аминокислот, участие в обмене веществ;
  • формирование иммунной реакции;
  • защита от патогенных микроорганизмов, попадающих в кишечник.

Изменения в количественном и качественном составе бактерий-симбионтов приводят к качественному изменению состояния организма человека. Изучением кишечных микроорганизмов, их значением и влиянием занимался еще И.И. Мечников. Ежегодно научные журналы публикуют данные об исследованиях, рассказывая, какова функция и значение бактерий в кишечнике.

Как живут бактерии в кишечнике

Микробиота (микрофлора) – сообщество бактерий-симбионтов, населяющее человеческий организм. Их в кишечнике здорового человека обнаруживается до 500 видов микроорганизмов общей массой до 3 кг. Основная часть бактерий живет в толстой кишке, их незначительное количество находится в тонком кишечнике, а также аппендиксе.

Тонкий кишечник

В тонком кишечнике происходит пристеночное кишечное пищеварение за счет ферментов кишечного сока, который вырабатывается слизистой оболочкой. Здесь же происходит всасывание питательных веществ в кровь и лимфу.

В верхних отделах тонкого кишечника микрофлора не богата бактериями. Нижний отдел тонкого кишечника (подвздошная кишка) заселен дрожжеподобными грибами, бактероидами, бифидобактериями, а также кишечной палочкой, которая выполняет важные функции:

  • Защищает организм от «чужих» бактерий. Микробы в кишечник попадают из желудка вместе с пищей. E.coli атакует непрошеных гостей, предупреждая их заселение и распространение в тонком кишечнике.
  • Собирает кислород, который попадает в кишечник из желудка. Для E. coli кислород необходим, а для анаэробных бифидобактерий губителен.

E.coli присутствует в кишечнике здорового человека в малом количестве и никакого вреда не приносит. Поглощая губительный для анаэробов кислород и вытесняя чужеродные микроорганизмы, эта бактерия имеет большое значение в процессе пищеварения.

Толстый кишечник

В толстом кишечнике происходит последняя переработка пищи. Из пищи выделяются питательные вещества, вода и распространяются по организму при помощи лимфатических, а также кровеносных сосудов.

Дрожжеподобные грибы, кокки, кишечная палочка, архебактерии, бифидобактерии, лактобактерии – обитатели толстой кишки, участвующие в процессе пищеварения.

Бактерии, перерабатывая растительные углеводы, выделяют опасный для них низкомолекулярный водород. Жизнедеятельность анаэробных бактерий, их количество зависят от самых древних микроорганизмов – архебактерий. Архебактерии поглощают водород и углекислый газ, выводят из организма аммиак.

Большое значение имеют бактерии-симбионты в защите от вирусов и инфекций. При появлении вирусов эти клетки посылают сигналы иммунной системе. Создаются антитела, которые подавляют чужеродные микроорганизмы.

Роль кишечной палочки

Для процесса пищеварения и формирования иммунитета кишечная палочка (эшерихия) играет большую роль. Эшерихия – условно-патогенная бактерия, при попадании в организм распространяет токсины. А в толстой кишке эшерихия стала незаменимым участником симбиоза и приносит пользу (если находится в нормальном количестве).

  • E.coli считается основным конкурентом патогенным микробам, которые попадают в кишечник. При попадании «чужаков» она вытесняет их;
  • эшерихия «тренирует» иммунную систему организма, поскольку сама является условно-патогенной;
  • участвует в процессах обмена холестерина, билирубина, ряда жирных кислот, железа, кальция;
  • участвует в переваривании белков и углеводов;
  • собирает кислород, губительный для анаэробной флоры;
  • расщепляет лактозу.

Увеличение или снижение количества E.coli считается нарушением и называется дисбактериозом.

Существует более 100 штаммов этого микроба, в том числе патогенные, которые могут вызывать заболевания. Малая концентрация патогенных эшерихий подавляется иммунной системой, поэтому человек долгое время может быть носителем одного из видов:

  • Энтеротоксикогенной E.coli – причины холероподобных заболеваний. Симптомы: диарея, тошнота, рвота. Заражение происходит через воду и еду. Распространена в странах Азии.
  • Энтероинвазивной эшерихии, которая провоцирует заболевание, похожее на дизентерию. Встречается у детей до 3 лет. Симптомы: тошнота, рвота, высокая температура.
  • Энтеропатогенных палочек – причины инфекций, сходных с сальмонеллезом (распространены в США). Передаются бытовым путем и через продукты питания.
  • Веротоксической (энтерогеморрагической) эшерихии, которая вызывает геморрагический колит. Симптомы: высокая температура, тошнота, рвота, стул с кровью.

Лечение инфекционных заболеваний проводится в стационарных условиях. Самолечение недопустимо, поскольку некоторые патогенные штаммы резистентны к лекарствам, самостоятельный прием антибактериальных средств может привести к осложнениям.

В целях профилактики заражения необходимо соблюдать правила личной гигиены, а также не пить сырую воду и молочные продукты. Фрукты и овощи необходимо тщательно промывать под проточной водой и обдавать кипятком.

В процессе эволюции между бактериями сформировались отношения, ни один из видов не действует в интересах только своей популяции. Внутри сообщества микробы обмениваются аминокислотами, происходят их мутации, необходимые для выживания в неблагоприятных условиях.

Аппендикс

Много времени аппендикс (отросток слепой кишки) считался рудиментом и удалялся при каждом удобном случае. Сегодня все чаще говорят о его влиянии на микрофлору кишечника. Большое количество лимфольных узелков навело ученых на мысль о значении этого органа для процесса формирования иммунной системы:

  • Именно в аппендиксе откладываются бифидоактивные углеводы, на которых затем развиваются колонии микроорганизмов. Когда количество бифидобактерий в аппендиксе увеличивается, они распространяются по толстому и тонкому кишечнику. Таким образом, он играет роль «депо», выращивая новые колонии полезных бактерий.
  • В аппендиксе выращивается кишечная палочка.
  • Здесь продуцируются гормоны, создаются иммунные клетки (механизм еще плохо изучен).

Низкое содержание растительных углеводов в пище и высокое содержание белков приводят к развитию гнилостных процессов и воспалению аппендикса – аппендициту, перитониту. Симптомы заболеваний: тошнота, боль в правом боку, рвота, повышение температуры. Лечение (удаление) аппендицита проводится только в медицинском учреждении.

Иммунная система человека находится в кишечнике. Именно от состояния микрофлоры, наличия и активности бактерий зависит сопротивляемость организма заболеваниям. Утомляемость, раздражительность, частые простуды – симптомы изменений, происходящих в микрофлоре.

Дисбактериоз

Дисбактериоз – это состояние, при котором происходит нарушение соотношения численности представителей микрофлоры в кишке. Неприятным последствием дисбактериоза становится авитаминоз, снижение иммунитета.

  • вздутие живота, «урчание»;
  • тошнота;
  • расстройство стула;
  • боль в животе.

Дисбактериоз – это симптом изменения в микробиоте. Диеты, инфекционные заболевания, лечение антибактериальными препаратами, стрессы приводят к изменениям в организме.

Лечение дисбактериоза вызывает самые большие споры среди врачей. С одной стороны, неприятные симптомы мешают человеку, с другой – микрофлора кишечника постоянно меняется, зависит от продуктов питания, привычек. Необходимость приема пребиотиков и пробиотиков для нормализации флоры преувеличена: микроорганизмы в кишке погибают при недостатке питательной среды, приеме антибиотиков и колонизируют кишечник при создании благоприятных условий в течение 2-3 недель.

Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г., также занимаюсь редактированием/размещением статей. Увлечения — психология и кулинария.

Источник статьи: http://probakterii.ru/prokaryotes/in-medicine/bakterii-v-kishechnike-znachenie.html

Рейтинг
( Пока оценок нет )
С болезнью на ТЫ