Микрофлора кишечника – это совокупность непатогенных микроорганизмов, которые обитают в кишечнике у здорового человека. Организмы людей и бактерии сосуществуют в условиях взаимовыгодного сотрудничества – симбиоза. Флора в кишечнике появляется еще в младенчестве и сохраняется на протяжении всей жизни человека.
Представители кишечной флоры
Микроорганизмы в кишечнике человека
| Нормальные | Условно-патогенные | Патогенные | |
|---|---|---|---|
| Наименование бактерий |
|
|
|
Нарушение микрофлоры кишечника
Изменение состава микрофлоры кишечника может повлечь за собой серьезные последствия.
Оно может быть связано как с проникновением патогенных микроорганизмов, которые в норме не обнаруживаются в пищеварительной системе, так и со снижением содержания нормальной микрофлоры – .
Причины
Симптомы
Симптоматика дисбактериоза зависит от степени выраженности нарушений и наличия сопутствующих заболеваний.
- . У больного возникает метеоризм, отрыжка, может появиться диарея или запор. Пациенты постоянно ощущают неприятный привкус во рту.
- . Многие больные отмечают появление пищевой аллергии к тем продуктам, которые ранее переносились нормально. Такое проявление наиболее характерно для детей. Аллергия может выражаться как кожными симптомами (зудом, крапивницей, отеками), так и кишечными признаками. К ним относятся резкие боли в нижней части живота, тошнота, рвота, жидкий стул с пеной.
- Нарушение всасывания. При продолжительном наличии дисбактериоза это приводит к изменению всего метаболизма – возникновению энергетической недостаточности, гиповитаминозов. Состояние обычно сопровождается анемией, нехваткой кальция и другими ионными нарушениями.
- Интоксикация. Характеризуется возникновением слабости, головной боли, незначительным повышением температуры.
Как проверить микрофлору кишечника?
Для оценки состояния кишечной микрофлоры пациенту проводится . Для этого берется или соскоб, или аспират из кишечника. Полученный материал отправляется на бактериологическое исследование. В лаборатории делают посев бактерий на питательные среды. По выросшим колониям микроорганизмов можно судить о состоянии кишечной флоры. Это исследование является точным способом диагностировать ее нарушения.
Косвенным образом о наличии дисбактериоза могут свидетельствовать методики исследования, которые направлены на обнаружение изменений состава испражнений. К ним относятся и биохимическое исследование каловых масс. Такая диагностика позволяет обнаружить характерные химические изменения, которые свидетельствуют о наличии в кишечнике тех или иных микроорганизмов.
Профилактика и лечение нарушений микрофлоры
Питание
В первую очередь предполагает составление сбалансированного рациона. В него обязательно должны входить кисломолочные продукты, содержащие . Пища должна содержать достаточно натуральных витаминов. При риске сезонного гиповитаминоза рекомендуется дополнительно использовать поливитаминные комплексы.
Уничтожение патогенных бактерий
Для устранения болезнетворных микроорганизмов из кишечника используются специальные антибактериальные препараты с селективным воздействием. Они не влияют на состояние нормальной микрофлоры, но при этом уничтожают вредные бактерии. В эту группу входят невсасывающиеся антибиотики (например, нифуроксазид) и (рифаксимин).
Восстановление нормальной микрофлоры
Для применяются лекарственные средства из нескольких групп:
- включают в себя живые культуры микроорганизмов, которые в норме содержатся в кишечнике человека.
- Лекарства из группы включают все необходимые вещества для того чтобы “полезные” бактерии могли быстро размножаться.
- И те, и другие компоненты входят в состав комбинированных средств – .
Восстановление иммунитета
Нормализация местного иммунитета способствует поддержанию постоянного состава кишечной флоры. С этой целью пациенту назначаются препараты с иммуномодулирующим действием – средства на основе эхинацеи, нуклеиновые кислоты.
Вконтакте
Одноклассники
Микрофлора кишечника в широком смысле - это совокупность различных микроорганизмов. В кишечнике человека все микроорганизмы находятся с симбиозе друг с другом. В среднем, в кишечнике человека живет около 500 видов различных микроорганизмов, причем, как полезных бактерий (помогающие переваривать пищу и дающие человеку витамины и полноценный белок), так и вредные бактерии (питающиеся продуктами брожения и вырабатывающие продукты гниения).
Модифицирование количественного соотношения и видового состава нормальной микрофлоры органа, преимущественно кишечника, сопровождающееся развитием нетипичных для него микробов, называют дисбактериозом. Чаще всего это происходит из-за неправильного питания.
Но нарушение микрофлоры может наступить не только из-за неправильного питания, но и из-за приема различных антибиотиков. В любом случае происходит нарушение микрофлоры.
Нормальная микрофлора кишечника
Основными представителями обязательной микрофлоры толстой кишки человека являются бифидобактерии, бактериоды, лактобациллы, кишечная палочка и энтерококки. Они составляют 99% всех микробов, только 1% общего числа микроорганизмов принадлежит к условно-патогенным бактериям, таким как стафилококки, протей, клостридии, синегнойная палочка и другие. Патогенной микрофлоры при нормальном состоянии кишечника не должно быть, нормальная микрофлора кишечника у человека начинает развиваться уже во время прохождения плода по родовым путям. Полностью ее формирование завершается к 7-13 годам.
Какую же функцию выполняет нормальная микрофлора кишечника? Прежде всего, защитную. Так, бифидобактерии выделяют органические кислоты, которые тормозят рост и размножение патогенных и гнилостных бактерий. Антибактериальной активностью обладают лактобактерии в связи с их способностью образовывать молочную кислоту, лизоцим и другие антибиотические вещества. Колибактерии антагонистически действуют на патогенную флору через иммунные механизмы. Кроме того, на поверхности клеток кишечного эпителия представители нормальной микрофлоры формируют так называемый «микробный дерн», который механически защищает кишку от проникновения патогенных микробов.
Кроме защитной функции нормальные микроорганизмы толстой кишки участвуют в обмене веществ макроорганизма. Они синтезируют аминокислоты , белки , многие витамины , принимают участие в обмене холестерина. Лактобактерии синтезируют ферменты, расщепляющие белки молока , а также фермент гистаминазу, выполняя тем самым десенсибилизирующую функцию в организме. Полезная микрофлора толстой кишки способствует всасыванию кальция , железа , витамина D , предотвращая развитие онкологического процесса.
Причины нарушения микрофлоры
Cуществует ряд социальных факторов, которые нарушают микрофлору. Это прежде всего острый и хронический стрессы . Таким «критическим» для здоровья человека состояниям подвержены и дети, и взрослые. Например, ребенок идет в первый класс, соответственно, он переживает и волнуется. Процесс адаптации в новом коллективе часто сопровождается проблемами со здоровьем. Кроме того, в процессе обучения стресс могут вызвать контрольные, экзамены и учебная нагрузка.
Еще одна причина, из-за которой страдает микрофлора -- это питание. Сегодня в нашем рационе присутствует много углеводов и мало белков . Если вспомнить, что включал в себя рацион наших бабушек и дедушек, то окажется, что они употребляли гораздо больше здоровой пищи: например, свежие овощи, серый хлеб -- простую и здоровую еду, благотворно влияющую на микрофлору.
Также причиной нарушения микрофлоры кишечника являются заболевания желудочно-кишечного тракта, ферментопатии, активная терапия антибиотиками, сульфаниламидными препаратами, химиотерапия, гормональная терапия. Благоприятствуют дисбактериозу вредные экологические факторы, голодание, истощение организма в связи с тяжелыми заболеваниями, хирургические вмешательства, ожоговая болезнь, снижение иммунологической реактивности организма.
Профилактика микрофлоры
Для того, чтобы быть в хорошей форме, человеку необходимо соблюдать равновесие микрофлоры, поддерживающей его иммунную систему. Таким образом, мы помогаем организму противостоять стрессам и справляться с патогенными микробами самостоятельно. Вот почему о микрофлоре необходимо заботится ежедневно. Это должно стать таким же привычным занятием, как чистить зубы по утрам или принимать витамины .
Профилактика нарушения микрофлоры направлена на поддержание полезных бактерий организма. Этому способствует употребление в пищу продуктов, богатых растительной клетчаткой (овощей, фруктов, круп, хлеба грубого помола), а также кисломолочных продуктов.
Сегодня с экранов телевизора нам предлагают начинать день с «глотка здоровья»: кефиров и йогуртов , обогащенных бифидобактериями. Однако нужно помнить, что количество этих полезных элементов в продуктах с большим сроком годности довольно невелико, чтобы стимулировать рост микрофлоры. Поэтому в качестве профилактики стоит рассматривать кисломолочные продукты (кефиры, таны и т.д.), которые содержат действительно «живые культуры». Как правило, эти продукты реализуются в аптечных сетях и срок их годности ограничен. И, конечно же, не стоит забывать о правилах здорового питания, занятиях спортом и душевном равновесии – все это помогает поддерживать иммунитет на высоте!
Микроорганизмы, относящиеся к нормальной микрофлоре кишечника, колонизируют как просвет кишечного тракта, так и поверхность слизистой оболочки.
Грамположительные облигатно-анаэробные бактерии
Бифидобактерии – являются наиболее значимыми представителями облигатных бактерий в кишечнике детей и взрослых. Это анаэробные бактерии, морфологически представляющие собой крупные грамположительные неспорообразующие палочки ровной или слегка изогнутой формы. Концы палочек у большинства бифидобактерий раздвоены, но могут быть также утонченными или утолщенными в виде шаровидных вздутий. Среди различных видов бифидобактерий у детей, находящихся на грудном вскармливании, преобладают Bifidobacterium bifidum. Большая часть бифидобактерий располагается в толстой кишке, являясь ее основной пристеночной и просветной микрофлорой. Бифидобактерии присутствуют в кишечнике на протяжении всей жизни человека, у детей они составляют от 90 до 98% всех микроорганизмов кишечника в зависимости от возраста. Доминирующее положение в микробном пейзаже кишечника у здоровых новорожденных детей, находящихся на естественном вскармливании, бифидофлора занимает к 5–20-му дню поле рождения. В норме количество бифидобактерий у грудных детей составляет 10 9 –10 10 КОЕ/г фекалий, у детей старшего возраста и у взрослых – 10 8 –10 9 КОЕ/г.
Бифидобактерии выполняют разные функции:
Осуществляют путем ассоциации со слизистой оболочкой кишечника физиологическую защиту кишечного барьера от проникновения микробов и токсинов во внутреннюю среду организма;
Обладают высокой антагонистической активностью по отношению к патогенным и условнопатогенным микроорганизмам за счет выработки органических жирных кислот;
Участвуют в утилизации пищевых субстратов и активизации пристеночного пищеварения;
Синтезируют аминокислоты и белки, витамин К, пантотеновую кислоту, витамины группы В: тиамин, рибофлавин, никотиновую кислоту, фолиевую кислоту, пиридоксин и цианкобаломин;
Способствуют усилению процессов всасывания через стенки кишечника ионов кальция, железа, витамина Д;
Участвуют в реакциях клеточного иммунитета, препятствуют деградации секреторного иммуноглобулина А, стимулируют интерферонообразование и вырабатывают лизоцим.
Бифидобактерии могут быть резистентны к пенициллину, стрептомицину, рифампицину. Заболевания, вызванные бифидобактериями неизвестны.
Лактобактерии – являются облигатной микрофлорой, представляют собой грамположительные, палочковидные бактерии с выраженным полиморфизмом, располагающиеся цепочками или поодиночке, неспорообразующие. Род лактобактерий включает 44 вида.
Лактофлора заселяет организм новорожденного ребенка в раннем постнатальном периоде. Средой обитания лактобацилл являются различные отделы желудочно-кишечного тракта, начиная с полости рта и кончая толстой кишкой, где они поддерживают рН на уровне 5,5–5,6. Присутствуя постоянно в организме, в ряде периодов в жизни девочек и женщин репродуктивного возраста, они являются превалирующей флорой вульвы и вагины. Лактофлору удается обнаружить в молоке человека и животных. У здоровых детей, находящихся на грудном вскармливании, лактобактерии обнаруживаются в количестве 10 6 –10 7 КОЕ/г исследуемого материала. У детей, находящихся на искусственном вскармливании, уровень лактобактерий часто бывает более высоким, достигая 10 8 КОЕ/г исследуемого материала. У 73% взрослых людей лактобактерии выявляются в количестве 10 9 КОЕ/г исследуемого материала, а у лиц, использующих строгую вегетарианскую диету, лактобактерии определялись в 95% случаях в количестве 10 11 КОЕ/г исследуемого материала.
Лактобактерии в процессе жизнедеятельности вступают в сложное взаимоотношение с другими микроорганизмами, в результате чего подавляются гнилостные и гноеродные условнопатогенные микроорганизмы, в первую очередь протеи, а также возбудители острых кишечных инфекций. В процессе нормального метаболизма они способны образовывать молочную кислоту, перекись водорода, продуцировать лизоцим, другие вещества с антибиотической активностью: реутерин, плантарицин, лактоцидин, лактолин. Лактобациллам отводится иммуномодулирующая роль, в том числе стимуляция фагоцитарной активности нейтрофилов, макрофагов, синтеза иммуноглобулинов и образование интерферонов, интерлейкина 1 и фактора некроза опухоли альфа. В желудке и тонкой кишке лактобациллы в кооперации с организмом хозяина являются основным микробиологическим звеном формирования колонизационной резистентности. Лактобактерии часто обладают резистентностью к пенициллину и ванкомицину.
Эубактерии – грамположительные, неспорообразующие, полиморфные палочковидные бактерии или коккобацилы, строгие анаэробы. Эти микроорганизмы редко встречаются у детей в период грудного вскармливания, Однако, у детей, находящихся на искусственном вскармливании, бактерии, принадлежащие к этому роду, могут выявляться в большом проценте случаев в количествах 10 10 КОЕ/г исследуемого материала, и более характерных для взрослых здоровых людей. Роль этих бактерий до настоящего времени недостаточно ясна, но установлено, что Е. lentum участвуют в реакциях трансформации холестерола в копростанол. Другие виды эубактерий принимают участие в деконьюгации желчных кислот.
Пептострептококки – неферментирующие грамположительные анаэробные стрептококки. Принадлежат к облигатной микрофлоре кишечника. Так же, как и эубактерии, они редко встречаются у детей в период грудного вскармливания, но у детей, получающих искусственное питание, их количество может достигать от 10 9 КОЕ/г исследуемого материала. В микрофлоре кишечника взрослых здоровых людей их численный уровень равен от 10 9 до 10 10 КОЕ/г исследуемого материала. В процессе жизнедеятельности пептострептококки образуют водород, который в кишечнике превращается в перекись водорода, что способствует поддержанию рН 5,5 и ниже, участвуют в протеолизе молочных белков, ферментации углеводов. Не обладает гемолитическими свойствами. Попадая в результате транслокации в несвойственные им места обитания, они могут они могут становиться этиологическим фактором различных инфекций. Часто они высеваются при септицемии, остеомиелитах, гнойных артритах, аппендицитах и других глубоких абсцессах, занимая, по разным оценкам, второе место в группе анаэробных бактерий по частоте обнаружения в патологическом материале. Наряду с другими анаэробами, они выявляются при гингивитах и парадонтозах.
Клостридии – грамположительные, спорообразующие, часто подвижные палочковидные бактерии, строгие анаэробы. Подвижность осуществляется за счет перитрихиально расположенных жгутиков. Они относятся к факультативной части нормальной микрофлоры кишечника. Эти бактерии принимают участие в деконьюгации желчных кислот. Кроме того, многие лецитиназонегативные клостридии участвуют в поддержании колонизационной резистентности, подавляя размножение в кишечнике патогенных клостридий. С другой стороны, некоторые клостридии при расщеплении белков могут давать токсические продукты обмена. При снижении резистентности организма они могут становиться они могут становиться причиной эндогенной инфекции. В кишечнике новорожденных эти бактерии появляются к 6–7 дню жизни и могут достигать уровня 10 6 –10 7 КОЕ/г исследуемого материала. В последующем у детей, находящихся на естественном вскармливании, лецитиназонегативные клостридии выявляются лишь 50% детей, и их уровень в норме не превышает 10 6 КОЕ/г исследуемого материала. У детей, вскармливающихся искусственно, количество этих микроорганизмов часто превышает норму и доходит до 10 7 –10 8 КОЕ/г исследуемого материала, при этом у них нередко можно обнаружить Clostridium difficile и Clostridium perfringens, способные вырабатывать энтеротоксины. Кроме того, C. difficile являются этиологическим фактором псевдомембранозного колита, который часто возникает на фоне лечения антибиотиками. Антибиотики, подавляя нормальную микрофлору кишечника, особенно уровень нетоксигенных клостридий, приводят к избыточному размножению C. Difficile. У взрослых уровень клостридий может составлять 10 6 –10 7 КОЕ/г исследуемого материала для лецитиназонегативных клостридий и менее 10 4 –10 5 КОЕ/г исследуемого материала для лецитиназопозитивных клостридий. Однако это равновесие изменяется у людей пожилого возраста. После 65–70 лет часто обнаруживается увеличение количества клостридий на фоне снижения уровня бифидобактерий. Кроме того, повышение уровня клостридий происходит при несбалансированной диете с преобладанием в пищевом рационе мясной пищи.
Грамотрицательные облигатно-анаэробные бактерии
К бактериям, входящим в эту группу и относящихся к эндогенной флоре кишечника человека, прежде всего относят бактероиды, фузобактерии и вейлонеллы. Необходимо отметить, что бактерии относящиеся к родам Porphyromonas и Prevotella, которые часто изолируются из ротовой полости человека, также могут быть выделены из кишечника здорового человека.
Бактероиды – грамотрицательные, неспорообразующие, полиморфные палочки, строгие анаэробы. Наравне с бифидобактериями колонизируют кишечник новорожденных к 6–7 дню жизни. Во время грудного вскармливания они выделяются приблизительно у 50% детей, и их уровень, уступая уровню бифидобактерий, не превышает в норме 10 9 КОЕ/г исследуемого материала. У детей, находящихся на искусственном вскармливании, бактероиды высеваются в большом проценте случаев в количестве 10 10 КОЕ/г. У взрослых в норме уровень бактероидов достигает 10 9 –10 10 КОЕ/г исследуемого материала. Роль бактероидов до конца не выяснена, но установлено, что они принимают участие в пищеварении, расщепляют желчные кислоты, участвуют в процессах липидного обмена.
Фузобактерии – грамотрицательные, неспорообразующие, полиморфные палочковидные бактерии. Строгие анаэробы. Они характерны для микрофлоры кишечника взрослых людей, у которых эти микроорганизмы обнаруживаются в концентрации 10 8 –10 10 КОЕ/г исследуемого материала. Фузобактерии нередко выделяются из патологического материала при гнойных осложнениях различной локализации. При этом вид F.necrophorum наиболее часто встречающийся. Бактерии этого вида способны секретировать лейкотоксин и фактор агрегации тромбоцитов, ответственный за тромбоэмболии при тяжелых септицемиях.
Вейлонеллы – грамотрицательные облигатно-анаэробные кокки. Их уровень у детей первого года жизни не превышает 10 5 КОЕ/г исследуемого материала, причем они выделяются менее чему 50% детей. С другой стороны, у детей, получающих искусственное питание, их находят значительно чаще в концентрациях нередко превышающих 10 8 КОЕ/г исследуемого материала. Вейлеонеллы – это бактерии, слабо сбраживающие сахара и способные к редукции нитрата, обладают сложными пищевыми потребностями. Их отличительной чертой является способность к продукции газа, часто в больших количествах, что при их избыточном размножении в кишечнике может вызывать диспепсические расстройства.
Факультативно-анаэробные микроорганизмы
Эшерихии – грамотрицательные подвижные палочки, входящие в семейство Enterobacteriaceae. Количество незначительно по сравнению с доминирующими, неспорообразующими анаэробами (бифидобактериями, лактобактериями, бактероидами). Количественный уровень эшерихий у здорового человека составляет менее 0,01% от общего числа наиболее важных представителей нормальной микрофлоры. В кишечнике человека эшерихии появляются в первые дни после рождения, сохраняясь в течение жизни человека на уровне 10 7 –10 8 КОЕ/г исследуемого материала.
Основные функции эшерихий в организме:
Способствуют гидролизу лактозы;
Участвуют в продукции витаминов, в первую очередь витамина К, группы В;
Вырабатывает колицины – антибиотикоподобные вещества, тормозящие рост энтеропатогенных кишечных палочек;
Стимулирует антителообразование и оказывает мощное иммуномодулирующее действие;
Способствует активации системного гуморального и местного иммунитета;
Вызывая постоянное антигенное раздражение системы местного иммунитета, эшерихии поддерживают его в физиологически активном состоянии: они инициируют в кишечнике синтез секреторных иммуноглобулинов, способных за счет перекрестных реакций взаимодействовать с патогенными микроорганизмами, относящимися к семейству энтеробактерий, и препятствует их проникновению в слизистую оболочку стенки кишки.
Наряду с полезными свойствами многие штаммы эшерихий обладают целым рядом патогенных свойств. Процент энтнропатогенных штаммов эшерихий в испражнениях здоровых людей составляет от 9,1% до 32,4%. Патогенные варианты могут вызывать колиэнтериты, холероподобные и дизинтериеподобные заболевания. Нередки случаи, когда кишечные палочки в ассоциации со стафилококками или другими условнопатогенными микроорганизмами являются причиной внутрибольничных инфекций в хирургических, гинекологических клиниках и в отделениях для новорожденных. При этом госпитальные штаммы часто обладают множественной резистентностью к антибиотикам. Дети, находящиеся на искусственном вскармливании, более восприимчивы к колиэнтеритам, которые могут быть обусловлены эндогенными эшерихиями.
Важным диагностическим критерием для оценки степени тяжести дисбиоза кишечника является определение количества гемолизинпродуцирующих и лактозонегативных кишечных палочек. В норме эшерихий с такими свойствами выявляются только у 2% обследуемых в количестве, не превышающем 10 4 КОЕ/г. При дисбактериозе кишечника они могут выделяться с частотой выше 40–50%, причем их уровень нередко значительно превосходит уровень нормальных лактозопозтивных негемолизинпродуцирующих кишечных палочек. С другой стороны резкое уменьшение количества нормальных эшерихий, возникающее в некоторых случаях при дизентерии, должно расцениваться как состояние микрофлоры, требующее коррекции.
Другие представители семейства Enterobacneriaceae: клебсиеллы, протеи, морганеллы, энтеробактеры, цитробактеры, серрации и др. являются условно-патогенными микроорганизмами. Они могут входить в состав факультативной микрофлоры кишечника в количестве, не превышающем10 4 КОЕ/г. Снижение резистентности организма человека, обусловленное различными факторами, как например, антибиотикотерапией, гормональной терапией, применением цитостатиков способствуют реализации патогенных свойств этих микроорганизмов, что приводит, в свою очередь, к развитию диареи и других синдромов, связанных с нарушением микрофлоры.
Пропионовые бактерии – грамположительные бактерии. Это «одомашненные» микроорганизмы, с давних пор используемые в сыроделии.
Пробиотические свойства пропионовокислых бактерий связаны с:
Образований полезных метаболитов и антимикробных компанентов;
Антимутагенными свойствами;
Являются источником бета-галактозидазы – фермента, расщепляющие лактозу;
Способствуют росту бифидобактерий;
Образуют в значительных количествах низкокалорийный сахар – трегалозу;
В их биомассе присутствуют микроэлементы в количестве (мг/кг) Mn(267), Cu (102), Fe(535), что превышает их содержание в биомассе молочных и бифидобактерий.
Снижают активность ферментов бета-глюкоронидазы, нитроредуктазы, азотредуктазы, под действием которых фекальные проканцерогены превращаются в активные формы канцерогенов.
Кроме того, они образуют и аккумулируют NO при восстановлении нитратов и нитритов. Окись азота имеет значение для многих жизненных функций, таких как невротрансмиссия, расширение сосудов, перистальтика кишечника, защита слизистой оболочки. Хронические кишечные нарушения могут быть связаны с недостаточным образованием окиси азота в организме.
Продемонстрирована антимутагенная активность пропионовокислых бактерий против мутаций, индуцированных 4-нитрохинолином и нитрозогуанидином (точечные мутации), а также 9-аминоакридином и альфа-нитрофлуореном (мутации сдвига рамки считывания). Учитывая тот факт, что многие продукты, которые мы потребляем в пищу, то или иное количество мутагенов (особенно при поджаривании пищи, употреблении заплесневелых продуктов), антимутагенные свойства пропионовокислых бактерий трудно переоценить. Пропионовокислые бактерии образуют и выделяют бифидогенные метаболиты, способствующие росту ряда штаммов бифидобактерий. Причем, это влияние взаимообразно.
Эффективные пробиотические бактерии должны обладать хорошей адгезией и способностью сохранять жизнеспособность, несмотря на множество неблагоприятных факторов, включая кислоты и ферменты желудка, соли желчных кислот и ферменты тонкого кишечника, а также антагонистическое действие других бактерий. В модельных экспериментах показано, что уровень адгезии пропионовых бактерий составляет 0,2–0,6% от всех внесенных бактерий. У лактобацилл и бифидобактерий уровень адгезии гораздо выше: от 1,3 до 24,3%. Установлено, что адгезию пропионовых бактерий можно увеличить путем их предварительной коагрегации с другими пробиотическими бактериями. Устойчивость пропионовых бактерий к кислоте и солям желчных кислот удалось увеличить путем предварительной адаптации к указанным стрессовым факторам.
Стафилококки – грамположительные кокки, они колонизируют кишечник с первых дней жизни новорожденного и в последующем присутствуют практически во всех отделах желудочно-кишечного тракта. На первом году жизни их уровень как у детей, вскармливающихся грудью, так и у детей, находящихся на искусственном вскармливании, в норме колеблется от10 4 до 10 5 КОЕ/г. Причем эти показатели относятся исключительно к непатогенным видам стафилококков и прежде всего к Staphylococcus epidermidis, который наиболее часто встречается в кишечнике человека. В последующем их количество понижается, и у детей более старшего возраста, как и у взрослых, их уровень в норме не превышает 10 3 –10 4 КОЕ/г. В кишечнике здорового человека также могут обнаруживаться стафилококки, относящиеся к виду S. аureus, но их количество в норме не должно быть выше 10 2 КОЕ/г исследуемого материала. Присутствуя в кишечнике в небольших концентрациях, стафилококки, обладающие патогенными свойствами, не вызывает формирования патологических процессов до тех пор, пока в результате каких-либо неблагоприятных воздействий не снижается резистентность макроорганизма. Развитие стафилококковых инфекций возможно и в случае передачи этих бактерий от «здоровых» носителей людям со сниженной резистентностью: от персонала медицинских учреждений пациентам, от матери к ребенку, например, при грудном вскармливании. Во многих случаях патогенные стафилококки, относящиеся к нозокомиальным штаммам, являются устойчивыми к действию антибиотиков, чем часто объясняется отсутствие положительного эффекта от проводимой антибактериальной терапии. S. аureus может быть причиной воспалительных заболеваний пищеварительного тракта, пищевых отравлений, септических процессов.
Стрептококки – грамположительные кокки. Основными представителями этого рода являются энтерококки: Enterococcus faecalis и E. Faecium. У новорожденных они высеваются уже с первых дней жизни, и в последующем на первом году, у детей, находящихся на грудном вскармливании, их уровень, оставаясь стабильным, колеблется от 10 6 до 10 7 КОЕ/г. С другой стороны, в том случае, когда ребенок получает искусственное вскармливание, количество этих микроорганизмов может превышать норму и доходить до 10 8 -10 9КОЕ /г исследуемого материала. В кишечнике взрослых здоровых людей их количество составляет 10 7 –10 8 КОЕ/г. Причем E. faecium обладает менее патогенным действием, чем E. Faecalis. Колонизируя поверхность кишечника и вырабатывая в процессе сбраживания углеводов молочную кислоту, кишечные стрептококки закисляют среду обитания и таким образом участвуют в поддержании колонизационной резистентности на оптимальном уровне. Однако их излишнее размножение, сопряженное со снижением уровней облигатных представителей микрофлоры кишечника при дисбиозах различной этиологии, может приводить к развитию эндогенных инфекционных процессов.
Бациллы – грамположительные, палочковидные, спорообразующие бактерии. Благодаря своим спорам, обеспечивающим им высокую резистентность к внешней среде, эти организмы распространены практически повсюду. Их основная экологическая ниша – это почва. Часто бациллы обнаруживают в воде и в продуктах питания, через которые они попадают в пищеварительный тракт человека. Основным видом, обнаруживаемым в кишечнике человека, является Bacillus subtilis, иногда можно выделить Bacillus cereus. Однако, при попадании в кишечник в больших концентрациях бациллы способны вызывать пищевые токсикоинфекции. Они редко высеваются у здоровых детей, находящихся на естественном вскармливании, в количествах, не превышающих 10 2 –10 3 КОЕ/г исследуемого материала. У детей, находящихся на искусственном вскармливании, бациллы могут быть обнаружены в 50% случаев в количестве, достигающем 10 8 –10 9 КОЕ/г исследуемого материала. У взрослых здоровых людей уровень бацилл в норме не должен превышать 10 4КОЕ /г исследуемого материала.
Дрожжеподобные грибы рода Candida редко обнаруживаются у здоровых людей и взрослых. Их уровень в норме не может превышать 10 4 КОЕ/г испражнений. Однако, в каждом конкретном случае обнаружение дрожжеподобных грибов даже в небольшом количестве, особенно у детей младшего возраста и у больных со сниженной иммунной резистентностью, должно сопровождаться клиническим обследованием с целью исключения кандидозов. Основными видами, которые наиболее часто обнаруживаются при обследовании микрофлоры кишечника, являются С. аlbicans и C. tropicalis.
Как видно из изложенного выше материала, ни одна из функций организма не может быть реализована без участия микрофлоры. Создавая кислую среду, благодаря образованию органических кислот и снижению рН среды толстой кишки до 5,3–5,8, симбионтная микрофлора препятствует размножению патогенной, гнилостной и газообразующей микрофлоры кишечника. Бифидо- и лактобактерии, обладая выраженной антагонистической активностью в отношении патогенных бактерий, регулируют количественный и качественный состав микрофлоры кишечника, замедляют рост и размножение в нем патогенных и условно-патогенных микробов.
Антагонистическую активность кишечной микрофлоры обеспечивают ряд факторов.
Кишечные сапрофиты по сравнению с патогенными бактериями:
Вырабатывают разнообразные бактерицидные и бактериостатические вещества, в том числе антибиотикоподобные;
Способствуют ферментативному перевариванию пищевых ингредиентов, расщепляя белки, жиры высокомолекулярные углеводы;
Не всосавшиеся в тонкой кишке белки и углеводы в слепой кишке подвергаются более глубокому бактериальному расщеплению преимущественно кишечной палочкой и анаэробами;
Выполняют детоксикационную функцию: инактивируют энтерокиназу, щелочную фосфатазу;
Способствуют расщеплению целлюлозы;
Играют важную роль на конечных этапах метаболизма холестерина и желчных кислот. Превращение холестерина в невсасываемый в толстой кишке копростапол происходит при участии сапрофитов;
Участвуют в метаболизме холестерина, способствуя его превращению в желчные кислоты, и трансформации билирубина в стеркобилин и уробилин;
Стимулируют перистальтику кишечника, оптимизируют эвакуацию кишечного содержимого;
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ НОРМАЛЬНОЙ МИКРОФЛОРЫ КИШЕЧНОГО ТРАКТА
Нормальная микрофлора (нормофлора) желудочно-кишечного тракта является необходимым условием жизнедеятельности организма. Микрофлора ЖКТ в современном понимании рассматривается как микробиом человека...
Нормофлора (микрофлора в нормальном состоянии) или Нормальное состояние микрофлоры (эубиоз ) - это качественное и количественное соотношение разнообразных популяций микробов отдельных органов и систем, поддерживающее биохимическое, метаболическое и иммунологическое равновесие, необходимое для сохранения здоровья человека. Важнейшей функцией микрофлоры является ее участие в формировании резистентности организма различным заболеваниям и обеспечение предотвращения колонизации организма человека посторонними микроорганизмами.
ЖКТ представляет собой одну из наиболее сложных микроэкологических сред организма человека, в которой на суммарной площади слизистой оболочки, составляющей около 400 м 2 , имеется исключительно высокая и разнообразная (свыше 1000 видов гетерогенных бактерий, вирусов, архей и грибов - ред. ) плотность микробной обсемененности, в которой очень тонко сбалансировано взаимодействие между защитными системами макроорганизма и микробными ассоциациями. Как полагают, бактерии составляют от 35 до 50% объема содержимого ободочной кишки человека, а их совокупная биомасса в ЖКТ приближается к 1,5 кг. Однако бактерии неравномерно распределены в ЖКТ. Если в желудке плотность микробной колонизации невелика и составляет всего около 10 3 -10 4 КОЕ/мл, а в подвздошной кишке — 10 7 -10 8 КОЕ/мл, то уже в области илеоцекального клапана в ободочной кишке градиент плотности бактерий достигает 10 11 -10 12 КОЕ/мл. Несмотря на столь обширное разнообразие видов бактерий, обитающих в ЖКТ, большинство могут идентифицироваться только молекулярно-генетически.
Также в любом микробиоценозе , в том числе кишечном, всегда имеются постоянно обитающие виды микроорганизмов - 90% , относящиеся к т.н. облигатной микрофлоре (синонимы: главная, автохтонная, индигенная, резидентная, обязательная микрофлора), которой отведена ведущая роль в поддержании симбиотических отношений между макроорганизмом и его микробиотой, а также в регуляции межмикробных отношений, а также существуют добавочные (сопутствующая или факультативная микрофлора) - около 10% и транзиторные (случайные виды, аллохтонная, остаточная микрофлора) - 0,01%.
Основными типами кишечной микробиоты являются Firmicutes, Bacteriodetes, Actinobacteria, Proteobacteria, Fusobacteria, Verrucomicrobia, Tenericutes и Lentisphaerae.
Среди бактерий-комменсалов, культивированных из ЖКТ, более 99,9% являются облигатными анаэробами, из которых доминирующими являются роды : Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Lactobacillus, Clostridium, Faecalibacterium , Fusobacterium , Peptococcus , Peptostreptococcus , Ruminococcus , Streptococcus , Escherichia и Veillonella . Состав обнаруживаемых бактерий в различных отделах ЖКТ весьма вариабелен.
Увеличение плотности микроорганизмов и биологического разнообразия видов наблюдается вдоль желудочно-кишечного тракта в каудально-цервикальном направлении. Различия в составе кишечника также наблюдаются между просветом кишечника и поверхностью слизистой оболочки . Bacteroides, Bifidobacterium, Streptococcus, Enterococcus, Clostridium, Lactobacillus и Ruminococcus являются преобладающими родами в просвете кишечника, в то время как Clostridium, Lactobacillus, Enterococcus и Akkermansia являются преобладающими на поверхности, связанной со слизистой оболочкой , - т.е. это и микробиота , соответственно (или по другому - просветная и мукозная). Микробиота, связанная со слизистой оболочкой, играет очень важную роль в поддержании гомеостаза, учитывая ее близость к кишечному эпителию и основной иммунной системе слизистой оболочки [ 3 ]. Эта микробиота может играть важную роль в поддержании клеточного гомеостаза хозяина или в запуске механизмов воспаления.
После установления этого состава микробиота кишечника остается стабильной на протяжении всей взрослой жизни. Наблюдаются некоторые различия между микробиотой кишечника пожилых и молодых людей , в первую очередь касающиеся преобладания родов Bacteroides и Clostridium у пожилых и типа Firmicutes у молодых людей . Были предложены три варианта кишечной микробиоты человека, классифицированные как энтеротипы на основе вариации уровней одного из трех родов : Bacteroides (энтеротип 1), Prevotella (энтеротип 2) и Ruminococcus (энтеротип 3). Эти три варианта, по-видимому, не зависят от индекса массы тела, возраста, пола или национальности [, ].
В зависимости от частоты и постоянства обнаружения бактерий, вся микрофлора подразделяется на три группы (табл. 1).
Таблица 1. Микробиоценоз желудочно-кишечного тракта.
Тип микрофлоры |
Основные представители |
|
|
Постоянная (индигенная, резистентная) |
Облигатная (главная) (90%) |
Бактероиды, бифидобактерии |
|
Факультативная (сопутствующая) (~10%) |
Лактобактерии, эшерихии, энтерококки, клостридии* |
|
|
Случайная (транзиторная) |
Остаточная (<1%) |
Клебсиеллы, протей, стафилококки, цитробактер, дрожжи |
Однако, такое деление крайне условно . Непосредственно в толстой кишке человека, в различном количестве присутствуют бактерии родов Actinomyces, Сitrobacter, Сorynebacterium, Peptococcus, Veillonella, Аcidominococcus, Аnaerovibrio, Вutyrovibrio, Acetovibrio, Campylobacter, Disulfomonas, Roseburia, Ruminococcus, Selenomonas, Spirochetes, Succinomonas, Wolinella. Помимо указанных групп микроорганизмов можно обнаружить также представителей и других анаэробных бактерий (Gemiger, Anaerobiospirillum, Metanobrevibacter, Megasphaera, Bilophila), различных представителей непатогенных простейших родов Chilomastix, Endolimax, Entamoeba, Enteromonas) и более десяти кишечных вирусов (более 50% здоровых людей имеют одни и те же 75 видов бактерий, и более 90% бактерий толстой кишки принадлежат к типам Bacteroidetes и Firmicutes - Qin, J.; et al . A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature. 2010 , 464 , 59-65.).
Как было отмечено выше, деление микроорганизмов ЖКТ на группы "постоянства и важности" весьма условно. Наука не стоит на месте и с учетом появления новых культурально-независимых методов идентификации микробиоты (секвенирование ДНК, флуоресцентная гибридизация in situ (FISH ), использование технологии Illumina и др.), и проведенной в связи с этим переклассификацией ряда микроорганизмов, взгляд на состав и роль здоровой кишечной микробиоты человека заметно поменялся. Как выяснилось, состав микробиома ЖКТ зависит от человека принадлежности. Появилось и новое представление о доминирующих видах - появилось уточненное филогенетическое древо микробиоты желудочно-кишечного тракта человека (об этом и не только см. в разделах "" & " ".
Между колониями микроорганизмов и кишечной стенкой имеется тесная взаимосвязь, что позволяет их объединять в единый микробно-тканевой комплекс , который образуют микроколонии бактерий и продуцируемые ими метаболиты, слизь (муцин), эпителиальные клетки слизистой оболочки и их гликокаликс, а также клетки стромы слизистой оболочки (фибробласты, лейкоциты, лимфоциты, нейроэндокринные клетки, клетки микроциркуляторного русла и др.). Необходимо помнить о существовании еще одной популяционной части микрофлоры - полостной (или как было указано выше - просветной ), которая является более изменчивой и зависит от скорости поступления пищевых субстратов по пищеварительному каналу, в частности пищевых волокон, которые являются питательным субстратом и играют роль матрицы, на которой фиксируются и образуют колонии кишечные бактерии. Полостная (просветная) флора доминирует в фекальной микрофлоре, что заставляет с особой осторожностью оценивать изменения в различных микробных популяциях, выявляемых при бактериологическом исследовании.
В желудке микрофлоры содержится мало, значительно больше ее в тонком отделе кишечника и особенно много в толстой кишке. Стоит отметить, что всасывание
жирорастворимых
веществ,
наиважнейших
витаминов и микроэлементов происходит преимущественно в тощей кишке. Поэтому систематическое включение в рацион и пробиотических продуктов и биодобавок, которые
модулируют кишечную микрофлору (микробиоту), регулирующую процессы кишечного всасывания,
становится очень эффективным инструментом в профилактике и лечении алиментарных заболеваний.
Кишечное всасывание
— это процесс поступление различных соединений через слой клеток в кровь и лимфу, в результате чего организм получает все необходимые ему вещества.
Наиболее интенсивное всасывание происходит в тонкой кишке. Благодаря тому, что в каждую кишечную ворсинку проникают мелкие артерии разветвляющиеся на капилляры, всасываемые питательные вещества легко проникают в жидкие среды организма. Глюкоза и расщепленные до аминокислот белки всасываются в кровь посредственно. Кровь, несущая глюкозу и аминокислоты, направляется к печени, где происходит отложение углеводов. Жирные кислоты и глицерин — продукт переработки жиров под воздействием желчи — всасываются в лимфу и уже оттуда попадают в кровеносную систему.
На рисунке слева
(схема строения ворсинки тонкого кишечника): 1 - цилиндрический эпителий, 2 - центральный лимфатический сосуд, 3 - каппилярная сеть, 4 - слизистая оболочка, 5 - подслизистая оболочка, 6 - мышечная пластинка слизистой оболочки, 7 - кишечная железа, 8 - лимфатический канал.
Одно из значений микрофлоры толстого кишечника заключается в том, что она участвует в конечном разложении остатков непереваренной пищи. В толстом кишечнике пищеварение завершается гидролизом не переварившихся остатков пищи. Во время гидролиза в толстом кишечнике участвуют ферменты, которые поступают из тонкой кишки, и ферменты кишечных бактерий. Происходит всасывание воды, минеральных солей (электролитов), расщепление растительной клетчатки, формирование каловых масс.
Микрофлора играет значительную (!) роль в перистальтике, секреции, всасывании и клеточном составе кишечника. Микрофлора участвует в разложении ферментов и других биологически активных веществ. Нормальная микрофлора обеспечивает колонизационную резистентность - защиту слизистой кишечника от болезнетворных бактерий, подавляя патогенные микроорганизмы и предупреждая инифицирование организма. Ферменты бактерий расщепляют , непереваренные в тонкой кишке. Кишечная флора синтезирует витамин К и витамины группы В , ряд незаменимых аминокислот и ферменты необходимые организму. С участием микрофлоры в организме происходит обмен белков, жиров, углеродов, желчных и жирных кислот, холестерина , инактивируются проканцерогены (вещества, способные вызывать рак), утилизируются избытки пищи и формируются каловые массы. Роль нормофлоры чрезвычайно важна для организма хозяина, именно поэтому ее нарушение (дисбактериоз ) и развитие дисбиоза в целом, приводит к серьезным заболеваниям метаболического и иммунологического характера.
Состав микроорганизмов в определённых отделах кишечника зависит от многих факторов: образ жизни, питание, вирусные и бактериальные инфекции, а также медикаментозное лечение, особенно приём антибиотиков. Многие заболевания ЖКТ, включая воспалительные, также могут нарушать экосистему кишечника. Результатом этого дисбаланса являются часто встречающиеся пищеварительные проблемы: вздутие, диспепсия, запор или диарея и т.д.
Подробнее о роли кишечного микробиома в сохранении здоровья ЖКТ см. в статье: (см. в т.ч. ссылки внизу даного раздела
).
На рисунке: Пространственное распределение и концентрация бактерий вдоль желудочно-кишечного тракта человека (усредненнные данные ).
Кишечная микрофлора (кишечный микробиом) представляет собой необычайно сложную экосистему. У одного индивида насчитывается по меньшей мере 17 семейств бактерий, 50 родов, 400-500 видов и неопределённое число подвидов. Микрофлора кишечника подразделяется на облигатную (микроорганизмы, постоянно входящие в состав нормальной флоры и играющие важную роль в метаболизме и противоинфекционной защите) и факультативную (микроорганизмы, часто встречающиеся у здоровых людей, но являющиеся условно-патогенными, т.е. способными вызывать заболевания при снижении резистентности макроорганизма). Доминирующими представителями облигатной микрофлоры являются бифидобактерии .
В таблице 1 указаны наиболее известные функции кишечной микрофлоры (микробиоты), в то время как ее функционал намного шире и еще изучается
|
Таблица 1. Основные функции кишечной микробиоты |
|||||||||
|
Основные функции |
Описание |
||||||||
|
Пищеварение |
|||||||||
|
Защитные функции |
Синтез колоноцитами иммуноглобулина А и интерферонов, фагоцитарная активность моноцитов, полиферация плазматических клеток, формирование колонизационной резистентности кишечника, стимуляция развития лимфоидного аппарата кишки у новорожденных и пр. |
||||||||
|
Синтетическая функция |
Группы К (участвует в синтезе факторов свертывания крови); В 1 (катализирует реакцию декарбоксилирования кетокислот, является переносчиком альдегидных групп); В 2 (переносчик электронов с НАДН); В 3 (перенос электронов к О 2); В 5 (предшественник коэнзима А, участвует в обмене липидов); В 6 (переносчик аминогрупп в реакциях с участием аминокислот); В 12 (участие в синтезе дезоксирибозы и нуклеотидов); |
||||||||
|
Дезинтоксикационная функция |
в т.ч. нейтрализация некоторых видов лекарств и ксенобиотиков: ацетаминофена, азотосодержащих веществ, билирубина, холестерина и пр. |
||||||||
|
Регуляторная функция |
Регуляция иммунной, эндокринной и нервной систем (последней - через так называемую «gut-brain-axis
» - Сложно переоценить важность микрофлоры для организма. Благодаря достижениям современной науки известно, что нормальная микрофлора кишечника принимает участие в расщеплении белков, жиров и углеводов, создает условия для оптимального протекания процессов пищеварения и всасывания в кишечнике, принимает участие в созревании клеток иммунной системы, что обеспечивает усиление защитных свойств организма и т.д. Двумя главнейшими функциями нормальной микрофлоры являются: барьерная от патогенных агентов и стимуляция ответной иммунной реакции: БАРЬЕРНОЕ ДЕЙСТВИЕ. Кишечная микрофлора оказывает подавляющее действие на размножение болезнетворных бактерий и таким образом предотвращает патогенные инфекции.
К примеру, бактерии пристеночной (мукозной) микрофлоры занимают определённые рецепторы на поверхности эпителиальных клеток. Патогенные бактерии , которые могли привязаться к тем же рецепторам, устраняются из кишечника. Таким образом, кишечные бактерии препятствуют проникновению в слизистую оболочку патогенных и условно-патогенных микробов (в частности, пропионовокислые бактерии P. freudenreichii имеют довольно хорошие адгезивные свойства и прикрепляются к клеткам кишечника очень надежно, создавая упомянутый защитный барьер. Также, бактерии постоянной микрофлоры помогают поддерживать кишечную перистальтику и целостность слизистой кишечника. Так, б актерии - комменсалы толстой кишки в ходе катаболизма неперевариваемых в тонкой кишке углеводов (т.н. пищевых волокон ) образуют короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA, short-chain fatty acids ), такие как ацетат, пропионат и бутират, которые поддерживают барьерные функции муцинового слоя слизи (повышают продукцию муцинов и защитную функцию эпителия). ИММУННАЯ СИСТЕМА КИШЕЧНИКА. В кишечнике человека сосредоточено более 70 % иммунных клеток. Главной функцией иммунной системы кишечника является защита от проникновения бактерий в кровь. Вторая функция - устранение патогенов (болезнетворных бактерий). Это обеспечивают два механизма: врождённый (наследуется ребенком от матери, люди с рождения имеют в крови антитела) и приобретённый иммунитет (появляется после попадания в кровь чужеродных белков, например, после перенесения инфекционного заболевания). При контакте с патогенами происходит стимуляция иммунной защиты организма. При взаимодействии с Toll-подобными рецепторами запускается синтез различного типа цитокинов. Микрофлора кишечника воздействуют на специфические скопления лимфоидной ткани. Благодаря этому происходит стимуляция клеточного и гуморального иммунного ответа. Клетки иммунной системы кишечника активно вырабатывают секреторный иммунолобулин А (LgA) - белок, который участвует в обеспечении местного иммунитета и является важнейшим маркером иммунного ответа. АНТИБИОТИКОПОДОБНЫЕ ВЕЩЕСТВА. Также, микрофлора кишечника вырабатывает множество антимикробных веществ, которые угнетают размножение и рост патогенных бактерий. При дисбиотических нарушениях в кишечнике наблюдается не только избыточный рост патогенных микробов, но и общее снижение иммунной защиты организма. Нормальная микрофлора кишечника играет особенно важную роль в жизни организма новорожденных и детей. Благодаря продукции лизоцима, перекиси водорода, молочной, уксусной, пропионовой, масляной и ряда других органических кислот и метаболитов, снижающих кислотность (pH) среды бактерии нормальной микрофлоры эффективно борются с патогенами. В этой конкурентной борьбе микроорганизмов за выживание антибиотикоподобные вещества типа бактериоцинов и микроцинов занимают ведущее место. Ниже на рисунке Слева: Колония ацидофильной палочки (х 1100), Справа: Разрушение Shigella flexneri (а) (Шигелла Флекснера — вид бактерий, возбудителей дизентерии) под действием бактериоцинпродуцируюших клеток ацидофильной палочки (х 60000)
Стоит особо отметить, что в кишечнике практически все микроорганизмы
имеют особую форму сосуществования, которая называется биопленкой. Биоплёнка - это
сообщество (колония)
микроорганизмов, расположенных на какой-либо поверхности, клетки которых прикреплены друг к другу. Обычно клетки погружены в выделяемое ими внеклеточное полимерное вещество - слизь. Именно биопленка выполняет основную барьерную функцию от проникновения патогенов в кровь, путем исключения возможности их проникновения к эпителиальным клеткам. О биопленке см. подробнее: ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ СОСТАВА МИКРОФЛОРЫ ЖКТ История изучения состава микрофлоры желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) началась в 1681 г., когда голландский исследователь Антони Ван Левенгук впервые сообщил о своих наблюдениях относительно бактерий и других микроорганизмов, обнаруженных в человеческих фекалиях, и выдвинул гипотезу о совместном существовании различных видов бактерий в желудочно-кишечном тракте. В 1850 году Луи Пастер развил концепцию о функциональной роли бактерий в ферментационном процессе, а немец-кий врач Роберт Кох продолжил исследования в данном направлении и создал методику выделения чистых культур, позволяющую идентифицировать специфичные бактериальные штаммы, что необходимо для разграничения болезнетворных и полезных микроорганизмов. В 1955 г. Перетц Л.Г. показал, что кишечная палочка здоровых людей является одним из основных представителей нормальной микрофлоры и играет положительную роль благодаря сильным антагонистическим свойствам по отношению к патогенным микробам. Начатые более 300 лет назад исследования состава кишечного микробиоценоза , его нормальной и патологической физиологии и разработка способов положительного влияния на кишечную микрофлору продолжаются и в настоящее время. ЧЕЛОВЕК, КАК СРЕДА ОБИТАНИЯ БАКТЕРИЙОсновными биотопами являются: желудочно-кишечный
тракт
(ротовая полость, желудок, тонкая кишка, толстая кишка), кожа, дыхательные пути, урогенитальная система. Но основной интерес для нас здесь представляют органы пищеварительной системы, т.к. основная масса разнообразных микроорганизмов обитает именно там. Микрофлора ЖКТ является наиболее представительной, масса киишечной микрофлоры у взрослого человека составляет более 2,5 кг, численностью - до 10 14 КОЕ/г. Ранее считалось, что в состав микробиоценоза ЖКТ входят 17 семейств, 45 родов, более 500 видов микроорганизмов (последние данные - около 1500 видов) постоянно корректируются . С учетом новых данных, полученных при исследовании микрофлоры различных биотопов ЖКТ с помощью молекулярно-генетических методов и метода газожидкостной хромато-масс-спектрометрии общий геном бактерий ЖКТ насчитывает 400 тыс. генов, что в 12 раз превышает размер генома человека. Подвергнута анализу на гомологию секвенированных генов 16S pРНК пристеночная (мукозная) микрофлора 400 различных отделов ЖКТ, полученная при эндоскопическом исследовании различных отделов кишечника добровольцев. В результате исследования показано, что пристеночная и просветная микрофлора включает 395 филогенетически обособленных групп микроорганизмов, из которых 244 являются абсолютно новыми. При этом 80% новых таксонов, выявленных при молекулярно-генетическом исследовании, относятся к некультивируемым микроорганизмам. Большинство из предполагаемых новых филотипов микроорганизмов являются представителями родов Firmicutes и Bactero-ides. Общее количество видов приближается к 1500 и требует дальнейшего уточнения. ЖКТ через систему сфинктеров сообщается с внешней средой окружающего нас мира и одновременно через кишечную стенку - с внутренней средой организма. Благодаря этой особенности в полости ЖКТ создалась собственная среда, которую можно разделить на две отдельные ниши: химус и слизистая оболочка. Пище-варительная система человека взаимодействует с различными бактериями, которые можно обозначить, как «эндотрофную микрофлору кишечного биотопа человека». Эндотрофная микрофлора человека делится на три основные группы. К первой группе относят полезную для человека эубиотическую индигенную или эубиотическую транзиторную микрофлору; ко второй - нейтральные микроорганизмы, постоянно или периодически высевающиеся из кишечника, но не влияющие на жизнедеятельность человека; к третьей - патогенные или потенциально патогенные бактерии («агрессивные популяции»). ПОЛОСТНОЙ И ПРИСТЕНОЧНЫЙ МИКРОБИОТОПЫ ЖКТВ микроэкологическом плане желудочно-кишечный биотоп может быть разделен на ярусы (ротовая полость, желудок, отделы кишечника) и микробиотопы (полостной, пристеночный и эпителиальный). Способность к аппликации в пристеночном микробиотопе, т.е. гистадгезивность (свойство фиксироваться и колонизировать ткани) определяют суть транзиторности или индигенности бактерий. Эти признаки, а также принадлежность к эубиотической или агрессивной группе являются основными критериями, характеризующими взаимодействующий с ЖКТ микроорганизм. Эуби-о-тические бактерии участвуют в создании колонизационной резистентности организма, что является уникальным механизмом системы противоинфекционных барьеров. Полостной микробиотоп на протяжении ЖКТ неоднороден, его свойства определяются составом и качеством содержимого того или иного яруса. Ярусы имеют свои анатомические и функциональные особенности, поэтому их содержимое различается по составу веществ, консистенции, рН, скорости перемещения и другим свойствам. Эти свойства определяют качественный и количественный состав адаптированных к ним полостных микробных популяций. Пристеночный микробиотоп является важнейшей структурой, огра-ни-чивающей внутреннюю среду организма от внешней. Он представлен слизистыми наложениями (слизистый гель, муциновый гель), гликокаликсом, расположенным над апикальной мембраной энтероцитов и поверхностью самой апикальной мембраны. Пристеночный микробиотоп представляет наибольший (!) интерес с позиции бактериологии, так как именно в нем возникает полезное или вредное для человека взаимодействие с бактериями - то, что мы называем симбиозом.
На сегодняшний день известно, что микрофлора слизистой оболочки кишечника существенно отличается от микрофлоры просвета кишечника и каловых масс. Хотя у каждого взрослого человека кишечник населяет определенная комбинация преобладающих видов бактерий, состав микрофлоры может меняться в зависимости от образа жизни, питания и возраста. Сравни-тельное исследование микрофлоры у взрослых лиц, состоящих в генетическом родстве той или иной степени, выявило, что на состав кишечной микрофлоры генетические факторы влияют больше, чем питание.
Примечание к рисунку: ФОЖ - фундальный отдел желудка, АОЖ - антральный отдел желудка, ДПК - двенадцатиперстная кишка ( : Чернин В.В., Бондаренко В.М., Парфенов А.И. Участие просветной и мукозной микробиоты кишечника человека в симбионтном пищеварении. Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН (электронный журнал), 2013, №4) Расположение мукозной микрофлоры соответствует степени ее анаэробиоза: облигатные анаэробы (бифидобактерии, бактероиды, пропионовокислые бактерии и др.) занимают нишу в непосредственном контакте с эпителием, далее располагаются аэротолерантные анаэробы (лактобациллы и др.), еще выше — факультативные анаэробы, а затем — аэробы. Просветная микрофлора является наиболее изменчивой и чувствительной к различным экзогенным воздействиям. Изменение рационов питания, экологические воздействия, медикаментозная терапия, прежде всего отражаются на качестве просветной микрофлоры. См. дополнительно: Количество микроорганизмов мукозной и просветной микрофлоры К внешним воздействиям мукозная микрофлора более устойчива, чем просветная микрофлора. Соотношения между мукозной и просветной микрофлорой динамичны, и определяются следующими факторами:
МИКРОФЛОРА РОТОВОЙ ПОЛОСТИ, ПИЩЕВОДА И ЖЕЛУДКАРассмотрим композиции нормальной микрофлоры разных отделов ЖКТ.
Слюна является первой пищеварительной жидкостью, обрабатывающей пищевые вещества и воздействующей на проникающую микрофлору. Общее содержание бактерий в слюне вариабельно и в среднем составляет 10 8 МК/мл. В состав нормальной микрофлоры ротовой полости входят стрептококки, стафилококки, лактобациллы, коринебактерии, большое количество анаэробов. Всего микрофлора рта насчитывает более 200 видов микроорганизмов. На поверхности слизистой в зависимости от применяемых индивидуумом гигиенических средств обнаруживается около 10 3 -10 5 МК/мм2. Колонизационную резистентность рта осуществляют преимущественно стрептококки (S. salivarus, S. mitis, S. mutans, S. sangius, S. viridans), а также представители кожного и кишечного биотопов. При этом S. salivarus, S. sangius, S. viridans хорошо прилипают к слизистой оболочке и зубному налету. Эти альфа-гемолитические стрептококки, обладающие высокой степенью гистадгезии, сдерживают колонизацию рта грибами рода Сandida и стафилококками.
Основными микроорганизмами, активными в желудочной среде, являются кислотоустойчивые представители рода Lactobacillus, обладающие или не обладающие гистадгезивным отношением к муцину, некоторые виды почвенных бактерий и бифидобактерии. Лактоба-цил-лы, несмотря на короткое время пребывания в желудке, способны, кроме антибиотического действия в полости желудка, временно колонизировать пристеночный микробиотоп. В результате совместного действия защитных компонентов основная масса попавших в желудок микроорганизмов погибает. Однако при нарушении работы слизистого и иммунобиологического компонентов некоторые бактерии находят в желудке свой биотоп. Так, за счет факторов патогенности в желудочной полости закрепляется популяция Helico-bacter pylori.
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ТОНКОГО КИШЕЧНИКА Тонкий кишечник
- это трубка около 6м длиной. Она занимает практически всю нижнюю часть брюшной полости и является самой длинной частью пищеварительной системы, соединяюще желудок с толстым кишечником. Большая часть пищи уже переваривается в тонком кишечнике с помощью специальных веществ - энзимов (ферментов).
К основным функциям тонкой кишки относят полостной и пристеночный гидролиз пищи, всасывание, секрецию, а также барьерно-защитную. В последней, кроме химических, ферментативных и механических факторов, значительную роль играет индигенная микрофлора тонкой кишки. Она принимает активное участие в полостном и пристеночном гидролизе, а также в процессах всасывания пищевых веществ. Тонкая кишка является одним из важнейших звеньев, обеспечивающих длительное сохранение эубиотической пристеночной микрофлоры. Существует разница в заселении эубиотической микрофлорой полостного и пристеночного микробиотопов, а также заселении ярусов по длине кишки. Полостной микробиотоп подвержен колебаниям по составу и концентрации микробных популяций, пристеночный микробиотоп имеет сравнительно стабильный гомеостаз. В толще слизистых наложений сохраняются популяции, обладающие гистадгезивными свойствами к муцину. Проксимальный отдел тонкой кишки в норме содержит относительно небольшое количество грамположительной флоры, состоящей главным образом из лактобацилл, стрептококков и грибов. Концентрация микроорганизмов составляет 10 2 -10 4 на 1 мл кишечного содержимого. По мере приближения к дистальным отделам тонкой кишки общее количество бактерий возрастает до 10 8 на 1 мл содержимого, одновременно появляются дополнительные виды, включающие энтеробактерии, бактероиды, бифидобактерии. ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ТОЛСТОГО КИШЕЧНИКА
| ||||||||
Процесс
,_%D0%A1%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%B0_%D0%A0%D0%B0%D0%B7%D1%80%D1%83%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_Shigella_flexneri_(%D0%B0)_(%D0%A8%D0%B8%D0%B3%D0%B5%D0%BB%D0%BB%D0%B0_%D0%A4%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B0__%E2%80%94_%D0%B2%D0%B8%D0%B4_%D0%B1%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B9,_%D0%B2%D0%BE%D0%B7.jpg)
В 1886 г. один из основоположников учения о кишечных
инфекциях F. Esherich впервые описал кишечную
палочку (Bacterium coli communae). Илья Ильич Мечников в 1888 году, работая в Институте Луи Пастера, утверждал, что в кишечнике
человека обитает комплекс микроорганизмов, которые оказывают на организм «аутоинтоксикационный эффект», полагая, что введение в ЖКТ «здравословных» бактерий способно модифицировать действие кишечной
микрофлоры и противодействовать интоксикации. Практическим воплощением идей Меч-ни-кова стало применение ацидофильных лактобацилл с терапевтическими целями, начатое в США в 1920-1922 годах. Отечественные исследователи приступили к изу-чению этого вопроса только в 50-х годах XX века.
Аэробы
Для каждого важно поддерживать здоровье кишечника
Микрофлора необходима для обеспечения пищеварения
| Бактерии | Наименование |
|---|---|
| Нормальные | Лакто-, бифидобактерии, пептострептококки (цепочки сферических клеток), бактероиды (палочковидные бактерии), эу- и фузобактерии, вейлонеллы (кокковидные бактерии). |
| Патогенные | Стафилококк золотистый (вызывает заболевания чаще у детей), шигеллы (возбудители дизентерии), сальмонеллы (возбудители болезней инфекционного характера), синегнойная палочка (обитают в почве, воде), иерсинии (размножаются на продуктах), кишечная палочка (способна вызвать пищевое отравление). |
| Условно-патогенные | Стрептококки (обитают не только в толстой кишке, но и в ротовой полости), некоторые виды клостридий, энтеробактерии (обитают в почве, воде и на растениях), некоторые стафилококки (распространены в воздухе и почве), бациллы (обитают в почве, вызывают токсикоинфекцию и сибирскую язву). |
Всех этих представителей, большинство из которых присутствует и в микрофлоре тонкого кишечника, можно разделить на два типа – аэробы, анаэробы. Особенность их существования отличается. Аэробы живут только при доступе к кислороду. Анаэробы подразделяются на облигатных и факультативных. Оба этих вида живут без доступа к воздуху.
На облигатные микроорганизмы кислород действует губительно, в то же время факультативные могут осуществлять свою жизнедеятельность и в его присутствии.
Нормальная микрофлора
В постоянной микрофлоре кишечника находятся грамположительные/отрицательные анаэробы. К первым относятся лакто-, эу- и бифидобактерии, а также пептострептококки. К грамотрицательным – вейлонеллы (неподвижные коккообразные организмы) фузобактерии, бактероиды.
В кишечнике существует полезная микрофлора
Название этих анаэробов произошло от фамилии Грама (бактериолога из Дании). Он придумал метод, при котором окрашивал мазки с помощью йода, красителя (анилинового) и спирта. При этом если рассматривать бактерии под микроскопом, то некоторые из них имеют фиолетово-синий цвет. Они являются грамположительными. Если микроорганизм обесцветился, то это грамотрицательные анаэробы. Чтобы их лучше видеть, используется краситель – фуксин. Он окрашивает бактерии в розоватый оттенок.
Перечисленные выше представители составляют 95% кишечной микрофлоры. Эти бактерии называют полезными еще и из-за того, что они продуцируют вещества, подобные антибиотикам, которые помогают устранить возбудителей различных инфекций. Такие микроорганизмы создают специальную зону с pH от 4,0 до 5,0 в кишечнике, тем самым образуя поверхностную пленку на слизистой, которая защищает орган.
Условно-патогенная
В этой микрофлоре содержатся грамположительные/отрицательные факультативные анаэробы. Такие бактерии считаются условно-патогенными, потому что в здоровом организме они оказывают исключительно положительное влияние. Однако при воздействии негативных факторов они начинают чрезмерно размножаться и становятся возбудителями заболеваний. В этом случае у человека ухудшается самочувствие и возникает расстройство стула, в котором могут появиться примеси слизи, а в некоторых случаях крови или даже гноя.
Условно патогенным может быть грибок Candida
Усиленное размножение условно-патогенных бактерий приводит к нарушению баланса микрофлоры. Обычно это связано с патологиями системы пищеварения воспалительного характера, слабым иммунитетом, неправильным питанием или длительным приемом некоторых медикаментов, например гормонов, антибиотиков или анальгетиков.
Среди условно-патогенных организмов существуют и грибы Candida. Эти представители нечасто выявляются у людей. Однако если они были обнаружены даже в маленьком количестве в массах кала, необходимо срочно обратиться к врачу для исключения кандидоза.
Эти грибки становятся причиной развития гастрита и язвы желудка.
Патогенная
Патогенные бактерии попадают в организм извне. Они вызывают острые инфекции кишечника. Бактерии могут проникнуть в организм человека через загрязненные фрукты или овощи, воду или при контакте с уже зараженным человеком. Еще одним путем заражения является недостаточная личная гигиена.
Среди опасных можно выделить сальмонеллу, которая вызывает серьезную кишечную инфекцию
К болезнетворным микроорганизмам относятся возбудители различных инфекций, например сальмонеллеза, дизентерии или псевдотуберкулеза. Некоторые бактерии часто встречаются у медицинских работников. К ним относятся синегнойная палочка и золотистый стафилококк.
Виды полезных бактерий в кишечнике
Тысячи разновидностей микроорганизмов постоянно находятся в кишечнике у человека. От бактерий во многом зависит, будет ли он худым или полным, депрессивным или жизнерадостным, а также насколько его организм окажется устойчив ко многим заболеваниям. К основным представителям постоянной микрофлоры кишечника, оказывающим исключительно полезные функции, относятся некоторые строгие (по-другому называемые облигатными) анаэробы. Такое название, как «строгие» они получили из-за способности жить и размножаться только лишь при отсутствии в среде существования кислорода. Этот элемент для них губителен. В толстом кишечнике у вполне здорового человека в большей мере присутствуют анаэробные микроорганизмы, а аэробов – не более 10%. К ним относится кишечная палочка, энтерококки со стафилококками, а также дрожжеподобные грибки и лактозонегативные энтеробактерии.
Грамположительные анаэробные микроорганизмы:
- Бифидобактерии. Относятся к основной микрофлоре и в здоровом органе присутствуют всю человеческую жизнь. Их количество преобладает над содержанием других микроорганизмов. Бифидобактерии защищают оболочки желудка от патологического воздействия попадающих извне организмов, а также препятствуют их проникновению в другие отделы ЖКТ. Эта функция особенно актуальна для новорожденных детей и малышей до года. Бактерии вырабатывают как уксусную, так и молочную кислоту. Эти соединения помогают усваивать кальций, а также кальциферолы (витамин D) совместно с железом. Кроме того, они оказывают стимулирующее воздействие на защитные функции и являются участниками процесса вырабатывания как аминокислот, так и белков с другими витаминами. Они не поддаются воздействию таких противомикробных средств, как Пенициллин или Стрептомицин.
Бифидобактерии оказывают благоприятное действие на иммунитет
- Лактобактерии. Это палочковидные микроорганизмы. Их возможно обнаружить в любых отделах системы пищеварения, а у новорожденных они выявляются уже через несколько дней после появления на свет. Эти бактерии проявляют антибактериальную активность по отношению к гноеродным и гнилостным микробам. Проявляют стойкость к некоторым антибиотикам. У вегетарианцев количество лактобактерий в органах ЖКТ выше нормы.
- Эубактерии. Эти микроорганизмы имеют промежуточную форму (они не шарообразные, но и не шаровидные). Довольно часто их выявляют у грудничков-искусственников, притом что у детей, питающихся грудным молоком, эубактерии встречаются редко. Большинство таких микроорганизмов сахаролитические, что указывает на их способность ферментировать углеводы. Отдельные из эубактерий способны синтезировать витамины и аминокислоты, расщеплять целлюлозу или быть участниками обменного процесса стероидных гормонов и холестерина.
- Пептострептококки. Эти неспорообразующие бактерии имеют сферическую форму. Для перемещения обычно используют реснички. У грудничков, питающихся материнским молоком, выявляются редко, но у искусственников практически всегда. Данные микроорганизмы растут медленно, к антибактериальным препаратам, кроме бета-лактамных антибиотиков, имеют повышенную устойчивость. Обитают не только в кишечнике. Поскольку эти бактерии условно-патогенные, то при иммунодепрессии или травме являются виновниками септических осложнений.
Очень важно, чтобы в кишечнике соблюдался баланс между разными бактериями
Грамотрицательные бактерии-анаэробы:
- Бактероиды. В связи с тем, что они имеют различные не только размеры, но и формы, их называют полиморфными. У новорожденных появляются через неделю жизни. Микроорганизмы являются участниками пищеварения, расщепляют желчные кислоты.
- Фузобактерии. Это полиморфные палочки. Обитают в кишечнике и респираторном тракте взрослого человека. В качестве основного метаболита продуцируют масляную кислоту, а дополнительного – уксусную.
- Вейлонеллы. Это кокковидные неподвижные бактерии. Смысл их жизнедеятельности – переработка молочной кислоты в углекислый газ, уксусную кислоту и иные метаболиты.
Несмотря на то, что вейлонеллы являются составной частью нормальной среды, некоторые виды этого микроорганизма могут становиться возбудителями гнойных инфекций.
Количественное содержание представителей нормальной микрофлоры может периодически изменяться. Однако эти колебания значений всегда должны оставаться в норме. Согласно этому критерию определяется, достаточно ли содержание полезных для организма бактерий.
В разном возрасте у людей нормой будет разное содержание бактерий в микрофлоре
Основное количество бифидобактерий находится в толстом кишечнике и является основой как пристеночной, так и просветной микрофлоры. Содержание этого микроорганизма (как и прочих бактерий) определяется в колониеобразующих единицах или в сокращении КОЕ, находящихся в одном грамме содержимого кишки или фекалий (при рассмотрении анализа кала). Этот показатель достигает значения 400 миллионов. При этом существуют определенные возрастные градации. Для детей до одного года количество бифидобактерий не должно превышать значения десяти в одиннадцатой степени. Однако с возрастом показатель изменяется. У взрослых он снижается до десятой степени, а у стариков – уже до девятой.
Норма лактобактерий – 10⁷ для годовалых детей и 10⁸ – для взрослых. Такая бактерия, как вейлонелла, может быть обнаружена не всегда, поэтому ее количественное содержание может колебаться в пределах от нуля до значения 10⁸. Для каждого микроорганизма существует своя норма. У взрослого и вполне здорового человека количественное содержание фузобактерий колеблется в пределах от десятков миллионов до миллиардов КОЕ.
В этом видео расскажут о том, как восстановить баланс микрофлоры:
Как можно проверить микрофлору кишечника
Для определения микрофлоры у человека (нормальная или нет) необходимо сдать анализ кала, при помощи которого выявляется дисбактериоз. Это специальная методика исследования, позволяющая точно установить, каково количество тех или иных микробов, населяющих кишечник.
У пациентов с полипозом толстого кишечника в фекалиях выявляется повышенное содержание эубактерии.
Если микрофлора оказывается нарушенной в тонком кишечнике, то это может приводить к вздутиям живота и метеоризму. Определить сбой работоспособности кишечника помогает дыхательный тест, в ходе которого выявляется повышение концентрации водорода. Это происходит, если анаэробные бактерии проявляют чрезмерную активность.
В случаях наличия признаков, указывающих на кишечную инфекцию, из прямой кишки отбирают мазок. В течение нескольких суток его выращивают на питательной среде, после чего исследуют под микроскопом для выявления вида патогенного микроба, спровоцировавшего заболевание.
Привет, меня зовут Василий. Вот уже 7 лет помогаю людям с проблемами кишечника, работая в первой частной поликлинике г. Брно. Буду рад ответить на ваши вопросы по поводу статьи в комментариях, другие вопросы можете задавать нашим врачам на этой странице.
