Які функції виконує нормальна флора кишківника. Нормальний склад кишкової мікрофлори та її значення для організму


Мікрофлора кишечника- це сукупність непатогенних мікроорганізмів, які мешкають у кишечнику у здорової людини. Організми людей та бактерії співіснують в умовах взаємовигідного співробітництва – симбіозу. Флора в кишечнику з'являється ще в дитинстві та зберігається протягом усього життя людини.


Представники кишкової флори


Мікроорганізми в кишечнику людини

НормальніУмовно-патогенніПатогенні
Найменування бактерій
  • Пропіонібактерії;
  • Пептострептококи;
  • Бактероїди;
  • Ешеріхії;
  • Протеї;
  • Ентеробактери;
  • Цитробактори;
  • Ацинетобактер;
  • Псевдомонади;
  • Серрації;
  • Фузобактерії;
  • Дріжджі та дріжджоподібні гриби.
  • Шигелли;
  • Сальмонели;
  • Єрсинії;
  • Холерний вібріон.

Порушення мікрофлори кишечника

Зміна складу мікрофлори кишечника може спричинити серйозні наслідки.

Воно може бути пов'язане як з проникненням патогенних мікроорганізмів, які в нормі не виявляються в системі травлення, так і зі зниженням вмісту нормальної мікрофлори – .

Причини


Симптоми

Симптоматика дисбактеріозу залежить від ступеня вираженості порушень та наявності супутніх захворювань.

  • . У хворого виникає метеоризм, відрижка, може з'явитися діарея чи запор. Пацієнти постійно відчувають неприємний присмак у роті.
  • . Багато хворих відзначають появу харчової алергії до тих продуктів, які раніше переносилися нормально. Такий прояв найбільш характерний для дітей. Алергія може виражатися як шкірними симптомами (свербінням, кропив'янкою, набряками), так і кишковими ознаками. До них відносяться різкі болі в нижній частині живота, нудота, блювання, рідке випорожнення з піною.
  • Порушення всмоктування.За тривалого наявності дисбактеріозу це призводить до зміни всього метаболізму – виникнення енергетичної недостатності, гіповітамінозів. Стан зазвичай супроводжується анемією, нестачею кальцію та іншими іонними порушеннями.
  • Інтоксикація.Характеризується виникненням слабкості, головного болю, незначним підвищенням температури.

Як перевірити мікрофлору кишечника?

Для оцінки стану кишкової мікрофлори пацієнту проводиться. Для цього береться або зіскрібок, або аспірат із кишечника. Отриманий матеріал вирушає на бактеріологічне дослідження. У лабораторії роблять посів бактерій на живильні середовища. По колоніях мікроорганізмів, що виросли, можна судити про стан кишкової флори. Це дослідження є точним способом діагностувати її порушення.

Непрямим чином наявність дисбактеріозу можуть свідчити методики дослідження, спрямовані виявлення змін складу випорожнень. До них відносяться біохімічне дослідження калових мас. Така діагностика дозволяє виявити характерні хімічні зміни, які свідчать про наявність у кишечнику тих чи інших мікроорганізмів.

Профілактика та лікування порушень мікрофлори

живлення

Насамперед передбачає складання збалансованого раціону. До нього обов'язково повинні входити кисломолочні продукти, що містять . Їжа має містити достатньо натуральних вітамінів. При ризик сезонного гіповітамінозу рекомендується додатково використовувати полівітамінні комплекси.

Знищення патогенних бактерій

Для усунення хвороботворних мікроорганізмів із кишечника використовуються спеціальні антибактеріальні препарати із селективним впливом. Вони не впливають на стан нормальної мікрофлори, але при цьому знищують шкідливі бактерії. У цю групу входять антибіотики, що не всмоктуються (наприклад, ніфуроксазид) і (рифаксимін).

Відновлення нормальної мікрофлори

Для застосовуються лікарські засоби з кількох груп:

  • включають живі культури мікроорганізмів, які в нормі містяться в кишечнику людини.
  • Ліки з групи включають усі необхідні речовини для того, щоб "корисні" бактерії могли швидко розмножуватися.
  • І ті, й інші компоненти входять до складу комбінованих засобів.

Відновлення імунітету

Нормалізація місцевого імунітету сприяє підтримці постійного складу кишкової флори. З цією метою пацієнту призначаються препарати з імуномодулюючою дією – засоби на основі ехінацеї, нуклеїнові кислоти.

(харчуються продуктами бродіння та виробляючі продукти гниття).

Модифікування кількісного співвідношення та видового складу нормальної мікрофлори органу, переважно кишечника, що супроводжується розвитком нетипових для нього мікробів, називають – це стан, що викликається порушенням мікрофлори кишечника, пов'язаний із зміною видового складу бактерій. Найчастіше це відбувається через неправильне харчування. Але порушення мікрофлори може настати не тільки через неправильне харчування, але й через прийом різних.

Пам'ятайте, що при дисбактеріозі пробіотики можуть надати певний вплив, але здоровий організм найчастіше не потребує додаткових препаратів з корисними бактеріями.

Дія пробіотиків та пребіотиків відрізняються.

Пребіотики - Це речовини, які не всмоктуються в тонкій кишці, але стимулюють розвиток нормальної мікрофлори кишечника, це "корм" для наших рідних бактерій. Кислоти та ферментів пребіотики не бояться, тому минають шлунок без втрат і потрапляють у кишечник у незміненому вигляді.

Механізм дії пребіотиків у організмі досить простий. З'їв людина пребіотичний препарат чи продукт із харчовими волокнами, і вони потрапляють у кишечник і там підгодовують нашу мікрофлору. Від такої дієти корисні бактерії починають розмножуватися і рівновага може відновитися.

Приймають їх як профілактику та на ранніх стадіях дисбактеріозу, а в запущених випадках пребіотики не ефективні. У таких ситуаціях потрібно пропити курс спеціальних препаратів.

Пробіотики — це «корисні чужинці», мікроорганізми корисні для людини, не токсичні та не патогенні живі мікроорганізми, та речовини мікробного чи іншого походження, які містяться в деяких харчових продуктах, або продаються у вигляді БАДів в аптеці, та в нормі складають здоровий біоценоз людини. Слово «пробіотики» (probio) у перекладі з латині дослівно означає «для життя». Пробіотики поділяються на два основні види: лактобактерії та біфідобактерії. У свою чергу, лакто- та біфідобактерії поділяються на безліч штамів, кожен з яких може бути корисним при лікуванні певних станів.

Живі бактерії, згідно з описами, є в таблетках, капсулах і навіть вагінальних свічках. Однак масштабних досліджень, що підтверджують їхню ефективність при лікуванні різних захворювань, поки що опубліковано не було.

Хоча фраза «Ти те, що ти їси» набуває більш впевненого наукового обґрунтування. Склад кишкової флори змінюється в залежності від вашого раціону харчування.

Нормальна мікрофлора кишечника

Основними представниками обов'язкової мікрофлори товстої кишки людини є біфідобактерії, бактеріоди, лактобацили, та ентерококи. Вони становлять 99% всіх мікробів, тільки 1% загальної кількості мікроорганізмів належить до умовно-патогенних бактерій, таких як , протей, клостридії, синьогнійна паличка та інші. Патогенна мікрофлора при нормальному стані кишечника не повинна бути, нормальна мікрофлора кишечника у людини починає розвиватися вже під час проходження плоду по родових шляхах. Повністю її формування завершується до 7-13 років.

Яку функцію виконує нормальна мікрофлора кишечника?

Нормальна мікрофлора кишечника виконує численні взаємопов'язані функції підтримки гомеостазу організму, поруч із іншими органами і системами. Одна з основних функцій кишкової нормофлори – бар'єрна, насамперед – захист від сторонньої мікрофлори, що потрапляє у ШКТ.

Бактерії живуть у шлунково-кишковому тракті, населяють нашу шкіру, рот та інші слизові оболонки та скрізь беруть активну участь. Людина та мікрофлора – справжній суперорганізм, і ми потрібні один одному! Тож у твоїх інтересах дбати про свій організм і живити його не лише зовні, а й зсередини.

Біфідобактерії створюють кисле середовище, виділяючи органічні кислоти, які гальмують зростання та розмноження патогенних та гнильних бактерій. Антибактеріальну активність мають лактобактерії у зв'язку з їх здатністю утворювати молочну кислоту, лізоцим та інші антибіотичні речовини. Лактобактерії у процесі зброджування вуглеводів утворюють речовини з антибіотичною активністю (лізоцим, ацидофілін та ін.), ешерихії – коліцини, що гальмують зростання ентеропатогенних. Колібактерії антагоністично діють на патогенну флору через імунні механізми. Крім того, на поверхні клітин кишкового епітелію представники нормальної мікрофлори формують так званий "мікробний дерн", який механічно захищає кишку від проникнення патогенних мікробів. Крім захисної функції, нормальні мікроорганізми товстої кишки беруть участь в обміні речовин макроорганізму. Вони синтезують білки, багато вітамінів, беруть участь в обміні. Лактобактерії синтезують ферменти, що розщеплюють білки молока, а також фермент гістаміназ, виконуючи тим самим десенсибілізуючу функцію в організмі.

Важливою функцією мікрофлори є синтез вітамінів. Людський організм отримує вітаміни переважно ззовні — з їжею рослинного чи тваринного походження. Вітаміни, що надходять, в нормі всмоктуються в тонкій кишці і частково утилізуються кишковою мікрофлорою. Мікроорганізми, що населяють кишечник людини та тварин, продукують та утилізують багато вітамінів. Примітно, що найбільш важливу роль для людини в цих процесах відіграють мікроби тонкої кишки, так як вітаміни, що продукуються ними, можуть ефективно всмоктуватися і надходити в кровотік, тоді як вітаміни, що синтезуються в товстій кишці, практично не всмоктуються і для людини виявляються недоступними. Пригнічення мікрофлори (наприклад, антибіотиками) знижує синтез вітамінів. Навпаки, створення сприятливих для мікроорганізмів умов, наприклад, при вживанні в їжу достатньої кількості пребіотиків, підвищує забезпеченість макроорганізму вітамінами.

Найбільш вивчені в даний час аспекти, пов'язані з синтезом кишкової мікрофлори фолієвої кислоти, вітаміну В12 і вітаміну К.

Існує низка соціальних факторів, що порушують мікрофлору. Це насамперед гострий та хронічний. Таким «критичним» здоров'ю людини станам схильні і , і дорослі. Ще одна причина, через яку страждає мікрофлора – це харчування. Сьогодні в нашому раціоні є багато вуглеводів і мало білків. Проста та здорова їжа благотворно впливає на мікрофлору.

Також причиною порушення мікрофлори кишечника є захворювання шлунково-кишкового тракту, ферментопатії, активна терапія антибіотиками, сульфаніламідними препаратами, хіміотерапія, гормональна терапія. Сприяють дисбактеріозу шкідливі екологічні чинники, виснаження організму у зв'язку з важкими захворюваннями, хірургічні втручання, хвороба, зниження імунологічної реактивності організму.

Патогенні бактерії, що потрапляють в організм ззовні, викликають гострі інфекції кишечника. Бактерії можуть проникнути в організм людини через забруднені , , , , воду або при контакті з вже зараженою людиною. Ще одним шляхом зараження є недостатня особиста.

Як можна перевірити мікрофлору кишечника?

Для визначення мікрофлори у людини (нормальна чи ні) необхідно здати аналіз калу, за допомогою якого виявляється дисбактеріоз. Це спеціальна методика дослідження, що дозволяє точно встановити, яка кількість тих чи інших мікробів, що населяють кишечник.

У пацієнтів із поліпозом товстого кишечника у фекаліях виявляється підвищений вміст еубактерії.

Якщо мікрофлора виявляється порушеною в тонкому кишечнику, це може призводити до здуттям живота і метеоризму. Визначити збій працездатності кишечника допомагає дихальний тест, під час якого виявляється підвищення концентрації водню. Це відбувається, якщо анаеробні бактерії виявляють надмірну активність.

У разі наявності ознак, що вказують на кишкову інфекцію, із прямої кишки відбирають мазок. Протягом кількох діб його вирощують на живильному середовищі, після чого досліджують під мікроскопом виявлення виду патогенного мікроба, що спровокував захворювання.

Як відновити мікрофлору кишечника

Відновлення мікрофлори - це тривалий процес, що передбачає ліквідацію патогенних організмів та заселення непатогенними або іншими препаратами.

Відновити необхідну кількість здорових бактерій допоможе регулярне вживання продуктів, у складі яких багато клітковини і . Це свіжі фрукти, овочі та . А ось від солодких і борошняних страв, а також від м'яса доведеться на якийсь час відмовитися. Краще запастися різними крупами та грубого помелу, які допоможуть повернути нормальний стілець, а також змусять працювати м'язи кишечника та сприяють відновленню всмоктуючої функції слизової оболонки кишечника.

Дуже корисні повернення даному органу здорової мікрофлори всілякі кисломолочні продукти. Потрапляючи в наш організм, молочнокислі бактерії згубно впливають на гнильне середовище та допомагають відновлюватися корисним бактеріям.

Часто пацієнти категорично відмовляють вживати кисломолочні продукти, посилаючись на те, що вони, наприклад, з дитинства не люблять смаку. Насправді, сьогодні на полицях магазинів представлений величезний вибір різних кисломолочних напоїв, серед яких ідеальний для себе зможе підібрати будь-яка людина.

Також можна легко покращити смак звичного кефіру за допомогою свіжих ягід та фруктів. Наприклад, жменя свіжої або замороженої полуниці і ложечка меду, перетворить його на справжнісінькі ласощі. У блендері цей напій з ягодами та медом перетвориться на найсмачніший лікувальний.

Якщо є така можливість, краще приготувати кисломолочні продукти самостійно. Наприклад, сучасні йогуртниці допоможуть зробити це без особливих зусиль. Вони є найкориснішими та ефективнішими у боротьбі з дисбактеріозом.

Дуже корисно буде також за годину до та вечері з'їдати один часник. Це також прискорить відновлення мікрофлори кишечника. Щоправда, від цієї поради доведеться відмовитися всім тим, хто має якісь .

Величезне значення має і кількість води, що випивається щодня. Розрахувати норму собі варто з розрахунку 0,3 літра на кожні 10 кілограмів ваги. Вода має бути чистою і свіжою. Чи не газована!

Дуже важливо, відновлюючи мікрофлору, припинити вживати всілякі гормональні та снодійні препарати, а також у великій кількості та енергетики . Всі ці засоби стають справжнісіньким стресом для організму і негативно впливають не тільки на роботу кишечника, але і на багато інших органів.

Якщо, наприклад, гормональні препарати показані до застосування лікарем, слід закінчити курс лікування і після цього почати активно відновлювати мікрофлору кишечника.

Народні засоби відновлення мікрофлори кишечника

Існує і безліч народних рецептів, які допоможуть у відновленні мікрофлори. Найефективніші та найдієвіші серед них:

    Перед кожним прийомом їжі випивати чарку свіжого капустяного розсолу. Найкраще, якщо квашена була приготована самостійно в домашніх умовах, а не куплена в магазині. Перед вживанням розсіл необхідно злегка підігріти на водяній бані або мікрохвильовій печі.

    Додавати у все із свіжих овочів терті яблука (обов'язково кислі!).

    Щодня у свіжому вигляді з'їдати невелику кількість ягід брусниці. Якщо дістати свіжі ягоди немає жодної можливості, можна замінити їх на в'ялені.

    Кава, чорна та зелена замінити на різні трав'яні відвари. Наприклад, заварювати листя чорної та малини, а також ромашку, і м'яту. Такі корисні «чай» позитивно позначаться як на стані кишечника людини, але й всього організму загалом.

У будь-якому разі відновлення мікрофлори кишечника обов'язково має бути комплексним. Недостатньо використовувати лише народні засоби, вони обов'язково повинні поєднуватися з дієтою.

Профілактика мікрофлори

Для того, щоб бути в хорошій формі, людині необхідно дотримуватись рівноваги мікрофлори, що підтримує його імунну систему. Таким чином, ми допомагаємо організму протистояти стресам та справлятися з патогенними мікробами самостійно.

Про своє здоров'я треба дбати щодня. Це має стати таким же звичним заняттям, як чистити зуби вранці або приймати вітаміни.

Профілактика порушення мікрофлори спрямовано підтримку корисних бактерій організму. Як заходи профілактики систематичне вкрай корисно. Цьому сприяє вживання продуктів, багатих рослинної клітковиною (овочів, фруктів, круп, хліба грубого помелу), і навіть кисломолочних продуктів. Сьогодні з екранів телевізора нам пропонують починати день із «ковтка здоров'я»: кефірів та йогуртів, збагачених біфідобактеріями. У цьому випадку мікрофлора кишечника буде гаразд і прийом додаткових препаратів не знадобиться. Однак, слід пам'ятати, що кількість цих корисних елементів у продуктах з великим терміном придатності досить невелика, щоб стимулювати зростання мікрофлори. У деяких продуктах пробіотики легко гинуть: при їх температурній обробці, додаванні, стабілізаторів, а також при високій концентрації молочної та інших кислот в йогуртах або кефірі.

Тому як профілактика варто розглядати свіжі та натуральні кисломолочні продукти (тан, кефір), які містять справді «живі культури». Як правило, ці продукти реалізуються в аптечних мережах, у фермерських магазинах, і термін їхньої придатності обмежений. Йогурти пити найкраще натуральні і без добавок, без цукру, завжди можна у звичайний йогурт додати щось за бажанням, наприклад, свіжі фрукти, або сухофрукти. Продукти з надмірним вмістом цукру можуть підгодовувати патогенні бактерії, які не принесуть користі вашій мікробіоті.

Мікрофлора кишечника (кишковий біоценоз) починає формуватися з народження дитини. У 85% дітей остаточно формується протягом першого року життя. У 15% дітей процес захоплює триваліший період. Забезпечення дитини у першому півріччі грудним молоком є ​​важливим фактором, що стабілізує.

Біфідобактерії, лактобактерії та бактероїди забезпечують нормальну роботу організму людини. На частку припадає 99% нормальної мікрофлори кишечника.

Рис. 1. Кишкові бактерії. Комп'ютерна візуалізація.

Що таке мікрофлора кишечника

Рис. 2. Вид стінки тонкого кишечника у розрізі. Комп'ютерна візуалізація.

До 500 видів різних мікроорганізмів міститься у кишечнику людини. Їхня загальна маса становить понад 1 кг. Кількість мікробних клітин перевищує чисельність всього клітинного складу організму. Їхня кількість збільшується по ходу кишечника і в товстому кишечнику бактерії вже складають 1/3 сухого залишку калових мас.

Спільнота мікробів сприймається як окремий, життєво важливий орган людського організму (мікробіом).

Мікрофлора кишечника стала. Це обумовлено наявністю рецепторів у тонкій та товстій кишці, які пристосовані до адгезії (злипання) певних типів бактерій.

У тонкому кишечнику превалює аеробна флора. Представники цієї флори у процесі синтезу енергії використовують вільний молекулярний кисень.

У товстому кишечнику превалює анаеробна флора (молочнокислі та кишкові палички, ентерококи, стафілококи, гриби, протей). Представники цієї флори синтезують енергію без кисню.

У різних відділах кишківника кишкова мікрофлора має різний склад. Більшість мікроорганізмів мешкає у пристінковій ділянці кишечника, значно менше – у порожнинах.

Рис. 3. Кишкова мікрофлора зосереджена у пристінковій зоні кишечника.

Загальна площа кишківника (його внутрішньої поверхні) становить приблизно 200 м2. У кишечнику мешкають стрептококи, лактобактерії, біфідобактерії, ентеробактерії, гриби, кишкові віруси, найпростіші непатогенні.

Нормальної роботі організму людина завдячує біфідобактеріям, лактобактеріям, ентерококам, кишковій паличці та бактеріодам, на частку яких припадає 99% нормальної мікрофлори кишечника. 1% складають представники умовно-патогенної флори: клостридії, стафілококи, протеї та ін.

Біфідобактерії та лактобактерії, кишкові та ацидофільні палички, ентерококи – основа кишкової мікрофлори людини. Склад цієї групи бактерій завжди постійний, численний та здійснює основні функції.

Рис. 4. На фото ацидофільна паличка руйнує патогенні бактерії шигели (Shigella flexneri).

Кишкові палички, ентерококи, біфідобактерії та ацидофільні палички пригнічують зростання патогенних мікроорганізмів.

Мікрофлора кишечника протягом життя людини зазнає якісних та кількісних змін. Вона змінюється із віком. Мікрофлора залежить від характеру харчування та способу життя, кліматичних умов регіону проживання, пори року.

Зміни мікрофлори кишечника не проходять безвісти для людини. Іноді вони протікають латентно (безсимптомно). В інших випадках - з яскраво вираженими симптомами захворювання, що вже розвинулося. При активній роботі кишкових бактерій утворюються токсичні речовини, що виводяться із сечею.

Рис. 5. Внутрішня поверхня товстої кишки. Рожеві острівці – кластери бактерій. Тривимірне комп'ютерне зображення.

Групи мікроорганізмів кишкової мікрофлори

  • Основна група представлена ​​біфідобактеріями, лактобацилами, нормальними кишковими паличками, ентерококами, пептострептококами та пропіонобактеріями.
  • Умовно патогенна флора та сапрофіти представлені бактероїдами, стафілококами та стрептококами, дріжджоподібними грибами та ін.
  • Транзиторна флора. Ця мікрофлора випадково потрапляє до кишечника.
  • Патогенна флора представлена ​​збудниками інфекційних захворювань – шигелами, сальмонелами, єрсиніями та ін.

Функції мікрофлори кишечника

Мікрофлора кишечника виконує безліч найважливіших для людини функцій:

  • Кишкова мікрофлора відіграє велику роль у підтримці місцевого та загального імунітету. Завдяки їй збільшується активність фагоцитів та вироблення імуноглобуліну А, стимулюється розвиток лімфоїдного апарату, а отже, пригнічується зростання патогенної флори. При зниженні функції кишкової мікрофлори в першу чергу страждає стан імунної системи організму, що призводить до розвитку стафілококового, кандидозного, аспергільозного та інших видів кандидозів.
  • Мікрофлора кишечника сприяє нормальній трофіці слизової оболонки кишечника, знижуючи цим проникнення в кров різних харчових антигенів, токсинів, вірусів і мікробів. При порушенні трофіки слизової оболонки кишківника в кров людини проникає безліч патогенної флори.
  • Ферменти, що їх виробляє кишкова мікрофлора, беруть участь у процесі розщеплення жовчних кислот. Вторинні жовчні кислоти знову всмоктуються, а невелика кількість (5 — 15%) виділяються з калом. Вторинні жовчні кислоти беруть участь у формуванні та просуванні калових мас, перешкоджаючи їх зневодненню. Якщо бактерій у кишечнику надмірно багато, то жовчні кислоти починають розщеплюватися передчасно, що призводить до виникнення секреторної діареї (проносу) та стеатореї (виділення збільшеної кількості жиру). Порушується всмоктування жиророзчинних вітамінів. Часто розвивається жовчнокам'яна хвороба.
  • Кишкова мікрофлора бере участь у утилізації клітковини. В результаті такого процесу утворюються коротколанцюгові жирні кислоти, які є джерелом енергії для клітин слизової оболонки кишківника. При недостатній кількості клітковини в раціоні людини порушується трофіка тканин кишківника, що призводить до підвищеної проникності кишкового бар'єру для токсинів та патогенної мікробної флори.
  • За участю біфідо-, лакто-, ентеробактерій та кишкової палички синтезуються вітаміни К, С, групи В (В1, В2, В5, В6, В7, В9 та В12), фолієва та нікотинова кислоти.
  • Кишкова мікрофлора підтримує водно-сольовий обмін та іонний гомеостаз.
  • Завдяки секреції особливих речовин мікрофлора кишечника пригнічує ріст, що викликають гниття та бродіння.
  • Біфідо-, лакто-, та ентеробактерії бере участь у детоксикації речовин, що потрапляють ззовні та утворюються всередині самого організму.
  • Кишкова мікрофлора підвищує стійкість епітелію кишківника до канцерогенів.
  • Регулює перистальтику кишківника.
  • Кишкова мікрофлора набуває навичок із захоплення та виведення вірусів з організму господаря, з яким довгі роки вона перебувала в симбіозі.
  • Кишкова флора підтримує тепловий баланс організму. Живиться мікрофлора за рахунок речовин, неперетравлених ферментативною системою речовин, що надходять із верхніх відділів шлунково-кишкового тракту. Внаслідок складних біохімічних реакцій виробляється величезна кількість теплової енергії. Тепло зі струмом крові розноситься по всьому організму і надходить у всі внутрішні органи. Ось чому при голодуванні людина завжди мерзне.

Позитивна роль окремих видів бактерій мікрофлори кишок

Нормальної роботі організму людина завдячує біфідобактеріям, лактобактеріям, ентерококам, кишковій паличці та бактеріодам, на частку яких припадає 99% нормальної мікрофлори кишечника. 1% складають представники умовно-патогенної флори: клостридії, синьогнійна паличка, стафілококи, протеї та ін.

Біфідобактерії

Рис. 6. Біфідобактерії. Тривимірне комп'ютерне зображення.

  • Завдяки біфідобактеріям виробляються ацетату та молочна кислота.
    Закисляючи довкілля, вони пригнічують ріст, викликають гниття і бродіння.
  • Біфідобактерії знижують ризик розвитку алергії до харчових продуктів у малюків.
  • Біфідобактерії забезпечують антиоксидантний та протипухлинний ефект.
  • Біфідобактерії беруть участь у синтезі вітаміну С.

Кишкова паличка

  • Особливе значення надається представнику цього роду Escherichia coli M17. Кишкова паличка (Escherichia coli M17) здатна виробляти речовину коцилін, що пригнічує зростання цілого ряду хвороботворних мікробів.
  • За участю кишкової палички синтезуються вітаміни К, групи В (В1, В2, В5, В6, В7, В9 та В12), фолієва та нікотинова кислоти.

Рис. 7. Кишкова паличка. Тривимірне комп'ютерне зображення.

Рис. 8. Кишкова паличка під мікроскопом.

Лактобактерії

  • Лактобактерії пригнічують зростання гнильних та умовно патогенних мікроорганізмів за рахунок утворення цілого ряду речовин антимікробної спрямованості.
  • Біфідо- та лактобактерії беруть участь у процесах із засвоєння вітаміну Д, кальцію та заліза.

Рис. 9. Лактобактерії. Тривимірне комп'ютерне зображення.

Використання молочнокислих бактерій у харчовій промисловості

До молочнокислих бактерій відносяться молочні стрептококи, вершкові стрептококи, палички болгарська, ацидофільна, зернова термофільна та огіркова. Молочнокислі бактерії широко використовуються в харчовій промисловості:

  • при виробництві кислого молока, сирів, сметани та кефіру;
  • виробляють молочну кислоту, що сквашує молоко. Ця властивість бактерій використовується для виробництва кислого молока і сметани;
  • при приготуванні сирів та йогуртів у промислових масштабах;
  • у процесі засолювання молочна кислота служить консервантом.
  • при сквашуванні капусти та засолюванні огірків, беруть участь у сеченні яблук та маринуванні овочів;
  • вони надають особливого аромату винам.

Бактерії роду стрептококів та лактобацили надають продуктам більш густу консистенцію.Внаслідок їх життєдіяльності покращується якість сирів. Саме вони надають сиру певного сирного аромату.

Рис. 10. Колонія ацидофільної палички.

Нормальна мікрофлора організм людини. Це мікроорганізми, які більш-менш часто виділяються з організму здорової людини. Провести чітку межу між сапрофітними та патогенними мікроорганізмами неможливо. Наприклад, менінгококи та пневмококи виділяються у 10% від здорових осіб, для них це нормальна мікрофлора, а для решти 90% вони викликають захворювання. Цей феномен пов'язаний із станом захисних факторів організму людини. Дуже мало мікроорганізмів (менше 1000 на 1 г слизової оболонки) у легенях, шлунку, дванадцятипалій кишці, сечовому міхурі, матці.

Ротова порожнина.У слині великий набір антимікробних речовин (лізоцим, інтерферони, лізини), але в ротовій порожнині досить затишних місць, де можна сховатися бактеріям і врусам: кишені, міжзубні щілини, зубна бляшка. До складу постійної, аутохтонної мікрофлори входять стрептококи (30-60%), наприклад, Str. mitior мешкає на епітелії щік, Str. salivarius – на сосочках язика, Str.sanguis та Str.mutans – на поверхні зубів. У менш аерованих ділянках знаходяться анаероби: бактероїди, фузобактерії, вейлонели, актиноміцети, спірохети (Leptospira, Borrelia, Treponema), мікоплазми (M.orale, M.salivarium), найпростіші (Entamoeba buccalis, Ent.dentalis, Ent.dentalis, .

У новонароджених мікрофлора потрапляє у ротову порожнину під час проходження родовими шляхами. Це лактобацили, ентеробактерії, коринебактерії, стафілококи, мікрококи, але на 2-7 добу вона заміщується мікрофлорою матері та обслуговуючого персоналу.

Шкіра . На шкірі живуть мікроорганізми, стійкі до кислоти сального секрету та поту. Це Staph.epidermidis, мікрококи, сарцини, аеробні та анаеробні дифтероїди та транзиторні види: золотистий стафілокок, α- та β-гемолітичні стрептококи. Зміст мікроорганізмів на 1 см 2 - 103 -104 мт. до 10 6 на ділянках із підвищеною вологістю.

Дихальна система. Верхні дихальні шляхи пристосовані для осадження бактерій. Там знаходяться зелені та негемолітичні стрептококи, непатогенні нейссерії, стафілококи та ентеробактерії. У носоглотці - менінгококи, патогенні стрептококи, бордетелі та ін. У новонароджених дихальна система стерильна, колонізація настає на 2-3 добу.

Сечостатева система. Верхні відділи майже стерильні, у нижніх знаходяться епідермальний стафілокок, негемолітичні стрептококи, дифтероїди, гриби роду Candida, Mycobacterium smegmatis, у вагітних Str.agalactiae.

ШКТ. Травний тракт являє собою відкриту систему, за допомогою якої здійснюється контакт макроорганізму із зовнішнім середовищем та присутніми в ній мікробами. Площа поверхні слизової оболонки (СО) кишечника, що контактує з мікроорганізмами, досить велика, так площа внутрішньої поверхні тонкого кишечника становить ~ 120 м 2 .

У верхніх відділах мікроорганізмів обмаль. Кількість її вбирається у 10 3 -10 4 мт на 1 р СО.

У шлункучерез великий вміст соляної кислоти і пепсину мешкають мікроорганізми, стійкі до кислоти: стрептококи, лактобактерії, ентеробактерії, гриби роду Candida, епідермальний стафілокок і в 10-15% Helicobacter pylori, що має відношення до виникнення гастриту та яз.

У дванадцятипалій і худій кишцібактерій також небагато. У нижньому відділі тонкої, а головним чином у товстій кишці – мікрофлора представлена ​​досить рясно.

Біомаса мікробів, що заселяють кишечник, становить 2,5-3 кг і включає до 450-500 видів бактерій. Співвідношення біомаси анаеробів та аеробів ~ 1000:1. Нормальна мікрофлора на 92-95% складається із строго анаеробних видів, а всі аероби, факультативні анаероби становлять 1-5%. Кількісні співвідношення між мікробними популяціями характеризуються певною стабільністю.

Вся мікрофлора кишечника поділяється на: 1) облігатну, що постійно мешкає та відіграє важливу роль у метаболічних процесах та захисті організму господаря від інфекції; 2) факультативну, це бактерії, які досить часто зустрічаються у здорових людей, але є умовно-патогенними, які можуть бути причиною захворювання при зниженні резистентності організму; 3) транзиторну,це бактерії, що випадково потрапили в кишечник, і не здатні до тривалого перебування в макроорганізмі.

ОСНОВНІ ФУНКЦІЇ НОРМАЛЬНОЇ МІКРОФЛОРИ КИШЕВОГО ТРАКТУ

Нормальна мікрофлора (нормофлора) шлунково-кишкового тракту є необхідною умовою життєдіяльності організму. Мікрофлора ШКТ у сучасному розумінні розглядається як мікробіом людини.

Нормофлора(мікрофлора в нормальному стані) абоНормальний стан мікрофлори (еубіоз) - це якісне та кількіснеспіввідношення різноманітних популяцій мікробів окремих органів та систем, що підтримує біохімічну, метаболічну та імунологічну рівновагу, необхідну для збереження здоров'я людини.Найважливішою функцією мікрофлори є її участь у формуванні резистентності організму до різних захворювань та забезпечення запобігання колонізації організму людини сторонніми мікроорганізмами.

ШКТ є одним з найбільш складних мікроекологічних середовищ організму людини, в якій на сумарній площі слизової оболонки, що становить близько 400 м 2 , є виключно висока і різноманітна (понад 1000 видівгетерогенних бактерій, вірусів, архей та грибів - ред.) щільність мікробної обсіменіння, в якій дуже тонко збалансовано взаємодію між захисними системами макроорганізму та мікробними асоціаціями. Як вважають, бактерії становлять від 35 до 50% обсягу вмісту ободової кишки людини, які сукупна біомаса в ШКТ наближається до 1,5 кг.Однак бактерії нерівномірно розподілені в ШКТ. Якщо в шлунку щільність мікробної колонізації невелика і становить близько 10 3 -10 4 КУО/мл, а в здухвинній кишці - 10 7 -10 8 ДЕШЕ/мл, то вже в області ілеоцекального клапана в ободовій кишці градієнт щільності бактерій досягає 10 11 -10 12 ДЕЯ/мл. Незважаючи на таку велику різноманітність видів бактерій, що мешкають у шлунково-кишковому тракті, більшість можуть ідентифікуватися тільки молекулярно-генетично.

Також у будь-якому мікробіоценозі, у тому числі кишковому, завжди є види мікроорганізмів, що постійно живуть. - 90% , що належать до т.зв. облігатної мікрофлори ( синоніми:головна, автохтонна, індигенна, резидентна, обов'язкова мікрофлора), якій відведена провідна роль у підтримці симбіотичних відносин між макроорганізмом та його мікробіотою, а також у регуляції міжмікробних відносин, а також існують додаткові (супутня або факультативна мікрофлора) – близько 10% випадкові види, алохтонна, залишкова мікрофлора) – 0,01%.

Основними типамикишкової мікробіоти є Firmicutes, Bacteriodetes, Actinobacteria, Proteobacteria, Fusobacteria, Verrucomicrobia, Tenericutesі Lentisphaerae.

Серед бактерій-комменсалів, культивованих із ШКТ, понад 99,9% є облігатними анаеробами, з яких домінують пологи : Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Lactobacillus, Clostridium, Faecalibacterium, Fusobacterium, Peptococcus, Peptostreptococcus, Ruminococcus, Streptococcus, Escherichiaі Veillonella. Склад виявлених бактерій у різних відділах ШКТ дуже варіабельний.

Збільшення щільностімікроорганізмів та біологічної різноманітності видів спостерігається вздовж шлунково-кишкового тракту в каудально-цервікальному напрямку. Відмінності у складі кишечника також спостерігаються між просвітом кишечника та поверхнею слизової оболонки. Bacteroides, Bifidobacterium, Streptococcus, Enterococcus, Clostridium, Lactobacillus та Ruminococcus є переважними пологамиу просвіті кишечника, тоді як Clostridium, Lactobacillus, Enterococcus і Akkermansia є переважними лежить на поверхні, що з слизової оболонкою , - тобто. цеімікробіота, відповідно (або інакше - просвітна та борошнова). Мікробіота, пов'язана зі слизовою оболонкою, відіграє дуже важливу роль у підтримці гомеостазу, враховуючи її близькість до кишкового епітелію та основної імунної системи слизової оболонки [3 ]. Ця мікробіота може відігравати важливу роль у підтримці клітинного гомеостазу господаря або запуску механізмів запалення.

Після встановлення цього складу мікробіота кишечника залишається стабільною протягом усього дорослого життя. Спостерігаються деякі відмінності між мікробіотою кишечника літніх і молодих людей, що в першу чергу стосуються переважання пологів Bacteroides і Clostridium у літніх і типу Firmicutes у молодих людей. Було запропоновано три варіанти кишкової мікробіоти людини, класифіковані як ентеротипина основі варіації рівнів одного з трьох пологів: Bacteroides (ентеротип 1), Prevotella (ентеротип 2) та Ruminococcus (ентеротип 3). Ці три варіанти, очевидно, не залежить від індексу маси тіла, віку, статі чи національності [, ].

Залежно від частоти та сталості виявлення бактерій, вся мікрофлора поділяється на три групи (табл. 1).

Таблиця 1. Мікробіоценоз шлунково-кишкового тракту.

Тип мікрофлори

Основні представники

Постійна (індигенна, резистентна)

Облігатна (головна)(90%)

Бактероїди, біфідобактерії

Факультативна (супутня) (~10%)

Лактобактерії, ешерихії, ентерококи, клостридії*

Випадкова (транзиторна)

Залишкова (<1%)

Клебсієли, протей, стафілококи, цитробактор, дріжджі

Однак такий поділ вкрай умовний. Безпосередньо у товстій кишцілюдини, в різній кількості присутні бактерії пологів Actinomyces, Сitrobacter, Сorynebacterium, Peptococcus, Veillonella, Аcidominococcus, Anaerovibrio, Vutyrovibrio, Acetovibrio, Campylobacter, Disulfomonas, Roseburia, Ruminococcus, Selenomona. Крім зазначених груп мікроорганізмів можна виявити також представників та інших анаеробних бактерій (Gemiger, Anaerobiospirillum, Metanobrevibacter, Megasphaera, Bilophila), різних представників непатогенних найпростіших пологів Chilomastix, Endolimax, Entamoeba, Enteromonas) і більше десяти кишкових і ті ж 75 видів бактерій, і понад 90% бактерій товстої кишки належать до типів Bacteroidetes та Firmicutes – Qin, J.;et al. A human gut microbial gene catalogue встановлений metagenomic sequencing.Nature.2010 , 464 , 59-65.).

Як було зазначено вище, розподіл мікроорганізмів ШКТ на групи "постійності та важливості" вельми умовний. Наука не стоїть на місці та з урахуванням появи нових культурально-незалежних методів ідентифікації мікробіоти (секвенування ДНК, флуоресцентна гібридизація in situ)FISH), використання технології Illumina та ін.), і проведеної у зв'язку з цим перекласифікацією ряду мікроорганізмів, погляд на склад та роль здорової кишкової мікробіоти людини помітно змінився. Як з'ясувалося, склад мікробіома ШКТ залежить відлюдиниприладдя. З'явилося й нове уявлення про домінуючі види - з'явилося уточнене філогенетичне деревомікробіоти шлунково-кишкового тракту людини (про це і не тільки див. у розділах "" & " ".

Між колоніями мікроорганізмів і кишковою стінкою є тісний взаємозв'язок, що дозволяє їх поєднувати в єдиний.мікробно-тканинний комплекс, який утворюють мікроколонії бактерій та продуковані ними метаболіти, слиз (муцин), епітеліальні клітини слизової оболонки та їх глікокалікс, а також клітини строми слизової оболонки (фібробласти, лейкоцити, лімфоцити, нейроендокринні клітини, клітини мікроциркуля). Необхідно пам'ятати про існування ще однієї популяційної частини мікрофлорипорожнинний(або як було зазначено вище - просвітний), яка є більш мінливою і залежить від швидкості надходження харчових субстратів травним каналом, зокрема харчових волокон, які є поживним субстратом і відіграють роль матриці, на якій фіксуються і утворюють колонії кишкові бактерії. Порожниста (просвітна)флора домінує у фекальній мікрофлорі, що змушує з особливою обережністю оцінювати зміни у різних мікробних популяціях, що виявляються під час бактеріологічного дослідження.

У шлунку мікрофлори міститься мало, значно більше її у тонкому відділі кишечника і особливо багато у товстій кишці. Треба зауважити, що всмоктуванняжиророзчиннихречовин, найважливіших вітамінів і мікроелементів відбувається переважно у худій кишці. Тому систематичне включення до раціону та пробіотичних продуктів та біодобавок, якімодулюють кишкову мікрофлору (мікробіоту), що регулює процеси кишкового всмоктування,стає дуже ефективним інструментом у профілактиці та лікуванні аліментарних захворювань.

Кишкове всмоктування- Це процес надходження різних сполук через шар клітин у кров і лімфу, в результаті чого організм отримує всі необхідні йому речовини.

Найбільш інтенсивне всмоктування відбувається у тонкій кишці. Завдяки тому, що в кожну кишкову ворсинку проникають дрібні артерії, що розгалужуються на капіляри, поживні речовини, що всмоктуються, легко проникають у рідкі середовища організму. Глюкоза та розщеплені до амінокислот білки всмоктуються у кров посередньо. Кров, що несе глюкозу та амінокислоти, прямує до печінки, де відбувається відкладення вуглеводів. Жирні кислоти та гліцерин – продукт переробки жирів під впливом жовчі – всмоктуються в лімфу і вже звідти потрапляють у кровоносну систему.

На малюнку зліва(схема будови ворсинки тонкого кишечника): 1 - циліндричний епітелій, 2 - центральна лімфатична судина, 3 - капілярна мережа, 4 - слизова оболонка, 5 - підслизова оболонка, 6 - м'язова пластинка слизової оболонки, 7 - кишкова залоза, 8 - лі .

Одне із значень мікрофлори товстого кишечникаполягає в тому, що вона бере участь у кінцевому розкладанні залишків неперетравленої їжі.У товстому кишечнику травлення завершується гідролізом залишків їжі, що не перетравилися. Під час гідролізу в товстому кишечнику беруть участь ферменти, що надходять із тонкої кишки, та ферменти кишкових бактерій. Відбувається всмоктування води, мінеральних солей (електролітів), розщеплення рослинної клітковини, формування калових мас.

Мікрофлораграє значну (!) рольперистальтиці, секреції, всмоктуванні та клітинному складі кишечника. Мікрофлора бере участь у розкладанні ферментів та інших біологічно активних речовин. Нормальна мікрофлора забезпечує колонізаційну резистентність – захист слизової оболонки кишечнику від хвороботворних бактерій, пригнічуючи патогенні мікроорганізми та попереджуючи ініфікацію організму.Ферменти бактерій розщеплюють, неперетравлені в тонкій кишці. Кишкова флора синтезує вітамін К і вітаміни групи В, ряд незамінних амінокислотта ферменти необхідні організму.За участю мікрофлори в організмі відбувається обмін білків, жирів, вуглеців, жовчних та жирних кислот, холестерину, інактивуються проканцерогени (речовини, здатні викликати рак), утилізуються надлишки їжі та формуються калові маси. Роль нормофлори надзвичайно важлива для організму господаря, саме тому її порушення (дисбактеріоз) та розвиток дисбіозу в цілому призводить до серйозних захворювань метаболічного та імунологічного характеру.

Склад мікроорганізмів у певних відділах кишечника залежить від багатьох факторів:спосіб життя, харчування, вірусні та бактеріальні інфекції, а також медикаментозне лікування, особливо прийом антибіотиків. Багато захворювань шлунково-кишкового тракту, включаючи запальні, також можуть порушувати екосистему кишечника. Результатом цього дисбалансу є травні проблеми, що часто зустрічаються: здуття, диспепсія, запор або діарея і т.д.

Докладніше про роль кишкового мікробіома у збереженні здоров'я ШКТ див. у статті: (див. у т.ч. посилання внизу цього розділу).

На малюнку: Просторовий розподіл та концентрація бактерій вздовж шлунково-кишкового тракту людини ( усереднені дані).

Кишкова мікрофлора (кишковий мікробіом) є надзвичайно складною екосистемою. В одного індивіда налічується щонайменше 17 сімейств бактерій, 50 пологів, 400-500 видів та невизначена кількість підвидів. Мікрофлора кишечника поділяється на облігатну (мікроорганізми, що постійно входять до складу нормальної флори і відіграють важливу роль у метаболізмі та протиінфекційному захисті) і факультативну (мікроорганізми, що часто зустрічаються у здорових людей, але є умовно-патогенними, тобто здатними викликати захворювання при зниженні резистентності макроорганізму). Домінуючими представниками облігатної мікрофлори є біфідобактерії.

У таблиці 1 вказані найбільш відоміфункції кишкової мікрофлори (мікробіоти), тоді як її функціонал набагато ширший і ще вивчається

Таблиця 1. Основні функції кишкової мікробіоти

Основні функції

Опис

Травлення

Захисні функції

Синтез колоноцитами імуноглобуліну А та інтерферонів, фагоцитарна активність моноцитів, поліферація плазматичних клітин, формування колонізаційної резистентності кишечника, стимуляція розвитку лімфоїдного апарату кишки у новонароджених та ін.

Синтетична функція

Групи К (бере участь у синтезі факторів зсідання крові);

1 (каталізує реакцію декарбоксилювання кетокислот, є переносником альдегідних груп);

У 2 (переносник електронів з НАДН);

3 (перенесення електронів до 2);

5 (попередник коензиму А, бере участь в обміні ліпідів);

6 (переносник аміногруп у реакціях за участю амінокислот);

У 12 (участь у синтезі дезоксирибози та нуклеотидів);

Дезінтоксикаційна функція

в т.ч. нейтралізація деяких видів ліків та ксенобіотиків: ацетамінофену, азотовмісних речовин, білірубіну, холестерину та ін.

Регуляторна

функція

Регуляція імунної, ендокринної та нервової систем (останньої – через так звану « gut-brain-axis» -

Важко переоцінити важливість мікрофлори для організму. Завдяки досягненням сучасної науки відомо, що нормальна мікрофлора кишечника бере участь у розщепленні білків, жирів та вуглеводів, створює умови для оптимального перебігу процесів травлення та всмоктування у кишечнику, бере участь у дозріванні клітин імунної системи, що забезпечує посилення захисних властивостей організму тощо. .Двома найголовнішими функціями нормальної мікрофлори є: бар'єрна від патогенних агентів і стимуляція імунної реакції у відповідь:

БАР'ЄРНА ДІЯ. Кишкова мікрофлора надаєпереважна дія на розмноження хвороботворних бактерій і таким чином запобігає патогенним інфекціям.

Процесприкріплення ія включає складні механізми.Бактерії кишкової мікрофлори пригнічують або зменшують прилипання патогенних агентів шляхом конкурентного виключення.

Наприклад, бактерії пристінкової (мукозної) мікрофлори займають певні рецептори лежить на поверхні епітеліальних клітин. Патогенні бактеріїякі могли прив'язатися до тих же рецепторів, усуваються з кишечника. Таким чином, кишкові бактерії перешкоджають проникненню в слизову оболонку патогенних та умовно-патогенних мікробів.(зокрема, пропіоновокислі бактерії P. freudenreichiiмають досить добрі адгезивні властивості і прикріплюються до клітин кишечника дуже надійно, створюючи згаданий захисний бар'єр.Також, бактерії постійної мікрофлори допомагають підтримувати кишкову перистальтику та цілісність слизової оболонки кишечника. Так, бактерії - комменсали товстої кишки в ході катаболізму неперетравлюваних в тонкій кишці вуглеводів (т.зв. харчових волокон) утворюють коротколанцюгові жирні кислоти (SCFA, short-chain fatty acids), такі як ацетат, пропіонат та бутират, які підтримують бар'єрні функції муцинового шаруслизу (підвищують продукцію муцинів та захисну функцію епітелію).

ІМУННА СИСТЕМА КИШЕЧНИКА. У кишечнику людини зосереджено понад 70% імунних клітин. Головною функцією імунної системи кишечника є захист від проникнення бактерій у кров. Друга функція – усунення патогенів (хвороботворних бактерій). Це забезпечують два механізми: уроджений (успадковується дитиною від матері, люди з народження мають у крові антитіла) і набутий імунітет (з'являється після потрапляння в кров чужорідних білків, наприклад після перенесення інфекційного захворювання).

При контакті з патогенами відбувається стимуляція імунного захисту організму. При взаємодії з Toll-подібними рецепторами починається синтез різного типу цитокінів. Мікрофлора кишечника впливають на специфічні скупчення лімфоїдної тканини. Завдяки цьому відбувається стимуляція клітинної та гуморальної імунної відповіді. Клітини імунної системи кишечника активно виробляють секреторний імунолобулін А (LgA) – білок, який бере участь у забезпеченні місцевого імунітету та є найважливішим маркером імунної відповіді.

АНТИБІОТИКОподібні РЕЧОВИНИ. Також мікрофлора кишечника виробляє безліч антимікробних речовин, які пригнічують розмноження та зростання патогенних бактерій. При дисбіотичних порушеннях у кишечнику спостерігається не лише надмірне зростання патогенних мікробів, а й загальне зниження імунного захисту організму.Нормальна мікрофлора кишечника грає особливо важливу роль життя організму новонароджених і дітей.

Завдяки продукції лізоциму, перекису водню, молочної, оцтової, пропіонової, масляної та інших органічних кислот і метаболітів, що знижують кислотність (pH) середовища бактерії нормальної мікрофлори ефективно борються з патогенами. У цій конкурентній боротьбі мікроорганізмів за виживання антибіотикоподібні речовини типу бактеріоцинів та мікроцинів займають провідне місце. Нижче на малюнку Ліворуч:Колонія ацидофільної палички (х 1100), Праворуч:Руйнування Shigella flexneri (а) (Шигелла Флекснера — вид бактерій, збудників дизентерії) під дією бактеріоцинпродукуючих клітин ацидофільної палички (х 60000)


Варто особливо відзначити, що у кишечнику практично всі мікроорганізмимають особливу форму співіснування, яка називається біоплівкою. Біоплівка - цеспівтовариство (колонія)мікроорганізмів, розташованих на будь-якій поверхні, клітини яких прикріплені одна до одної. Зазвичай клітини занурені в позаклітинну полімерну речовину, що виділяється ними - слиз. Саме біоплівка виконує основну бар'єрну функцію від проникнення патогенів у кров шляхом виключення можливості їх проникнення до епітеліальних клітин.

Про біоплівку див.

ІСТОРІЯ ВИВЧЕННЯ СКЛАДУ МІКРОФЛОРИ ШКТ

Історія вивчення складу мікрофлори шлунково-кишкового тракту (ЖКТ) почалася в 1681 р., коли голландський дослідник Антоні Ван Левенгук вперше повідомив про свої спостереження щодо бактерій та інших мікроорганізмів, виявлених у людських фекаліях, і висунув гіпотезу про спільне існування різних видів бактерій у шлунково-кишковому тракті. -кишковому тракті.

У 1850 році Луї Пастер розвинув концепцію про функціональноюролі бактерій у ферментаційному процесі, а німецький лікар Роберт Кох продовжив дослідження в даному напрямі та створив методику виділення чистих культур, що дозволяє ідентифікувати специфічні бактеріальні штами, що необхідно для розмежування хвороботворних та корисних мікроорганізмів.

У 1886 р. один із основоположників вчення про кишковихінфекціях F. Esherich вперше описав кишковупаличку (Bacterium coli communae). Ілля Ілліч Мечников у 1888 році, працюючи в Інституті Луї Пастера, стверджував, що у кишечникулюдини мешкає комплекс мікроорганізмів, які мають на організм «аутоінтоксикаційний ефект», вважаючи, що введення в ШКТ «розсудливих» бактерій здатне модифікувати дію кишковоїмікрофлори та протидіяти інтоксикації. Практичним втіленням ідей Мечнікова стало застосування ацидофільних лактобацил з терапевтичними цілями, розпочате в США в 1920-1922 роках. Вітчизняні дослідники приступили до вивчення цього питання лише в 50-х роках XX століття.

У 1955 р. Перетц Л.Г. показав, що кишковапаличка здорових людей є одним з основних представників нормальної мікрофлори та відіграє позитивну роль завдяки сильним антагоністичним властивостям по відношенню до патогенних мікробів. Розпочаті понад 300 років тому дослідження складу кишкового мікробіоценозу, його нормальної та патологічної фізіології та розробка способів позитивного впливу на кишкову мікрофлору продовжуються і в даний час.

ЛЮДИНА, ЯК СЕРЕДОВИЩЕ ПРОЖИВАННЯ БАКТЕРІЙ

Основними біотопами є: шлунково-кишковийтракт(ротова порожнина, шлунок, тонка кишка, товста кишка), шкіра, дихальні шляхи, урогенітальна система. Але основний інтерес нам тут представляють органи травної системи, т.к. переважна більшість різноманітних мікроорганізмів живе саме там.

Мікрофлора ШКТ є найбільш представницькою, маса кишкової мікрофлори у дорослої людини становить понад 2,5 кг, чисельністю – до 10 14 КУО/р. Раніше вважалося, що до складу мікробіоценозу ШКТ входять 17 сімейств, 45 пологів, понад 500 видів мікроорганізмів (останні дані – близько 1500 видів) постійно коригуються.

З урахуванням нових даних, отриманих при дослідженні мікрофлори різних біотопів ШКТ за допомогою молекулярно-генетичних методів та методу газорідинної хромато-мас-спектрометрії загальний геном бактерій ШКТ налічує 400 тис. генів, що у 12 разів перевищує розмір геному людини.

Піддана аналізуна гомологію секвенованих генів 16S pРНК пристінкова (мукозна) мікрофлора 400 різних відділів шлунково-кишкового тракту, отримана при ендоскопічному дослідженні різних відділів кишечника добровольців.

В результаті дослідження показано, що пристіночна та просвітна мікрофлора включає 395 філогенетично відокремлених груп мікроорганізмів, з яких 244 є абсолютно новими. При цьому 80% нових таксонів, виявлених при молекулярно-генетичному дослідженні, відносяться до мікроорганізмів, що не культивуються. Більшість із передбачуваних нових філотипів мікроорганізмів є представниками пологів Firmicutes та Bactero-ides. Загальна кількість видів наближається до 1500 та вимагає подальшого уточнення.

ШКТ через систему сфінктерів повідомляється із зовнішнім середовищем навколишнього світу і водночас через кишкову стінку - із внутрішнім середовищем організму. Завдяки цій особливості в порожнині шлунково-кишкового тракту створилося власне середовище, яке можна розділити на дві окремі ніші: хімус та слизова оболонка. Харчова система людини взаємодіє з різними бактеріями, які можна позначити, як «ендотрофну мікрофлору кишкового біотопу людини». Ендотрофна мікрофлора людини ділиться на три основні групи. До першої групи відносять корисну для людини еубіотичну індигенну або еубіотичну мікрофлору транзиторну; до другої - нейтральні мікроорганізми, які постійно або періодично висіваються з кишечника, але не впливають на життєдіяльність людини; до третьої – патогенні чи потенційно патогенні бактерії («агресивні популяції»).

ПОРОЖНІЙ І ПРИСТІНКОВИЙ МІКРОБІОТОПИ ШКТ

У мікроекологічному плані шлунково-кишковий біотоп може бути поділений на яруси (ротова порожнина, шлунок, відділи кишечника) та мікробіотопи (порожнинний, пристінковий та епітеліальний).


Здатність до аплікації в мікробіотопі пристінкового, тобто. гістадгезивність (властивість фіксуватися та колонізувати тканини) визначають суть транзиторності чи індигенності бактерій. Ці ознаки, а також приналежність до еубіотичної або агресивної групи є основними критеріями, що характеризують мікроорганізм, що взаємодіє з ШКТ. Еубіотичні бактерії беруть участь у створенні колонізаційної резистентності організму, що є унікальним механізмом системи протиінфекційних бар'єрів.

Порожнинний мікробіотоп протягом ШКТ неоднорідний, його властивості визначаються складом та якістю вмісту того чи іншого ярусу. Яруси мають свої анатомічні та функціональні особливості, тому їх вміст відрізняється за складом речовин, консистенції, рН, швидкості переміщення та інших властивостей. Ці властивості визначають якісний та кількісний склад адаптованих до них порожнинних мікробних популяцій.

Пристінковий мікробіотоп є найважливішою структурою, що обмежує внутрішнє середовище організму від зовнішньої. Він представлений слизовими накладеннями (слизовий гель, муциновий гель), глікокаліксом, розташованим над апікальною мембраною ентероцитів та поверхнею самої апікальної мембрани.

Пристінковий мікробіотоп представляє найбільший (!) інтерес з позиції бактеріології, тому що саме в ньому виникає корисна або шкідлива для людини взаємодія з бактеріями - те, що ми називаємо симбіозом.

Іншими словами, у мікрофлорі кишечнику розрізняють 2 види:

  • борошно (М) флору- мукозна мікрофлора взаємодіє зі слизовою оболонкою шлунково-кишкового тракту, утворюючи мікробно-тканинний комплекс - мікроколонії бактерій та їх метаболіти, епітеліальні клітини, муцин бокалоподібних клітин, фібробласти, імунні клітини Пейрових бляшок, фагоцити, лейкоцити;
  • просвітну (П) флору- просвітна мікрофлора знаходиться у просвіті шлунково-кишкового тракту, не взаємодіє зі слизовою оболонкою. Субстратом для її життєдіяльності є неперетравлювані харчові волокна, на яких вона фіксується.

Сьогодні відомо, що мікрофлора слизової оболонки кишечника істотно відрізняється від мікрофлори просвіту кишечника і калових мас. Хоча в кожної дорослої людини кишечник населяє певна комбінація переважних видів бактерій, склад мікрофлори може змінюватися залежно від способу життя, харчування та віку. Порівняльне дослідження мікрофлори у дорослих осіб, які перебувають у генетичному спорідненості тією чи іншою мірою, виявило, що на склад кишкової мікрофлори генетичні фактори впливають більше, ніж харчування.


Примітка до малюнка:ФОЖ - фундальний відділ шлунка, АОЖ - антральний відділ шлунка, ДПК - дванадцятипала кишка (:Чернін В.В., Бондаренко В.М., Парфьонов А.І. Участь просвітної та мукозної мікробіоти кишечника людини у симбіонтному травленні. Бюлетень Оренбурзького наукового центру УРО РАН (електронний журнал), 2013, №4)

Розташування мукозної мікрофлори відповідає ступеню її анаеробіозу: облігатні анаероби (біфідобактерії, бактероїди, пропіоновокислі бактерії та ін.) займають нішу в безпосередньому контакті з епітелієм, далі розташовуються аеротолерантні анаероби (алокобалі та аероб, аероаби, аероаби, аероаби). .Просвітня мікрофлора є найбільш мінливою та чутливою до різних екзогенних впливів. Зміна раціонів харчування, екологічні впливи, медикаментозна терапія, перш за все позначаються на якості просвітної мікрофлори.

додатково:

Кількість мікроорганізмів мукозної та просвітної мікрофлори

До зовнішніх впливів мукозна мікрофлора більш стійка, ніж просвітна мікрофлора. Співвідношення між мукозною та просвітною мікрофлорою динамічні, і визначаються такими факторами:

  • ендогенні фактори - впливу слизової оболонки травного каналу, його секретів, моторики та самих мікроорганізмів;
  • екзогенні фактори - впливають безпосередньо та опосередковано через ендогенні фактори, наприклад, прийом тієї чи іншої їжі змінює секреторну та моторну діяльність травного тракту, що трансформує його мікрофлору

МІКРОФЛОРА РОТОВОЇ ПОРОЖНИНИ, ХАРЧОВОДА І ШЛУНКА

Розглянемо композиції нормальної мікрофлори різних відділів ШКТ.


Ротова порожнина і ковтка здійснюють попередню механічну та хімічну обробку їжі і дають оцінку бактеріологічної небезпеки щодо бактерій, що проникають всередину людського організму.

Слина є першою травною рідиною, що обробляє харчові речовини і впливає на мікрофлору, що проникає. Загальний вміст бактерій у слині варіабельно та в середньому становить 10 8 МК/мл.

До складу нормальної мікрофлори ротової порожнини входять стрептококи, стафілококи, лактобацили, коринебактерії, велика кількість анаеробів. Усього мікрофлора рота налічує понад 200 видів мікроорганізмів.

На поверхні слизової оболонки залежно від застосовуваних індивідуумом гігієнічних засобів виявляється близько 10 3 -10 5 МК/мм2. Колонізаційну резистентність рота здійснюють переважно стрептококи (S. salivarus, S. mitis, S. mutans, S. sangius, S. viridans), а також представники шкірного та кишкового біотопів. При цьому S. salivarus, S. sangius, S. viridans добре прилипають до слизової оболонки та зубного нальоту. Ці альфа-гемолітичні стрептококи, що мають високий рівень гістадгезії, стримують колонізацію рота грибами роду Сandida і стафілококами.

Мікрофлора, що транзиторно проходить через стравохід, нестабільна, гістадгезивності до його стінок не виявляє і характеризується великою кількістю видів, що тимчасово перебувають, що потрапляють з порожнини рота і глотки. У шлунку створюються відносно несприятливі умови для бактерій, зумовлені підвищеною кислотністю, впливом протеолітичних ферментів, швидкою моторно-евакуаторною функцією шлунка та іншими факторами, що лімітують їх зростання та розмноження. Тут мікроорганізми містяться в кількості, яка не перевищує 10 2 -10 4 в 1 мл вмісту.Еубіотики в шлунку освоюють переважно порожнинний біотоп, пристінковий мікробіотоп для них менш доступний.

Основними мікроорганізмами, активними у шлунковому середовищі, є кислотостійкіпредставники роду Lactobacillus, які мають або не мають гістадгезивного ставлення до муцину, деякі види грунтових бактерій і біфідобактерії. Лактоба-цил-ли, незважаючи на короткий час перебування в шлунку, здатні, крім антибіотичної дії в порожнині шлунка, тимчасово колонізувати мікробіотоп. В результаті спільної дії захисних компонентів основна маса мікроорганізмів, що потрапили в шлунок, гине. Однак при порушенні роботи слизового та імунобіологічного компонентів деякі бактерії знаходять у шлунку свій біотоп. Так, за рахунок факторів патогенності у шлунковій порожнині закріплюється популяція Helico-bacter pylori.

Трохи про кислотність шлунка: Максимальна теоретично можлива кислотність у шлунку 0,86 рН. Мінімальна теоретично можлива кислотність у шлунку 8,3 рН. Нормальна кислотність у просвіті тіла шлунка натще 1,5-2,0 рН. Кислотність на поверхні епітеліального шару, перетвореного на просвіт шлунка 1,5-2,0 рН. Кислотність у глибині епітеліального шару шлунка близько 7,0 рН.

ОСНОВНІ ФУНКЦІЇ ТОНКОГО КИШЕЧНИКА

Тонка кишка - це трубка близько 6м завдовжки. Вона займає практично всю нижню частину черевної порожнини і є найдовшою частиною травної системи, що сполучає шлунок із товстим кишечником. Більшість їжі вже перетравлюється в тонкому кишечнику за допомогою спеціальних речовин - ензимів (ферментів).


До основних функцій тонкої кишкивідносять порожнинний та пристінковий гідроліз їжі, всмоктування, секрецію, а також бар'єрно-захисну. В останній, крім хімічних, ферментативних та механічних факторів, значну роль відіграє індигенна мікрофлора тонкої кишки. Вона бере активну участь у порожнинному та пристіночному гідролізі, а також у процесах всмоктування харчових речовин. Тонка кишка є однією з найважливіших ланок, що забезпечують тривале збереження еубіотичної пристінкової мікрофлори.

Існує різниця в заселенні еубіотичної мікрофлори порожнинного та пристінкового мікробіотопів, а також заселенні ярусів по довжині кишки. Порожнинний мікробіотоп схильний до коливань за складом і концентрацією мікробних популяцій, пристінковий мікробіотоп має порівняно стабільний гомеостаз. У товщі слизових накладень зберігаються популяції, що мають гістадгезивні властивості до муцину.

Проксимальний відділ тонкої кишки в нормі містить відносно невелику кількість грампозитивної флори, що складається головним чином з лактобацил, стрептококів та грибів. Концентрація мікроорганізмів становить 102-104 на 1 мл кишкового вмісту. У міру наближення до дистальних відділів тонкої кишки загальна кількість бактерій зростає до 108 на 1 мл вмісту, одночасно з'являються додаткові види, що включають ентеробактерії, бактероїди, біфідобактерії.

ОСНОВНІ ФУНКЦІЇ ТОЛСТОГО КИШЕЧНИКА

Основними функціями товстої кишки єрезервування та евакуація хімусу, залишкове перетравлення їжі, виділення та всмоктування води, всмоктування деяких метаболітів, залишкового живильного субстрату, електролітів та газів, формування та детоксикація калових мас, регуляція їх виділення, підтримання бар'єрно-захисних механізмів.

Всі ці функції виконуються за участю кишкових еубіотичних мікроорганізмів. Кількість мікроорганізмів товстої кишки становить 10 10 -10 12 КоЕ на 1 мл вмісту. На бактерії доводиться до 60% калових мас. Протягом усього життя у здорової людини переважають анаеробні види бактерій (90-95% всього складу): біфідобактерії, бактероїди, лактобацили, фузобактерії, еубактерії, вейлонели, пептострептококи, клостридії. Від 5 до 10% мікрофлори товстої кишки становлять аеробні мікроорганізми: ешерихії, ентерококи, стафілококи, різні види умовно-патогенних ентеробактерій (протей, ентеробактер, цитробактер, серрації та ін.), неферментуючі бактерії і гриби ін.

Аналізуючи видовий склад мікробіоти товстої кишки, необхідно підкреслити, що до її складу, крім зазначених анаеробних та аеробних мікроорганізмів, входять представники найпростіших пологів і близько 10 кишкових вірусів.Таким чином, у здорових осіб у кишечнику налічується близько 500 видів різних мікроорганізмів, більшу частину з яких складають представники так званої облігатної мікрофлори – біфідобактерії, лактобактерії, непатогенна кишкова паличка та ін. На 92-95% мікрофлора кишечника складається з облігатних анаеробів.

1. Переважні бактерії.У зв'язку з анаеробними умовами у здорової людини у складі нормальної мікрофлори в товстому кишечнику переважають (близько 97%) анаеробні бактерії:бактероїди (особливо Bacteroides fragilis), анаеробні молочнокислі бактерії (наприклад, Bifidumbacterium), клостридії (Clostridium perfringens), анаеробні стрептококи, фузобактерії, еубактерії, вейлонели.

2. Малу частину мікрофлорискладають аеробні тафакультативно-анаеробні мікроорганізми: грамнегативні коліформні бактерії (передусім кишкова паличка – E.Coli), ентерококи.

3. У дуже невеликій кількості: стафілококи, протеї, псевдомонади, гриби роду Candida, окремі види спірохет, мікобактерій, мікоплазм, найпростіших та вірусів

Якісний та кількісний СКЛАД Основний мікрофлори товстого кишечника у здорових людей (КОЕ/г фекалій) змінюється в залежності від їх вікової групи.


На малюнкупоказані особливості росту та ферментативної активності бактерій у проксимальному та дистальному відділах товстого кишечника за різних умов молярності, мМ (молярної концентрації) коротколанцюгових жирних кислот (КЦЖК) та величини водневого показника, pH (кислотності) середовища.

« Поверховістьрозселення бактерій»

Для кращого розуміння теми дамо короткі визначенняня поняттям, що таке аероби та анаероби

Анаероби- організми (в т.ч. мікроорганізми), що отримують енергію за відсутності доступу кисню шляхом субстратного фосфорилювання, кінцеві продукти неповного окислення субстрату при цьому можуть бути окислені з отриманням більшої кількості енергії у вигляді АТФ у присутності кінцевого акцептора протонів організмами, що здійснюють окислення.

Факультативні (умовні) анаероби- організми, енергетичні цикли яких проходять анаеробним шляхом, але здатні існувати і при доступі кисню (тобто ростуть як в анаеробних, так і в аеробних умовах), на відміну від облігатних анаеробів, для яких кисень згубний.

Облігатні (суворі) анаероби— організми, які живуть і ростуть лише за відсутності молекулярного кисню серед, він їм згубний.

Аероби (від грець. aer- повітря і bios - життя) - організми, що володіють аеробним типом дихання, тобто здатністю жити і розвиватися тільки за наявності вільного кисню, що зростають, як правило, на поверхні поживних середовищ.

До анаеробів відносяться майже всі тварини та рослини, а також велика група мікроорганізмів, які існують за рахунок енергії, що звільняється при реакціях окислення, що протікають з поглинанням вільного кисню.

По відношенню аеробів до кисню їх ділять на облігатні(суворі), або аерофіли, які не можуть розвиватися у відсутності вільного кисню, та факультативні(Умовні), здатні розвиватися при зниженому вмісті кисню в навколишньому середовищі.

Варто зазначити, щобіфідобактерії Як найбільш суворі анаероби колонізують найближчу до епітелію зону, де завжди підтримується негативний окислювально-відновний потенціал (причому не тільки в товстій кишці, а й в інших, більш аеробних біотопах організму: в ротоглотці, піхві, на шкірних покривах). Пропіоновокислі бактеріївідносяться до менш суворих анаеробів, тобто до факультативних анаеробів і можуть переносити лише низький парціональний тиск кисню.


Два біотопи, що розрізняються за анатомо-фізіологічними та екологічними характеристиками, - тонку і товсту кишку відокремлює ефективно функціонуючий бар'єр: баугінева заслінка, яка відкривається і закривається, пропускаючи вміст кишечника тільки в одному напрямку, і утримує обсіменіння кишкової трубки в кількостях, необхідних здоровому організму.

У міру просування вмісту всередині кишкової трубки знижується парціальний тиск кисню і підвищується значення рН середовища, у зв'язку з чим з'являється «поверхівка» розселення різних видів бактерій по вертикалі: найвище розташовуються аероби, нижче факультативні анаеробиі ще нижче - суворі анаероби.

Таким чином, хоча вміст бактерій у роті може бути досить високим - до 10 6 КУО/мл, воно знижується до 0-10 2-4 КУО/мл у шлунку, піднявшись до 10 5 КУО/мл у худій кишці і до 10 7- 8 КУО/мл у дистальних відділах клубової кишки, з наступним різким зростанням кількості мікробіоти в товстій кишці, досягаючи рівня 10 11-12 КУО/мл у дистальних її відділах.

ВИСНОВОК


Еволюція людини та тварин проходила при постійному контакті зі світом мікробів, внаслідок чого сформувалися тісні взаємини між макро- та мікроорганізмами. Вплив мікрофлори ШКТ на підтримку здоров'я людини, її біохімічної,метаболічної та імунної рівноваги безсумнівно і доведено великою кількістю експериментальних робіт та клінічних спостережень. Її роль у генезі багатьох захворювань продовжують активно вивчати (атеросклероз, ожиріння, синдром подразненого кишечника, неспецифічні запальні захворювання кишечника, целіакія, колоректальний рак та ін.). Тому проблема корекції порушень мікрофлори по суті є проблемою збереження здоров'я людини, формування здорового способу життя. Препарати пробіотикита пробіотичні продукти забезпечують відновлення нормальної мікрофлори кишечника, підвищують неспецифічну резистентність організму.

СИСТЕМАТИЗУЄМО ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ЗНАЧНІСТЬ НОРМАЛЬНОЇ МІКРОФЛОРИ ШКТ ДЛЯ ЛЮДИНИ

МІКРОФЛОРА ШКТ:

  • захищає організм від токсинів, мутагенів, канцерогенів, вільних радикалів;
  • є біосорбентом, що акумулює безліч токсичних продуктів: феноли, метали, отрути, ксенобіотики і т.д.;
  • пригнічує гнильні, патогенні та умовно патогенні бактерії, збудників кишкових інфекцій;
  • інгібує (пригнічує) активність ферментів, що залучаються до утворення пухлин;
  • зміцнює імунну систему організму;
  • синтезує антибіотикоподібні речовини;
  • синтезує вітаміни та незамінні амінокислоти;
  • відіграє величезну роль у процесі травлення, а також в обмінних процесах, сприяє всмоктуванню вітаміну Д, заліза та кальцію;
  • є головним переробником їжі;
  • відновлює моторну та травну функції шлунково-кишкового тракту, запобігає метеоризму, нормалізує перистальтику;
  • нормалізує психічний стан,регулює сон, циркадні ритми, апетит;
  • забезпечує клітини організму енергією.

докладніше:

  • Локальні та системні функції мікробіоти. (Бабін В.М., Мінушкін О.М., Дубінін А.В. та ін, 1998 р.)

Крайнім ступенем дисбактеріозу кишечника є поява у крові (!) патогенних бактерій із шлунково-кишкового тракту (бактеріємія) або навіть розвиток сепсису:

На відео показано деякі моменти того, як порушення імунного захисту може призвести до потрапляння в кров небезпечних бактерій.

Висновок:

У зв'язку з тим, що сучасна наука, що вивчає мікроорганізми та їх вплив на людину не стоїть на місці, кардинальнозмінюються та багато уявлень про роль кишкової мікрофлори, яку сьогодні прийнято називати кишковим мікробіомом або кишковою мікробіотою. Мікробіом людиниНайбільш широке поняття, ніж кишковий мікробіом. Однак саме кишковий мікробіом є найбільш представницьким в організмі людини і надає найбільш істотний вплив на всі метаболічні та імунологічні процеси, що протікають в ньому. Результати сучасних досліджень чітко показують, що кишкова мікробіота може бути чудовою мішенню для терапевтичних втручань з метою профілактики та лікування багатьох захворювань. Для отримання початкового ставлення до різних механізмах взаємодії кишкового мікробіома з господарем рекомендуємо ознайомитися з дополітельним матеріалом.Пробіотики та пребіотики для покращення стану при ЦД 1 типу