Как состав микробиоты влияет на организм?

Фото с сайта Pixabay

Исследования последних лет показали, что одни микроорганизмы помогают организму функционировать, а другие разрушают его. Они потребляют часть пищи, которую мы едим, так называемый «балласт» в виде пищевых волокон или ту часть пищи, которая по тем или иным причинам не переварилась и всосалась в тонком кишечнике. Взамен бактерии выделяют в кишечник продукты своего обмена — которые могут быть как полезными (витамины, органические кислоты, аминокислоты, гормоны и другие биологически активные факторы), так и вредными (токсины, продукты брожения, включая этанол и ацетальдегид и другие биологически негативные факторы). Продукты обмена бактерий всасываются в кровь и либо приносят организму пользу, либо вред.

Также в ЖКТ сосредоточена большая часть клеток иммунной системы, от правильного взаимодействия которых с микрофлорой и чужеродными веществами, поступающими с пищей, зависит состояние как иммунитета, так и других управляющих систем организма.

Состав микробиоты

Всех представителей микробиоты человеческого пищеварительного тракта можно разделить на 3 большие группы. Для каждой из них типичны свои определенные группы.

Нормальные микроорганизмы.

Наиболее многочисленная составляющая микробиоты человеческого кишечника. Эти микробные агенты выполняют пищеварительную, защитную, иммуностимулирующую функции. В настоящее время считается, что они не могут вызвать заболевание. В целом можно сказать, что чем больше нормальных микроорганизмов в микробиоте, тем лучше для человека. К ним относятся Бифидобактерии; Лактобактерии (Lactobacillus); Bacteroides (fragilis; melaninogenicus; oralis) Enterococcus faecalis.

Бифидобактерии вырабатывают жирные кислоты, подавляющие размножение патогенной и условно-патогенной микрофлоры. Участвуют в синтезе витаминов группы B, витамина K, способствуют всасыванию витамина D, железа и кальция.

Лактобактерии  вырабатывают лактазу, необходимую для расщепления лактозы, образуют молочную кислоту, поддерживающую нормальный показатель pH в местах колонизации. Так же как и бифидобактерии, они стимулируют иммунитет, ускоряют регенерацию слизистой, непосредственно участвуют в уничтожении патогенных микроорганизмов.

Условно-патогенные микроорганизмы.

Эта составляющая микробиоты может играть как положительную, так и отрицательную роль в организме человека. При небольшом количестве она выполняет защитную роль, то есть препятствует колонизации патогенными бактериями и вирусами. При значительном количестве, в том случае, когда условно-патогенная флора начинает доминировать над нормальной, она вызывает кишечные инфекции. К ним относятся Escherichia coli; Enterobacter sp.; Klebsiella sp.; Staphylococcus aureus; Clostridium perfringens; Proteus mirabilis; Clostridium septicum; Pseudomonas aeruginosa; Faecalibacterium prausnitzii; Peptostreptococcus sp.; Peptococcus sp.

Патогенные микроорганизмы. Этой составляющей микробиоты в организме человека быть не должно, так как они вызывают кишечные инфекции. Есть только некоторые исключения, например Clostridium tetani – возбудитель столбняка, который развивается только при попадании этого микроба в глубокую рану (безвоздушные условия). В кишечнике он не выделяет токсин, поэтому не представляет опасности для человека. Кроме Клострии сюда относятся Salmonella enterica.

Как состав микробиоты влияет на организм?

Фото с сайта Pixabay

Исследования последних лет позволили доказать, что большое количество заболеваний связаны именно с нарушением состава микробиоты. Это не только проблемы кишечника, но и аллергия, артриты, атеросклероз, артериальная гипертония, мочекаменная болезнь, диабет 2 типа, ожирение и даже различные заболевания центральной нервной системы.

Среди бактерий действует строгая конкуренция за питательные ресурсы. Нормальная микрофлора закрепляется на поверхности слизистой кишечника и ограничивают размножение условно-патогенной и патогенной микрофлоры. Поэтому даже если некоторые патогенные микроорганизмы проникают в кишечник, они просто не выживают в условиях ограниченных ресурсов. Таким образом, бактерии микрофлоры помогают нейтрализовать потенциально опасный объект даже без вмешательства иммунных клеток.

С момента обнаружения, что бактерия Хеликобактер пилори является причиной развития желудочной аденокарциномы (рака желудка), было выявлено несколько других ассоциаций между специфическими бактериями и раковыми опухолями. Исследования последних лет показали, что конкретные типы бактерий, находящихся или отсутствующих в ротовой полости, могут повышать или понижать риски развития онкологии ЖКТ или других патологий. Оказалось, что бактерия Salmonella typhi, вызывающая брюшной тиф, связана с раком желчного пузыря, Стрептококк bovis связана с раком толстой кишки, Chlamydophila penumoniae связана с раком легкого, Bartonella species связана с развитием сосудистых опухолевых образований, Propionibacterium acnes — с раком предстательной железы, а кишечная палочка E. Coli — связана с раком толстой кишки. Израильские и американские ученые доказали, что фузобактерии повышают вероятность развития онкологических заболеваний толстого кишечника. Фузобактерия использует сахар-связывающий белок для развития колоректальных полипов и рака.
Исследования показали, что измененный видовой спектр микробиоты полости рта может быть причиной возникновения рака. Известно, что Porphyromonas gingivalis обнаруживается в ротовой полости, где она бывает вовлечена в определенные формах пародонтита, а также встречается в верхних отделах желудочно-кишечного тракта, в дыхательных путях, и в кишечнике. Эта бактерия также была выявлена у женщин с бактериальным вагинозом. Оказалось, что Porphyromonas gingivalis может проникать в десневые фибробласты человека и выживает в них в присутствии значительных концентраций антибиотиков. Кроме того, эта бактерия связана с развитием ревматоидного артрита, и способна увеличивать вирулентность других синантропных бактерий как в естественных условиях и в пробирке. Porphyromonas gingivalis была обнаружена в 61 % раковых тканях при раке пищевода и в 12 % в прилегающих тканях, но ее присутствие не было обнаружено у здоровых людей. Другой микроорганизм, вызывающий гингивиты, Tannerella forsythia, так же был выделен как онкоген, вызывающий рак пищевода. Результаты сравнения микробного профиля слюны участников исследования показали, что в ротовой полости пациентов с диагностированным раком поджелудочной железы наблюдаются более высокие уровни двух конкретных видов бактерий, таких как лептотрихия (Leptotrichia) и кампилобактер (Campylobacter). У здоровых участников исследования и у пациентов с другими заболеваниями, включая участников с нераковыми заболеваниями поджелудочной железы, уровни разных бактерий в слюне были совершенно другими. Повышение уровня стрептококков было связано со снижением риска развития рака поджелудочной железы и пищевода. А ведь именно их старательно подавляют антибиотиками при ангинах.
Еще в конце того века было доказано, что Chlamydophila penumoniae является причиной внутрисосудистого воспаления, которое последовательно и очень быстро приводит сначала к гиперхолестеринемии, потом к атеросклерозу и тромбообразованию и, наконец, к инсультам и инфарктам.
Видовой спектр микробиоты доказано влияет и на когнитивное здоровье. Все исследования больных аутизмом показали значительное увеличение соотношения Firmicutes / Bacteroidetes из-за уменьшения относительной численности Bacteroidetes, которые и производят основное количество короткоцепочных жирных кислот (SCFAs). Эти кислоты оказывают выраженное нейрогуморальное, нейроэндокринное и иммунорегуляторное действие. В результате, все эти механизмы нарушаются. Сообщалось также о снижении уровня Bifidobacterium, которые могут играть защитную роль при аутизме благодаря своим противовоспалительным свойствам, а также о снижении уровней Prevotella, Coprococcus и Veillonellaceae, которые отвечают за переваривание углеводов, биосинтезе витаминов и ферментацию.
Это же нарушение приводит и к развитию ожирения. Исследования достоверно показали, что в развитии этого заболевания определенную, если не определяющую, роль играет дисбиоз двух основных семейств микробиома — Bacteroidetes и Firmicutes. При этом, развитие ожирения наблюдается при значительном уменьшении первых и соответствующим увеличением вторых.

Как питание нарушает состав микробиоты?

К нарушению состава микробиоты приводит в том числе насбалансированное питание. Нерациональное питание приводит к изменению качественного и количественного состава кишечной микрофлоры. Доказано, что при дефиците в рационе пищевых волокон биоценоз кишечника нарушается в 34,8% случаев, при низком содержании белка – в 18,8%. Употребление большого количества мясной пищи приводит к увеличению содержания условно-патогенной микрофлоры. Кисломолочные продукты, наоборот, стимулируют рост нормальной микрофлоры. Употребление в пищу продуктов, содержащих красители, стабилизаторы и консерванты, антибиотики негативно влияет на состояние микробиоты. В результате размножаются условно-патогенные и патогенные микроорганизмы, выделяют токсины и угнетают жизнедеятельность нормальной микрофлоры. Это приводит к развитию дисбиоза, нарушающего нормальную регуляцию жизнедеятельности организма, что ведет к развитию различных заболеваний. Редкие погрешности в питании вполне допустимы, но важно придерживаться правил рационального питания.

Что микробиота может рассказать о человеке?

Учёные установили, что по составу кишечной микрофлоры можно определить:

  • Примерный возраст – у пожилых уменьшается число бактерий, помогающих противостоять стрессу.
  • Тип конституции – у людей, склонных к избыточному весу, в кишечнике больше бактерий, участвующих в переваривании углеводов.
  • Рацион – увлечение мясом приводит к росту микроорганизмов, расщепляющих белки. У людей, предпочитающих жирную пищу, увеличивается число бактероидов и энтерококков. У любителей углеводов активизируются аэробные условно-патогенные бактерии.
  • Место жительства – у японцев в кишечнике обнаружены микроскопические организмы, расщепляющие морские водоросли.