Микрофлора желудочно-кишечного тракта

Наиболее активно бактерии обживают ЖКТ. При этом колонизация осуществляется четко “по этажам” (рис.1).

Нормальная микрофлора разных отделов ротовой полости различна и определяется биологическими особенностями обитающих здесь видов. В состав нормальной микрофлоры ротовой полости входят стрептококки, стафилококки, лактобациллы, коринебактерии, большое количество анаэробов. Всего микрофлора рта насчитывает более 200 видов микроорганизмов.

Микрофлора, транзиторно проходящая через пищевод, нестабильна и характеризуется обилием временно находящихся видов, попадающих из полости рта и глотки.

В желудке создаются относительно неблагоприятные условия для бактерий, обусловленные повышенной кислотностью, воздействием протеолитических ферментов, быстрой моторно–эвакуаторной функцией желудка и другими факторами, лимитирующих их рост и размножение. Здесь микроорганизмы содержатся в количестве, не превышающем 10²–10⁴ в 1 мл содержимого. Основными микроорганизмами, активными в желудочной среде, являются кислотоустойчивые представители рода Lactobacillus, некоторые виды почвенных бактерий и бифидобактерии. 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 Helicobacter pylori.

 

Рис.1. Пространственное распределение и концентрация бактерий вдоль желудочно-кишечного тракта человека (усредненные данные).

 

Проксимальный отдел тонкой кишки в норме содержит относительно небольшое количество грамположительной флоры, состоящей главным образом из лактобацилл, стрептококков и грибов. Концентрация микроорганизмов составляет 10²–10⁴ на 1 мл кишечного содержимого. Размножению бактерий препятствуют бактерио-статичес-кое действие желчи, секретов слизистой оболочки и секреторные иммуноrлобулины класса IgАs. В ряде случаев, например, в связи с нарушением желудочной секреции, или с повреждением слизистой оболочки кишечника в результате радиационного облучения, или вследствие заболевания печени, желчных путей и поджелудочной железы, или иммунодефицита, у людей развивается синдром избыточной колонизации тонкого кишечника. Он заключается в том, что в тонкой кишке резко увеличивается концентрация бактериальной популяции, аналогичной по видовому и количественному составу микрофлоре толстого кишечника. Такое накопление в тонком кишечнике необычной для него микрофлоры может привести к различным нарушениям его функции и к явлениям энтеральной недостаточности. По мере приближения к дистальным отделам тонкой кишки общее количество бактерий возрастает до 10⁸ на 1 мл содержимого, одновременно появляются дополнительные виды, включающие энтеробактерии, бактероиды, бифидобактерии.

Микрофлора толстого кишечника наиболее стабильна и многообразна. Особенности условий обитания для микроорганизмов в толстом кишечнике состоят в том, что это орган не секреторный, а экскреторный, в нем отсутствует лизоцим, лимфоидная ткань представлена менее мощно, в то же время здесь благоприятная рН, температура, обилие питательных веществ и т. п. Формирование микрофлоры толстого кишечника начинается с первым вздохом ребенка, но в первые три дня, пока ребенок питается молозивом (молоко, обогащенное иммуноглобулинами матери), в толстом кишечнике размножаются разнообразные, в том числе гнилостные бактерии. Как только он начинает питаться грудным молоком матери, гнилостные бактерии исчезают, и формируется постоянная микрофлора, в которой преобладают бактерии, образующие при ферментации глюкозы молочную кислоту.

Выделяют мукозную (пристеночную) и просветную микрофлору. Пристеночная микрофлора обеспечивает колонизационную резистентность кишечника, играющую важную роль в предупреждении (в норме) и в развитии (при патологии) экзо- и эндогенных инфекционных заболеваний. Толстый кишечник - это поистине резервуар бактерий всего организма - обнаружено более 250 видов. Количество микроорганизмов составляет 10¹⁰–10¹² КоЕ на 1 мл содержимого. На бактерии приходится до 60% каловых масс.

Микрофлору толстого кишечника можно разделить на 4 следующие группы:

1. Основную массу микрофлоры составляют строгие анаэробы, не образующиеспор: грамположительные бактерии рода Вifidоbасtеriит и грамотрицательные бактерии семейства Васtеrоidасеае. На долю бифидобактерий и бактероидов приходится до 96-99% всей микрофлоры толстого кишечника.

2. Вторую группу составляют факультативные анаэробы, представленные главным образом rрамотрицательной Е.соli и грамположительными энтерококками и молочнокислыми палочками рода Lасtоbасillиs (спор не образуют). На их долю приходится 1-4% всей микрофлоры.

3. Третью группу составляет так называемая остаточная микрофлора, на которую приходится 0,01-0,001% всех микроорганизмов толстого кишечника. К этой группе принадлежат: Stарhуlососсиs, Рrоtеиs, Сапdidа, Сlоstridiит, Рsеиdотопаs.

4. К четвертой группе относятся различные другие представители семейства Епtеrоbасtеriасеае, которые могут временно или постоянно обнаруживаться в кишечнике и вызывать кишечные инфекции (Sаlтопеllа, Shigеllа, Епtеrоbасtеr и другие роды).

Анализируя видовой состав микробиоты толстого кишечника, необходимо подчеркнуть, что в ее состав, помимо указанных анаэробных и аэробных микроорганизмов, входят представители непатогенных простейших родов и около 10 кишечных вирусов. Таким образом, у здоровых лиц в кишечнике насчитывается около 500 видов различных микроорганизмов, большую часть из которых составляют представители так называемой облигатной микрофлоры - бифидобактерии, лактобактерии, непатогенная кишечная палочка и др. На 92–95% микрофлора кишечника состоит из облигатных анаэробов.

 

Рис. 2. Факторы, которые влияют на состав и функции микробиоты кишечника человека. На кишечную микрофлору влияет множество факторов. По часовой стрелке с левого верхнего угла: способ родоразрешения; естественное или искусственное вскармливание; питание; физические упражнения и другие индивидуальные привычки; наличие заболевания; возраст; прием медикаментов (в основном антибиотики, но также антациды и метформин); регион проживания.

Систематизируем общие сведения о значимости нормальной микрофлоры ЖКТ для человека:

· защищает организм от токсинов, мутагенов, канцерогенов, свободных радикалов;

· яляется биосорбентом, аккумулирующим множество токсических продуктов: фенолы, металлы, яды, ксенобиотики и т.д.;

· подавляет гнилостные, патогенные и условно-патогенные бактерии, возбудителей кишечных инфекций;

· ингибирует (подавляет) активность ферментов, вовлекаемых в образование опухолей;

· укрепляет иммунную систему организма;

· синтезирует антибиотикоподобные вещества;

· синтезирует витамины и незаменимые аминокислоты;

· играет огромную роль в процессе пищеварения, а также в обменных процессах, способствует всасыванию витамина Д, железа и кальция;

· является главным переработчиком пищи;

· восстанавливает моторную и пищеварительную функции ЖКТ, предотвращает метеоризм, нормализирует перистальтику;

· нормализует психическое состояние, регулирует сон, циркадные ритмы, аппетит;

· обеспечивает клетки организма энергией.

Результаты современных исследований четко показывают, что кишечная микробиота может являться отличной мишенью для терапевтических вмешательств с целью профилактики и лечения многих заболеваний.

Клинические и лабораторные исследования были устремлены на изучение связей между микробиомом кишечника и различными заболеваниями. Первоначально, по очевидным причинам, основное внимание уделялось заболеваниям желудочно-кишечного тракта, где уже были отмечены примеры воздействия аномальной микробиоты кишечника — кишечным инфекциям, Helicobacter pylori- опосредованным заболеваниям и антибиотик-ассоциированной диарее. За последнее десятилетие, благодаря быстрым и постоянно развивающимся успехам в методах, позволяющих подсчитать кишечные бактерии, их гены и продукты метаболизма, получены доказательства, подтверждающие связь кишечной микробиоты с широким спектром психоневрологических, иммунологических и аллергических заболеваний. К примеру, измененная микробиота была, видимо, вовлечена в множество разнообразных расстройств, от болезни Паркинсона и аутизма до диабета, астмы и целиакии.