Що таке мікробіоти кишечника?

The мікробіоти кишечника Це набір бактерій, які живуть у кишечнику людини. До 100 мільярдів мікроорганізмів на людину колонізують кишковий тракт. Це близько 2 кг маси тіла. Вони становлять принаймні від 300 до 1000 різних видів (Biedermann, 2015).

Як згадує Джулія Ендерс у своїй книзі "Питання - це травлення"Можна сказати, що ми насправді перед іншим органом, віртуальним органом, який складається з бактерій, вага яких майже два кілограми, майже нічого.

Кишкова мікробіота починає формуватися з моменту народження. Під час пологів, коли ми проходимо через піхвовий канал, ми вступаємо в контакт з першими бактеріями, які починають колонізувати наше тіло.

Ось чому природні пологи настільки важливі, кесарів розтин виділяє нас від цього першого і важливого контакту з багатим вагінальним мікробіомом матері. Ця колонізація індукує експресію генів і наступні функції слизової оболонки кишечника, які важливі для травлення і харчування (biedermann, 2015).

Згодом корисні бактерії, що забезпечуються грудним молоком, контакт з зовнішнім світом, природою і їжею, які ми споживаємо, в кінцевому підсумку формують нашу конкретну мікробіому, яка буде більш-менш стабільною протягом усього життя, в залежності від певних факторів, які впливають на неї. може змінитися і обговорюватиметься далі в цій статті.

Грудне молоко є дуже важливим у цьому процесі, оскільки олігосахариди, що містяться в ньому, сприяють зростанню Lactobacillus та Bifidobacterium, які домінують у кишечнику дитини, і це може посилити або сприяти розвитку імунної системи та допомогти запобігти майбутнім станам, такі як екзема та астма (Conlon, 2016). 

Який тип бактерій може утворити мікробіоту?

Бактерії, які колонізують наші слизові оболонки, зазвичай або взаємні, комунальні або опортуністи.

Мутуалізм це означає, що обидва організми отримують користь від співіснування. Більшість кишкових бактерій, отже, не є комменсалистами (незважаючи на те, що їх називають комменсалами), але не взаємними, тому що і бактерії, і людський організм отримують користь від свого існування (Biedermann, 2015)..

У ситуації комменсаліст, один організм отримує користь, а інший ні допомагає, ні шкодить. Якби наші кишкові бактерії були комменсалістами, це означало б, що вони отримують користь, але людський організм цього не робить. За даними Biedermann et al. (2015), у більшості сценаріїв і ситуацій, це не так, якщо зв'язок між бактеріями, які колонізують людський організм, частіше, є взаємною.

З іншого боку, опортуніст це означає, що за нормальних умов мікроб не викликає захворювання, але якщо умови стають сприятливими, це може викликати це. Опортуністичні інфекції можуть бути спричинені такими організмами, як золотистий стафілокок та інші, які, як правило, стають інфекційними, коли вони потрапляють в організм, в той час як немає проблем з колонізацією шкіри або навіть кишечником (Biedermann, 2015)..

Як захищається організм від цих бактерій?

Ці бактерії не повинні входити в кров і існує кілька механізмів, які захищають цілісність тіла і утворюють бар'єр проти вторгнення бактерій, для цього ми маємо те, що називається "кишковий бар'єр".

По-перше, у епітелії слизової оболонки кишечника утворюється моношар з міжклітинними контактами, які інгібують проходження бактеріальних продуктів і потенційних антигенів через цей бар'єр.

Проте цей бар'єр може бути ослаблений, що відповідає більш відокремленим індивідуальним клітинам, які видавлюються, викликаючи "нудні" структури в кишковому бар'єрі, які, таким чином, не будуть повністю механічно затягнуті, дозволяючи бактеріям, токсинам, білкам і іншим речовинам проходити. Це викликає надмірну активацію імунної системи, викликаючи хронічне запалення (Vindigni, 2016). Цей стан кишкового бар'єру на англійській мові відомий як "негерметичний кишечник" або "негерметичний кишечник".

Функції кишкової мікробіоти

У стані здоров'я існує між собою гомеостаз мікробіома кишечника, бар'єр слизової оболонки, це те, про що ми раніше говорили, і що захищає нас від вступу патогенів, і імунна система. Тому мікробіоти кишечника будуть брати участь у численних функціях, пов'язаних зі здоров'ям. Деякі з них перераховані нижче:

• Використання поживних речовин: Батареї, що складають мікробіоти кишечника, допомагають перетравлювати і поглинати те, що ми їмо, внаслідок чого виробляються й інші додаткові поживні речовини..

• Імунна системаНормальна флора стимулює розвиток адаптивної імунної системи та лімфатичної тканини. Наприклад, взаємодія кишкової мікробіоти з імунною системою може бути дуже важливим у профілактиці алергічних і атопічних захворювань. У дітей з атопічним захворюванням описано "дисбаланс" кишкової флори (Biedermann, 2015).

• ЗапаленняЦілісність мікробіоти та кишкового бар'єру збереже запалення. Якщо відбувається така зміна, як дисбіоз, ідеальний контекст для хронічного запалення.

• Захищає кишковий бар'єр: Здорова, багата і різноманітна мікробіота захистить слизову оболонку від колонізації можливих патогенів і збереже кишковий бар'єр в оптимальних умовах, роблячи його непроникним для небажаних речовин.

• Вага: Більшість досліджень свідчить про те, що мікробіота кишечнику відрізняється за складом між тонкими і ожиреними індивідуумами, хоча досі немає консенсусу щодо того, чи існує причинно-наслідковий зв'язок. Доведено, що мікробіота впливає на метаболічний синдром. З іншого боку, змінена мікробіота була описана у людей, що страждають ожирінням.

Нещодавня робота підкреслює дедалі більшу роль мікробіоти кишечника при порушеннях обміну речовин. Відомо, що мікробіотка кишечника відіграє важливу роль у розвитку поглинання їжі і низькосортного запалення, двох ключових процесів при ожирінні і діабеті. (Baothman, 2016).

• Психічне та пізнавальне здоров'я: Бактерії кишечника постулювали можливу роль в емоційних станах. Доведено, що при депресії, стресі або тривожності різноманітність мікробіоти кишечника зменшується і змінюється. У цій двонаправленій системі зв'язку між центральною нервовою системою і шлунково-кишковим трактом мікробіома кишечника може також впливати на розвиток нервової системи, її пізнання і поведінку, що останнім часом свідчить про те, що зміни в поведінці змінюють склад мікробіоти кишкові, в той час як модифікації мікробіоми також можуть викликати депресивну поведінку (дослідження).

• Алергії: Зміни в мікробіоті також постулювали як можливий причинний механізм для певних алергій, непереносимості або атопічного дерматиту..

• Виробництво вітамінівПоказано, як нормальна флора синтезує і виділяє вітаміни, що перевищують власні потреби, і сприяє доставці цих вітамінів в організм людини. Серед вітамінів, які виробляють кишкові бактерії, є вітамін К, вітамін В12 та інші вітаміни групи В. (Biedermann, 2015).

• Кишкові бактерії виробляють різноманітні речовини, починаючи від пероксидів до інших високоспецифічних продуктів обміну речовин, які підтримують епітеліальний ріст і метаболізм (Biedermann, 2015).

• Виробництво нейромедіаторів: Бактерії в нашому кишечнику не тільки виробляють вітаміни, але й виробляють більшість загальних нейротрансмітерів, знайдених у мозку людини, таких як серотонін, допамін, габа і т.д. (Dinan, 2016).

Фактори, що впливають на мікробіозу кишечника

• Дієта: Дієта може мати дуже помітний вплив на кишкове середовище, включаючи час кишкового транзиту та pH. Показано, що різкі зміни в трьох основних макроелементах (вуглеводи, білки та жири) суттєво впливають на склад мікробіота. 

Наприклад, при прийомі вуглеводів ферментація цих складних полісахаридів призводить до отримання коротколанцюгових жирних кислот (SCFA), головним чином ацетату, пропіонату і бутирата. Бутират, зокрема, є основним джерелом енергії для колоноцитів, пропіонат транспортується до печінки, де він грає роль у глюконеогенезі, а ацетат надходить у системний кровотік і використовується в ліпогенезі (Scott, 2013).

Крім того, відомо, що дієта, заснована на обробці, негативно впливає на склад мікробіоти, тоді як натуральна дієта, що базується на реальних продуктах харчування, таких як овочі, овочі, бульби, насіння, риба, яйця і м'ясо, зберігає здоров'я як мікробіоти, так і кишкового бар'єру.

• Наркотики: Деякі препарати, такі як антибіотики, антигістамінні препарати, гормональні контрацептиви та протизапальні препарати, можуть зменшувати і різко змінювати мікробіоти.

Зокрема, антибіотики, як випливає з назви, є анти-життям, і вони не тільки закінчуються патогенними бактеріями, але й руйнують хороші бактерії на цьому шляху, залишаючи нас на милість розповсюдження більш проблемних бактерій і дріжджів..

Зниження кількості цих корисних бактерій може викликати зростання, прихильність і вторгнення патогенних бактерій. Це є причиною, чому, наприклад, бактерія Clostridium difficile, загалом, може індукувати коліт, коли кількість корисних бактерій зменшується при лікуванні антибіотиками (Biedermann, 2015).

Прийом пробіотиків, під час і після лікування антибіотиками, був би хорошим способом уникнути негативного впливу на наші дорогоцінні корисні бактерії..

• Стрес: Доведено, що стрес у ранньому віці може мати постійний вплив на мікробний вміст кишечника і постійно змінювати імунну функцію (Dinan, 2016). Крім того, стрес впливає на рухову активність товстої кишки через осі кишки-мозку, що може змінювати профілі кишкової мікробіоти, наприклад, виробляючи меншу кількість Lactobacillus, потенційно корисної (Conlon, 2015)..

• Сидячий спосіб життя: Якщо стрес і відсутність сну додають сидячий спосіб життя (три фактори, які зазвичай йдуть разом), у вас вже є ідеальний комбо для зміни мікробіоти кишечника. Крім того, ці три фактори часто пов'язані з поганим вибором у раціоні, і ви знаєте, наскільки важливою є дієта для наших бактерій. Сидячий спосіб життя приведе нас до того, щоб увійти в порочне коло, з якого важко піти, з наслідками, що призводять до цього.

Першим і хорошим кроком, щоб спробувати вийти з цього кола сидячого способу життя, було б почати робити якийсь вид спорту або фізичні вправи. Було відмічено, як вправа (або, скоріше, відсутність фізичних вправ) може мати важливий вплив на зміни мікробних популяцій, які пов'язані з ожирінням.

Це підкреслюється в недавньому дослідженні, яке показало збільшення різноманітності кишкових мікробних популяцій у професійних спортсменів у відповідь на фізичні вправи та пов'язану з ними дієту (Conlon, 2015)..

Також було доведено, що наявність активного життя і виконання деяких видів спорту є корисним для композиції мікробіоти. Наприклад, було показано, що більша мікробна різноманітність кишечника пов'язана з інтенсивними вправами у професійних регбістів (Bierdemann, 2015).

• Споживання алкоголю: Клінічні дані (дослідження) свідчать про те, що пов'язані з алкоголем розлади пов'язані з кількісними і якісними дисботичними змінами в мікробіоті кишечника. Крім того, споживання алкоголю може бути пов'язане з підвищеним запаленням шлунково-кишкового тракту і гіперпроникністю кишечника, що призводить до ендотоксикозу, системного запалення і патологій, що пошкоджують тканини або органи (Engen, 2015).

• ТоксиниТоксини з навколишнього середовища, продуктів харчування, перероблених продуктів, важких металів тощо, є прямим способом викликати зміни мікробіоти кишечника.

• Куріння: Куріння має значний вплив на склад кишкової мікробіоти, збільшуючи кількість Bacteroides-Prevotella у людей з обома хворобами Крона (CD) і здорових осіб. Було висловлено припущення, що зміни, викликані вживанням тютюну у мікробних популяціях, можуть сприяти підвищенню ризику розвитку CD (Conlon, 2015).

• Вік: Доведено, що в нашому мікробіоті існують різні бактерії залежно від віку. Невідомо, чи це пояснюється способом життя або тому, що вік є фактором, який сам по собі змінює склад бактерій в кишечнику. Наприклад, бактеріодефіцити бактерій типів мають тенденцію домінувати чисельно протягом молоді, але істотно зменшуються в похилому віці, тоді як зворотна тенденція відбувається з бактеріями, такими як Firmicutes. Наслідки і причина цієї зміни ще не зрозумілі. Крім того, профілі мікробіоти кишечника літніх людей можуть бути не оптимальними. Одне дослідження виявило високу поширеність потенційно токсичних Clostridium perfringens і меншу кількість Bifidobacterium і Lactobacillus у довгострокових дослідженнях (Conlon, 2015).

• Область життя: Хоча це може здатися цікавим, бактерії обирають своє середовище. Добре відомо, що бактерії мають переваги навколишнього середовища і що деякі бактерії колонізують лише певні ділянки тіла (Biedermann, 2015). Бактерії знайшли свою екологічну нішу в організмі людини і відібрали зв'язують молекули, в яких вони мають перевагу перед іншими бактеріями.

Цікавість про мікробіоти кишечника

Чи знаєте ви, що мікробіотка кишечника може бути новим відбитком пальців??

Очевидно, що ці мікроорганізми мають відмінні ознаки, які можна використовувати для ідентифікації нас і навіть через деякий час. Це дослідження показує, що можна ідентифікувати людей за даними, отриманими з їх мікробіоми. Результати показали, що індивідууми можна однозначно ідентифікувати на основі їх мікробіоми.

Чи знаєте ви, що існує проект людського мікробіома, як і проект «Геном людини»?

У 2008 році агентство Національного інституту охорони здоров'я Сполучених Штатів Америки розпочало 5-річне дослідження під назвою Human Microbiome Project (Human Microbiome Project)Проект мікробіома людини, HMP).

Як вони пояснюють, "метою HMP є опис мікробних спільнот, знайдених у різних частинах людського тіла, і вивчення кореляції між змінами в мікробіомі та здоров'ям людей". Бактерії, виявлені в мікробіоті кишечника, є ключовою частиною дослідження HMP.

Чи знаєте ви, що шоколад, який вам подобається, впливає на склад бактерій у мікробіоті?

В одному дослідженні було знайдено кореляцію між різноманітністю мікробіоти та споживанням певних продуктів. Серед них чорний шоколад, не так з молочним шоколадом, ймовірно тому, що вони є компонентами какао, ще багато рясних в темному шоколаді, які забезпечують ці позитивні ефекти на різноманітність мікробіотеральних кишечників.

Чистий какао багатий двома флавоноїдними сполуками, катехіни і епікатехін, разом з невеликою кількістю харчових волокон. Ці сполуки флавоноїдів не засвоюються і не засвоюються дуже добре шлунком, тому вони потрапляють в кишечник практично непошкодженими, що є гарною новиною для кишкових бактерій, які утворюють хорошу партію кожного разу, коли сполуки надходять у кишечник. товстої кишки.

Нарешті, уточнити, що, на думку дослідників, важливим є не кількість самих бактерій, а різноманітність цих багатств у різноманітті. 

Список літератури

1. Scott, K P, Gratz, S. W., Sheridan, P.O., Flint, H.J., et al. (2013). Вплив раціону на мікробіоту кишечника. Фармакологічні дослідження, 69, 52-60. 
2. Biedermann, L. & Rogler, G. (2015). Кишкова мікробіота: її роль у здоров'ї і хвороби. Європейський журнал педіатрії, 174, 151-167. DOI 10.1007 / s00431-014-2476-2.
3. Baothman, O.A., Zamzami, M.A., Taher, I., Abubaker, J., et al. (2016). Роль Gut Microbiota у розвитку ожиріння і цукрового діабету. Ліпіди в галузі охорони здоров'я та захворювань, 15, 108. 
4. Rogers, G.B., Keating, D.J., Young, R.L., Wong, M.L., et al. (2016). Від дисбактеріозу кишечника до зміненої функції мозку і психічних захворювань: механізмів і шляхів. Молекулярна психіатрія, 21(6), 738-748. 
5. Конлон, М. А. & Bird, A. R. (2014). Вплив дієти і способу життя на Gut. Мікробіота і здоров'я людини. Поживні речовини, 7(1), 17-44. 
6. Engen, P.A., Green, S.J., Voigt, R.M., Forsyth, C.B., et al. (2015). Ефекти алкоголю на склад кишкової мікробіоти. Дослідження алкоголю: поточні огляди, 37(2), 223-236.
7. Команда редагування GMFH. (2015). Мікробіома може стати новим відбитком. Gut Microbiota News Watch.
8. Sáez, C. (2016). Що може зробити чорний шоколад і червоне вино для їх мікробіоти кишечника. Gut Microbiota News Watch.
9. Franzosa, E.A., Huang, K., Meadow J.F., Gevers, D., et al. (2015). Виявлення особистих мікробіомів з використанням метагеномних кодів. Праці Національної академії наук Сполучених Штатів Америки, 112(22), 2930-2938. 
10. Dinan, Т. G. & Cryan, J. F. (2016). Мікроби, імунітет і поведінка: психоневроімунологія відповідає мікробіомі. Нейропсихофармакологія. 
11. Vindigni, S.M., Zisman, T.L., Suskind, D.L. & Damman, C.J. (2016). Кишковий мікробіома, бар'єрна функція та імунна система при запальних захворюваннях кишечника: тристороння патофізіологічна схема з новими терапевтичними напрямками. Терапевтичні Досягнення в гастроентерології, 9(4), 606-625.
12. Falony, G., Joossens, M., Vieira-Silva, S., Wang, J., et al. (2016). Аналіз рівня популяції мікробіоми кишечника. Наукова робототехніка, 352(6285), 560-564.