Что такое кишечная микробиота?

кишечная микробиота Это набор бактерий, который живет в кишечнике человека. До 100 миллиардов микроорганизмов на человека колонизируют кишечный тракт. Это около 2 кг массы тела. Они представляют приблизительно от 300 до 1000 различных видов приблизительно (Biedermann, 2015).

Как упоминает Джулия Эндерс в своей книгеПищеварение это вопрос«Можно сказать, что мы на самом деле раньше другого органа, виртуального органа, состоящего из бактерий, которые весят почти два килограмма, почти ничего.

Кишечная микробиота начинает формироваться с момента нашего рождения. Во время родов, когда мы проходим через влагалищный канал, мы вступаем в контакт с первыми бактериями, которые начинают колонизировать наше тело..

Вот почему естественные роды так важны, кесарево сечение изолирует нас от этого первого и важного контакта с богатым вагинальным микробиомом матери. Эта колонизация вызывает экспрессию генов и последующих функций в слизистой оболочке кишечника, которые важны для пищеварения и питания (Biedermann, 2015).

Впоследствии полезные бактерии, обеспечиваемые грудным молоком, контактом с внешним миром, природой и пищей, которую мы потребляем, в конечном итоге формируют наш конкретный микробиом, который будет более или менее стабильным на протяжении всей жизни, в зависимости от определенных факторов, которые на него влияют. может измениться и будет обсуждаться позже в этой статье.

Грудное молоко очень важно в этом процессе, так как присутствующие в нем олигосахариды способствуют росту Lactobacillus и Bifidobacterium, которые доминируют в кишечнике ребенка, и это может укрепить или способствовать развитию иммунной системы и помочь предотвратить будущие состояния, такие как экзема и астма (Conlon, 2016). 

Какой тип бактерий может составлять микробиоту?

Бактерии, которые колонизируют наши слизистые оболочки, обычно являются либо мутантами, комменсалами или оппортунистами.

мютюэлизм это означает, что оба организма извлекают выгоду из сосуществования. Поэтому большинство кишечных бактерий не являются комменсалистами (несмотря на то, что их называют комменсалами), но не являются мутуалистами, потому что и бактерии, и организм человека извлекают выгоду из их существования (Biedermann, 2015).

В ситуации commensalistic, один организм приносит пользу, а другому не помогают и не вредят. Если бы наши кишечные бактерии были комменсалистами, это означало бы, что они приносят пользу, а человеческий организм - нет. По словам Бидермана и соавт. (2015), в большинстве сценариев и ситуаций это не тот случай, когда отношения между бактериями, которые чаще колонизируют человеческое тело, обычно взаимовыгодны..

С другой стороны, оппортунист это означало бы, что в нормальных условиях микроб не вызывает заболевание, но если условия становятся благоприятными, он может вызвать его. Оппортунистические инфекции могут быть вызваны такими организмами, как Staphylococcus aureus и другие, которые обычно становятся инфекционными только при попадании в организм, в то время как нет проблем с колонизацией кожи или даже кишечника (Biedermann, 2015)..

Как организм защищен от этих бактерий??

Эти бактерии не должны попадать в кровоток, и существует несколько механизмов, которые защищают целостность организма и образуют барьер против проникновения бактерий, для этого у нас есть то, что называется «кишечный барьер».

Во-первых, в эпителии слизистой оболочки кишечника образуется монослой с межклеточными контактами, которые ингибируют прохождение бактериальных продуктов и потенциальных антигенов через этот барьер..

Тем не менее, этот барьер может быть ослаблен, что подтверждается более оторванными отдельными клетками, которые выдавливаются, вызывая «скучные» структуры в кишечном барьере, которые поэтому не будут полностью механически затянуты, позволяя бактериям, токсинам, белкам и другим веществам проходить через них. Это вызывает чрезмерную активацию иммунной системы, вызывая хроническое воспаление (Vindigni, 2016). Это состояние кишечного барьера известно на английском языке как "неплотная кишка" или "неплотная кишка".

Функции кишечной микробиоты

В здоровье, между гомеостазом кишечный микробиом, слизистый барьер, это то, что мы обсуждали ранее, и это защищает нас от проникновения патогенов, и иммунная система. Таким образом, кишечная микробиота будет участвовать в многочисленных связанных со здоровьем функциях. Некоторые из них перечислены ниже:

• Использование питательных веществ: Батареи, из которых состоит кишечная микробиота, помогают переваривать и поглощать то, что мы едим, в результате вырабатываются и другие дополнительные питательные вещества..

• Иммунная системаНормальная флора стимулирует развитие адаптивной иммунной системы и лимфатической ткани. Например, взаимодействие кишечной микробиоты с иммунной системой может быть очень важным в профилактике аллергических и атопических заболеваний. У детей с атопическим заболеванием был описан «дисбаланс» кишечной флоры (Biedermann, 2015).

• воспалениеЦелостность микробиоты и кишечного барьера будет сдерживать воспаление. Если происходит подобное изменение, такое как дисбиоз, идеальный контекст для хронического воспаления будет умиротворен.

• Защищает кишечный барьерЗдоровая, богатая и разнообразная микробиота защитит слизистую оболочку от колонизации возможных патогенов и сохранит кишечный барьер в оптимальных условиях, делая его непроницаемым для нежелательных веществ.

• весБольшинство исследований показывают, что кишечная микробиота различна по составу у худых и страдающих ожирением людей, хотя до сих пор нет единого мнения о том, есть ли причинно-следственная связь в этих отношениях. Было доказано, что микробиота влияет на метаболический синдром. С другой стороны, измененная микробиота была описана у тучных людей.

Недавняя работа показала возрастающую роль кишечной микробиоты в нарушениях обмена веществ. Известно, что кишечная микробиота играет важную роль в развитии абсорбции пищи и воспаления низкой степени тяжести, двух ключевых процессов при ожирении и диабете. (Баотман, 2016).

• Психическое и когнитивное здоровьеПредполагается, что бактерии кишечника играют важную роль в эмоциональных состояниях. Было доказано, что при депрессии, стрессе или тревоге разнообразие кишечной микробиоты уменьшается и изменяется. В этой двунаправленной системе связи между центральной нервной системой и желудочно-кишечным трактом микробиом кишечника также может влиять на развитие нервной системы, когнитивные функции и поведение, при этом последние данные свидетельствуют о том, что изменения в поведении изменяют состав микробиоты. кишечник, в то время как модификации микробиома также могут вызывать депрессивное поведение (исследование).

• аллергииИзменение микробиоты также считается возможным причинным механизмом для определенных аллергий, непереносимости или атопического дерматита..

• Производство витаминовБыло продемонстрировано, как нормальная флора синтезирует и выделяет витамины сверх своих собственных потребностей и способствует доставке этих витаминов в организм человека. К числу витаминов, которые вырабатывают кишечные бактерии, относятся витамин К, витамин В12 и другие витамины группы В. (Бидерманн, 2015).

• Кишечные бактерии производят различные вещества, начиная от перекисей и заканчивая другими высокоспецифичными продуктами метаболизма, которые поддерживают рост эпителия и обмен веществ (Бидерманн, 2015).

• Производство нейротрансмиттеровБактерии в нашем кишечнике не только вырабатывают витамины, но и вырабатывают большинство распространенных нейротрансмиттеров, присутствующих в мозге человека, таких как серотонин, дофамин, Габа и т. Д. (Динан, 2016).

Факторы, которые влияют на кишечную микробиоту

• Диета: Диета может оказать очень заметное влияние на кишечную среду, включая время прохождения через кишечник и pH. Было показано, что резкие изменения в трех основных макроэлементах (углеводах, белках и жирах) значительно влияют на состав микробиоты.. 

Например, при приеме углеводов ферментация этих сложных полисахаридов приводит к образованию короткоцепочечных жирных кислот (SCFA), главным образом ацетата, пропионата и бутирата. В частности, бутират является основным источником энергии для колоноцитов, пропионат транспортируется в печень, где он играет роль в глюконеогенезе, а ацетат поступает в системную циркуляцию и используется в липогенезе (Scott, 2013)..

Кроме того, известно, что диета, основанная на переработанной пище, отрицательно влияет на состав микробиоты, в то время как натуральная диета, основанная на реальной пище, такой как овощи, овощи, клубни, семена, рыба, яйца и мясо, сохраняет здоровье как микробиоты, так и кишечного барьера.

• препараты: Некоторые лекарства, такие как антибиотики, антигистаминные препараты, гормональные контрацептивы и противовоспалительные препараты, могут уменьшать и резко изменять микробиоту..

В частности, антибиотики, как следует из названия, являются антижизненными, и они не только заканчиваются болезнетворными бактериями, но и уничтожают полезные бактерии, оставляя нас во власти распространения более проблемных бактерий и дрожжей..

Уменьшение количества этих полезных бактерий может вызвать рост, присоединение и инвазию патогенных бактерий. По этой причине, например, бактерия Clostridium difficile в целом может вызывать колит только тогда, когда количество полезных бактерий уменьшается при лечении антибиотиками (Biedermann, 2015)..

Прием пробиотиков во время и после лечения антибиотиками был бы хорошим способом избежать негативного воздействия, которое они оказывают на наши драгоценные полезные бактерии..

• стресс: Было доказано, как стресс в молодости может оказывать постоянное влияние на микробное содержимое кишечника и постоянно изменять иммунную функцию (Dinan, 2016). Кроме того, стресс оказывает влияние на двигательную активность толстой кишки через ось кишечника и головного мозга, что может изменить профили кишечной микробиоты, например, вырабатывая меньшее количество лактобацилл, потенциально полезных (Conlon, 2015)..

• Сидячий образ жизни: Если стресс и недосыпание добавляют сидячий образ жизни (три фактора, которые обычно идут вместе), у вас уже есть идеальное сочетание для изменения кишечной микробиоты. Кроме того, эти три фактора часто связаны с неправильным выбором рациона, и вы знаете, насколько важен рацион для наших бактерий. Сидячий образ жизни приведет нас к порочному кругу, из которого трудно уйти, с последующими негативными последствиями.

Первым и хорошим шагом, чтобы попытаться выйти из этого круга сидячего образа жизни, было бы заняться каким-либо видом спорта или физическими упражнениями. Наблюдалось, как физические упражнения (или, скорее, отсутствие физических упражнений) могут оказывать важное влияние на изменения в популяциях микробов, которые связаны с ожирением..

Это подчеркивается в недавнем исследовании, которое показало увеличение разнообразия кишечных микробных популяций у профессиональных спортсменов в ответ на физические упражнения и связанную с ними диету (Conlon, 2015)..

Также было доказано, что активный образ жизни и занятия каким-либо видом спорта полезны для состава микробиоты. Например, было показано, что большее микробное разнообразие кишечника связано с интенсивными упражнениями у профессиональных игроков в регби (Bierdemann, 2015).

• Потребление алкоголя: Клинические данные (исследования) позволяют предположить, что связанные с алкоголем нарушения связаны с количественными и качественными нарушениями в отношении микробиоты кишечника. Кроме того, употребление алкоголя может быть связано с повышенным воспалением желудочно-кишечного тракта и повышенной проницаемостью кишечника, что приводит к эндотоксемии, системному воспалению и патологиям, которые повреждают ткани или органы (Engen, 2015).

• токсины: Токсины из окружающей среды, продуктов питания, продуктов переработки, тяжелых металлов и т. Д. Являются прямым способом вызвать изменения в микробиоте кишечника.

• курение: Курение оказывает существенное влияние на состав кишечной микробиоты, увеличивая количество Bacteroides-Prevotella у людей как с болезнью Крона (CD), так и у здоровых людей. Было высказано предположение, что изменения, вызванные употреблением табака в микробных популяциях, могут способствовать повышению риска развития CD (Conlon, 2015)..

• возраст: Было доказано, что в нашей микробиоте присутствуют различные бактерии в зависимости от возраста. Неизвестно, происходит ли это из-за образа жизни или потому, что возраст является фактором, который сам по себе меняет состав бактерий в кишечнике. Например, бактерии phylum bacteroidetes имеют тенденцию к численному доминированию в молодости, но значительно снижаются в пожилом возрасте, тогда как обратная тенденция наблюдается с бактериями, такими как Firmicutes. Последствия и причина этого изменения пока не ясны. Кроме того, профили кишечной микробиоты у пожилых людей могут быть неоптимальными. Одно исследование показало высокую распространенность потенциально токсичных Clostridium perfringens и меньшее количество Bifidobacterium и Lactobacillus в долгосрочных исследованиях (Conlon, 2015)..

• Площадь жизниХотя это может показаться любопытным, бактерии выбирают окружающую среду. Хорошо известно, что бактерии имеют экологические предпочтения и что некоторые бактерии колонизируют только определенные участки тела (Biedermann, 2015). Бактерии нашли свою экологическую нишу в организме человека и выбрали молекулы связывания, в которых они имеют преимущество перед другими бактериями..

Курьезы по поводу кишечной микробиоты

Знаете ли вы, что микробиота кишечника может быть новым отпечатком??

По-видимому, эти микроорганизмы имеют отличительные характеристики, которые могут быть использованы для идентификации нас, и это даже через некоторое время. Это исследование показывает, что возможно идентифицировать людей по данным, полученным из их микробиома. Результаты показали, что индивидуумы могут быть однозначно идентифицированы только на основе их микробиома.

Знаете ли вы, что существует проект "Микробиом человека", такой же, как существовал проект "Геном человека"?

В 2008 году агентство Национального института здравоохранения США начало пятилетнее исследование под названием «Проект микробиома человека» (Проект Микробиома человека, HMP).

Как они объясняют, «цель HMP - описать микробные сообщества, обнаруженные в разных частях человеческого тела, и изучить корреляции между изменениями в микробиоме и здоровьем людей». Бактерии, обнаруженные в кишечной микробиоте, являются ключевой частью исследований HMP.

Знаете ли вы, что шоколад, который вам нравится, влияет на состав бактерий в вашей микробиоте??

В одном исследовании была обнаружена корреляция между разнообразием микробиоты и потреблением определенных продуктов. Среди них черный шоколад, не так с молочным шоколадом, вероятно потому, что они являются компонентами какао, многие из которых более богаты черным шоколадом, что обеспечивает эти положительные эффекты на разнообразие кишечной микробиоты.

Чистое какао богато двумя флавоноидными соединениями, катехин и эпикатехин, наряду с небольшим количеством клетчатки. Эти флавоноидные соединения плохо перевариваются или усваиваются желудком, поэтому они достигают кишечника почти нетронутыми, что является хорошей новостью для кишечных бактерий, которые образуют хорошую партию каждый раз, когда соединения попадают в кишечник. двоеточие.

Наконец, уточните, что, согласно исследованиям, кажется, что важно не количество самих бактерий, а их разнообразие, богатство в разнообразии.. 

ссылки

1. Scott, KP, Gratz, S.W., Sheridan, P.O., Flint, H.J. et al. (2013). Влияние диеты на кишечную микробиоту. Фармакологические исследования, 69, 52-60. 
2. Бидерман Л. и Роглер Г. (2015). Кишечная микробиота: ее роль в здоровье и заболевании. Европейский журнал педиатрии, 174, 151-167. DOI 10.1007 / s00431-014-2476-2.
3. Баотман О.А., Замзами М.А., Тахер И., Абубакер Дж. И др. (2016). Роль кишечной микробиоты в развитии ожирения и диабета. Липиды в здоровье и болезни, 15, 108. 
4. Роджерс Г.Б., Китинг Д.Дж., Янг Р.Л., Вонг М.Л. и др. (2016). От дисбактериоза кишечника до изменения функции мозга и психических заболеваний: механизмы и пути. Молекулярная психиатрия, 21(6), 738-748. 
5. Conlon, M.A. & Bird, A.R. (2014). Влияние диеты и образа жизни на кишечник. Микробиота и здоровье человека. Питательные вещества, 7(1), 17-44. 
6. Энген П.А., Грин С.Дж., Фойгт Р.М., Форсайт С.Б. и др. (2015). Влияние алкоголя на состав кишечной микробиоты. Исследование алкоголя: текущие обзоры, 37(2), 223-236.
7. Редакторская команда GMFH. (2015). Микробиом может стать новым отпечатком. Gut Microbiota Новости Смотреть.
8. Саес, C. (2016). Что может сделать черный шоколад и красное вино для кишечной микробиоты. Gut Microbiota Новости Смотреть.
9. Franzosa E.A., Huang K., Meadow J.F., Gevers D., et al. (2015). Идентификация личных микробиомов с использованием метагеномных кодов. Слушания Национальной Академии Наук Соединенных Штатов Америки, 112(22), 2930-2938. 
10. Dinan, T.G. & Cryan, J.F. (2016). Микробы, иммунитет и поведение: психонейроиммунология встречает микробиом. Neuropsychopharmacology. 
11. Виндиньи, С.М., Зисман, Т.Л., Сускинд, Д.Л. и Дамман, С.Дж. (2016). Кишечный микробиом, барьерная функция и иммунная система при воспалительных заболеваниях кишечника: трехсторонний патофизиологический контур с последствиями для новых терапевтических направлений. терапевтический Достижения в области гастроэнтерологии, 9(4), 606-625.
12. Falony, G., Joossens, M., Vieira-Silva, S., Wang, J., et al. (2016). Популяционный анализ вариабельности кишечного микробиома. Наука Робототехника, 352(6285), 560-564.