Микрофлора толстого кишечника: Страница не найдена |

alexxlab Разное

Содержание

Страница не найдена |

Страница не найдена |

404. Страница не найдена

Архив за месяц

ПнВтСрЧтПтСбВс

11121314151617

18192021222324

252627282930 

       

       

       

     12

       

     12

       

      1

3031     

     12

       

15161718192021

       

25262728293031

       

    123

45678910

       

     12

17181920212223

31      

2728293031  

       

      1

       

   1234

567891011

       

     12

       

891011121314

       

11121314151617

       

28293031   

       

   1234

       

     12

       

  12345

6789101112

       

567891011

12131415161718

19202122232425

       

3456789

17181920212223

24252627282930

       

  12345

13141516171819

20212223242526

2728293031  

       

15161718192021

22232425262728

2930     

       

Архивы

Май

Июн

Июл

Авг

Сен

Окт

Ноя

Дек

Метки

Настройки
для слабовидящих

Функции микрофлоры кишечника | Энтерожермина  

Также она выполняет роль защитного барьера, препятствуя проникновению в организм вредных микробов; регулирует функции иммунной системы, принимает участие в переваривании поступающей пищи, синтезирует различные витамины и другие полезные вещества. Эта сложная экосистема оказывает влияние на здоровье всего организма человека. Таким образом, можно выделить основные функции, которые выполняет микрофлора кишечника человека: метаболическую (обмен веществ), трофическую (пищевую), защитную и иммунную.

Метаболическая функция (функция обмена веществ) микрофлоры кишечника

Микрофлора кишечника человека обеспечивает поглощение кальция, магния, железа и других полезных веществ. Синтезирует витамины (фолиевую кислоту, витамин К, витамины группы В и др.). Ферментирует (расщепляет) углеводы (сахар). Последнее приводит к образованию «топлива» для клеток толстой кишки — короткоцепочечных жирных кислот, в частности масляной кислоты.

Постоянная активность микроорганизмов, населяющих микрофлору кишечника, обеспечивает человека различными витаминами и микроэлементами. Витамины группы B поддерживают мышцы в тонусе, обеспечивают лучшую производительность и большую выносливость во время физической нагрузки.

Трофическая (пищевая) функция микрофлоры кишечника

Важным эффектом, который создает микрофлора кишечника человека, является производство короткоцепочечных жирных кислот, таких как масляная кислота, поскольку они обеспечивают питание (трофику), являются источником энергии для клеток кишечника и тем самым способствуют физиологической активности толстой кишки.

Иммунная функция микрофлоры кишечника

Одним из важнейших видов деятельности, которую осуществляет бактериальная микрофлора кишечника человека, является обмен информацией (посредством сигналов) между микроорганизмами и лимфатической системой. Именно лимфатическая система вырабатывает различные вещества и специальные клетки, которые защищают наш организм от инфекций и других вредных воздействий.

Защитная функция микрофлоры кишечника

Защита от патогенных (вредных) микроорганизмов осуществляется множеством способов. Слюна, желудочный сок, сокращения кишечника (перистальтика), мембраны эпителиальных клеток, которые выстилают внутреннюю поверхность кишечника — все это препятствует проникновению инфекций в наш организм. Но первой линией обороны против внешних бактерий является нормальная микрофлора желудочно-кишечного тракта. Флора желудка повышает кислотность среды (снижает уровень pH), что убивает многие вредные микробы. Микрофлора кишечника человека действует путем конкуренции, занимая места на эпителии кишечника и отбирая питательные вещества у патогенных микроорганизмов, а также синтезирует специфические белки (например, бактериоцины), которые непосредственно разрушают вредные бактерии.

Микрофлора кишечника у взрослых | Энтерожермина

Их количество огромно! Только представьте: оно в 10 раз больше, чем общее число клеток в нашем организме. Общая масса микрофлоры кишечника составляет от 1 до 3 кг.Уникальность микрофлоры кишечника каждого человека позволяет рассматривать ее как своеобразные «отпечатки пальцев». При этом микрофлора кишечника здорового человека идеально адаптирована к потребностям именно его организма, и поэтому ее состав достаточно стабилен на протяжении всей жизни. Виды бактерий, которые преобладают в кишечнике, являются «хорошими», они сохраняют баланс и обеспечивают нормальную работу желудочно-кишечного тракта. При этом виды, которые вредны для организма, хотя и населяют микрофлору кишечника, не способны вызвать расстройство системы или заболевание. Однако под влиянием различных факторов (антибиотики, несбалансированное питание, инфекции и др.) баланс микрофлоры кишечника нарушается, патогенные виды бактерий разрастаются, их становится больше, а «хорошая» микрофлора кишечника угнетается. В этих случаях необходимо принять меры для восстановления нормального баланса микрофлоры кишечника, например, использовать специализированные медицинские препараты.

Из чего состоит микрофлора кишечника?

Состав микрофлоры кишечника меняется в зависимости от различных уровней пищеварительной системы. Кроме того, на нее оказывают влияние и другие факторы, такие как возраст, пол, питание, образ жизни человека и тому подобное. Итак, чтобы ответить на вопрос: «Из чего состоит микрофлора кишечника?», следует знать, что в желудочно-кишечном тракте микроорганизмы распределены по-разному: в желудке рост микроорганизмов ограничивается кислой средой (низкий уровень рН), вдоль тонкой кишки их концентрация постепенно увеличивается, а наибольшее количество бактерий располагается в толстом кишечнике.

Микроорганизмы, которые могут жить без кислорода (анаэробные), составляют 95% всей микрофлоры кишечника, тогда как бактерии, которым для жизни необходим кислород (аэробные), — всего 5%.

Рот, желудок, тонкая и толстая кишка — каждый из этих участков заселяют разные типы бактерий. Микроорганизмы в полости рта выполняют защитную функцию (стрептококки, бактероиды, лактобактерии и дрожжи). Бактерии желудочно-кишечного тракта (лактобациллы, энтерококки, бактероиды и др.) — это невероятно сложный барьер на пути инфекций.

Формирование нормального состава микрофлоры кишечника — длительный и сложный процесс. Фактически с рождения человеческий организм начинают заселять различные микроорганизмы, на протяжении нескольких лет происходит созревание сбалансированного микромира. И хотя с возрастом количество и состав микроорганизмов меняется, уникальность и баланс микрофлоры кишечника сохраняется в течение всей жизни человека.

МИКРОБНАЯ ФЛОРА КИШЕЧНИКА И ДИСБАКТЕРИОЗ | Парфенов А.И.

В лекции показаны значение микробной флоры для жизнедеятельности человека и изменение микробного состава кишечника при его заболеваниях. Подчеркивается, что дисбактериоз – не диагноз, а бактериологическое понятие, наблюдающееся в той или иной степени у большинства больных с патологией кишечника и других органов пищеварения. Рассмотрены клинические особенности дисбактериоза тонкой и толстой кишок, методы диагностики и лечения.

This lecture demonstrates importance of intestinal microbal flora and it’s modification in the disease for normal functioning of human’s organism. The author stresses, that disbacteriosis is rather a condition than a desease observed in many intestinal and other gastro-intestinal tract pathologies. Clinical fetures of smaller and larger intestines disbacteriosis, as well as diagnostic patterns and treatment methods are ppresented.

А.И. Парфенов — д-р. мед. наук, проф, зав. отделением патологии тонкой кишки ЦНИИ гастроэнтерологии, Москва
A.I. Parfenov, MD, prof., Head Departament of Small Bowel Pathology, Central Research Institute of Gastroenterology, Moscow

В последние десятилетия достигнуты большие успехи в изучении микроорганизмов, населяющих кишечник человека [1, 2]. Сформировалось учение о дисбактериозе кишечника [3–5]. В клинической практике это бактериологическое понятие нередко ошибочно отождествляется с самостоятельной нозологической формой.

Нормальная микробная флора кишечника и ее роль в физиологии человека

   Нормальная микробная флора тонкой кишки.

В тощей кишке здоровых людей среда может быть стерильной, хотя чаще в верхних отделах обнаруживают стрептококки, стафилококки, молочно-кислые палочки, другие грамположительные аэробные бактерии и грибы. Общее количество бактерий в тощей кишке не превышает натощак 104–105 в 1 мл кишечного содержимого. В дистальном отделе подвздошной кишки количество микробов увеличивается до 107–108, появляются и анаэробные бактерии [2].
   Поддержание нормальной экологии тонкой кишки обеспечивается низкой рН желудочного сока, пропульсивной перистальтикой, а также эффективным кишечным пищеварением и всасыванием [4].
   Нормальная функция илеоцекального сфинктера предотвращает рефлюксы содержимого толстой кишки в тонкую.
   Нормальная микробная флора толстой кишки. Все микробы толстой кишки подразделяются на три группы: главную (бифидобактерии и бактероиды), составляющую 70% всех бактерий, сопутствующую (молочно-кислые и кишечные палочки, энтерококки) и остаточную (стафилококки, грибы, протей).
   Физиологическая роль кишечной микрофлоры. Микробная флора необходима для жизнедеятельности макроорганизма.
   Кишечные палочки, энтерококки, бифидобактерии и ацидофильные палочки обладают выраженными антагонистическими свойствами. В условиях нормально функционирующего кишечника они способны подавлять рост не свойственных нормальной микрофлоре микроорганизмов. Поэтому безмикробные животные и, возможно, больные с выраженным дисбактериозом более чувствительны к инфекциям [1].
   Нормальная микрофлора толстой кишки принимает участие в выработке иммунитета.
   Расщепление непереваренных в тонкой кишке пищевых веществ в толстой кишке осуществляется ферментами бактерий, при этом образуются разнообразные амины, фенолы, органические кислоты и другие соединения. Токсические вещества, образующиеся в кишечнике в процессе микробного метаболизма (кадаверин, гистамин и другие амины), выводятся с мочой и в норме не оказывают обычно существенного влияния на организм. При дисбактериозе уровень аминов в крови может повышаться и быть одной из причин ухудшения состояния. Некоторые из аминов (например, гистамин и серотонин) в процессе эволюции включились в регуляторные системы.
   Под влиянием ферментов микрофлоры в дистальных отделах подвздошной кишки происходят различные процессы превращения желчных кислот: деконъюгация, преобразование первичных желчных кислот, синтезированных в печени, во вторичные желчные кислоты. Эти многообразные превращения осуществляются различными микроорганизмами, каждый из которых влияет на различные стадии этих процессов.
   В физиологических условиях от 80 до 95% желчных кислот реабсорбируются. Остальные выделяются с фекалиями в виде бактериальных метаболитов. Их наличие в содержимом толстой кишки тормозит всасывание воды и препятствует излишней дегидратации кала. Таким образом, ферментативная деятельность микрофлоры способствует нормальному формированию каловых масс.
   В дистальной части кишечника микрофлора осуществляет трансформацию билирубина в стеркобилин и уробилин. Однако при заселении микроорганизмами верхних отделов тонкой кишки или при избыточном поступлении желчных кислот и жирных кислот в толстую кишку ферментативная деятельность микрофлоры становится одним из важных патогенетических механизмов нарушения всасывания в тонкой кишке и развития диареи.
   Таким образом, микрофлора является обязательным компонентом сообщества “макроорганизм — микроорганизмы”.

Дисбактериоз

   Под понятием “дисбактериоз кишечника” подразумевается появление значительного количества микробов в тонкой кишке и изменение микробного состава толстой кишки. В толстой кишке меняются общее количество и свойства микроорганизмов, усиливаются их инвазивность и агрессивность. Крайней степенью дисбактериоза кишечника является наличие бактерий желудочно-кишечного тракта в крови (бактериемия) или даже развитие сепсиса.
   Проявления дисбактериоза в различных сочетаниях обнаруживаются практически у всех больных с хроническими заболеваниями кишечника, при некоторых изменениях питания и воздействии ряда факторов окружающей cреды, приеме антибактериальных препаратов. Поэтому дисбактериоз кишечника – это бактериологическое понятие, но ни в коем случае не диагноз.
   Клинические проявления дисбактериоза в значительной степени определяются локализацией дисбиотических изменений. Поэтому следует различать дисбактериоз тонкой и толстой кишок.
   Дисбактериоз тонкой кишки (синдром повышенного бактериального обсеменения тонкой кишки)
   Повышение количества бактерий в тонкой кишке может быть связано с избыточным поступлением их в тонкую кишку, благоприятными условиями для развития и нарушениями пропульсивной функции [2, 5, 7].
   При бактериальном обсеменении тонкой кишки происходит преждевременная деконъюгация первичных желчных кислот. Образующиеся при этом вторичные желчные кислоты и их соли вызывают диарею и в большом количестве теряются с калом. В результате возможно развитие желчно-каменной болезни. Бактериальные токсины, протеазы, другие метаболиты, например фенолы, биогенные амины, бактерии могут связывать витамин В12 [2].
   Избыточная микробная флора может приводить к повреждению эпителия тонкой кишки, так как метаболиты некоторых микроорганизмов обладают цитотоксическим действием. Наблюдается уменьшение высоты ворсинок, углубление крипт, а при электронной микроскопии можно видеть дегенерацию микроворсинок, митохондрий и эндоплазматической сети [8].
   При бактериальном обсеменении увеличивается секреция воды и электролитов в просвет кишки, что является причиной диареи. Увеличивается содержание жира в кале. Появление стеатореи связано с уменьшением в просвете кишки конъюгированных желчных кислот, обеспечивающих эмульгирование жиров и активацию панкреатической липазы.
   При дисбактериозе тонкой кишки нарушается всасывание жирорастворимых витаминов А, D и К.

Дисбактериоз толстой кишки

   Состав микрофлоры толстой кишки может меняться под влиянием различных факторов и неблагоприятных воздействий, ослабляющих защитные механизмы организма (экстремальные климатогеографические условия, загрязнение биосферы промышленными отходами, различными химическими веществами, инфекционные заболевания, болезни органов пищеварения, неполноценное питание, ионизирующая радиация).
   В развитии дисбактериоза толстой кишки большую роль играют ятрогенные факторы: применение антибиотиков и сульфаниламидов, иммунодепрессантов, стероидных гормонов, рентгенотерапия, хирургические вмешательства. Антибактериальные препараты значительно подавляют не только патогенную микробную флору, но и рост нормальной микрофлоры в толстой кишке. В результате размножаются микробы, попавшие извне или эндогенные виды, устойчивые к лекарственным препаратам (стафилококки, протей, дрожжевые грибы, энтерококки, синегнойная палочка). В большинстве случаев нарушенная экология толстой кишки постепенно восстанавливается самостоятельно и не требует лечения [1]. У ослабленных больных особенно с нарушениями иммунитета самовосстановления экологии кишечника не происходит и появляются клинические симптомы дисбактериоза.

Клинические особенности дисбактериоза

   Клинические проявления чрезмерного роста микроорганизмов в тонкой кишке могут полностью отсутствовать, быть одним из патогенетических факторов хронической рецидивирующей диареи, а у ряда больных приводить к тяжелой диарее со стеатореей, синдрому нарушенного всасывания и с В12 — дефицитной анемией. При выраженном синдроме бактериального обсеменения, наблюдающемся при дивертикулезе тонкой кишки, В12 -дефицитная анемия может сочетаться с периферической нейропатией вследствие дегенеративных изменений задних рогов спинного мозга.
   Следует подчеркнуть, что клинические симптомы, связанные с избыточным ростом микроорганизмов в тонкой кишке и отклонениями в эубиозе толстой кишки, в клинической практике наблюдаются очень редко и имеют больше теоретическое, нежели практическое значение. Тяжелые нарушения всасывания развиваются очень редко у больных с выраженными явлениями стаза в тонкой кишке при частичной кишечной непроходимости и после хирургических операций на желудке и кишечнике.
   Особенно большую опасность представляет псевдомембранозный колит, который вызывается токсинами, выделяемыми синегнойной палочкой Clostridium difficile. Этот анаэробный микроорганизм размножается при угнетении нормальной кишечной микробной флоры при лечении антибиотиками широкого спектра действия.
   Основным симптомом псевдомембранозного колита является обильная водянистая диарея, началу которой предшествовало назначение антибиотиков. Затем появляются схваткообразные боли в животе, повышается температура тела, в крови нарастает лейкоцитоз. Очень редко может наблюдаться молниеносное течение псевдомембранозного колита, напоминающее холеру. Обезвоживание развивается в течение нескольких часов и заканчивается летальным исходом.
   В.Н. Красноголовец выделяет латентную, распространенную (с бактериемией) и распространенную, протекающую с генерализацией, инфекции (сепсис, септикопиемия) [3].

Методы диагностики дисбактериоза

   Для диагностики дисбактериоза тонкой кишки применяют прямые и косвенные методы. Прямой заключается в посеве дуоденального и еюнального содержимого, полученного с помощью стерильного зонда. Избыточный рост бактерий диагностируется в случае, если количество бактерий превышает 105/мл или в нем определяются микроорганизмы, находящиеся в толстой кишке (энтеробактерии, бактероиды, клостридии и др.).
   Известно, что в процессе метаболизма микробной флорой толстой кишки углеводов образуется большое количество газов, в том числе водорода. Этот факт явился основой для создания водородного теста, основанного на определении водорода в выдыхаемом воздухе. Содержание водорода в выдыхаемом воздухе определяют с помощью газовой хроматографии или электрохимическим методом [9].
   Водородный тест может применяться для ориентировочного представления о степени бактериального обсеменения тонкой кишки. Этот показатель находится в прямой зависимости от концентрации водорода в выдыхаемом воздухе натощак. У больных с заболеваниями кишечника, протекающими с хронической рецидивирующей диареей и бактериальным обсеменением тонкой кишки, концентрация водорода в выдыхаемом воздухе значительно превышает 15 ppm.
   Применяется также нагрузка лактулозой. В норме лактулоза не расщепляется в тонкой кишке и метаболизируется микробной флорой толстой кишки. В результате количество водорода в выдыхаемом воздухе повышается. При бактериальном обсеменении тонкой кишки “пик” появляется гораздо раньше.
   Наиболее частыми бактериологическими признаками дисбактериоза толстой кишки являются отсутствие основных бактериальных симбионтов бифидобактерий и уменьшение количества молочно-кислых палочек. Общее количество микроорганизмов при этом чаще увеличено за счет сопутствующей пролиферации (кишечные палочки, энтерококки, клостридии) или появления остаточной (стафилококки, дрожжеподобные грибы, протей) микрофлоры.
   Помимо изменения общего количества микроорганизмов и нарушения нормального соотношения между отдельными представителями микробного ценоза кишечника выражением дисбактериоза может быть и изменение свойств с появлением патологических признаков у отдельных бактериальных симбионтов. Обнаруживается гемолизирующая флора, кишечные палочки со слабо выраженными ферментативными свойствами, энтеропатогенные кишечные палочки и т.д. Каких-либо особенностей в клиническом течении заболевания в зависимости от тех или других проявлений дисбактериоза в толстой кишке не установлено. Можно отметить, что больные хроническими заболеваниями кишечника чаще инфицируются острыми кишечными инфекциями по сравнению со здоровыми, вероятно в связи со снижением у них антагонистических свойств нормальной микрофлоры кишечника и прежде всего частым отсутствием у них бифидобактерий.
   Диагноз псевдомембранозного колита устанавливается на основании бактериологического исследования испражнений и определения в них Cl. difficile. Эндоскопическая картина характеризуется наличием бляшковидных, лентовидных и сплошных “мембран”, мягких, но плотно спаянных со слизистой оболочкой. Изменения наиболее выражены в дистальных отделах толстой кишки и прямой кишке.

Лечение дисбактериоза кишечника

   Лечение дисбактериоза должно быть комплексным. Оно включает: 1) устранение избыточного бактериального обсеменения тонкой кишки; 2) восстановление нормальной микробной флоры толстой кишки; 3) улучшение кишечного пищеварения и всасывания, 4) восстановление нарушенной моторики кишечника; 5) стимулирование реактивности организма.

Антибактериальные препараты

   Антибактериальные препараты необходимы в первую очередь для подавления избыточного роста микробной флоры в тонкой кишке [10]. С этой целью обычно применяют антибиотики из группы тетрациклинов, пенициллинов, цефалоспорины, хинолоны (офлоксацин) и метронидазол [11]. Антибиотики широкого спектра действия значительно нарушают эубиоз в толстой кишке. Поэтому они должны применяться только при заболеваниях с нарушениями всасывания и моторики кишечника, при которых, как правило, развивается выраженный рост микробной флоры в просвете тонкой кишки.
   Антибиотики следует назначать внутрь в обычных дозах в течение 7–10 дней.
   При заболеваниях, сопровождающихся дисбактериозом толстой кишки, следует выбирать препараты, которые оказывают минимальное влияние на симбионтную микробную флору и подавляют рост протея, стафилококков, дрожжевых грибов и других агрессивных штаммов микробов. К ним относятся антисептики: интетрикс, эрсефурил, нитроксолин, фуразолидон и др. При тяжелых формах стафилококкового дисбактериоза применяют антибиотики: офлоксацин, метронидазол, а также ко-тримоксазол, невиграмон. Антибактериальные препараты назначают в течение 10–14 дней. При появлении в кале или кишечном соке грибов показано применение нистатина или леворина.
   В случае развития псевдомембранозного колита прежде всего отменяют антибиотик, обусловивший заболевание. Назначают ванкомицин по 125 мг внутрь 4 раза в сутки; при необходимости доза может быть увеличена до 500 мг 4 раза в день. Лечение продолжают в течение 7–10 суток. Эффективен также метронидазол в дозе 500 мг внутрь 2 раза в сутки. Применяется, кроме того, бацитрацин по 25 000 МЕ внутрь 4 раза в сутки. Бацитрацин почти не всасывается, в связи с чем в толстой кишке можно создать более высокую концентрацию препарата. При обезвоживании применяют адекватную инфузионную терапию для коррекции водно-электролитного баланса. Для связывания токсина применяют холестирамин (квестран, вазазан).

Бактериальные препараты

   Бактериальные препараты применяют при заболеваниях, сопровождающихся дисбактериозом толстой кишки. Их можно назначать без предварительной антибактериальной терапии или после нее. Хорошо зарекомендовали себя бифидумбактерин [12], бификол, лактобактерин, бактисубтил [13], линекс [14] , энтерол [15] и другие препараты. Курс лечения должен продолжаться 1–2 мес.
   В последнее время появились также сообщения о возможности устранения дисбиоза толстой кишки различными пищевыми добавками [16–18]. А.Л. Верткин и соавт. [19] отметили нормализацию микробной флоры у больных с дисбактериозом толстой кишки после курса лечения биококтейлем “НК”, состоящим из биологически активных экстрактов овощей, трав и прополиса, подквашенных кишечной палочкой М-17. Г.П Минина и соавт. [20] сообщили о возможности устранения дисбактериоза кишечника у детей с помощью препарата “Нутрикон”, содержащего отруби, сухое молоко, бифидобактерии и лекарственные травы.

Продукты микробного метаболизма

   Возможен еще один путь к устранению дисбактериоза – воздействие на патогенную микробную флору продуктами метаболизма нормальных микроорганизмов. Этим требованиям отвечает хилак-форте [13, 21], 1 мл которого соответствует биосинтетическим активным веществам 100 млрд нормальных микроорганизмов. Хилак назначают по 60 капель 3 раза в день на срок до 4 нед в сочетании с препаратами антибактериального действия или после их применения. Препарат рекомендуется назначать при всех формах дисбактериоза как в сочетании с антибактериальными препаратами, так и в виде монотерапии.

Пищеварительные ферменты и регуляторы моторики кишечника

   Улучшению пищеварения способствуют правильно подобранная диета и ферментные препараты. При заболеваниях кишечника, сопровождающихся поносами, диетическое питание должно способствовать восстановлению нарушенной перистальтики, уменьшению секреции воды и электролитов в просвет кишки. Набор продуктов должен соответствовать по составу и количеству пищевых веществ ферментативным возможностям патологически измененной тонкой кишки. Диета должна быть механически и химически щадящей, содержать повышенное количество белка, из нее исключаются тугоплавкие жиры и продукты, к которым снижена толерантность. Этим требованиям практически полностью отвечает диета №4б.
   У больных с нарушением полостного пищеварения панкреатогенного генеза хороший терапевтический эффект оказывают ферменты поджелудочной железы. К ним относятся креон, панцитрат и др. Для лечения стеатореи гепатогенного генеза могут быть рекомендованы препараты, содержащие компоненты желчи (панзинорм, дигестал, фестал, энзистал и др.). При гастрогенной недостаточности пищеварения целесообразно применять панзинорм, содержащий соляную кислоту и пепсин.
   Для уменьшения метеоризма, как правило, наблюдающегося при дисбактериозе, созданы комбинированные препараты, содержащие помимо ферментов, диметикон (панкреофлэт и зимоплекс).
   С целью улучшения функции всасывания назначают эссенциале, легалон или карсил, оказывающие стабилизирующее влияние на клеточные мембраны кишечного эпителия.
   Восстановлению нарушенной пропульсивной функции кишечника способствуют лоперамид и тримебутин.

Стимуляторы реактивности организма

   Для повышения реактивности организма ослабленным больным целесообразно применять тактивин, тималин, тимоген, иммунал, иммунофан и другие иммуностимулирующие средства. Курс лечения должен продолжаться в среднем 4 нед. Одновременно назначают витамины.

Профилактика дисбактериоза

   Первичная профилактика дисбактериоза, учитывая многочисленные причины его возникновения, представляет очень сложную задачу. Ее решение связано с общими профилактическими проблемами: улучшением экологии, рациональным питанием, улучшением благосостояния и прочими многочисленными факторами внешней и внутренней среды.
   Вторичная профилактика предполагает рациональное применение антибиотиков и других медикаментов, нарушающих эубиоз, своевременное и оптимальное лечение болезней органов пищеварения, сопровождающихся нарушением микробиоценоза.    

Литература:

   1. О.В. Чахава, Е.М.Горская, С.З.Рубан. Микробиологические и иммунологические основы гнотобиологии. М.-Медицина.- 1982;160.
   2. Farthing MJG. Bacterial Overgrowth of the Small Intestine., Gastroenterology, Misiewicz G (ed) // New York, 1993;2:45.
   3. В.Н. Красноголовец, Дисбактериоз кишечника. М. 1989;208.
   4. А.М. Уголев. Эволюция пищеварения и принципы эволюции функций. 1985; Л. Наука.-543.
   5. Saltzman JR, Russell RM. Nutritional consequences of intestinal bacterial overgrowth.//Compr.Ther. — 1994;20:523–30.
   6. Fried M., Siegrist H., Frei R., et al. Duodenal bacterial overgrowth during treatment in outpatients with omeprazole. // Gut. 1994;35 (1):23-6.
   7. Saltzman JR; Kowdley KV; Pedrosa MC; et al: Bacterial overgrowth without clinical malabsorption in elderly hypochlorhydric subjects.: //: Gastroenterology. 1994;106 (3):615–23.
   8. Haboubi NY, Lee GS, Montgomery RD Duodenal mucosal morphometry of elderly patients with small intestinal bacterial overgrowth: response to antibiotic treatment.// Age-Ageing; 1991;20:29–32.
   9. Логинов А.С., Лорие Н.Ю., Парфенов А.И. и др. Диагностические возможности определения водорода в выдыхаемом воздухе — нового функционального теста при заболеваниях кишечника.// Тер.арх. 1991;2:74-6.
   10. Corazza GR, Sorge M., Strocchi A., et al . Non-absorbable antibiotics and small bowel bacterial overgrowth.// Ital. J. Gastroenterol. 1992;24:4-9.
   11. Levin MS. Medical management of diseases of the small intestine.// Curr. Opin Gastroenterol. 1992;8:224-31.
   12. А.Ю. Зорин, Ю.В. Козьминых,  Р.Р. Кильдиярова. Сравнительные клинические и микробиологические аспекты применения у детей с дисбиозами сухих и жидких бифидобактеринов. В сб. “Человек и лекарство” М.-1998;275.
   13. Парфенов А.И, Калоев Ю.К.,Сафонова С.А. и др.. Дисбактериоз кишечника. Московский мед.журнал.-1998;1:12-7.
   14. Н.П. Брашкина, Г.А. Самсыгина,
   Г.Д. Першина и др. Линекс в лечении дисбактериоза кишечника у детей раннего возраста. .// В сб. “Человек и лекарство” М.-1998;257.
   15. Матвеев В.А., Есенина О.И., Карпова Е.Ю. и др. Энтерол в лечении дисбиоза кишечника.// В сб. “Человек и лекарство” М.-1998;135.
   16. Гноевых В.В., Визе-Хрипунова М.А. Флорадофилус и дисбактериоз кишечника. .// Рос. журн. гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 1997;5:97.
   17. Подкорытов Ю.А. Использование биологически активных пищевых добавок при дисбактериозе кишечника. .// В сб. “Человек и лекарство” М.-1998;396.
   18. Старостин Б.Д. Ламинолакт в лечении заболеваний, сопровождающихся дисбактериозом кишечника. .// Рос. журн. гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 1997;5:111–2.
   19. Верткин А.Л., Артамонов В.Е., Багатурия И.Ф. и др. Опыт применения биококтейля “НК” для коррекции дисбиоза толстой кишки у больных язвенной болезнью.// В сб. “Человек и лекарство” М. 1998;40.
   20. Минина Г.П., Лупан И.Н., Носаль М.Ф. Опыт клинического применения пищевой добавки нутрикон при нарушении микроэкологии кишечника у детей. .// В сб. “Человек и лекарство” М.-1998;299.
   21. Бабушкин Н.В. Применение препарата “Хилак-форте” в комплексном лечении дисбактериоза кишечника. .// Рос. журн. гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. -1997;5:96–7.

.

Ожирение и микрофлора кишечника.

Владимир Трофимович Ивашкин, академик РАМН, доктор медицинских наук:

– А мы с Оксаной Михайловной остаемся, и я начну ее критиковать после того, как она расскажет нам о связи ожирения и микрофлоры кишечника. Это новое очень интересное направление. В последних исследованиях выделено несколько факторов риска, которые продуцируются микрофлорой кишки. Это фактор риска развития сахарного диабета второго типа, это фактор риска развития ишемической болезни сердца. И сейчас внимание кардиологов, по всей вероятности, начинает переключаться из пространства коронарных сосудов в пространство тонкой и толстой кишки.

Оксана Михайловна Драпкина, профессор, доктор медицинских наук:

– Уважаемый Владимир Трофимович, уважаемые коллеги, мы продолжаем нашу работу. И действительно, как сказал Владимир Трофимович, кишечная микрофлора и ожирение, это та область, которая, наверное, нам преподнесет еще много сюрпризов.

Мы говорим об ожирении, и я привожу основное определение ожирения. Их на самом деле довольно-таки много. Ожирение – это многофакторное заболевание, которое развивается в результате переедания или чрезмерного употребления жирной пищи в сочетании с низкой физической активностью. Но мы берем, конечно, элементарное ожирение, оставляя за рамками нашей дискуссии ожирение эндокринное, которое сопутствует развитию некоторых эндокринных синдромов и заболеваний.

Мы можем сказать, что ожирение – это дисбаланс между потреблением и расходом энергии. Этот дисбаланс зарождался давно – тогда, когда homo sapiens (человек разумный) начинал свою деятельность, чтобы обеспечить себя и своих близких энергией, питанием. Но он уже тогда, как и сейчас, был существом с высокой потребностью в энергии. У нас с вами нет собственных запасов, как, например, у медведей, которые засыпают и их греет бурый жир в течение зимнего периода (бурый жир у нас в очень небольшой прослойке присутствует в определенных областях). Это все обуславливает наш определенный сберегающий фенотип, эгоистичность этого фенотипа. В то время периоды голода чередовались с периодами изобилия, когда была удачная охота и была пища. Как раз периоды голода и сберегающий фенотип стали предтечами к той самой инсулинорезистентности, про которую мы сейчас говорим, когда расход энергии находился под влиянием именно потребления энергии, то есть это была производная функция.

Что сейчас? Осталось то же самое. Осталась высокая потребность в энергии и отсутствие собственных запасов, остался наш сберегающий фенотип, но пища стала доступной практически всегда. Как только мы чувствуем голод, мы сразу можем пополнить свои запасы. Кроме того, сам вид этой пищи, как ее нам преподносят в ресторанах, конечно, приводит к стимуляции аппетита. Все это приводит к поддержанию постоянно высокой концентрации нутриентов в крови. И это, в конечном счете, опосредуется в запас липидов, ожирение, стеатоз и тот каскад, про который мы тоже часто говорили.

Но остается вопрос: почему же при одной и той же приблизительно диете питания, при одних и тех же физических нагрузках кто-то, сев на диету, достаточно хорошо теряет килограммы, а кто-то нет? И почему при одном и том же, я еще раз повторюсь, режиме питания некоторые люди обладают повышенным индексом массы тела, а другие нет? Возможно, с определенной долей допущения мы можем найти ответ на этот вопрос, заглянув в кишку или проанализировав микрофлору. Оказывается, что у нас есть еще один орган – кишечной микробиом, и весит он где-то 3 кг, что составляет приблизительно 5% от общей массы тела, если взять человека массой 60 кг. Это отдельный орган, ответственный за очень многие процессы, в том числе и метаболические процессы в организме. В принципе, если взять, например, 1 г слепой кишки, то там 2 миллиарда бактерий. Как они себя ведут, является предметом интереса сейчас очень многих ученых.

Есть археи, есть простейшие, есть бактерии. Так как удельный вес бактерий превосходит другие виды, то на них в основном я и хотела бы обратить внимание. Можно условно их подразделить на две большие группы, это протеолитические бактерии и сахаролитические бактерии. И мы видим, что некоторые эффекты свойственны и протеолитическим бактериям, и сахаролитическим бактериям. Для себя я ставлю знак плюс перед сахаролитическими бактериями, потому что они наши основные друзья в лечении, например, ожирения (сегодня я говорю больше об этом). А протеолитические бактерии ответственны за гнилостные процессы, за образование аммиака (немножко на этом тоже сегодня остановимся), ароматических аминов, эндогенных канцерогенов, собственно говоря, это условно патогенная флора, которая иногда при определенных условиях способна вызывать диарею.

Очень важна в каскаде реакций, которые мы сегодня будем разбирать, функция короткоцепочечных жирных кислот. Короткоцепочечные жирные кислоты ежедневно обеспечивают до 20% энергетических потребностей организма. Их очень много, но здесь представлены функции некоторых из них: масляной, пропионовой, молочной, уксусной. Мы видим, что они влияют на эпителиальные клетки и регуляцию их созревания, влияют на среду кишки (кислая среда, в частности, создается молочной, уксусной и пропионовой кислотой), обеспечивают некое антимикробное действие, участвуют в обмене ионов и липидов, а также влияют на моторику толстой кишки.

В состав кишечной микрофлоры различен у худых и у тучных людей. Об этом сейчас достаточно упорно свидетельствуют данные. Начиналось все, конечно, с экспериментальных моделей. Но сейчас есть данные и на добровольцах, и на пациентах, в частности на пациентах с сахарным диабетом и без сахарного диабета, что состав кишечной микрофлоры у них разный.

Я постараюсь привести данные, которые были доступны мне в медицинской литературе. Увеличивается количество Firmicutes у пациентов с ожирением и с сахарным диабетом, снижается количество бифидобактерий и количество бактероидов.

Это одно из исследований, опубликованное довольно-таки давно – в 2004 году. Мы видим тут тучных мышей и диких мышей. Так вот, колонизация бактерий из кишки тучных мышей диким мышам приводила к тому, что они стремительно набирали вес. Причем этот стремительный набор веса представлял из себя увеличение массы жировой ткани за 2 недели на 60%. При этом до колонизации и после колонизации не было изменений в питании этих диких худых мышей, не было изменений в их уровне инсулинорезистентности. Таким образом, тогда был сделан предварительный вывод на экспериментальной модели, что кишечная микрофлора влияет на гены, регулирующие расход и запас энергии.

Что же происходит у людей, или тучных людей, в эпоху, когда ожирение и сахарный диабет, скажем так, гордо шагает по планете и завоевывает одну страну за другой? Здесь, конечно, пока лидер США. Было проведено такое исследование – MetaHIT project, в котором участвовали 124 добровольца. Этот проект дал нам очень важную информацию. Оказалось, что у тучных лиц была зарегистрирована потеря шести видов бактерий, и им дали название «Low gene». И когда проанализировали пациентов low gene, какие они имеют метаболические изменения, то оказалось, что low gene является базисом для инициации инсулинорезистентности и дислипидемии.

На следующем слайде представлены эти данные. Вот метаболические нарушения у этих пациентов, которые связаны с потерей представителей нормальной микрофлоры. Если мы посмотрим на красные столбики, а красные столбики, это те изменения уровня глюкозы, инсулина, HOMA-теста и т.д. у пациентов с низким содержанием генов кишечной микрофлоры, то мы увидим тот клинический портрет пациента с метаболическим синдромом, с которым мы очень хорошо знакомы. Обратите внимание, статистически значимо у этих пациентов повышен уровень инсулина, статистически значимо у них повышен уровень HOMA-теста, у них статистически ниже липопротеиды высокой плотности и выше триглицериды. Как раз эти показатели входят в основные понятия тучного гипертоника (не просто тучного человека, но и тучного гипертоника).

Если мы перейдем от генетического уровня к органному, рассмотрим механизмы, которые, возможно, опосредуют те метаболические изменения, которые были доказаны в MetaHIT project, то оказывается, что именно эндотоксемия и хроническое системное воспаление поддерживают тот плацдарм неблагоприятных реакций, которые свойственны тучному человеку.

Итак, жирная пища плюс кишечные бактерии приводят к тому, что увеличивается количество липополисахаридов. Липополисахариды, влияя или опосредуя свое действие через toll-like receptor и CD 14 receptor 4, приводят к активации макрофагов, которые, в свою очередь, ответственны за синтез провоспалительных цитокинов, таких как интерлейкин 1, интерлейкин 2, интерлейкин 6, интерлейкин 8 и т.д., фактор некроза опухолей. И затем происходит это воспаление и на уровне мышц, и на уровне печени. И, в принципе, сама по себе жировая ткань тоже поддерживает это системное воспаление, и инфильтрирована она макрофагами.

Это данные получены на 12 здоровых мужчинах-добровольцах. Эти данные доказывают, что уровень липополисахаридов совершенно четко связан с отложением жира, с ожирением и с инсулинорезистентностью. То есть, другими словами, эндотоксемия, механизм которой был представлен на предыдущем слайде, коррелирует с потреблением жира у здоровых мужчин. Достаточно элегантный эксперимент, 12 здоровых мужчин, их кормят высокожировой диетой, в частности практически все время они принимают хлеб с маслом, общий калораж за один прием 900 ккал, и через 8 часов исследуют уровень липополисахаридов. Мы видим, что уровень эндотоксина у пациентов без высокожировой диеты и у тех, кто подвергается влиянию высокожировой диеты, достоверно выше.

В других экспериментальных работах доказано, что эндотоксемия коррелирует с количеством жировой ткани у женщин и положительно коррелируется с изменениями у пациентов с сахарным диабетом и без сахарного диабета. Это второй график, нижний. Пациенты с сахарным диабетом также обозначены красным цветом, зеленым цветом – без сахарного диабета. Мало того, что мы видим уровень липополисахаридов эндотоксина выше у пациентов с сахарным диабетом, но также отмечается положительная корреляция эндотоксина с инсулином гликемии, общим холестерином и триглицеридом.

А это та же самая иллюстрация положительной корреляционной связи. На одном графике по оси абсцисс везде эндотоксин, а по оси ординат инсулин и глюкозотолерантный тест. Мы видим положительную корреляцию между изучаемыми в данном случае параметрами. Таким образом, возникает вопрос. Вот подходы к контролю массы тела, мы их хорошо знаем. Это, конечно, диетические рекомендации, это определенная физическая нагрузка. Сразу надо сказать, что у пациентов с ожирением эта физическая нагрузка должна быть подобрана очень индивидуально. Так же это фармакотерапия. На самом деле, выбора препаратов практически не осталось. Препараты типа Сибутрамина, блокаторы обратного захвата серотонина ушли с рынка, и у нас есть только ингибиторы панкреатической липазы. Также это поведенческая терапия. Все большие обороты набирает хирургическая терапия, бариатрическая хирургия. Но, наверное, стоит думать и о нормализации кишечной микрофлоры, и это еще один пункт в комплексном подходе к контролю массы тела.

Но если мы вернемся в наш вчерашний рабочий день или в пятничный рабочий день, то, конечно, мы с определенным огорчением вспомним, что лечим мы у этих пациентов часто то, что выступает вследствие ожирения. Это, например, артериальная гипертензия. То есть мы лечим ту проблему, с которой к нам обратился пациенты. Либо это нарушение толерантности в глюкозе или сахарный диабет, либо это жирная печень или неалкогольная жировая болезнь печени. По данным наших российских и европейских экспертов, например, криптогенный цирроз печени в большой степени является осложнением именно нераспознанной вовремя, нелеченой или не обращавшей на себя внимания неалкогольной жировой болезни печени. Поэтому я позволю себе остановиться на том, как мы лечим. И сегодня после лекции Юрия Александровича, который осветил последние рекомендации европейского общества кардиологов по лечению артериальной гипертензии, я еще раз эту схему иллюстрирую.

Это различные комбинации. Если мы говорим о тучном гипертонике, то, конечно, это пациент высокого риска. И здесь, наверное, от монотерапии ожидать достаточного эффекта нам не придется. Поэтому сразу стоит начинать с комбинированной терапии. И я абсолютно согласна с мнением профессора Карпова, что комбинации препаратов ингибиторов АПФ, которые в меньшей степени метаболизируются печенью, конечно, наиболее востребованы, наиболее эффективны. И на нашей кафедре тоже проводились исследования, которые доказали эффективность Лизиноприла с Гидрохлортиазидом (хорошо известная комбинация Ко-Диротона) у пациентов с метаболическим синдромом, с избыточной массой тела и, кстати говоря, с диастолической дисфункцией. Поэтому здесь эта комбинированная терапия дает очень много положительных результатов.

Второе, на что бы мне хотелось обратить внимание. Уважаем коллеги, вы видели эту схему. Та же самая схема, но посмотрите, внизу в опосредованных реакциях и в опосредованных ответах мы можем сказать, что гнилостные процессы и образования аммиака, это участие в развитии печеночной энцефалопатии. На самом деле про печеночную энцефалопатию у больных с неалкогольной жировой болезнью печени приходится говорить редко, но начальная стадия или их не распознавание могут очень негативно сказаться даже на судьбе больного. Например, если пациент ведет машину, то эти начальные проявления энцефалопатии стоит разглядеть.

То, что было представлено схематично, здесь я еще раз хочу повторить словами, что помимо темы «Микрофлора и ожирение» сразу поднимается и другая тема – «Микрофлора и возможные проявления печеночной энцефалопатии». Механизм нам известен. Это отсутствие или уменьшенная возможность гепатоцитов обезвреживать аммиак, который поступает в общий кровоток, проникает через гематоэнцефалический барьер и приводит к проявлениям печеночной энцефалопатии. И в данной ситуации хорошо зарекомендовали себя препараты Орнитин, Аспартат, Гепа-Мерц. Механизм препарата Гепа-Мерц тоже хорошо известен, в частности был очень детально описан нашей сотрудницей Марией Юрьевной Надинской в 2006 году. Он действует и на уровне перипортальных гепатоцитов, и на уровне перивенозных гепатоцитов. Мне кажется, что основное действие он делает именно на уровне перипортальных гепатоцитов, активизируя фермент карбамоилфосфат синтетазу, и все это приводит к тому, что обезвреживание аммиака улучшается в орнитиновом цикле.

Ивашкин В.Т.:

– Оксана Михайловна, можно вас перебить? Все-таки мы говорим о микрофлоре кишки и об ожирении. Насколько я понял из вашей первой части, что нам очень важно переместить спектр микрофлоры из протеолитического спектра в сахаролитический спектр, потому что именно сахаролитический спектр микрофлоры обеспечивает необходимую продукцию масляной, молочной, уксусной, пропионовой короткоцепочечных жирных кислот, которые крайне важны хотя бы для поддержания трофики энтероцитов. А трофика энтероцитов необходима для поддержания нормальной флоры. И я знаю, у нас есть очень хороший пробиотик Флорасан.

Драпкина О.М.:

– Да.

Ивашкин В.Т.:

– Причем несколько вариантов Флорасана. И я, например, имею хороший опыт применения Флорасана у пациентов с хроническими заболеваниями сердечно-сосудистой системы и у пациентов с избыточной массой тела. Какая ваша позиция вообще к Флорасану? Какой вариант Флорасана лучше всего применять: Флорасан-A, Флорасан-B или Флорасан-C? У вас есть опыт применения Флорасана для нормализации микрофлоры кишечника у тучных пациентов?

Драпкина О.М.:

– Да, Владимир Трофимович.

Ивашкин В.Т.:

– И какие результаты влияния Флорасана?

Драпкина О.М.:

– У меня лично есть такой опыт. Флорасан действует таким образом. Нам нужно увеличить количество бифидобактерий. Сразу хочу сказать, что это Флорасан-D.

Ивашкин В.Т.:

– Флорасан-D, вот видите. Как вы его назначаете?

Драпкина О.М.:

– Он назначается по одной таблетке три раза в день.

Ивашкин В.Т.:

– И курс какой: месяц, два, три?

Драпкина О.М.:

– Два месяца.

Ивашкин В.Т.:

– Но я принимаю дольше, потому что я считаю, что этот пробиотик действительно обладает очень хорошим нормализующим влиянием. Я не меньше, чем на 3 месяца назначаю Флорасан-D. Помимо влияния на метаболизм, в частности метаболизм глюкозы, он оказывает очень неплохое влияние у пациентов с синдромом раздраженной кишки.

Драпкина О.М.:

– Да.

Ивашкин В.Т.:

– И у пациентов с запором, и у пациентов с диареей, и т.д. Поэтому Флорасан-D, я думаю, это подходящее, безобидное, эффективное средство, которое целесообразно рекомендовать тучным пациентам.

Драпкина О.М.:

– Да, нашим тучным пациентам. Здесь, Владимир Трофимович, что еще очень важно? Вы сказали, что у пациентов сердечно-сосудистой патологии можно ожидать положительных эффектов от пробиотиков, в частности от Флорасана-D. Почему? Когда мы посмотрим на эту схему, то это становится ясным. Итак, бифидобактерии, которые присутствуют в большей степени именно во Флорасане-D, расщепляясь, приводят к образованию короткоцепочечных жирных кислот и моносахаридов. Короткоцепочечные жирные кислоты, связываясь с G-протеиновым рецептором 41, приводят к снижению фактора роста адипоцитов. Как только снижается фактор роста адипоцитов, то накопление триглицеридов, свободных жирных кислот становится не то, что невозможным, а уменьшается. Значит, жировой ткани меньше.

Ивашкин В.Т.:

– Я могу перевести это на более понятный уровень. Скажем, назначение Флорасана. У пациентов (в основном пациенток) нормализуется функция кишечника, они меньшее время проводят в туалете, они не нервничают, они не спешат, у них не повышается артериальное давление, а, может, даже снижается, у них улучшается настроение, общий тонус. И это психологическое воздействие, мне кажется, оказывает гораздо больший эффект, чем все эти тонкие связи и тонкие механизмы, о которых мы пытаемся все время внушить врачу. Надо думать о настроении. Когда мы думаем о настроении пациентов, тогда и у пациентов все хорошо.

Флорасан улучшает настроение за счет нормализации кишечника, в частности за счет нормализации флоры. Поэтому я думаю, что эти тонкие механизмы, которые нам самим не очень понятны, может быть, даже отступают на задний план по сравнению с влиянием этого препарата, нормализующего психологический статус. Психологический статус становится более сбалансированным. Женщины всегда торопятся, им некогда. А раз некогда, значит, и запоры, и поносы, и т.д. А в этом отношении Флорасан, конечно, оказывается очень благоприятным фактором в плане нормализации микрофлоры кишечника. И это высвобождает время у наших пациенток, они могут есть спокойно, они не глотают высококалорийные куски, они спокойно и рассудительно могут находиться за столом, выпить чашку кофе, съесть не целое пирожное, а съесть одну четвертую часть.

Драпкина О.М.:

– Владимир Трофимович, я все-таки люблю механизмы.

Ивашкин В.Т.:

– Но вы молодой человек, поэтому вы механизмы любите. А я больше люблю настроение у своих пациентов.

Драпкина О.М.:

– Так вот если моносахариды действуют на кишку, то повышается активность стерол-регуляторного элемента, а чем он активней, тем ниже концентрация холестерина. И чем выше так называемый карбогидрат регуляторного элемента, тем ниже концентрация глюкозы. И вот они, благотворные метаболические эффекты.

Ивашкин В.Т.:

– Вы знаете, из 100 наших слушателей, если их попросить повторить сейчас то, о чем вы рассказываете, то 99 не смогут повторить. Поэтому мы должны все-таки оперировать понятными вещами и для нас, и для наших врачей, и для наших пациентов.

Драпкина О.М.:

– И вот наше понятное заключение. При ожирении нарушается состав кишечной микрофлоры, соответственно, его надо изучать. Нарушения начинаются с уровня генома бактерий. Лечение тучного гипертоника, это всегда комбинированная терапия, в частности, мы приводили пример успешного влияния Ко-Диротона. Перспективно включение в схемы лечения тучных пациентов пробиотиков, в частности Флорасана-D.

Ивашкин В.Т.:

– Да, Флорасана-D, конечно.

Микрофлора кишечника у детей – почему это важно

Микрофлора (или микробиота, микробиом) – это комплекс микроорганизмов разных видов, живущих в симбиозе с человеческим организмом и помогающих ему. Бактерии присутствуют практически на каждом участке нашего тела: во рту, в легких, в носу, на коже. Их нет в желудке: там они не выживают из-за высокой кислотности. Зато в кишечнике присутствуют в большом количестве.

 

Кишечная микрофлора у детей: ее особенности и этапы формирования

 

Бактерии начинают заселять кишечник малыша с самого рождения и сопровождают человека до конца жизни. Ребенок появляется на свет со стерильной пищеварительной системой. В первородном кале микроорганизмов не обнаруживается. Эту фазу называют асептической. 

Но по мере взаимодействия новорожденного с окружающей средой начинает формироваться микрофлора. Происходит это в несколько этапов:

•    2-ая фаза. Во время родов ребенок впервые встречается с бактериями. В его организм попадает микрофлора из половых органов и кишечника матери, в которой преобладают лактобациллы.
•    Транзиторная фаза (первые дни жизни). На формирование микробиоты оказывает влияние несколько факторов: состояние здоровья роженицы, характер питания малыша (грудное или искусственное вскармливание), уровень микробного загрязнения окружающей обстановки. В этот период в организме новорожденного преобладают клостридии и коковая флора (энтерококки, микрококки). Позже их вытесняют энтеробактерии, бифидобактерии. 
•    Фаза трансплантации (первые 2-3 недели). Состав кишечной микробиоты подвержен колебаниям. Стабилизация наступает к концу первого месяца жизни. Доминирующей становится бифидофлора. Искусственное и смешанное вскармливание увеличивают трансплантационный период. При таком питании бифидофлора несколько угнетена. 

 К 4-7 годам отмечаются значительные изменения в микробиоценозе: уменьшается содержание лакто- и бифидобактерий, возрастает число граммположительных аспорогенных организмов. Формирование занимает несколько лет. Обычно только к 12-13 годам состав кишечной микрофлоры у детей становится таким же, как у взрослых. 

 

Коротко о составе микробиоты

 

Нормальная микрофлора кишечника у детей состоит на 90% из молочнокислых микроорганизмов (бифидо- и лактобактерий) и на 10% из энтеробактерий. Но такое соотношение возможно только в том случае, если малыш доношен и здоров. Именно молочнокислые микроорганизмы вырабатывают молочную и уксусную кислоты, которые обеспечивают иммунную защиту от патогенных и гнилостных бактерий. 

Отмечаются характерные особенности микрофлоры у детей, находящихся на грудном и искусственном вскармливании.  Если младенец питается грудным молоком, преобладают бифидобактерии. При кормлении смесями – лактобактерии. 

Состав сформированной кишечной микробиоты представлен 2-мя группами микроорганизмов:

•    Облигатными (обязательными, основными). К ним относятся бифидо-, лакто-, пропионибактерии, энтерококки, кишечные палочки, бактериоды. Они абсолютно безопасны для организма.
•    Факультативные (условно-патогенные). В эту группу входят клостридии, цитро-, энтеробактеры, клебсиеллы. Они могут мирно существовать в кишечнике, не давая о себе знать. Но при снижении местного иммунитета, ухудшении самочувствия человека способны вызвать воспалительный процесс. 

Наличие патогенных микроорганизмов (золотистого стафилококка, холерного вибриона, дрожжевых грибков Кандида) всегда указывает на развитие заболевания. Обычно у здорового человека их нет. Бывают случаи обнаружения в кишечнике небольшого количества (0.01%) возбудителей инфекций, но при отсутствии проблем с иммунной защитой, это не приводит к возникновению патологий. 

 

Роль микрофлоры для здоровья детей

 

Присутствие микроорганизмов необходимо. Нормальная флора кишечника оказывает благоприятное влияние на здоровье, ведь она:

•    Препятствует размножению патогенных штаммов, что спасает от возникновения кишечных инфекций.
•    Предотвращает развитие гнилостных процессов в толстой кишке, останавливает брожение. Это обеспечивает хорошее самочувствие.
•    Завершает процесс переработки пищи, формируя нормальные каловые массы, легко покидающие пищевой тракт. Устраняет предпосылки для поноса или диареи.
•    Способствует всасыванию многих полезных микроэлементов. При этом препятствует проникновению внутрь токсинов.
•    Участвует в синтезе минералов, витаминов, ферментов.
•    Укрепляет детский иммунитет, продуцируя иммуноглобулин А и стимулируя работу лимфоидной ткани, 80% которой присутствует в слизистой пищеварительной системы. 

В 2016 году были опубликованы исследования западных микробиологов, которые пришли к интересным выводам. Оказывается, нормальная микробиота способствует крепкому сну. Мелатонин — гормон, отвечающий за его качество, вырабатывается не только мозгом, но и бактериями кишечника. 

И это еще не все: польза нормофлоры огромна. Она может влиять как на самочувствие, так и на настроение. В частности, бороться с депрессией. Микроорганизмы способствуют снижению концентрации гормона стресса – кортизола, тем самым избавляют от тревожности. 

 

Значимость отдельных бактерий

 

У каждого представителя облигатной группы свои задачи, решение которых позволяет поддерживать здоровье ребенка:

•    Молочнокислые бактерии стимулируют синтез желудочного сока, способствуют быстрому усвоению микроэлементов, устраняют газообразование.
•    Энтерококки, размножаясь в дрожжевой среде или лактозе, улучшают и ускоряют переваривание пищи.
•    Бактероиды нейтрализуют желчь с помощью специального вещества, полученного в процессе брожения. 
•    Кишечная палочка синтезирует лактозу, участвует в выработке витаминов группы В, К. Она выделяет антисептик, способный уничтожить сальмонеллу. 

Отсутствие обязательных микроорганизмов приведет к серьезным проблемам со здоровьем. 

 

Чем грозит нарушение микрофлоры

 

При грамотном уходе за новорожденными, правильном питании малышей и ребят старшего возраста микробное сообщество находится в равновесии. Родители младенцев, не достигших 3-х месяцев, часто сталкиваются с возникающими у малышей коликами, метеоризмом, проблемами с дефекацией. Объясняется это недостатком полезных бактерий и нехваткой ферментов для переваривания молока. 

Опасность представляют и нестерильные погремушки, пустышки, через которые вредоносные бактерии попадают в детский организм и начинают размножаться. 

Нарушение микрофлоры кишечника у ребенка объясняется 2-мя факторами: проникновением патогенных или снижением полезных микроорганизмов. Причины этого бывают разные:

•    Неправильный рацион кормящей мамы.
•    Раннее введение искусственного прикорма.
•    Инфекции.
•    Применение некоторых лекарственных препаратов (противовоспалительных, антибиотиков).
•    Плохая экологическая обстановка.
•    Некоторые заболевания: анемия, рахит.
•    Пребывание ребенка в стрессовой ситуации. 

Все это может привести к дисбактериозу, то есть нарушению баланса патогенной и полезной микрофлорой. Он бывает транзиторным (наблюдается у малышей в первые дни жизни) и истинным. При грудном вскармливании транзиторный быстро проходит, так как молочнокислые бактерии вытесняют болезнетворных аналогов. Но может затянуться у недоношенных младенцев и тех, которым назначили антибиотики.

Истинный дисбактериоз разделяется на 2 вида. При компенсированном виде о нарушении микрофлоры свидетельствуют только анализы кала. Некомпенсированный дисбиоз сопровождается образованием газов, рвотой, вздутием живота. 

 

Симптомы дисбактериоза

 

Медики выделяют 4 степени выраженности патологии. Каждая из них имеет характерные признаки:

1.    Компенсированная. Проявляется появлением слизи в каловых массах, их необычным запахом, снижением аппетита.
2.    Субкомпенсированная. Усиленное газообразование вызывает колики. Нарушается стул, возможно появление поносов или запоров. Ребенок ведет себя беспокойно: малыши часто срыгивают, взрослые ребята испытывают тошноту, чувствуют позывы рвоты.
3.    Средняя. К присутствующим ранее симптомам добавляются повышенная температура, слабость, явно выраженное вздутие живота. Дети плачут, отказываются от еды.
4.    Тяжелая. Характеризуется учащенными испражнениями (до 15 раз в сутки), сильными болями в животе, сухой кожей из-за обезвоживания, бледностью. Возможно развитие анемии, так как полезные микроэлементы не усваиваются. Лечится только в инфекционном отделении. 

Также на любой стадии могут появляться покраснения (особенно в складках кожи), аллергия, молочница в ротовой полости. О дисбактериозе кишечника свидетельствует и диатез у малыша. Такое состояние не пройдет самостоятельно. Оно будет длиться до тех пор, пока не будет выявлена и устранена причина нарушения баланса патогенных и полезных микроорганизмов. 

 

Помощь при дисбактериозе

 

Главная задача – восстановить сбалансированный биоценоз, то есть устранить вредоносные бактерии, уменьшить количество условно-патогенных и увеличить численность полезных микроорганизмов. 

Следует придерживаться правил питания:

•    Кормить ребенка только свежеприготовленными блюдами.
•    Не допускать переедания, так как при этом замедляется процесс переваривания пищи.
•    Придерживаться дробного питания – не менее 5 раз в день.
•    Исключить или ограничить употребление соли.

Для улучшения микрофлоры кишечника ребенку назначают специальную диету. В рацион малышей на смешанном вскармливании добавляются кисломолочные продукты — желательно без красителей и ароматизаторов: простокваша, кефир. Для прикорма лучше выбирать смеси, обогащенные бифидобактериями, олигосахаридами, овощные пюре и каши без сахара. 

Диета для детей старшего возраста предполагает ограничение животных белков, сахара, углеводов. Обязательно должны присутствовать хлеб грубого помола, крупы, овощи. Выбор продуктов во многом зависит от симптоматики. При запоре рекомендуют чернослив, овсянку, свеклу. При поносе – рисовые каши, пюре из цветной капусты, печеные яблоки. При метеоризме – паровые омлеты, легкие бульоны, запеченный картофель. Лучше отказаться от бобовых, сладостей, цельного молока. Способствуют восстановлению биоценоза геркулес и гречка. 

 

Медикаментозное лечение

 

Фармакология предлагает много средств для устранения дисбактериоза разными способами. Обычно применяют:

•    Пребиотики. Формируют благоприятные условия жизни для полезных бактерий. Доказали эффективность сироп «Лактусан», «Дюфалак» в виде суспензии. Назначенные после поноса или курсовой терапии антибиотиками, они способствуют заживлению слизистой кишечника, улучшают пищеварение. 
•    Пробиотики. Используются для заселения флоры, выступают аналогами полезных микроорганизмов. В составе может присутствовать один тип бактерий или несколько. Часто выписывают свечи «Лактобактерин», капсулы «Линекс», «Бифидумбактерин» в виде порошка. 
•    Симбиотики. Совмещают свойства про- и пребиотиков. Создают благоприятную среду и заселяют кишечник полезной флорой. Улучшают пищеварение, продуцируют фолиевую кислоту, пиридоксин, витамин К. В аптеках встречаются «Бифистим», «Максилак», а специально для детей с 4-хмесячного возраста создан «Максилак Бэби».
•    Антибиотики. Назначаются при тяжелом протекании патологии. Устраняют патогенную микрофлору, хорошо справляются с грибами, стафилокками. Наиболее распространен «Метронидазол». 

Все препараты назначает врач. Заниматься самолечением нельзя. Также доктор может выписать дополнительные средства. Детям, подверженным заболеваниям, назначается иммуномоделирующая терапия. При нарушении пищеварения – ферменты, при интоксикации – сорбенты. Для устранения кандидозного дисбактериоза используются «Флукозонал», «Нистатин» — препараты с противогрибковым эффектом. Также могут применяться антидиарейные, антигистаминные, спазмолитические средства. 

 

Профилактика дисбактериоза

 

Нарушение микробной флоры лучше предупредить, чем потом устранять последствия. Причем заниматься профилактикой нужно задолго до рождения малыша. Все начинается с правильного режима дня и сбалансированного питания беременной женщины. Будущая мама должна избавиться от возможных очагов инфекции. Особенно часто они локализуются в мочевыводящих путях и ротовой полости. 

После появления младенца на свет большое значение имеет раннее прикладывание к груди – в течение получаса с момента родов. Не следует быстро отказываться от естественного вскармливания. Введение прикормов должно быть своевременным. Они обязательно должны включать обогащенные бифидобактериями кисломолочные продукты. Выбирать нужно только качественные, желательно с коротким сроком годности, без ароматизаторов. 

Профилактика для ребят старшего возраста заключается в правильном питании, в своевременном лечении болезней ЖКТ, так как они практически всегда нарушают состав кишечной флоры. Если был назначен курс антибактериальных препаратов, после него обязательно прохождение общеукрепляющей терапии. 

Дисбактериоз свидетельствует о сбоях в организме детей. Его нельзя оставлять без внимания. Не допустить нарушений флоры позволят профилактические мероприятия. А своевременное и грамотное лечение восстановит биоценоз, если он все-таки пошатнулся. 

Изучение микрофлоры толстого кишечника у больных с хроническими дисфункциями ЖКТ и коррегирующего действия пробиотиков для ее нормализации Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

УДК 616.3 ББК 54.133 Х-53

Хиштова Нафисет Схатбиевна, преподаватель кафедры морфологических дисциплин лечебного факультета ФГБОУ ВПО «МГТУ», заведующая микробиологической лабораторией ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Адыгея» т.: 89627629090;

Агиров Аслан Хангиреевич, доктор медицинских наук, профессор, руководитель Управления Роспотребнадзора по Республике Адыгея;

Завгородний Сергей Александрович, главный врач ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Адыгея»;

Намитоков Хазрет Асланович, кандидат медицинских наук, доцент кафедры инфекционных болезней АФ ГОУ ВПО КГМУ.

ИЗУЧЕНИЕ МИКРОФЛОРЫ ТОЛСТОГО КИШЕЧНИКА У БОЛЬНЫХ С ХРОНИЧЕСКИМИ ДИСФУНКЦИЯМИ ЖКТ И КОРРЕГИРУЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ПРОБИОТИКОВ ДЛЯ ЕЕ НОРМАЛИЗАЦИИ

(рецензирована)

Изучен микробный пейзаж содержимого толстой кишки до и после действия пробиотиков у больных с воспалительными процессами ЖКТ. Обнаружены определенные микроэкологические нарушения состава микрофлоры. Выявлена тенденция к положительным сдвигам в составе экосистемы толстой кишки и увеличения количества больных с менее выраженной степенью дисбактериоза после коррекции препаратами лактобацилл и бифидобактерий на фоне терапевтического лечения.

Ключевые слова: лактобактерии, бифидобактерии, микробный пейзаж, дисфункция ЖКТ, пробиотики.

Khishtova Nafiset Skhatbievna, lecturer of the Department of Morphological Disciplines of the Medical Faculty of FSBEIHPE “MSTU”, head of the microbiology laboratory of the”Center of Hygiene and Epidemiology in the Republic ofAdyghea”, tel.: 89627629090;

Agirov Aslan Khangireevich, MD, professor, Head of Rospotrebnadzor of the Republic of Adyghea;

Zavgorodny Sergey Alexandrovich, chiefphysician of the «Center of Hygiene and Epidemiology in the Republic of Adyghea”;

Namitokov Khazret Aslanovich, Candidate of Medicine, assistant professor of the Department of Infectious Diseases AF SEI HPE KSMU.

STUDY OF COLON MICROFLORA IN PATIENTS WITH CHRONIC DISTURBANCES OF THE DIGESTIVE TRACT AND CORRECTIVE EFFECT OF PROBIOTICS FOR ITS NORMALIZING

(Reviewed)

The microbial landscape of the contents of the colon before and after the action of probiotics in patients with inflammations of gastrointestinal tract has been studied. Some microecological violations of microflora have been revealed. The tendency to positive changes in the ecosystem of the colon and increase in the number of patients with less severe degree of dysbiosis after correction preparations of lactobacilli and bifidobacteria has been revealed.

Keywords: lactobacilli, bifidobacteria, microbial landscape, disfunction, gastrointestinal tract, probiotics.

Введение. Симбиотической микрофлоры кишечника выполняет ряд важных функций [2, 3, 7]. Нормальная микрофлора одной из первых вовлекается в различные патологические процессы, ее изменения наступают раньше отклонений в клинико-физиологическом статусе организма [6, 8,

11, 12]. Основным средством сохранения и коррекции индигенной кишечной микрофлоры остаются пробиотические препараты на основе высокоантагонистических штаммов лактобацилл и бифидобактерий [1, 7, 9].

Цель нашего исследования — изучение микроэкологического дисбаланса толстого кишечника и коррегирущего действия пробиотиков у больных с хроническими заболеваниями желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).

Материал и методы. Были исследованы пробы фекалий, полученные от 548 больных с хроническими заболеваниями пищеварительной системы: 442 больных с патологией

проксимальных отделов ЖКТ (гастриты, гастродуодениты, язвенная болезнь желудка и 12-

перстной кишки) и 106 больных с хроническими дисфункциями кишечника (дискенезия ЖКТ, синдром раздраженного кишечника).

Пробы нативных фекалий исследовали на наличие аэробных, анаэробных условно патогенных бактерий и общепризнанных индигенных бактерий. Идентификация изолятов осуществлялась по методу Berdgy. Степень обсемененности образца выражали в колониеобразующих единицах на 1 г фекалий (КОЕ/г). Результаты микробиоценоза оценивали по принятой методике исследования на дисбактериоз [6, 10].

У 25 больных проводили изучение комплексного воздействия пробиотиков: лактобациллы и бифидобактерии назначали на фоне проводимого лечения с учетом нозологической формы заболевания, клинической симптоматики и результатов микробиологических исследований. Разовые дозы составляли 5 доз при трехкратном применении, длительность курса 18-21 дней (в среднем около 3 недель). Одна условная доза бифидобактерий составляет не менее 1*107 м.к., лактобактерий — не менее 2*109. За основные критерии бактериологической эффективности пробиотиков принимали популяционный уровень бифидобактерий, лактобацилл и эшерихий с неизменными ферментативными свойствами, а также качественные и количественные характеристики содержания в толстой кишке ферментативно измененных (ФИЭ) и гемолитических эшерихий, патогенных и условно патогенных микроорганизмов.

Результаты исследования.

Полученные данные исследований представлены в таблице 1.

Таблица 1 — Частота встречаемости лабораторных показателей у обследованных

Лабораторные показатели Частота встречаемости, абс. (п=210), %

Нарушения состава микрофлоры фекалий 198

94,3±1,6

В числителе — частота встречаемости у группы больных в абсолютных числах, в знаменателе -процент встречаемости к числу обследованных.

В результате исследований установлено, что у 198 (94,3%) больных, выявлены определенные микроэкологические нарушения состава микрофлоры. Изменения наблюдались в количественном, видовом и качественном составе облигатной и факультативной флоры (таб. 2). Анализ полученных данных свидетельствовал о том, что у обследуемых больных отмечался дефицит лакто- и бифидумбактерий. Так концентрация бифидумбактерий менее 108 у больных первой и второй группы встречается в 70 и 65 %, а лактобактерий менее 105 — в 50 и 62,5 % случаев соответственно.

Таблица 2 — Состав микробной флоры фекалий у обследованных больных

№ Изменение некоторых показателей микрофлоры Частота встречаемости, %

у 1 группы больных, абс. (п=442) у 2 группы больных, абс. (п=106) Р (п> 30)

1. Снижение уровня бифидобактерий менее 100 млн. КОЕ/г 309 69 t= 0,96 P> 0,5

70,0±2,2 65,0±4,7

2. Снижение уровня лактобактерий менее 100 тыс. КОЕ/г 221 66 t= 2,26 p> 0,02

50,0±2,4 62,2±4,7

3. 1,7 p> 0,05

2,9±0,8 7,5±2,6

6. Повышение уровня условно патогенных бактерий более 10 тыс. КОЕ/г 151 95 t= 15,38 p< 0,001

34,2±2,2 89,6±2,9

7. Появление гемолизирующих форм E.coli 85 24 t= 0,77 P< 0,5

19,2±1,7 22,6±4,1

8. Повышение уровня лактозонегативных E.coli более 100 тыс. КОЕ/г 59 14 t= 0,27 P> 0,5

13,3±1,6 13,2±3,3

9. Снижение количества E.coli менее 1 млн. КОЕ/г 0 34 t= 7,13 p< 0,001

32,1±4,5

10. Повышение уровня E.coli более 400 млн. 2,1 p< 0,05

4,1±0,9 10,4±2,9

В числителе — частота встречаемости у группы больных в абсолютных числах, в знаменателе -процент встречаемости к числу обследованных.

Вместе с тем, и в первой и во второй группе обследуемых выявлены микроорганизмы, показатели которых превышают существующие нормы: у 34,2% обследованных в первой группе и 89,6% во второй группе обнаружены условно патогенные энтеробактерии, коагулазоотрицательные стафилококки — в 11,8 и 64,2%, S. aureus — в 11,1 и 22,6%, дрожжеподобные и плесневые грибы — в 15,2 и 58,5 % , протей — в 4,1 и 10,4 % соответственно. Отмечено появление лактозонегативных форм в 13,5 и 13,2 % и гемолитических форм E.coli в 19,2 и 22,6 % обследуемых 1 и 2 группы, говорящих о наличии воспалительных процессов ЖКТ [4, 5, 13].

Во второй группе больных с хроническими дисфункциями кишечника чаще, чем в первой группе встречаются изменения в составе микрофлоры: рост условно-патогенных энтеробактерий -в 2,6 раза, гемолизирующих эшерихий — в 1,2 раза, дрожжеподобных и плесневых грибов — в 3,8 раза, протея — в 2,5 раз, КОС — в 5,4 раза, патогенного стафилококка — в 2,0 раза.

Отмечен высокий процент хронических больных, у которых наблюдалось снижение количества нормальной Е. coli — 32,1%. В первой группе таких больных не выявлено, но были выявлены лица, с повышенным уровнем кишечной палочки — 36,4%, что в 2,4 раза превысило показатель во второй группе.

Лечение пробиотиками оказывало определенное положительное влияние на течение болезни (таб. 3):

Таблица 3 — Динамика лабораторных показателей у обследованных больных (п =25) под влиянием лечения препаратами «Бифидумбактерин» и «Лактобактерин»

N Лабораторные показатели Динамика показателей (n=25), % Р n=50

п/п до лечения после лечения

1. Нарушения состава 25 7 t= 8,0

микрофлоры фекалий 100,0 28,0±9,0 p< 0,001

В числителе — частота встречаемости в абсолютных числах, в знаменателе — % к числу обследуемых.

У большинства больных улучшился и состав микрофлоры фекалий: только у 7 больных наблюдались нарушения состава микрофлоры — 28,0%, тогда как этот показатель до лечения составлял 100%.

Бактериологическое обследование больных (таб. 4) показало увеличение частоты встречаемости и количества бактерий рода Lactobacillus в фекалиях. Одновременное применение бифидумбактерина позволило добиться более выраженной элиминации условно — патогенных микроорганизмов из кишечника и увеличить количество бифидобактерий до более высоких величин. Результаты бактериологических исследований испражнений, проведенных на 18-21 день лечения, показали, что микробиоценоз кишечника по компоненту бифидобактерий нормализовался у 92,0%, по эшерихиям — в 76,0% случаев, по содержанию лактобактерий — у 44,0.

Таблица 4 — Влияние препаратов “Бифидумбактерин ”и «Лактобактерин» на состав микробной флоры фекалий у обследованных больных (п=25)

№ Микроорганизмы M±m в 1 г кала (норма) до лечения Через 21 день после лечения Р

1. Бифидобактерии (млрд.) 3,6±0,2 0,5±1,0 2,8±1,0 <0,05

2. Лактобактерии (млн.) 55,0±8,9 9,0±4 48,0±15 <0,05

3. Кишечные палочки (млн.) 101,4±13,4 22,0±16 78,0±10 <0,05

4. Кишечные палочки ферментативно измененные (млн.) 10,2±3,1 59,0±17 14,0±8 <0,05

5. Кишичные палочки гемолизирующие (тыс.) 0 73,1±13,0 9,1±3,2 <0,01

6. Энтеробактерии (млн.) 32,3±6,4 230,0±70 55,0±9 <0,05

7. Стафилококки (млн.) 0,22±0,068 3,5±0,9 0,7±0,1 <0,01

8. Грибы (тыс.) 7,8±2,0 19,6±5,2 8,4±3,3 >0,1

9. Протей (тыс.) 0,57±0,01 3,8±0,7 0,7±0,2 <0,01

Важно отметить, что использование пробиотиков позволило ограничить вегетирование в кишечнике УПМ в концентрации выше допустимой в 100% случаев. К концу лечения у больных достоверно увеличивалось количество анаэробных микроорганизмов (бифидо- и лактобактерий) в 2,8 и 5,3 раза, увеличивалось количество полноценных кишечных палочек в 3,6 раз. Выявлялась

тенденция к положительным сдвигам в составе микрофлоры толстой кишки: уменьшилось количество неполноценной и гемолизирующей кишечной палочки в 4,2 и 8,0 раз, количество условно-патогенных энтеробактерий в 4,2 раза.

Однако продолжали выявляться грибы рода кандида, гемолизирующие кишечная палочка, золотистый стафилококк, протей в значениях, превышающих норму — 8,4±3,3; 9,1±3,2; 0,7±0,1; 0,7±0,2 М±т/г.

Обсуждение. Изучение микрофлоры толстого кишечника у двух групп больных с хроническими заболеваниями ЖКТ, выявило у них изменение состава микробиоценоза кишечника разной степени. В обеих группах отмечалось снижение уровня бифидо — и лактобактерий и, наоборот, увеличение условно патогенных бактерий. В группе больных с хроническими дисфункциями кишечника отмечалась более высокая частота встречаемости изменений показателей нормофлоры.

Совместное применение препаратов на основе бифидум- и лактобактерий выявило увеличение количества больных с менее выраженной степенью дисбактериоза. Выявлена тенденция к положительным сдвигам в составе экосистемы толстой кишки: происходит изменение метаболической активности толстокишечной микрофлоры и родового состава микрофлоры. Отмечается тенденция к нормализации анаэробно-аэробных взаимоотношений.

Литература:

1. Микроэкологические изменения кишечника и их коррекция с помощью лечебнопрофилактических препаратов / В.М. Бондаренко [и др.] // Журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2003. №4 (прил. №20). С. 66-76.

2. Бондаренко В.М., Мацулевич Т.В. Дисбактериоз кишечника как клинико- лабораторный синдром: современное состояние проблемы. М.: ГЭОТАР — медиа, 2007. С. 207.

3. Бондаренко В.М., Лиходед В.Г. Идеи И.И. Мечникова и современная микроэкология кишечника человека // Журнал микробиологии. 2008. №5. С. 29-35.

4. Бондаренко В.М., Лыкова Е.А., Мацулевич Т.В. Синдром избыточного роста в тонкой кишке в аспекте дисбактериоза кишечника // Там же. 2006. №6. С. 57-63.

5. Бондаренко В.М., Червинец В.М., Воробьев А.А. Роль персистирующих условнопатогенных бактерий в патогенезе язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки // Там же. 2003. №4. С. 1-17.

6. Коршунов В. М., Смеянов В. В., Ефимов Б. А. Рациональные подходы к проблеме коррекции микрофлоры кишечника // Вестник РАМН. 1996. №2. С. 5- 60.

7. Лесняк С. В., Евтухова Л. Н., Шимчук Л. Ф. О свойствах препаратов из нормальной микрофлоры человека // Антибиотики и микроэкология человека и животных. М., 1988. С. 136-140.

8. Несвижский Ю. В. Изучение изменчивости кишечного микробиоценоза человека в норме и патологии // Вестник РАМН. 2003. №3. С. 49-53.

9. Иммунобиологические препараты и перспективы их применения в инфектологии / Онищенко Г.Г. [и др.]. М., 2002.

10. Протокол ведения больных. Дисбактериоз кишечника: ОСТ 91500.11.0004-2003. Введ. в действие приказом М-ва здравоохранения РФ №231 от 09.06.2003.

11. Применение пробиотиков в комплексной терапии хронической неинфекционной патологии у человека: пособие для врачей / под ред. А.Н. Чередеева. Новосибирск, 2004. С. 107.

12. Шендеров Б. А. Нормальная микрофлора и её роль в поддержании здоровья человека // Рос. журн. Гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 1998. №1. С. 61-65.

13. Volaard E.J., Clasener H.A.L. Colonization resistance // Antimicrob. Agents Chemother. 1994. №38. Р. 409-414.

References:

1. Microecological intestines changes and their correction with health care products / Bondarenko V.M. // Journal of gastroenterology, hepatology, coloproctology. 2003. № 4 (Appendix № 20). P. 66-76.

2. Bondarenko V.M., Matsulevich T.V. Intestine dysbacteriosis as clinical and laboratory syndrome: current problems. M.: GEOTAR — Media, 2007. P. 207.

3. Bondarenko V.M., Likhoded V.G. Ideas of I.I. Mechnikov and modern human intestinal microenvironment // Journal of Microbiology. 2008. № 5. P. 29-35.

4. Bondarenko V.M., Lykova E.A., Matsulevich T.V. Syndrome of excess weight in the small

intestine in terms of intestinal dysbiosis // Journal of Microbiology. 2006. № 6. P. 57-63.

5. Bondarenko V.M., Chervinets V.M., Vorobyov A.A. The role of persistent pathogenic bacteria in the pathogenesis of gastric and duodenal ulcer // Journal of Microbiology. 2003. № 4. P.11-17.

6. Korshunov V.M., Smeyanov V.V., Efimov B.A. Rational approaches to the correction of intestinal microflora //Bulletin of RAMS. 1996. № 2. P. 60-65.

7. Lesnyak S.V., Evtikhova L.N., Shimchuk L.F. On the properties of preparations from normal human microflora. In: S.M. Navashin, B.A.Shenderov // Antibiotics and microenvironment of human and animals. M., 1988. P. 136-140.

8. Nesvizhski Y.V. Study of the variability of the intestinal microbiota in human health and disease. 2003. Bulletin of RAMS. 2003. № 3. P. 49-53.

9. Immunobiological preparations and prospects for their use in infectology / Onishchenko G.G. M., 2002, SEI VUNMTC MoH RF.

10. Protocols for patients. Intestines dysbacteriosis: OST 91500.11.0004-2003. Enaxted by the Order of the Ministry of Health of the Russian Federation № 231 from 09.06.2003.

11. The use ofprobiotics in the treatment of chronic non-infectious diseases in humans. (Manual for physicians) // Ed. A.N. Cheredeeva. Novosibirsk, 2004. P.107.

12. Shenderov B.A. Normal microflora and its role in maintaining human health // Rus. Journal of Gastroenterology, hepatology, coloproctology. 1998. № 1. P.61-65.

13. Volaard E. J., Clasener H. A. L. Antimicrob. Agents Chemother. 1994: 38: 409.

Микробиология желудочно-кишечного тракта – медицинская микробиология

Общие понятия

Состав и распределение микрофлоры кишечника

Микрофлора кишечника представляет собой сложную экосистему, содержащую более 400 бактериальных разновидность. Анаэробы преобладают над факультативными анаэробами. Флора скудна в желудок и верхний отдел кишечника, но обильный в нижнем отделе кишечника. Бактерии происходят как в просвете, так и прикреплены к слизистой оболочке, но в норме не проникают в стенка кишечника.

Метаболическая активность

Кишечные бактерии являются важнейшим компонентом кишечно-печеночной циркуляции в метаболиты, которые конъюгируются в печени и выделяются с желчью. деконъюгируется в кишечнике бактериальными ферментами, затем всасывается через слизистой оболочки и возвращаются в печень по портальному кровообращению. Многие лекарства и эндогенные соединения подвергаются энтерогепатической циркуляции. Антибиотики, которые подавление флоры может изменить экскрецию фекалий и, следовательно, уровень в крови эти соединения.Флора также играет роль в переваривании клетчатки и синтезе определенные витамины.

Кишечная микрофлора

Кишечная микрофлора может предотвращать инфекцию, воздействуя на патогены. Флора включает небольшие популяции потенциально патогенных организмов, таких как Clostridium difficile . Антибиотики, нарушающие баланс нормальной флоры может способствовать как заражению экзогенными возбудителями, так и обрастание эндогенными возбудителями. Если стенка кишечника повреждена, кишечная бактерии могут попасть в брюшину и вызвать перитонит и абсцессы.

Бактериальные диареи

Энтеротоксинопосредованные диареи : Энтеротоксигенные бактерии, такие как Vibrio cholerae и энтеротоксигенные Escherichia coli , колонизируют верхние отделы кишечника и вызывают водянистую диарею. вырабатывает энтеротоксин, который стимулирует клетки слизистой оболочки выделять жидкость через повышение внутриклеточного АМФ.

Инвазивные диареи : Инвазивные бактерии, такие как Shigella и Campylobacter проникают в слизистая кишечника.Кровянистый, слизистый диарейный стул с воспалительным экссудатом произведено.

Вирусные диареи

Ротавирус и калицивирус (ранее Норуолкский вирус) являются основными возбудителями диареи болезнь. Ротавирусная диарея поражает в основном детей раннего возраста; Калицивирус вызывает заболевание во всех возрастных группах

Паразитарные диареи

Некоторые простейшие (особенно Entamoeba histolytica и Giardia lamblia ), а также некоторые кишечные гельминты могут вызывают диарейные заболевания.

Клинический диагноз

Обычно энтеротоксигенные бактерии и вирусы поражают верхний отдел кишечника, вызывая водянистый понос и боль в околопупочной области. Инвазивные бактерии действуют преимущественно в толстой кишки ( Shigella и Campylobacter ) или нижняя часть подвздошной кишки ( Salmonella ). Стул при этих заболеваниях может содержать кровь. Для колита характерны болезненные потуги при дефекации (тенезмы).

Состав и распространение микрофлоры

Бактериальные обитатели желудочно-кишечного тракта человека составляют комплекс экосистема.В фекалиях человека обнаружено более 400 видов бактерий. один человек. Преобладают анаэробные бактерии. Верхний отдел желудочно-кишечного тракта (т. желудок, двенадцатиперстная кишка, тощая кишка и верхние отделы подвздошной кишки) в норме содержат скудную микрофлору; концентрация бактерий менее 10 4 микроорганизмов/мл кишечной выделения (). Большинство из них микроорганизмы выводятся из ротоглотки и проходят через кишечник с каждым приемом пищи. Колонизация верхних отделов кишечника колиформными организмами является патологическим явлением и характерен для некоторых инфекционных патогенов, таких как Vibrio cholerae и энтеротоксигенные Escherichia coli .В Напротив, толстая кишка обычно содержит обильную микрофлору с общим концентрации 10 11 бактерий/г стула (). Анаэробы, такие как Bacteroides , анаэробных стрептококков и клостридий больше, чем факультативных анаэробов, таких как E coli в 1000 раз.

Рисунок 95-1

Концентрация бактериальной флоры в регионах желудочно-кишечный тракт.

Характер бактериальной флоры изменяется не только по длине желудочно-кишечного тракта, но и в поперечном сечении относительно слизистой оболочки поверхность.Бактерии занимают просвет, покрывают эпителиальные клетки и прилипают к слизистая оболочка. Проникновение бактерий через поверхность слизистой оболочки является патологическим явлением; патогены, такие как Shigella , Salmonella и Campylobacter внедряются таким образом.

Те же самые механизмы, которые контролируют нормальную флору, также защищают кишечник от инвазия возбудителей. Желудочная кислота в желудке убивает большинство микроорганизмов, проглотил. Лица со сниженной или отсутствующей желудочной кислотой имеют высокую частоту бактериальная колонизация в верхних отделах тонкой кишки и более восприимчивы к бактериальная диарейная болезнь.Желчь обладает антибактериальными свойствами и поэтому может быть еще один фактор контроля над флорой. Передняя пропульсивная моторика (перистальтика) является ключевым элементом подавления флоры верхних отделов кишечника. Наконец, сама микрофлора, вырабатывая собственные антибактериальные вещества (например, бактериоцины и жирные кислоты), стабилизирует нормальные популяции и предотвращает имплантацию патогены.

Метаболическая активность микрофлоры

Метаболические возможности кишечных бактерий чрезвычайно разнообразны.Бактериальный ферменты могут использовать в качестве субстрата практически любое соединение в просвете кишечника, будь то принимаемые перорально или попадающие в кишечник путем секреции через желчные пути или непосредственно через слизистую оболочку.

Энтерогепатическая циркуляция

Ферменты, продуцируемые кишечными бактериями, играют центральную роль в энтерогепатической циркуляции. обращение. Вещества, которые подвергаются энтерогепатической циркуляции, метаболизируются в печени, выделяется с желчью и попадает в просвет кишечника, где реабсорбируются через слизистую оболочку кишечника и возвращаются в печень через портальное кровообращение.Энтерогепатическая циркуляция обычно включает соединения, которые конъюгируются в печени с полярной группой, такой как глюкуроновая кислота, сульфат, таурин, глицин или глутатион. Конъюгация увеличивает растворимость метаболита в желчи, но конъюгированные соединения плохо всасывается слизистой оболочкой кишечника. Ферменты, вырабатываемые кишечником бактерии, такие как ß-глюкуронидаза, сульфатаза и различные гликозидазы — деконъюгируют эти соединения, высвобождая родительские соединения, которые легко всасываются через стенку кишечника.Многие эндогенные соединения подвергаются кишечно-печеночной циркуляции, в том числе билирубин, желчные кислоты, холестерина, эстрогенов и метаболитов витамина D. Кроме того, многие препараты которые выделяются печенью, включая наперстянку, диэтилстилбестрол, морфин, колхицин, рифампицин и хлорамфеникол входят в этот путь.

Антибиотики блокируют кишечно-печеночную циркуляцию, подавляя кишечную флоры и тем самым снижая уровень деконъюгирующих ферментов. Если антибиотик назначается пациенту, который также принимает лекарство, подвергающееся энтерогепатическому циркуляции, возникающее в результате угнетение энтерогепатической циркуляции будет увеличивают экскрецию препарата с калом и тем самым снижают его уровень в плазме крови и период полураспада.Например, уровни в крови и период полувыведения эстрогена при рождении. контрольные таблетки уменьшаются при приеме антибиотиков.

Микрофлора и питание

Ферменты, вырабатываемые кишечными бактериями, играют важную роль в метаболизме несколько витаминов. Кишечная микрофлора синтезирует витамин К, являющийся необходимый кофактор в производстве протромбина и других факторов свертывания крови факторы. Лечение антибиотиками, особенно у лиц, соблюдающих диету низким содержанием витамина К, может привести к снижению уровня протромбина в плазме и склонности к кровоточить.Кишечные бактерии также синтезируют биотин, витамин В 12 , фолиевую кислота и тиамин.

Кишечная флора способна ферментировать неперевариваемые углеводы (пищевые волокна) до жирных кислот с короткой цепью, таких как ацетат, пропионат и бутират. Основным источником таких ферментируемых углеводов в толстой кишке человека являются растительные клетки. стеновые полисахариды, такие как пектины, целлюлоза и гемицеллюлоза. кислоты продуцируемые бактериями из этих волокнистых субстратов, могут быть важным источником энергии. источник для хоста.

У некоторых людей наблюдается дефицит кишечной лактазы, фермента слизистой оболочки, ответственного за для гидролиза дисахарида лактозы в молоке. У этих людей лактоза плохо переваривается и всасывается в кишечнике. лактоза, которая достигает толстая кишка подвергается интенсивному бактериальному брожению. Результат может быть вздутие живота, метеоризм и диарея.

Кишечная микрофлора и инфекции

Защитная активность флоры

Как и другие сложные экосистемы, кишечная микрофлора относительно стабильна с течением времени, поддерживая примерно постоянное количество и типы бактерий в каждом область кишечника.Стабильность нормальной флоры препятствует инфицированию экзогенных патогенов и предотвращает чрезмерный рост потенциально патогенных членов. Новые организмы, которые попадают в систему с зараженной пищей или водой, обычно подавляется установленной флорой. Это подавление связано с производством представителями резидентной флоры противомикробных веществ, таких как бактериоцины или короткоцепочечные жирные кислоты, подавляющие рост чужеродных микроорганизмы. Антибиотики, убивающие часть кишечной флоры, могут вызвать расстройство его баланс и может открыть дверь для инфекции или патологического разрастания.

Патогенез пищевого отравления Salmonella иллюстрирует это явление. Нормальные люди довольно устойчивы к Salmonella , и для инициировать заражение. Если кишечная флора подавлена ​​антибиотиками, однако человек становится гораздо более восприимчивым и может быть инфицирован относительно небольшой инокулят.

Болезни, вызванные чрезмерным ростом потенциальных патогенов

Нормальная кишечная флора включает небольшие популяции организмов, вызывающих болезни, если они перерастают.Например, разрастание Clostridium difficile вызывает тяжелое воспаление толстой кишки с диареей. (псевдомембранозный колит). Введение антибиотиков запускает процесс путем подавления нормальной флоры.

Перитонит

Бактерии кишечной флоры являются основной причиной инфекции в брюшной полости при нарушении нормальных барьеров кишечной стенки. Стенка кишки может быть перфорирована при травмах (ножевые ранения, огнестрельные ранения, тупой травмой), заболеванием (аппендицит, проникающий рак кишечника) или хирургические процедуры.При нарушении слизистого барьера бактерии проникают внутрь. через кишечную стенку в обычно стерильную брюшную полость и ее окружающие конструкции. Нарушение кровообращения, снижение снабжения кислородом и отмершие ткани вблизи перфорации способствуют формированию абсцесса и особенно способствуют росту анаэробных бактерий. Культуры брюшины абсцесс обычно дают несколько типов бактерий из кишечника микрофлора, особенно виды Bacteroides , Clostridium и Peptostreptococcus и Кишечная палочка .

Бактериальные диареи

Энтеротоксин-опосредованные диарейные заболевания

Некоторые энтеротоксин-продуцирующие бактерии вызывают диарейные заболевания (). Диарейная болезнь вызванные Vibrio cholerae и энтеротоксигенными штаммами E coli имеет три основные характеристики. Во-первых, есть потеря кишечной жидкости, связанная с действием энтеротоксина на эпителиальные клетки тонкой кишки. Во-вторых, сам организм не вторгается в поверхность слизистой оболочки; скорее, он колонизирует верхний отдел тонкой кишки, прикрепляясь к эпителиальные клетки и вырабатывающие энтеротоксин.Архитектура слизистой оболочки остается интактным без признаков разрушения клеток. Бактериемия не происходить. В-третьих, фекальные выделения водянистые и часто объемные, так что диарея может привести к клиническому обезвоживанию. Жидкость берет свое начало в верхних тонкая кишка. где энтеротоксин наиболее активен.

Таблица 95-1

Бактерии, продуцирующие токсины, вызывающие диарею.

Холера

Парадигмой энтеротоксигенных диарейных болезней является холера (см.24), при котором объем стула может превышают 1 л/ч, с суточным дефекацией от 15 до 20 л, если пациент находится на гидратированный. Холера вызывается возбудителем V cholerae , который обычно попадает в зараженную воду. Вибрионы, пережившие прохождение через желудок колонизируют поверхность тонкой кишки, размножаются и вырабатывают энтеротоксин. Холерный токсин действует через аденилатциклазу, стимулируя секрецию воды и электролитов из эпителиальных клеток в просвет кишки. двенадцатиперстная кишка и верхний отдел тощей кишки более чувствительны к токсину, чем подвздошная кишка.Толстая кишка относительно нечувствительна к токсину и все еще может поглощать воду и электролиты в норме. Таким образом, холера – это «переполнение диарея», при которой большие объемы жидкости вырабатываются в верхних кишечника подавляют резорбтивную способность нижних отделов кишечника.

Стул при холере описывается как напоминающий рисовый отвар — прозрачная жидкость испещрен слизью и изотоничен плазме. микроскопия не выявляет воспалительные клетки в фекальных выделениях; все, что можно увидеть, это маленькие цифры отслоившихся клеток слизистой оболочки.

Энтеротоксигенная кишечная палочка Диарея

Некоторые штаммы E. coli вызывают диарейную болезнь путем выработки энтеротоксины (см. гл. 25). Эти штаммы продуцируют два типа энтеротоксина. Одним из них является термолабильный токсин. сходен по структуре и механизму действия с холерным токсином. Другой, называется термостабильным токсином, по-видимому, действует через гуанилатциклазу. Энтеротоксигенный Штаммы кишечной палочки являются наиболее частой причиной диарея

Другие токсины, вызывающие диарею

Многие штаммы Shigella продуцируют энтеротоксин, называемый шига токсин, вызывающий секрецию жидкости из тонкой кишки (см.22). Шига-токсин имеет деструктивное, цитотоксическое действие на эпителий тонкой кишки, вызывающее макроскопические повреждение поверхности кишечника. Не активирует аденилатциклазу. Э coli 0157:H7, микроорганизм, связанный с потреблением недоваренное рубленое мясо также производит шигаподобный токсин; это вызывает кровавый диарея и колит. Организм, продуцирующий другой тип цитотоксина, Vibrio parahaemolyticus , бактерия, ассоциированная с морепродукты. Штаммы пищевого отравления Staphylococcus aureus и Clostridium perfringens продуцируют энтеротоксины, цитотоксический.Стафилококковый энтеротоксин также оказывает прямое действие на рвотный центр в головном мозге.

Желудочно-кишечные заболевания, вызванные инвазионными бактериями

В отличие от энтеротоксигенных организмов основное воздействие оказывают инвазивные бактерии на хозяина, вызывая грубое разрушение эпителиальной архитектуры; гистологические данные включают изъязвление слизистой оболочки и воспалительную реакцию в собственная пластинка. Основными возбудителями этой группы являются Salmonella, Shigella, Campylobacter , инвазивный E coli и Yersinia .Энтеровирусы также проникают в эпителиальные клетки кишечника, но степень разрушения слизистой оболочки значительно меньше, чем вызываемые инвазивными бактериальными патогенами.

Salmonella Энтерит

Salmonella видов являются частой причиной пищевых отравлений. Основным местом поражения является нижняя часть подвздошной кишки, где сальмонеллы вызывают поражение слизистой оболочки. изъязвление. Они быстро проникают через поверхность эпителия в lamina propria и попадают в лимфатические и кровеносные сосуды.Минимум две вирулентности факторы, связанные с кишечной инфекцией: один отвечает за слизистую оболочку инвазия, а другая вызывает секрецию жидкости и электролитов в кишечник.

Shigella Дизентерия

Shigella микроорганизмы вызывают бациллярную дизентерию, инвазивный диарейное заболевание нижних отделов кишечника, при котором стул содержит воспалительные экссудат, состоящий из полиморфноядерных лейкоцитов. Бациллы проникают в эпителия толстой кишки и вызывают поверхностные изъязвления.Этот инвазивный процесс зависит от наличия двух факторов вирулентности. Первый опосредует первоначальный проникновение на поверхность слизистой за счет разрушения щеточной каймы; бактерии впоследствии поглощаются инвагинацией плазматической мембраны. Второй Фактор вирулентности позволяет микроорганизму размножаться в слизистой оболочке. Возникают изъязвления слизистой оболочки, сопровождающиеся интенсивной воспалительной реакцией в собственная пластинка. Инфекция обычно ограничивается слизистой оболочкой; лимфа поражение лимфатических узлов и бактериемия встречаются редко.

Производство жидкости при инвазивных диарейных заболеваниях

Механизм(ы), с помощью которого жидкость, вызывающая водянистую диарею, образуется в инвазивные диарейные заболевания обсуждаются. Было три механизма предложенный. Во-первых, Шигелла и, возможно, Штаммы Salmonella , по-видимому, продуцируют энтеротоксин, который стимулирует слизистую оболочку к секреции воды и электролитов. Во-вторых, есть доказательства того, что инвазивные организмы стимулируют синтез простагландинов в этом месте воспаления и что простагландины вызывают секрецию жидкости.В у экспериментальных животных секрецию жидкости можно блокировать ингибиторами простагландинов такие как индометацин и аспирин. В-третьих, некоторые данные свидетельствуют о том, что повреждение эпителий толстой кишки вызывает диарею, препятствуя нормальной резорбции жидкость.

Вирусные диареи

Два вируса — ротавирус (см. 63) и калицивирус (вирус Норуолк) (см. гл. 65) — были идентифицированы как основные кишечные инфекции. возбудителей у человека. Ротавирусы являются очень важной причиной младенческой диарея, которая в неразвитых странах может привести к летальному исходу.Заразиться могут и взрослые выделяют вирус, но клиническая форма заболевания проявляется почти исключительно у детей младше 2 года. Калицивирус, напротив, может вызывать гастроэнтерит во всех возрастных группах и во всех возрастных группах. является причиной крупных эпидемий. Начальное поражение формируется в проксимальном отделе тонкой кишки. Архитектура слизистой оболочки повреждена, с укорочением ворсинок и гиперплазией склепы. Затем в собственной пластинке появляется воспалительный экссудат.

Механизмы, ответственные за секрецию жидкости при вирусных диареях, не установлены. разъяснено.Известно, что заражение калицивирусом может вызывать стеаторею и мальабсорбции ксилозы и вызывает прямое повреждение ферментов щеточной каемки. Активность аденилатциклазы в эпителиальных клетках не изменяется при остром болезнь.

Паразитарные диареи

Некоторые виды простейших и гельминтов могут вызывать диарейные заболевания. Что-нибудь из этого инфекциями можно заразиться в Соединенных Штатах, хотя контакт с кишечными паразиты гораздо чаще встречаются в тропических и развивающихся странах.Некоторые из более частыми причинами паразитарной диареи являются Entamoeba histolytica , Giardia lamblia , Strongyloides stercoralis , и кишечные сосальщики.

Клиническая диагностика диарейных заболеваний

Понимание патофизиологии может быть использовано для постановки предварительного диагноза при больных инфекционной диареей (). Возможно, наиболее удобный подход заключается в разделении патогенов, вовлекают тонкую кишку из тех, которые атакуют толстую кишку.Энтеротоксигенный бактерии ( E coli, V cholerae ), вирусы и паразиты Giardia являются примерами патогенов тонкого кишечника. Эти организмы вызывают водянистую диарею, которая может привести к обезвоживанию. Боль в животе, хотя часто диффузный и плохо очерченный, обычно околопупочный. микроскопический исследование кала не выявляет сформированных клеточных элементов, таких как эритроциты и лейкоциты.

Таблица 95-2

Клинические признаки диарейных заболеваний.

Патогены толстого кишечника (основные из них Shigella и Campylobacter ) являются инвазивными микроорганизмами и вызывают клинические синдром, известный как дизентерия.Вовлечение толстой кишки настоятельно рекомендуется характерная ректальная боль, известная как тенезмы. Хотя фекальные выделения могут быть сначала водянистый, ко второму-третьему дню болезни стул скудный и частый кровянистые или мукоидные. Микроскопическое исследование почти всегда выявляет обильные эритроциты и лейкоциты. При ректоскопии определяется диффузно изъязвленная, геморрагическая и рыхлая слизистая оболочка толстой кишки.

Пищевое отравление сальмонеллезом не укладывается в эту простую схему, т.к. могут проявляться признаки, характерные как для тонкой, так и для толстой кишки.Организм инвазивно для слизистой оболочки тонкой кишки, особенно нижнего отдела подвздошной кишки, и может вызвать обильное выделение жидкости. Кроме того, септицемия и метастатическое иногда происходит распространение возбудителя на другие органы.

Ссылки

  1. Finegold S (ed): Столетний симпозиум по анаэробам: Памятник Андре Вейону. Clin Infect Dis 18: 5–245, 1994 г. . [PubMed: 8086570]
  2. Голдин Б.Р., Лихтенштейн А.Х., Горбач С.Л.: Роль кишечная флора.п. 500. In Shils ME, Young VR (eds): Modern Nutrition in Здоровье и болезнь. Леа и Фебригер, Филадельфия, 1994 г.

  3. Горбач С.Л.: Инфекционная диарея и бактериальная пища отравление. п. 1128 In Sleisenger MH, Fordtran JS (ред.): Желудочно-кишечный тракт Болезни. WB Saunders, Philadelphia, 1993.

  4. Simon GL, Gorbach SL: Нормальный пищеварительный тракт микрофлора. п. 53. В Blaser MJ, Smith PD, Ravdin JI, Greenberg HB, Guerrant RL. (ред.): Инфекции желудочно-кишечного тракта, Raven Press, Нью-Йорк, 1995 г. .

Анатомия и нормальная микробиота пищеварительной системы

Цели обучения

  • Опишите основные анатомические особенности пищеварительной системы человека
  • Опишите нормальную микробиоту различных отделов пищеварительной системы человека
  • Объясните, как микроорганизмы преодолевают защитные силы пищеварительного тракта, вызывая инфекцию или интоксикацию
  • Опишите общие признаки и симптомы, связанные с инфекциями пищеварительной системы

Клинический фокус: Ирэн, часть 1

После утренней игры на улице четырехлетняя Ирэн забежала внутрь на обед.Откусив кусочек яичницы, она оттолкнула его и заскулила: «Оно слишком слизистое, мама. Я больше не хочу». Но ее мать, не настроенная на игры, коротко ответила, что если она хочет вернуться на улицу, ей лучше закончить свой обед. Неохотно Ирэн подчинилась, изо всех сил стараясь не поперхнуться, давясь жидким яйцом.

Той ночью Ирэн проснулась от тошноты. Она плакала о своих родителях, а затем ее начало рвать. Родители пытались утешить ее, но ее всю ночь тошнило, у нее начался понос и поднялась температура.К утру ее родители очень волновались. Они срочно доставили ее в травмпункт.

  • Что могло вызвать признаки и симптомы Ирэн?

Мы вернемся к примеру с Ирэн на последующих страницах.

Пищеварительная система человека , или желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), начинается ртом и заканчивается анусом. К частям рта относятся зубы, десны, язык, преддверие рта (пространство между деснами, губами и зубами) и собственно полость рта (пространство за зубами и деснами).Другими частями желудочно-кишечного тракта являются глотка, пищевод, желудок, тонкая кишка, толстая кишка, прямая кишка и задний проход. Вспомогательные органы пищеварения включают слюнные железы, печень, желчный пузырь, селезенку и поджелудочную железу.

Пищеварительная система содержит нормальную микробиоту, включая археи, бактерии, грибы, протистов и даже вирусы. Поскольку эта микробиота важна для нормального функционирования пищеварительной системы, изменение микробиоты антибиотиками или диетой может быть вредным.Кроме того, занос возбудителей в желудочно-кишечный тракт может вызывать инфекции и заболевания. В этом разделе мы рассмотрим микробиоту здорового пищеварительного тракта, а также общие признаки и симптомы, связанные с оральными и желудочно-кишечными инфекциями.

Рисунок 1. Пищеварительная система или желудочно-кишечный тракт включает все органы, связанные с перевариванием пищи.

Анатомия и нормальная микробиота полости рта

Пища попадает в пищеварительный тракт через рот, где начинается механическое (путем жевания) и химическое пищеварение (ферментами слюны ).Внутри рта находятся язык , зубы и слюнные железы , включая околоушные, подъязычные и поднижнечелюстные железы. Слюнные железы производят слюну, которая смазывает пищу и содержит пищеварительные ферменты.

Рис. 2. (а) Когда пища попадает в рот, начинается пищеварение. б) Слюнные железы являются вспомогательными органами пищеварения. (кредит: модификация работы Национального института рака)

Структура зуба начинается с видимой внешней поверхности, называемой коронкой , которая должна быть чрезвычайно твердой, чтобы выдерживать силу откусывания и жевания.Заводная головка покрыта эмалью , которая является самым твердым материалом в корпусе. Под коронкой слой относительно твердого дентина проходит в корень зуба вокруг самой внутренней пульповой полости, которая включает пульповую камеру в верхней части зуба и пульповый канал, или корневой канал , расположенный в корень. Пульпа, заполняющая полость пульпы, богата кровеносными и лимфатическими сосудами, соединительной тканью и нервами. Корень зуба и часть коронки покрыты цементом , который взаимодействует с периодонтальной связкой, закрепляя зуб на месте в кости челюсти.Мягкие ткани, окружающие зубы и кости, называются деснами или деснами . Десневое пространство или десневая щель расположена между деснами и зубами.

Рисунок 3. Зуб имеет видимую коронку с наружным слоем эмали, слоем дентина и внутренней пульпой. Корень, скрытый десной, содержит пульповый канал (корневой канал). (кредит: модификация работы Брюса Блауса)

Микробы, такие как бактерии и археи, находятся в изобилии во рту и покрывают все поверхности ротовой полости.Однако различные структуры, такие как зубы или щеки, содержат уникальные сообщества как аэробных, так и анаэробных микробов. Некоторые факторы, по-видимому, работают против того, чтобы сделать рот гостеприимным для определенных микробов. Например, жевание позволяет микробам лучше смешиваться со слюной, чтобы их было легче проглотить или выплюнуть. Слюна также содержит ферменты, в том числе лизоцим , которые могут повреждать микробные клетки. Напомним, что лизоцим является частью первой линии защиты врожденной иммунной системы и расщепляет β-(1,4) гликозидные связи между N-ацетилглюкозамином (NAG) и N-ацетилмурамовой кислотой (NAM) в бактериальном пептидогликане (см. Химическая защита). ).Кроме того, в десневых пространствах образуются жидкости, содержащие иммуноглобулины и фагоцитирующие клетки. Несмотря на всю эту химическую и механическую активность, во рту обитает большое микробное сообщество.

Подумай об этом

  • Какие факторы делают полость рта неблагоприятной для определенных микробов?

Анатомия и нормальная микробиота желудочно-кишечного тракта

Когда пища покидает ротовую полость, она проходит через глотку или заднюю часть глотки и попадает в пищевод , который переносит пищу из глотки в желудок без добавления каких-либо дополнительных пищеварительных ферментов.Желудок производит слизи для защиты своей оболочки, а также пищеварительные ферменты и кислоту для расщепления пищи. Затем частично переваренная пища покидает желудок через пилорический сфинктер , достигая первой части тонкой кишки, называемой двенадцатиперстной кишкой . Сок поджелудочной железы, содержащий ферменты и ионы бикарбоната, выделяется в тонкую кишку, чтобы нейтрализовать кислый материал из желудка и способствовать пищеварению. Желчь, вырабатываемая печенью , но хранящаяся в желчном пузыре , также высвобождается в тонкую кишку для эмульгирования жиров, чтобы они могли перемещаться в водной среде тонкой кишки.Пищеварение продолжается в тонком кишечнике, где всасывается большая часть питательных веществ, содержащихся в пище. Простые столбчатые эпителиальные клетки, называемые энтероцитами , выстилают поверхность просвета складок тонкой кишки, называемых ворсинками . Каждый энтероцит имеет меньшие микроворсинок (расширения цитоплазматической мембраны) на клеточной апикальной поверхности, которые увеличивают площадь поверхности, позволяя происходить большему поглощению питательных веществ.

Рис. 4. (а) Структура стенки тонкой кишки позволяет организму всасывать большую часть питательных веществ.(б) Ворсинки представляют собой складки на поверхности тонкой кишки. Микроворсинки представляют собой цитоплазматические отростки на отдельных клетках, которые увеличивают площадь поверхности для всасывания. (c) Световая микрофотография показывает форму ворсинок. (г) Электронная микрофотография показывает форму микроворсинок. (кредит b, c, d: изменение микрофотографий, предоставленных Регентами Медицинской школы Мичиганского университета © 2012)

Переваренная пища покидает тонкий кишечник и перемещается в толстый кишечник или толстый кишечник , где микробиота более разнообразна.Рядом с этим соединением в толстой кишке находится небольшой мешочек, называемый слепой кишкой , который прикрепляется к отростку . Дальнейшее пищеварение происходит по всей толстой кишке, и вода реабсорбируется, затем отходы выводятся через прямую кишку , последний отдел толстой кишки и из организма через задний проход .

Окружающая среда большей части желудочно-кишечного тракта сурова, что служит двум целям: пищеварению и иммунитету. Желудок представляет собой чрезвычайно кислую среду (pH 1.5–3,5) за счет желудочного сока, расщепляющего пищу и убивающего многие попавшие в организм микробы; это помогает предотвратить заражение патогенами. Среда в тонком кишечнике менее суровая и способна поддерживать микробные сообщества. Микроорганизмы, присутствующие в тонком кишечнике, могут включать лактобактерий , дифтериоидов и грибков Candida . С другой стороны, толстая кишка (толстая кишка) содержит разнообразную и обильную микробиоту, которая важна для нормального функционирования.Эти микробы включают бактериатов

    и и и Prevotella ) и Укрепляются (Особенно члены рода Clostridium ). Среди многих других видов бактерий также присутствуют метаногенные археи и некоторые грибы. Все эти микробы помогают пищеварению и способствуют производству фекалий, отходов, выделяемых из пищеварительного тракта, и газов, образующихся в результате микробной ферментации непереваренной пищи.Они также могут производить ценные питательные вещества. Например, молочнокислые бактерии , такие как бифидобактерии , могут синтезировать витамины, такие как витамин B12, фолат и рибофлавин, которые люди не могут синтезировать сами. E. coli , обнаруженная в кишечнике, также может расщеплять пищу и помогать организму вырабатывать витамин К, который важен для свертывания крови.

    Для желудочно-кишечного тракта существует несколько других методов снижения риска инфицирования патогенами. Небольшие скопления подлежащей лимфоидной ткани в подвздошной кишке, называемые пейеровыми бляшками , обнаруживают патогены в кишечнике с помощью клеток микроскладок (М), которые переносят антигены из просвета кишечника в лимфоциты на пейеровых бляшках, вызывая иммунный ответ.Затем пейеровы бляшки секретируют IgA и другие антитела, специфичные для патогенов, в просвет кишечника, чтобы помочь поддерживать кишечные микробы на безопасном уровне. Бокаловидные клетки, которые представляют собой модифицированные простые столбчатые эпителиальные клетки, также выстилают желудочно-кишечный тракт . Бокаловидные клетки секретируют гелеобразующий муцин , который является основным компонентом слизи . Образование защитного слоя слизи помогает снизить риск проникновения патогенов в более глубокие ткани.

    Постоянное перемещение материалов по желудочно-кишечному тракту также способствует выведению транзиторных патогенов из организма.Фактически, фекалии состоят примерно из 25% микробов, 25% отслоившихся эпителиальных клеток, 25% слизи и 25% переваренной или непереваренной пищи. Наконец, нормальная микробиота обеспечивает дополнительный барьер для инфекции с помощью различных механизмов. Например, эти организмы вытесняют потенциальных патогенов за пространство и питательные вещества в кишечнике. Это известно как конкурентное исключение . Члены микробиоты могут также секретировать белковые токсины, известные как бактериоцины , которые способны связываться со специфическими рецепторами на поверхности восприимчивых бактерий.

    Рис. 5. Увеличенное изображение кишечных ворсинок в желудочно-кишечном тракте показывает бокаловидные клетки. Эти клетки играют важную роль в производстве защитного слоя слизи.

    Подумай об этом

    • Сравните и сопоставьте микробиоту тонкого и толстого кишечника.

    Общие признаки и симптомы заболеваний полости рта и желудочно-кишечного тракта

    Несмотря на многочисленные защитные механизмы, предохраняющие от инфекции, все отделы пищеварительного тракта могут стать очагами инфекции или интоксикации.Термин пищевое отравление иногда используется для обозначения желудочно-кишечных инфекций и интоксикаций, но не все формы желудочно-кишечных заболеваний вызываются пищевыми патогенами или токсинами.

    Во рту ферментация анаэробными микробами приводит к образованию кислот, которые повреждают зубы и десны. Это может привести к кариесу, кариесу и пародонтозу , состоянию, характеризующемуся хроническим воспалением и эрозией десен . Кроме того, некоторые патогены могут вызывать инфекции слизистой оболочки, желез и других структур во рту, что приводит к воспалению, язвам, язвам и другим поражениям.Открытая рана во рту или желудочно-кишечном тракте обычно называется язвой .

    Инфекции и интоксикации нижних отделов желудочно-кишечного тракта часто вызывают такие симптомы, как тошнота, рвота, диарея, боли и лихорадка. В некоторых случаях рвота и диарея могут вызвать серьезное обезвоживание и другие осложнения, которые могут стать серьезными или смертельными. Для описания желудочно-кишечных симптомов используются различные клинические термины. Например, гастрит представляет собой воспаление слизистой оболочки желудка, которое приводит к отеку, а энтерит относится к воспалению слизистой оболочки кишечника.Когда воспаление затрагивает как слизистую оболочку желудка, так и слизистую оболочку кишечника, это состояние называется гастроэнтеритом . Воспаление печени называется гепатитом . Воспаление толстой кишки, называемое колитом , обычно возникает в случаях пищевой интоксикации. Поскольку воспаленная толстая кишка не реабсорбирует воду так эффективно, как обычно, стул становится водянистым, вызывая диарею. Повреждение эпителиальных клеток толстой кишки также может вызвать кровотечение и появление избытка слизи в водянистом стуле, состояние, называемое дизентерией .

    Подумай об этом

    • Перечислите возможные причины, признаки и симптомы пищевого отравления.

    Ключевые понятия и резюме

    • Пищеварительный тракт, состоящий из полости рта, глотки, пищевода, желудка, тонкой и толстой кишки, имеет нормальную микробиоту, важную для здоровья.
    • Постоянное движение материалов через желудочно-кишечный тракт, защитный слой слизи, нормальная микробиота и агрессивная химическая среда в желудке и тонкой кишке помогают предотвратить колонизацию патогенами.
    • Инфекции или микробные токсины в полости рта могут вызывать кариес , заболевания пародонта и различные типы язв .
    • Инфекции и интоксикации желудочно-кишечного тракта могут вызывать такие общие симптомы, как тошнота, рвота, диарея и лихорадка. Локализованное воспаление желудочно-кишечного тракта может привести к гастриту , энтериту , гастроэнтериту , гепатиту или колиту , а повреждение эпителиальных клеток толстой кишки может привести к дизентерии .
    • Болезнь пищевого происхождения относится к инфекциям или интоксикациям, которые возникают из-за патогенов или токсинов, попавших в организм с зараженной пищей или водой.

    Множественный выбор

    Что из следующего НЕ является способом, которым нормальная микробиота кишечника помогает предотвратить инфекцию?

    1. Вырабатывает кислоты, снижающие рН желудка.
    2. Ускоряет процесс вымывания микробов из пищеварительного тракта.
    3. Он потребляет пищу и занимает место, превосходя потенциальные патогены.
    4. Вырабатывает большое количество кислорода, убивающего анаэробные патогены.
    Показать ответ

    д. Он генерирует большое количество кислорода, убивающего анаэробные патогены.

    Какие виды микробов живут в кишечнике?

    1. Различные виды бактерий, архей и грибов, особенно Bacteroides и Firmicutes бактерии
    2. Узкий круг бактерий, особенно Firmicutes
    3. Узкий круг бактерий и грибков, особенно Bacteroides
    4. Только археи и грибы
    Показать ответ

    а.В кишечнике живут различные виды бактерий, архей и грибов, особенно бактерии Bacteroides и Firmicutes .

    Заполните бланк

    Часть желудочно-кишечного тракта с наибольшей естественной микробиотой – это _________.

    Покажи ответ

    Часть желудочно-кишечного тракта с наибольшей природной микробиотой — это толстая или толстая кишка .

    Подумай об этом

    1. Чем диарея, вызванная дизентерией, отличается от других видов диареи?

    Кишечная флора – обзор

    Послеродовая

    В постнатальном периоде комменсальная кишечная флора является сильным стимулом для созревания иммунного статуса, особенно ответа Th2.В желудочно-кишечном тракте человека насчитывается более 400 видов бактерий, которые конкурируют за рецепторы адгезии, стимулируют противомикробные препараты и лимфоидную ткань, ассоциированную с кишечником. Kalliomaki и Isolauri 30 сообщили, что пробиотики (лактобациллы), которые давали матери и ребенку, были связаны с 23% распространенностью экземы по сравнению с 46% в контрольной группе. Было продемонстрировано, что пробиотики способствуют выработке IL-2, IFN гамма, TGF бета и ингибируют выработку IL-4, IL-5 и IL-13, а также улучшают кишечные барьеры и снижают проницаемость кишечника.

    В некоторых исследованиях клещей домашней пыли сообщалось, что попытки уменьшить воздействие до и после родов могут уменьшить последующую астму и атопию, но эти результаты противоречивы, и многие другие исследования показали, что снижение воздействия может фактически привести к повышенной сенсибилизации в более позднем возрасте. детство. Perzanowski и коллеги 31 обнаружили, что контакт с кошачьей шерстью в раннем младенчестве может вызвать толерантность с более высоким уровнем защитных IgG4. Те, кто живет на фермах, подверженных воздействию травы, и те, кто спит на травяных матрасах в Африке, демонстрируют относительную защиту от сенсибилизации к траве. 32

    Посещение детских садов, большие семьи и проживание на фермах с повышенным контактом с животными в домах были связаны с защитой от атопии, и утверждается, что это может быть связано со стимуляцией ответа Th2 микробами, липополисахаридов или эндотоксинов. 33,34 Липополисахариды могут воздействовать на врожденный иммунитет через TLR2, TLR4 и CD14, а различные полиморфизмы этих рецепторов могут иметь генетическую предрасположенность. Этот дисбаланс активности Th2/Th3 чрезмерно упрощает сложную функцию Т-клеток, и гипотезы не объясняют одновременный рост состояний, основанных на Th2, таких как диабет.Объяснение, скорее всего, будет сложным, потому что парадигма Th2/Th3 не столь явна, когда клетки Th2 способны увеличивать некоторые медиаторы Th3 и влияние факторов, включая дозу воздействия и время.

    Развитие атопического заболевания и астмы следует рассматривать в виде нескольких отдельных фаз: индукции, прогрессирования и обострения острых эпизодов. Во время фазы индукции основной воспалительный ответ и гиперреактивность дыхательных путей индуцируются агентами окружающей среды, воздействующими на генетически предрасположенного хозяина.После индуцирования агенты окружающей среды вызывают обострения и/или прогрессирование воспаления и реактивности дыхательных путей, что обычно приводит к клиническим симптомам. Воздействие одного и того же агента внешней среды на этих этапах может быть различным. Микробы и высокие уровни аллергенов могут быть защитными во время индукции, но в меньших дозах ответственны за усиленные реакции, приводящие к прогрессированию/обострениям уже индуцированных. Последовательность воздействия либо микробов, либо аллергенов может влиять на реакцию на другие.

    Грудное вскармливание оказывает различное влияние на атопию. Большинство исследований не показывают значительного снижения частоты атопии. Wright и коллеги 35 и другие сообщили о снижении заболеваемости нижних дыхательных путей при грудном вскармливании, но о последующем увеличении атопии, если мать страдает атопией.

    Косвенные показатели развития дыхательных путей с помощью тестирования функции легких вскоре после рождения связаны с наличием или отсутствием астмы, тяжестью астмы или наличием преходящих хрипов. Снижение функции легких, предполагающее уменьшение размера дыхательных путей, может быть результатом изменений слизистой оболочки (эпителий, слизистые железы, подслизистая ткань), мышц, эластических свойств легких или растяжимости дыхательных путей в дополнение к росту дыхательных путей.Слизистая оболочка является источником цитокинов, факторов роста, оксида азота, пептидов эпителиального происхождения и молекул адгезии, которые могут способствовать этим изменениям.

    Техника быстрой торакальной компрессии позволила измерить максимальный поток при функциональной остаточной емкости (ФОЕ) в раннем младенчестве, а низкие уровни были связаны с курением матери во время беременности, свистящими хрипами, сохраняющейся низкой функцией легких (отслеживание) и бронхиальной гипертензией. отзывчивость в дальнейшей жизни. Большинство исследований показывают связь сниженной функции легких младенцев с транзиторными хрипами в младенчестве 36,37 и некоторые, 36 , но не все, с постоянными хрипами.Многие исследования также показывают, что сниженная функция легких в младенчестве и раннем детстве связана с более низкой функцией легких и астмой в подростковом возрасте. 36 Стойкая гиперреактивность бронхов в раннем возрасте также связана с нарушением функции легких и астмой в более позднем возрасте, 38 , но измерения реактивности дыхательных путей могут отражать различные процессы, причем повышенная реактивность дыхательных путей в младенчестве связана со структурой дыхательных путей, а в более позднем возрасте детства и взрослой жизни с текущим течением бронхиальной астмы.

    Хронические неонатальные заболевания легких/бронхолегочная дисплазия все чаще обнаруживаются в связи с улучшением выживаемости детей с экстремально низкой массой тела при рождении. По-видимому, это результат воздействия вентиляции под высоким давлением и большого количества вдыхаемого кислорода на незрелые легкие. Сообщается, что генетическая предрасположенность, курение матери, использование стероидов в пренатальном периоде и семейный анамнез астмы влияют на развитие и тяжесть заболевания легких. Семейный анамнез астмы, по-видимому, связан с тяжестью, а не с распространенностью. 39

    Внутриутробная хориоамниотическая инфекция может нанести вред (привести к острым и хроническим заболеваниям легких новорожденных) или принести пользу (способствовать созреванию альвеол). 40,41 Его роль в развитии хронического заболевания легких новорожденных и последующем росте легких неясна. Сообщалось, что многие цитокины и медиаторы пуповинной крови, такие как IL-6, IL-8, растворимый TNF-1, E-селектин и металлопротеиназы матрикса 42,43 , связаны с развитием хронического заболевания легких новорожденных.

    После хронического неонатального заболевания легких рецидивирующие свистящие хрипы часто встречаются в раннем детстве, но имеют тенденцию становиться менее проблематичными с возрастом, хотя нарушение функции легких — от очень незначительных до тяжелых — сохраняется в более позднем детстве и во взрослой жизни. 44

    Причинно-следственная связь микробиоты тонкого и толстого кишечника с регулированием веса и резистентностью к инсулину

    https://doi.org/10.1016/j.molmet.2016.06.002Get rights and content микробиота толстого кишечника влияет на регуляцию веса и гомеостаз глюкозы.

    Западная диета, богатая насыщенными жирами и простыми сахарами, может привести к изменениям в микробной физиологии кишечника.

    Изменения в физиологии кишечника и микробном составе связаны с развитием метаболических заболеваний.

    Прием пре- или пробиотиков и трансплантация фекальной микробиоты могут остановить этот пагубный процесс.

    Abstract

    Цель

    Двойная пандемия ожирения и диабета 2 типа (СД2) представляет собой глобальную проблему для систем здравоохранения.Основными причинами считаются изменения в окружающей среде, поведении, питании и образе жизни за последние десятилетия. Западная диета, богатая насыщенными жирами и простыми сахарами, может привести к изменениям микробного состава и физиологии кишечника, которые в последнее время связывают с развитием метаболических заболеваний.

    Методы

    Мы обсудим данные, демонстрирующие влияние микробиоты тонкого и толстого кишечника на регуляцию веса и развитие резистентности к инсулину, основанные на поиске литературы.

    Результаты

    Измененный микробный состав толстого кишечника может способствовать ожирению за счет увеличения сбора энергии за счет специализированных кишечных микробов. Как в толстом, так и в тонком кишечнике микробные изменения могут повышать проницаемость кишечника, что облегчает транслокацию целых бактерий или эндотоксичных бактериальных компонентов в метаболически активные ткани. Более того, измененные микробные сообщества могут влиять на выработку сигналов, вызывающих чувство сытости. Наконец, продукты бактериального метаболизма, такие как короткоцепочечные жирные кислоты (SCFAs) и их относительное соотношение, могут быть причиной нарушения иммунной и метаболической передачи сигналов, особенно в тонком кишечнике, где поверхность велика.Функция этих органов (жировая ткань, головной мозг, печень, мышцы, поджелудочная железа) может быть нарушена индукцией вялотекущего воспаления, способствующего резистентности к инсулину.

    Выводы

    Вмешательства, направленные на восстановление микробного гомеостаза кишечника, такие как прием определенных волокон или терапевтических микробов, являются многообещающими стратегиями снижения инсулинорезистентности и связанных с ней метаболических нарушений при ожирении, метаболическом синдроме и диабете 2 типа. Эта статья является частью специального выпуска о микробиоте.

    Ключевые слова

    Ключевые слова

    Гут Микробиота

    Ожирение

    Диабет

    Диабет

    Устойчивость к весу

    Устойчивость к инсулину

    Сокращения

    16S RRNA

    16S Рибосомальная РНК (30s Малый субъединица прокариотических рибосомов)

    AMP

    Adenosine Monophosphate

    AMPK

    AMP активирован Белковый Kinase

    Angptl4

    Angiopoietin-Angy 4

    AS160

    AKT Субстрат 160 KDA

    CB1R

    каннабиноидный рецептор CB1R

    CCL2

    хемокин (C-C Motif) Лиганд 2

    GPR

    G-белок связанный рецептор

    IRS-1

    Insulin рецепторный субстрат 1

    JNK

    C-Jun N-концевая киназа

    MCP-1

    хемотаксический белок моноцитов 1

    NOD1

    белок, содержащий домен олигомеризации, связывающий нуклеотиды 1

    PKB

    протеинкиназа B (также известная как Akt)

    PY6Y 90 YY (для тирозина–тирозина)

    RYGB

    Шунтирование желудка по Ру

    SCFA

    короткоцепочечные жирные кислоты

    T2D

    Тип 2 90 408 сахарный диабет

    ФНО-α

    фактор некроза опухоли альфа

    ЛПОНП

    липопротеины очень низкой плотности

    ВОЗ

    Всемирная организация здравоохранения

    Рекомендуемые статьи

    © 2016 The Authors.Опубликовано Elsevier GmbH.

    Нормальная флора желудочно-кишечного тракта

    4 марта 2018 г. Гаураб Карки Микробиология 0

    • Желудочно-кишечный тракт состоит из желудка, тонкой и толстой кишки. Различные отделы желудочно-кишечного тракта различаются по своим экологическим характеристикам, химическому составу и физиологическим свойствам. Поэтому виды и количество микрофлоры различаются в разных частях.
    • В целом количество микроорганизмов увеличивается от желудка к тонкой кишке и к толстой кишке.

    Нормальная флора желудка:

    • Желудок получает большое количество микроорганизмов изо рта вместе с пищей и водой, но противомикробное действие HCl убивает большинство из них. Немногие микроорганизмы, способные переносить кислотность желудка, могут образовывать резидентную нормальную флору желудка.
    • Примеры: lactobacillus , Candida albicans , Helicobacter pylori , lactobacillus , Enterococcus 6 и т. д.
    • Количество микроорганизмов в желудке увеличивается сразу после приема пищи, но вскоре уменьшается после выделения желудочного сока.

    Нормальная флора тонкого кишечника:

    • Двенадцатиперстная кишка прилегает к желудку и, следовательно, имеет слабокислую среду. Поэтому микроорганизмы в двенадцатиперстной кишке аналогичны таковым в желудке. Преимущественно Lactobacillus и Enterococcus обнаруживаются в двенадцатиперстной кишке.
    • Из двенадцатиперстной кишки подвздошная кишка становится менее кислотной и, следовательно, увеличивается количество микроорганизмов.
    • В тощей кишке обнаружены Enterococci , lactobacillus , Diphtheroid и Candida albican s.
    • В подвздошной кишке микроорганизмы начинают напоминать таковые в толстой кишке. Обнаружены в основном облигатные анаэробы, такие как Clostridium perfinges , Bacteroides и анаэробная E. coli.

    Нормальная флора толстого кишечника:

    • Толстая кишка по своей природе является анаэробной. Он содержит облигатные анаэробы и факультативные анаэробы.
    • C Lostridium perfingens, Bifidobacterium, Bacteroides, Streptococcus fecalis, E. coli

     

    Факторы, влияющие на количество и виды нормальной флоры в желудочно-кишечном тракте:

    1. Диета: Виды пищи влияют на количество и виды микрофлоры в ЖКТ.В вегетарианской диете количество сахаролитических микроорганизмов, таких как E . coli увеличивается, а при употреблении мяса протеолитические микроорганизмы, такие как Clostridium
    2. HCl и желчь: HCl в желудке и желчи в двенадцатиперстной кишке обладают антимикробным действием, поэтому количество микроорганизмов в желудке и двенадцатиперстной кишке ниже, чем в других желудочно-кишечных трактах.
    3. Антибиотики: при пероральном приеме антибиотиков количество микроорганизмов уменьшается. Длительная антибактериальная терапия значительно снижает количество микрофлоры желудочно-кишечного тракта.
    4. Физиологическое состояние: при диарее снижается количество микробиоты за счет промывания кишечного тракта.

    Роль нормальной флоры кишечника:

    1. Синтез витамина B12 и витамина K
    2. Вырабатывает различные ферменты, расщепляющие углеводы, и помогает пищеварению. Например. Целлюлаза, глюкозидаза, галактозидаза
    3. Способствует метаболизму стероидов
    4. Производит газы, такие как Ch5 и CO2
    5. Производит другие вещества, такие как индол, скатол, масляная кислота и т. д.

    Нормальная флора желудочно-кишечного тракта

    Желудочно-кишечный тракт 6: влияние микробиоты кишечника на здоровье человека

    В этой статье — последней из шести статей о желудочно-кишечном тракте — описывается роль микроорганизмов в желудочно-кишечном тракте и то, как нарушение кишечной микробиоты может увеличить риск некоторых заболеваний и состояний

    Аннотация

    Комбинированная кишечная микробиота (сообщество микроорганизмов в желудочно-кишечном тракте) оказывает мощное и разнообразное воздействие на физиологию.Он играет роль в синтезе полезных биологически активных молекул, модулировании иммунных реакций, поведения и настроения. Дисбактериоз, при котором нарушается баланс микробиоты, связан с повышенным риском развития некоторых заболеваний, состояний и аутоиммунных реакций. В этой статье, последней из шести статей о желудочно-кишечном тракте, исследуется микробиота кишечника и ее роль в организме.

    Образец цитирования: Knight, J et al (2019) Желудочно-кишечный тракт 6: влияние микробиоты кишечника на здоровье человека. Nursing Times [онлайн]; 115:11, 46-50.

    Авторы: Джон Найт — адъюнкт-профессор биомедицинских наук; Зубейде Байрам-Вестон — преподаватель биомедицинских наук; Ямни Нигам — профессор биомедицинских наук; все в Колледже здоровья человека и наук Университета Суонси.

    • Эта статья прошла двойное слепое рецензирование
    • Прокрутите вниз, чтобы прочитать статью, или загрузите PDF-файл для печати здесь (если PDF-файл не загружается полностью, попробуйте еще раз, используя другой браузер)
    • Щелкните здесь , чтобы увидеть другие статьи из этой серии

    Введение

    В предыдущих статьях этой серии о желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) последовательно рассматривались компоненты ЖКТ от рта до ануса и описывались процессы механического и химического пищеварения и всасывания.В этой заключительной статье рассматривается микробиота кишечника (сообщество микроорганизмов, живущих в желудочно-кишечном тракте) и роль, которую она играет в желудочно-кишечном тракте и общем состоянии здоровья.

    Обзор микробиоты

    Общая площадь желудочно-кишечного тракта человека составляет 250–400 м2 (Thursby and Judge, 2017). Это усиливает процессы пищеварения и всасывания и действует как поверхностный субстрат для микробного прикрепления и колонизации. Также обнаружено, что большее количество микробов взвешено и размножается в богатой питательными веществами среде желудочно-кишечных выделений и частично переваренной пищи.По оценкам, 100 триллионов микроорганизмов, включая бактерии, вирусы, грибки и простейшие, колонизируют желудочно-кишечный тракт, при этом количество микробов превышает число человеческих клеток в соотношении от трех до десяти к одному (European Commission, 2018).

    Считается, что объединенный микробный геном включает более 3 миллионов генов, что намного меньше 23 000 генов, присутствующих в геноме человека. Этот огромный микробный геном в совокупности известен как кишечный микробиом и кодирует множество микробных метаболитов, которые высвобождаются в кишечнике, а затем всасываются и распределяются по всему телу.Совокупную кишечную микробиоту часто называют «суперорганизмом», который, поскольку он высвобождает биологически активные молекулы, можно рассматривать как «виртуальный эндокринный орган», оказывающий мощное и разнообразное воздействие на физиологию человека (Valdes et al., 2018). При расчетном общем весе в 2 кг кишечная микробиота имеет большую массу, чем печень, которая является самым большим внутренним органом.

    В течение многих лет считалось, что бактерии, живущие в кишечнике, такие как Escherichia coli ( E coli ), выполняют жизненно важные функции, такие как биосинтез витамина К (ключевой кофактор каскада свертывания крови). ), но только в последнее десятилетие постепенно стали понимать сложное взаимодействие между микроорганизмами микробиоты кишечника и тканями человека.Сегодня признано, что микробиота не только играет роль в синтезе полезных биологически активных молекул, но и непосредственно участвует в модулировании иммунных реакций, а также влияет на поведение и настроение. Особый интерес представляет наблюдение, что дисбактериоз, при котором нарушается нормальный баланс видов в микробиоте, связан с повышенным риском некоторых заболеваний и состояний, включая болезнь Паркинсона, аутизм, ожирение, диабет и некоторые аутоиммунные реакции.

    Микробные виды, формирующие кишечную микробиоту

    Основная проблема при попытке идентифицировать микробы, живущие в желудочно-кишечном тракте человека, заключается в том, что многие из них невозможно вырастить с использованием стандартных методов микробиологического культивирования. Однако появление современного секвенирования генома позволило быстро идентифицировать микроорганизмы без необходимости культивирования. Бактериальные виды кишечника были наиболее тщательно исследованы, в то время как знания о вирусных и грибковых микроорганизмах кишечной микробиоты в настоящее время скудны.Низкий уровень кислорода во внутренней среде желудочно-кишечного тракта способствует росту строгих анаэробных видов бактерий, которые значительно превосходят по численности факультативные анаэробы (бактерии, которые могут переключаться между аэробным и анаэробным метаболизмом в зависимости от концентрации кислорода) и аэробные виды (бактерии, которые требуют присутствия кислорода) (Секиров и др., 2010).

    В желудочно-кишечном тракте преобладают две основные группы бактерий (рис. 1): Firmicutes (например, виды Lactobacillus и Streptococcus ), составляющие около 65% от общего 30%.Остальные 5% состоят из групп примитивных бактерий, включая протеобактерии (например, E coli ) и актинобактерии, такие как видов Bifidobacteria (Yang et al, 2009).

    Подсчитано, что каждый человек имеет от 500 до 1000 видов бактерий, колонизирующих их кишечник. Популяционные исследования указывают на большие различия между людьми, при этом каждый человек имеет уникальный профиль микробных видов. Предполагается, что до 35 000 видов образуют коллективную бактериальную микробиоту кишечника человека, при этом постоянно открываются новые виды, в том числе многие ранее неизвестные науке (Barras, 2019).

    Первоначальная колонизация после рождения

    Младенцы выходят из обычно стерильной среды матки с минимальной бактериальной колонизацией. Неудивительно, что те, кто родился через естественные вагинальные роды, имеют раннюю кишечную микробиоту, аналогичную влагалищной, с преобладанием таких групп, как Lactobacillus. Это контрастирует с детьми, рожденными с помощью кесарева сечения, у которых ранняя кишечная микробиота аналогична микробиоте, обнаруженной на коже матери, с такими группами, как видов Corynebacterium и Staphylococcus , присутствующих в большом количестве (Dominguez-Bello et al, 2011).Разнообразие видов бактерий, как правило, увеличивается с возрастом, поскольку разные виды приобретаются в результате контакта с окружающей средой, в частности, при употреблении в пищу различных продуктов и при контакте с другими людьми и животными. Считается, что приобретение зрелой микробиоты, похожей на взрослую, достигается в первые три года жизни, при этом страна проживания также влияет на микробиотический профиль (Яцуненко и др., 2012).

    Различия по кишечнику

    Из-за совершенно разных условий, особенно с точки зрения pH, популяции бактерий и других микроорганизмов заметно различаются в разных отделах кишечника.Неудивительно, что сильно кислые условия желудка ограничивают микробную колонизацию, поэтому относительно немногие виды бактерий могут там выжить. Заметными исключениями являются видов Lactobacillus и Helicobacter pylori , которые являются ключевыми бактериями, связанными с образованием язвы желудка (см. часть 2). Точно так же активные ферменты протеаз, такие как трипсин, химотрипизин и кишечные пептидазы, ограничивают рост бактерий в тонкой кишке, где преобладают виды Lactobacillus и Streptococcal .

    Как видно на рис. 2, толстая кишка является местом обитания самых разнообразных сообществ бактерий, при этом подавляющая часть из примерно 2 кг кишечной микробной биомассы находится в этом месте. Повышенное микробное разнообразие в толстой кишке отражает значительно сниженную активность ферментов в этой области, которая в основном связана с реабсорбцией воды и солей (см. часть 5). pH толстой кишки также более благоприятен, от слегка кислого до нейтрального (обычно pH 5,5-7,0).

    Источник: Питер Лэмб

    Влияние на физиологию человека

    Исследования того, как микробиота влияет на физиологические процессы, все еще находятся в зачаточном состоянии.Одной из основных проблем в этой области исследований является невозможность культивирования многих ключевых видов бактерий, обнаруженных в кишечнике. Культивирование необходимо для исследования биохимии кишечных микробов и выявления микробных метаболитов, которые могут модулировать физиологию человека. Несмотря на эту проблему, недавно была получена полезная информация о роли кишечной микробиоты в модуляции физиологических процессов человека.

    Роль в пищеварении

    Микробные сообщества толстой кишки преимущественно зависят от частично переваренной пищи, поступающей из тонкой кишки для питания и выживания.Сама микробиота кишечника играет активную роль в переваривании углеводных, жировых и белковых компонентов пищи.

    Бактерии, обитающие в толстом кишечнике, играют особенно важную роль в переваривании пищевых волокон с образованием короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), таких как ацетат, пропионат и бутират. Считается, что пропионат играет важную роль в качестве молекулы сытости, способной способствовать отключению чувства голода, в то время как бутират способствует запрограммированной гибели клеток (апоптозу) в злокачественных эпителиальных клетках, выстилающих толстую кишку, тем самым снижая риск рака кишечника. .Переваривание и ферментация пищевых волокон кишечной микробиотой приводит к образованию большого количества газов, таких как метан без запаха, двуокись углерода и водород, а также меньшее количество газов с резким запахом, таких как сероводород (Rowland et al, 2018).

    Биосинтез витаминов

    Клетки и ткани человека не способны напрямую синтезировать многие основные витамины, необходимые для здоровья и выживания, и поэтому они должны быть получены за счет сочетания поступления с пищей и биосинтеза микробиотой желудочно-кишечного тракта.Здоровое, хорошо сбалансированное микробное сообщество, богатое Bifidobacteria , Lactobacilli и E coli , способно синтезировать многие водорастворимые витамины, в том числе ключевые витамины группы B, такие как фолиевая кислота (B9) и рибофлавин (B2). биотин (B7), кобаламин (B12), никотиновая кислота (B3), пантотеновая кислота (B5) и тиамин (B1) — вместе с незаменимыми жирорастворимыми витаминами, такими как группа витаминов K (Yoshii et al 2019; Leblanc et al. др., 2013).

    Метаболизм и взаимодействие ксенобиотиков

    Ксенобиотики — это химические вещества, содержащиеся в человеческом организме, но фактически не вырабатываемые им.Эти химические вещества включают загрязнители окружающей среды, такие как пестициды и пищевые добавки, в том числе консерванты, искусственные ароматизаторы, подсластители и фармацевтические агенты в большинстве основных групп лекарств. Большинство ксенобиотиков обычно метаболизируется в печени в предсказуемые продукты распада, которые затем выводятся с желчью для выведения с фекалиями или в кровь для выведения почками.

    Метаболизм ксенобиотиков микробиотой кишечника в настоящее время плохо изучен, но по мере того, как расширяются знания о микробных сообществах желудочно-кишечного тракта, фармакологам приходится учитывать различия в метаболизме лекарств из-за чрезвычайно изменчивых сообществ микробов, присутствующих у разных людей.Эта новая область фармакологических исследований известна как фармакомикробиомика (Das et al, 2016).

    Недавнее обширное исследование, посвященное изучению того, как 76 распространенных видов бактерий из микробиоты кишечника человека метаболизируют 271 лекарство, принимаемое перорально, показало, что 176 из них метаболизируются по крайней мере одной из исследованных бактерий. Предполагается, что метаболизм лекарственного средства резидентными бактериями в кишечнике может привести к образованию метаболитов, которые могут вызывать неблагоприятные побочные эффекты, в то время как у людей, у которых отсутствуют бактерии, способные метаболизировать лекарственное средство, побочные эффекты могут отсутствовать (Zimmermann, 2019).

    Ось кишечник-мозг и ось мозг-кишка-микробиом

    В части 1 этой серии мы кратко рассмотрели роль энтеральной нервной системы в контроле движения пищи через кишечник путем координации процесса перистальтики. Это достигается за счет густой сети нервных волокон, известной как межжелудочковое сплетение, которая проникает в мышечные слои стенки кишечника. Ось кишечник-мозг относится к прямым и косвенным связям и передаче сигналов между энтеральной и центральной нервной системами. Эти перекрестные помехи являются двунаправленными, что позволяет мозгу влиять на физиологию кишечника, а активность мозга, включая когнитивные функции и настроение, контролировать. поражены ткани кишечника (Carabotti et al, 2015).

    С ростом знаний о микробиоте кишечника вскоре стало очевидно, что резидентные микробные сообщества и их смеси секретируемых метаболитов могут влиять на активность как кишечной, так и центральной нервной системы. Это сложное взаимодействие между микробиотой кишечника и нервной системой называется осью мозг-кишечник-микробиом (Martin et al, 2018). Хотя в настоящее время это плохо изучено, в основном из-за разнообразия химических сигналов, продуцируемых микробиотой кишечника, и сложности задействованных нервных путей, недавно были сделаны некоторые важные открытия.

    Метаболиты кишечной микробиоты, особенно короткоцепочечные жирные кислоты, способны стимулировать высвобождение гормонов нейроэндокринными клетками кишечника; к ним относятся пептид YY (PYY), который является гормоном сытости, который уменьшает желание есть, и глюкагоноподобный пептид-1 (GLP-1), который в дополнение к стимулированию чувства сытости усиливает секрецию инсулина в ответ на повышение уровня глюкозы в крови. (Фарци и др., 2018). Это говорит о том, что дисбаланс (дисбиоз) микробиоты кишечника может способствовать перееданию и ожирению и может быть связан с плохим гомеостазом глюкозы и, возможно, с диабетом.

    Иммунная модуляция

    Бактерии, колонизирующие кишечник, напрямую влияют на способность организма справляться с болезнями и инфекциями. Хорошо известно, что дети, находящиеся на грудном вскармливании, имеют иммунологическое преимущество перед своими сверстниками, вскармливаемыми из бутылочки, из-за передачи секреторных антител от матери к ребенку, которые обеспечивают защиту от патогенов в раннем младенчестве.

    До недавнего времени считалось, что грудное молоко стерильно и не содержит микроорганизмов, однако недавние исследования показали, что грудное молоко содержит различные «дружественные» пробиотические бактерии (бактерии, способствующие укреплению здоровья), в том числе Lactobacillus и Bifidobacterium . виды, которые, как известно, улучшают здоровье как кишечника, так и всего организма (Ojo-Okunola et al, 2018).Бактерии, присутствующие в грудном молоке, по-видимому, дополняют полезные бактерии (в основном видов Lactobacillus ), которые первоначально приобретаются при естественных вагинальных родах, что приводит к здоровой исходной микробиоте кишечника. Грудное молоко также, по-видимому, предотвращает колонизацию кишечника патогенными микроорганизмами, а дети, находящиеся на грудном вскармливании, имеют кишечный микробиом, который способствует созданию в целом противовоспалительной среды во всем организме, снижая риск воспалительных заболеваний, таких как астма и атопический дерматит (Toscano et al, 2017).

    Олигосахаридные (короткоцепочечные) сахара, присутствующие в грудном молоке, богаты фруктанами (короткоцепочечными фруктозами), которые стимулируют рост пробиотических бактерий, в том числе видов Lactobacillus и Bifidobacterium . Это гарантирует, что первоначальная пробиотическая популяция детей, находящихся на грудном вскармливании, будет поддерживаться в большом количестве; и наоборот, молочная смесь в виде порошка, которую дают детям на искусственном вскармливании, по-видимому, способствует росту потенциально патогенных видов энтерококков и энтеробактерий (Lazar et al, 2018).

    По мере того, как дети постепенно приучаются к твердой пище, они подвергаются воздействию более разнообразных популяций бактерий и достигают зрелой микробиоты кишечника. Постепенно иммунная система становится толерантной к резидентным кишечным бактериям, которые фактически рассматриваются как продолжение «я» (Lazar et al, 2018).

    В настоящее время понимание «перекрестных помех» между микробиотой кишечника и иммунной системой минимально. Тем не менее, здоровая популяция пробиотических видов бактерий, как правило, связана с хорошо настроенной иммунной системой и общей противовоспалительной средой.И наоборот, снижение количества пробиотических бактерий увеличивает риск колонизации потенциально патогенными видами, что нарушает тонкую настройку иммунных реакций и повышает риск воспалительных заболеваний и других форм иммунной дисфункции (Cianci et al, 2018).

    Дисбактериоз

    Разнообразие микроорганизмов, живущих как сообщество в желудочно-кишечном тракте человека, называется их энтеротипом, и он может значительно различаться у разных людей. Дисбактериоз можно определить как дисбаланс количества или разнообразия микробиоты.Поскольку знания о кишечной микробиоте все еще находятся в зачаточном состоянии, диагностика того, что представляет собой дисбиоз, может быть затруднена, но некоторые общие черты распознаются.

    Дисбиоз в кишечной микробиоте может иметь различные причины, как рассмотрено выше: дети, родившиеся естественным путем и находящиеся на грудном вскармливании, по-видимому, получают исходную популяцию здоровых пробиотических бактерий от своих матерей и, скорее всего, будут иметь сбалансированную микробиоту, чем дети, рожденные путем кесарева сечения. , искусственного вскармливания аналоги. Однако даже первоначальная здоровая микробиота кишечника может быстро измениться под воздействием факторов окружающей среды, включая неправильное питание, психосоциальный стресс и прямое воздействие патогенных организмов.Дисбактериоз, вызванный терапией антибиотиками, является наиболее изученной формой дисбактериоза кишечника, при этом антибиотики широкого спектра действия без разбора уничтожают как полезные, так и патогенные кишечные бактерии и приводят к серьезным изменениям в демографическом составе микробиоты кишечника, что может способствовать росту патогенов. Блюмштейн и др., 2014).

    Дисбактериоз и инфекции

    Хорошо известно, что определенные группы дружественных бактерий часто могут вытеснять патогенные микроорганизмы, помогая поддерживать здоровье кишечника и тканей во всем организме.Бактерии, такие как виды Lactobacillus , продуцируют кислоты (молочную кислоту) и другие антимикробные и противогрибковые молекулы (такие как перекись водорода и хитиназа), которые делают условия окружающей среды в кишечнике, ротовой полости и репродуктивном тракте неблагоприятными для других бактерий и дрожжей, таких как как Candida albicans (Allonsius et al, 2019). К сожалению, курс антибиотиков нарушает естественный баланс микробиоты кишечника, потенциально истощая популяции полезных бактерий и позволяя потенциально патогенным бактериям, таким как C difficile , беспрепятственно расти (Mullish, 2018).

    Дисбактериоз и болезнь Паркинсона

    Недавние исследования показали, что некоторые нейродегенеративные расстройства могут быть связаны с изменениями в микробиоме кишечника, причем связь с болезнью Паркинсона изучается наиболее интенсивно (Gerhardt and Mohajeri, 2018).

    Болезнь Паркинсона — это прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, которое влияет на движения, при этом у человека развиваются тремор покоя, ригидность, брадикинезия (замедленность движений) и постуральная нестабильность, а также другие немоторные симптомы.Патологическим признаком является наличие телец Леви, которые образуются, когда белок, называемый альфа-синуклеином, откладывается в нейронах (нервных клетках). По мере накопления телец Леви они нарушают работу нервной системы и способность вырабатывать нейротрансмиттеры, такие как дофамин, запасы которого у людей с болезнью Паркинсона истощены. Тельца Леви накапливаются в их мозгу, но также были обнаружены в других областях, включая энтеральную нервную систему (Kalia and Lang, 2015).

    Хотя обычно считается, что болезнь Паркинсона начинается в нервных тканях головного мозга, некоторые исследователи предполагают, что она возникает в кишечнике, при этом изменения в микробиоте кишечника могут влиять на структуру и целостность тканей кишечника (Lionnet, 2018).Заболевание, по-видимому, связано с изменениями в составе кишечной микробиоты: исследование колонизации кишечника у пациентов с болезнью Паркинсона выявило истощение 15 видов бактерий, в том числе: Bacteroides massiliensis , Bacteroides coprocola , Blautia glucerasea , Dorea longicatena , Bacteroides plebeius , Prevotella copri , Coprococcus eutactus и Ruminococcus callidus .Это же исследование также указано усовершенствованная колонизация бактериями Christensenella , Catabacter , Lactobacillus , Bifidobacilium , Bifidobactera , Christabenella Minuta , Christabenella Hongkongensiss , Lactobacillus Mucosae , RUMUMOCOCCUS BROMII Papillibacter cinnamivorans . Исследователи предположили, что эта демографическая группа кишечных бактерий может предрасполагать людей к провоспалительной среде, в которой могут происходить отложения телец Леви (Петров и др., 2017).

    Дисбактериоз и расстройство аутистического спектра

    Расстройство аутистического спектра обычно характеризуется нарушением социальных взаимодействий и общения, а также повторяющимися и ограничительными моделями поведения. Хотя его этиология плохо изучена, генетические факторы и факторы окружающей среды связаны с повышенным риском развития расстройства, включая дисбаланс питания, ошибки во время внутриутробного развития и дисфункцию иммунной системы (Risch, 2014).

    Большое количество людей с расстройствами аутистического спектра имеют выраженную дисфункцию желудочно-кишечного тракта, такую ​​как изменения характера и частоты стула, диарея или запор и хроническая боль в животе.Пищевой статус и испытываемые желудочно-кишечные симптомы, по-видимому, сильно коррелируют с тяжестью расстройства (Adams et al, 2011; Horvath and Perman, 2002). Диета с высоким содержанием жиров и сахара во время беременности и наличие гестационного диабета, по-видимому, связаны с повышенным риском расстройства аутистического спектра, возможно, за счет изменения состава микробиоты кишечника (Fattorusso et al, 2019; Connolly, 2016). Кормление грудью детей в течение четырех месяцев связано с более низким риском по сравнению с кормлением из бутылочки; это может отражать повышенный риск дисбактериоза, поскольку у детей, которых кормят молочными смесями, кишечник способствует росту патогенных групп бактерий (Azad, 2013).Микробиота кишечника детей с расстройствами аутистического спектра часто отличается от микробиоты их нейротипичных братьев и сестер и здоровых людей (De Angelis et al, 2015).

    Недавнее исследование 18 участников с расстройствами аутистического спектра и хроническими желудочно-кишечными проблемами показало, что перенос микробиоты (через трансплантацию фекалий от здоровых доноров) значительно увеличил бактериальное разнообразие и относительную численность основных видов пробиотиков, включая Bifidobacteria и Prevotella , и улучшил симптомы, связанные с расстройством аутистического спектра (Kang, 2019).Автор рекомендовал продолжить исследование двойным слепым плацебо-контролируемым исследованием.

    Использование пробиотиков

    Поскольку в настоящее время хорошо известно, что дисбактериоз, включающий потерю пробиотических бактерий и микробного разнообразия в микробиоте кишечника, вреден для здоровья, возникла целая индустрия, занимающаяся производством пробиотических бактерий в надежде увеличить количество полезных бактерий в кишечнике. В самой простой форме пробиотики можно давать в виде имеющихся в продаже живых йогуртов и напитков, содержащих жизнеспособные популяции пробиотических бактерий, таких как виды Lactobacillus и Bifidobacterium .Исследования, изучающие эффективность таких пробиотиков, были противоречивыми, и многие исследователи указывали на тот факт, что многие из проглоченных микроорганизмов не выживают при коктейле из кислоты, щелочей и ферментов в достаточном количестве, чтобы значительно повлиять на баланс микроорганизмов в организме. микробиота кишечника.

    Были приняты и другие подходы, включая использование «таблеток для стула», которые включают проглатывание небольших шариков фекального материала, заключенных в кишечнорастворимую оболочку, от донора с заранее определенной здоровой микробиотой.Теоретически это должно позволить микроорганизмам выжить в повреждающей среде желудка и тонкой кишки до того, как энтеросолюбильное покрытие растворится, высвобождая гранулы стула в толстую кишку, в надежде, что здоровые донорские бактерии начнут колонизировать более благоприятную среду желудка. двоеточие.

    Прямые фекальные трансплантаты также использовались, когда реципиенту имплантировали донорский фекальный материал, обычно с помощью эндоскопических процедур. Хотя эффективность этих методов все еще нуждается в полной оценке, «таблетки для стула» и фекальные трансплантаты, по-видимому, эффективны в снижении инфекции C difficile и колита (Wischmeyer et al 2016; Mayor 2017).

    Заключение

    Несмотря на бурный рост исследований микробиоты кишечника за последнее десятилетие, знания о роли этого разнообразного сообщества микроорганизмов по-прежнему ограничены, и необходимы дальнейшие исследования для более полного понимания его роли в здоровье и заболевании.

    Ключевые точки

    • Сообщество микроорганизмов, обитающих в желудочно-кишечном тракте, оказывает мощное и разнообразное воздействие на физиологию человека
    • Кишечные бактерии оказывают прямое влияние на иммунную систему и способность организма справляться с болезнями и инфекциями
    • Такие факторы, как антибиотикотерапия, неправильное питание, психосоциальный стресс и прямое воздействие патогенных организмов, могут влиять на микробиоту кишечника
    • Дисбаланс микробиоты кишечника может увеличить риск некоторых заболеваний и состояний
    • Доказательства эффективности пробиотиков противоречивы, но таблетки для стула и фекальные трансплантаты, по-видимому, эффективны в снижении инфекции Clostridium difficile и колита
    Ссылки

    Adams JB et al (2011) Пищевой и метаболический статус детей с аутизмом в сравнении с аутизмом.нейротипичных детей и связь с тяжестью аутизма. Питание и обмен веществ . 8, 34.

    Allonsius CN et al (2019) Ингибирование морфогенеза Candida albicans хитиназой из Lactobacillus rhamnosus GG. Научные отчеты ; 9, номер статьи: 2900.

    Azad MB et al (2013) Микробиота кишечника здоровых канадских младенцев: профили в зависимости от способа родоразрешения и диеты младенцев в возрасте 4 месяцев. Журнал Канадской медицинской ассоциации ; 185: 5, 385–394.

    Barras C (2019) Ваш загадочный микробиом. Новый ученый ; 242: 3225, 28-31.

    Blumstein DT et al (2014) Желудочно-кишечный дисбактериоз. Эволюция, медицина и здравоохранение ; 1: 163.

    Carabotti et al (2015) Ось кишечник-мозг: взаимодействие между кишечной микробиотой, центральной и кишечной нервной системами. Анналы гастроэнтерологии ; 28:2:203-209.

    Cianci R et al (2018) Взаимодействие микробиоты и иммунной системы со здоровьем и болезнью. Медиаторы воспаления ; ID статьи 2: Doi: 0.1155/2018/29.

    Connolly N et al (2016) Материнские метаболические факторы риска расстройств аутистического спектра: анализ электронных медицинских карт и связанных данных о рождении. Исследование аутизма ; 9: 829–837.

    Das A et al (2016) Метаболизм ксенобиотиков и кишечные микробиомы. ПЛОС ОДИН ; 11:10, 1-26.

    De Angelis M et al (2015)Расстройства аутистического спектра и микробиота кишечника. Микробы кишечника ; 6:3, 207–213.

    Dominguez-Bello MG et al (2011) Развитие микробиоты желудочно-кишечного тракта человека и результаты высокопроизводительного секвенирования. Гастроэнтерология ; 140: 6, 1713–1719.

    Европейская комиссия (2018) Микробиота кишечника человека: обзор и анализ современных научных знаний и возможное влияние на здоровье и благополучие.

    Farzi A et al (2018) Микробиота кишечника и нейроэндокринная система. Нейротерапевтические средства ; 15:1, 5–22.

    Fattorusso A et al (2019)Расстройства аутистического спектра и микробиота кишечника. Питательные вещества ; 11:3, 521.

    Horvath K, Perman JA (2002) Аутическое расстройство и желудочно-кишечные заболевания. Текущее мнение в области педиатрии ; 14: 15, 583–587.

    Gerhardt S, Mohajeri MH (2018) Изменения бактериального состава толстой кишки при болезни Паркинсона и других нейродегенеративных заболеваниях. Питательные вещества ; 10:6, Е708.

    Kalia LV, Lang AE (2015) Болезнь Паркинсона. Ланцет ; 386: 9996, 896–912.

    Kang D-W et al (2019) Долгосрочная польза терапии переносом микробиоты в отношении симптомов аутизма и микробиоты кишечника. Научные отчеты ; 9, 5821.

    Лазарь В. и др. (2018) Аспекты взаимодействия микробиоты кишечника и иммунной системы при инфекционных заболеваниях, иммунопатологии и раке. Границы в иммунологии ; 9: 1830.

    Leblanc JG et al (2013) Бактерии как поставщики витаминов своему хозяину: перспектива микробиоты кишечника. Текущее мнение в области биотехнологии ; 24:2, 160-8.

    Lionnet A et al (2018) Начинается ли болезнь Паркинсона в кишечнике? Acta Neuropathologica ; 135; 1–12.

    Mayor S (2017) Трансплантация фекалий, введенная в оральную капсулу, снижает рецидив C. difficile, показывает исследование. Британский медицинский журнал ; 359; j5501.

    Martin CR et al (2018) Ось кишечно-мозгового микробиома. Клеточная и молекулярная гастроэнтерология и гепатология ; 6: 2,133–148.

    Mullish BH (2018) Инфекция Clostridium difficile и антибиотикоассоциированная диарея. Клиническая медицина ; 18: 3, 237–241.

    Ojo-Okunola A et al (2018) Бактериом грудного молока человека в норме и при болезни. Nutrients , 10: 11, 164.

    Петров В.А. и др. (2017) Анализ микробиоты кишечника у пациентов с болезнью Паркинсона. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины ; 162: 6, 734–737.

    Risch N et al (2014) Семейный рецидив расстройства аутистического спектра: оценка вклада генетики и окружающей среды. Американский журнал психиатрии ; 171: 11, 1206–1213.

    Rowland I et al (2018) Функции микробиоты кишечника: метаболизм питательных веществ и других пищевых компонентов. Европейский журнал о питании ; 57: 1, 1–24.

    Секиров I и др. (2010) Микробиота кишечника в норме и при заболеваниях. Физиологические обзоры ; 90:3, 859-904.

    Thursby E, Judge N (2017) Введение в микробиоту кишечника человека. Биохимический журнал ; 474: 11, 1823–1836 гг.

    Toscano M et al (2017)Роль микробиоты, связанной с грудным молоком человека, на иммунную систему новорожденных: мини-обзор. Границы микробиологии ; 8: 2100.

    Valdes AM et al (2018) Роль микробиоты кишечника в питании и здоровье. Британский медицинский журнал ; 361: К2179.

    Wischmeyer PE et al (2016) Роль микробиома, пробиотиков и «терапии дисбактериоза» при критических состояниях. Текущее мнение в отделении интенсивной терапии ; 22: 4, 347-53.

    Yang X et al (2009) Более 9 000 000 уникальных генов в бактериальном сообществе кишечника человека: оценка количества генов в организме человека. PLOS ONE ; 4:6, е6074.

    Яцуненко Т. и др. (2012) Микробиом кишечника человека в зависимости от возраста и географического положения. Природа ; 486: 7402, 222–227.

    Yoshii K et al (2019) Метаболизм пищевых и микробных витаминов группы В в регуляции иммунитета хозяина. Границы в питании ; 17: 6, 48.

    Zimmermann M et al. (2019) Картирование метаболизма лекарств в микробиоме человека кишечными бактериями и их генами. Природа ; 570: 7762, 462-467.

     

    Характеристика составов бактериальной микробиоты вдоль кишечного тракта свиней и их взаимодействия и функций

    Таксономический состав микробов демонстрирует значительные различия вдоль кишечника

    Область V3-V4 16S рРНК была амплифицирована и секвенирована из содержимого просвета пяти отделов кишечника срезы (двенадцатиперстная кишка, тощая кишка, подвздошная кишка, проксимальный и дистальный отделы толстой кишки) тринадцати иберийских свиней в возрасте 120 дней.Прибор MiSeq ® ( Illumina ® ) использовали для получения среднего значения 126 549 последовательностей на образец. Последовательности были обработаны и отфильтрованы через конвейер QIIME 22 , и в общей сложности среди пяти разделов было получено 1669 операционных таксономических единиц (OTU). Согласно базе данных Greengenes 13.8 23 , 643 новых OTU. Кроме того, 1669 OTU были объединены в 179 родов и 18 типов (рис. 1a). Двумя наиболее многочисленными родами в двенадцатиперстной и тощей кишках были Lactobacillus (45.79% и 36,75% соответственно) и Clostridium (25,64% и 29,67% соответственно) (рис. 1b). И наоборот, двумя наиболее распространенными родами в подвздошной кишке были Streptococcus (17,73%) и неустановленные роды семейства Clostridiaceae (17,10%). Другие роды семейства Clostridiaceae имели скромную численность в подвздошной кишке: SMB53 (12,36%) и Clostridium (8,33%). Род Prevotella был наиболее доминирующим в толстой кишке, представляя 40.90% в проксимальном отделе и 34,99% в дистальном.

    Рисунок 1

    ( a ) Суммарный график площади OTU, сгруппированных по типам, для 65 образцов, отсортированных по отделам кишечника. ( b ) Процентная эволюция вдоль кишечника десяти наиболее распространенных родов бактерий в наборе данных. Сегменты представляют собой стандартную ошибку.

    Индекс Шеннона использовали для оценки α-разнообразия сообщества для каждой выборки. Разнообразие Шеннона измеряет количество различных видов и их относительную численность в образце.α-разнообразие было выше в толстой кишке, чем в отделах тонкой кишки (рис. 2а). Фактически, образцы тонкой кишки показали большую вариацию значений α-разнообразия среди людей, тогда как образцы толстой кишки имели более высокие и более постоянные значения. На другом уровне β-разнообразие измеряет различия между выборками. Эти различия показаны на рис. 2b, где средние попарные расстояния каждой группы образцов до центра тяжести группы (β-разнообразия) были получены с помощью индекса Уиттекера, рассчитанного с помощью различий Брея-Кертиса.В отличие от α-разнообразия, которое увеличивалось по отделам кишечника от двенадцатиперстной кишки до дистального отдела толстой кишки, β-разнообразие уменьшалось. Таким образом, несмотря на их высокое альфа-разнообразие, между образцами толстой кишки наблюдалось более высокое сходство, в то время как области тонкой кишки, такие как двенадцатиперстная кишка, демонстрировали более высокие различия между отдельными людьми. Эти различия наблюдались на графике неметрического многомерного шкалирования (NMDS), где образцы были последовательно разделены в соответствии с их отделом кишечника (рис.2с). Действительно, изображено большое расстояние между тонким и толстым кишечником. Точки, представляющие образцы толстой кишки, ближе к их центроиду, чем точки тонкой кишки, в соответствии с анализом β-разнообразия (рис. 2b).

    Рисунок 2

    Описательные графики, полученные из OTU, полученных в каждом образце. ( a ) Блочная диаграмма α-разнообразия Шеннона для 13 свиней в каждом отделе кишечника. ( b ) Блочная диаграмма β-разнообразия Уиттакера для 13 свиней в каждом отделе кишечника.( c ) График неметрического многомерного масштабирования (NMDS), основанный на различиях Брея-Кертиса для 65 образцов 13 свиней в каждом из 5 отделов кишечника (представлены цветами). Размер точки пропорционален общему количеству отсчетов в каждом образце, как показано в нижнем правом прямоугольнике.

    Для описания того, какие ОТЕ присутствовали у всех животных на всех срезах, то есть минимальной основной микробиоты, предполагалось присутствие ОТЕ, если в данном образце он имел хотя бы один подсчет (рис.3). Примечательно, что наибольшее количество OTU было обнаружено только в образцах дистального отдела толстой кишки. Более того, на пересечении двух областей толстой кишки было наибольшее количество OTU. Напротив, тощая кишка была сегментом кишечника с наименьшим количеством уникальных OTU. Двенадцатиперстная кишка, в соответствии с ее высоким β-разнообразием, также имела большое количество уникальных OTU в каждом образце. Пересечение между двенадцатиперстной кишкой и двумя областями толстой кишки в среднем составляет 29,8 OTU. Однако пересечение между двенадцатиперстной кишкой и двумя другими отделами тонкой кишки имеет несколько большее количество OTU (в среднем 37.4). Кроме того, количество OTU, общих для всех отделов кишечника, составляло от 27 до 40 для каждого животного. Тем не менее, при объединении наборов данных от всех животных 44 из 1669 OTU были разделены между пятью областями кишечника, что составляет 71% от общего количества подсчетов (см. Дополнительный рисунок S1). В ядре, образованном этими 44 OTU, только две были новыми OTU, а наиболее многочисленными были роды Lactobacillus с 13 OTU (23,74% ядра) и Clostridium с одной OTU (22.45% ядра). Кроме того, из 1669 общих OTU 946 отсутствовали в отделах тонкой кишки, а 325 отсутствовали в толстой кишке (см. Дополнительный рисунок S1).

    Рисунок 3

    Пятичастная диаграмма Венна для каждого из 13 субъектов, показывающая OTU, общие для отделов кишечника: двенадцатиперстная кишка (красный), тощая кишка (желтый), подвздошная кишка (зеленый), проксимальный отдел толстой кишки (синий) и дистальный отдел толстой кишки (фиолетовый). Числа на диаграммах показывают, сколько OTU были уникальными в пяти отделах кишечника или общими между разделами, поскольку их области пересекаются.

    Реконструкция сети взаимодействия микробиоты между отделами кишечника

    Чтобы сделать вывод о характере взаимодействия, а также о типах хабов в каждом отделе, сети микробного взаимодействия были рассчитаны для каждого отдела кишечника с использованием метода SPCIT, предложенного Ramayo-Caldas et al. . 13 . Для этого сетевого анализа корреляции между родами оценивались с использованием относительной численности каждого рода среди животных (n = 13) в каждом из 5 сегментов кишечника.В сети каждый узел представляет род, а каждое ребро, соединяющее два узла, представляет собой значимую корреляцию SPCIT: были представлены только те корреляции, которые превышают абсолютное значение 0,65 (рис. 4).

    Рисунок 4

    SparCC 55 PCIT 56 (SPCIT 13 ) сеть прокариотических родов для частичных корреляций с абсолютным значением выше 0,65 между логарифмически преобразованными обилиями родов, выполненными в b ) тощая кишка, ( c ) подвздошная кишка, ( d ) проксимальный отдел толстой кишки и ( e ) дистальный отдел толстой кишки.Ширина ребра представляет степень корреляции (шире, если она выше), а цвет показывает знак корреляции: отрицательный (красный) и положительный (зеленый). Площадь узла пропорциональна относительной численности прокариотического рода. Предлагаемая аннотация для некоторых родов заключена в квадратные скобки.

    В двенадцатиперстной кишке (рис. 4а), Psychrobacter spp., Jeotgalicoccus spp. и неуказанные роды Flavobacteriaceae были частью подсети, демонстрирующей отрицательную корреляцию с другой подсетью, образованной Campylobacter spp.и SMB53 spp. Наиболее многочисленным родом в двенадцатиперстной кишке был Lactobacillus , который отрицательно коррелировал с Prevotella spp. Двумя другими наиболее многочисленными родами были Clostridium и Sarcina , оба принадлежащие к порядку Clostridiales и показывающие сильную положительную корреляцию между ними, которая сохранялась по всему тонкому кишечнику до исчезновения Sarcina spp. в задней кишке.

    Относительно тощей кишки (рис.4b), Lactobacillus spp. были связаны с двумя сильно сцепленными родами Clostridiales Clostridium и Sarcina . И наоборот, роды Actinobacillus и Psychrobacter отрицательно коррелировали с этой подсетью. Однако остальные представители отряда Clostridiales соотносились только между собой.

    В подвздошной кишке (рис. 4c) сохранялась сильная корреляция внутри отряда Clostridiales, включая таких представителей, как парные роды Clostridium Sarcina .Следует отметить, что Lactobacillus spp. по-прежнему отрицательно коррелировали с Psychrobacter spp. Более того, несмотря на обилие родов Actinobacillus и Streptococcus , они коррелировали только с Veillonella spp. и Helicobacter spp. соответственно.

    Количество значимых корреляций увеличилось в проксимальном отделе толстой кишки (рис. 4d), где наиболее распространены Prevotella spp.занимал центральную роль. Prevotella spp. сильно положительно коррелировали с Sutterella spp., и оба они с отрядом Clostridiales. Напротив, Campylobacter spp. отрицательно коррелировали с отрядом Clostridiales. Кроме того, Prevotella spp. показали отрицательную корреляцию с подсетью, образованной Treponema spp. и Parabacteroides spp. Эта последняя подсеть также противостояла той, которая образована родами Anaerovibrio , Dialister и Megasphaera .

    В последнем отделе дистальный отдел толстой кишки (рис. 4e), Prevotella spp. положительно коррелировали с подсетью родов Anaerovibrio , Dialister и Megasphaera , которые отрицательно коррелировали с подсетью Treponema и Parabacteroides , что наблюдалось в проксимальном отделе толстой кишки. Lactobacillus spp. вероятно, находились в той же группе, что и Prevotella spp., а группа порядка Clostridiales не имела четкой корреляции с другими подсетями.

    Анализ присутствия/отсутствия и дифференциальной численности родов между последовательными секциями

    Чтобы сравнить относительную численность родов между секциями, мы проанализировали каждую пару последовательных регионов с помощью metagenomeSeq 24 . После определения наличия родов был проведен дифференциальный анализ численности, чтобы отфильтровать любые роды, которые отсутствовали в любом из двух сравниваемых регионов. Четыре сравнения двух типов тестов (наличие/отсутствие и дифференциальная численность) показаны в дополнительной информации, найденной в Интернете, в виде дополнительных таблиц S1 и S2 соответственно.

    Что касается первого сравнения, двенадцатиперстной кишки и тощей кишки, было ясно замечено, что двенадцатиперстная кишка содержит больше уникальных родов, чем тощая кишка (38 против двух). В двенадцатиперстной кишке было несколько родов порядков Actinomycetales, Bacillales и Clostridiales, отсутствующих в тощей кишке, в то время как Actinomyces spp. и Catenibacterium spp. присутствовали только в тощей кишке. Однако в этом сравнении было несколько дифференциально распространенных родов (пять в двенадцатиперстной кишке и семь в тощей кишке).Пять наиболее распространенных родов бактерий в двенадцатиперстной кишке были распределены по типам следующим образом: один Cyanobacteria, два Firmicutes (оба из отряда Lactobacillales) и два Proteobacteria (принадлежащие к семейству Moraxellaceae). Напротив, в тощей кишке было больше Firmicutes ( Turicibacter spp. и три Clostridiales) и три Proteobacteria ( Helicobacter spp., Actinobacillus spp. и неустановленный род Enterobacteriaceae).

    Для сравнения тощей кишки и подвздошной кишки в тощей кишке сохранились два специфических рода ( Actinomyces и Catenibacterium ), наблюдавшиеся в предыдущем сравнении, а также два дополнительных таксона, Bacteroidetes и Blautia spp., как дифференциально присутствующий. С другой стороны, только один род ( Flexispira spp.) по-разному присутствовал в подвздошной кишке по сравнению с тощей кишкой. В исследовании дифференциальной численности было показано, что только тип Cyanobacteria, который ранее был более многочисленным в двенадцатиперстной кишке, имеет более высокую численность в тощей кишке, чем в подвздошной кишке. Восемь родов, которые были более распространены в подвздошной кишке, включают четыре Clostridiales и другие роды, такие как Actinobacillus и Streptococcus .

    Как и ожидалось, исходя из большого расстояния, наблюдаемого на графике NMDS между образцами тонкой и толстой кишки, сравнение между подвздошной и проксимальной частями толстой кишки показало наибольшее расхождение, при этом в обоих отделах по-разному присутствовало 64 рода. Из этих родов только восемь дифференциально присутствовали в подвздошной кишке, а остальные (56) были в проксимальном отделе толстой кишки. Тип Cyanobacteria присутствовал только в подвздошной кишке при сравнении ее с проксимальным отделом толстой кишки, а также в других родах, таких как Dietzia , Facklamia и Sarcina .Напротив, из 56 родов, дифференциально присутствующих в проксимальном отделе толстой кишки, 26 принадлежали к типу Firmicutes (20 из порядка Clostridiales, включая Butyrivibrio spp., Roseburia spp. и Ruminococcus spp., и 6 из Erysipelotrichales). заказ). Из оставшихся 30 родов, дифференциально присутствующих в проксимальном отделе толстой кишки, 9 принадлежали к типу Bacteroidetes, 9 были членами типа Proteobacteria, один был видом Archaea из рода Methanobrevibacter , а остальные 11 включали такие роды, как Treponema. и Хламидии .Тем не менее, количество дифференциально распространенных родов между двумя секциями уменьшилось до 22, при этом 15 родов значительно преобладали в подвздошной кишке: 8 Firmicutes (пять Clostridia, включая роды Veillonella и Clostridium , и три Bacilli, Lactobacillus ). spp., Streptococcus spp. и Turicibacter spp.), 5 Proteobacteria (включая Actinobacillus spp., Psychrobacter spp. и Flexispira spp.), и Corynebacterium и Mycoplasma . Напротив, семь родов были более многочисленны в проксимальном отделе толстой кишки, шесть из них принадлежали к порядку Clostridiales (5 внутри семейства Veillonellaceae) и один из порядка Bacteroidales ( Prevotella spp.).

    Следует отметить, что ни один род не был обнаружен в проксимальном отделе толстой кишки по-разному по сравнению с дистальным отделом толстой кишки. Однако девять родов присутствовали только в дистальном отделе толстой кишки: Fibrobacter spp., Anaaerovorax spp. и две археи, связанные, среди прочего, с метаболизмом метана. Кроме того, исследование дифференциальной численности между этими отделами задней кишки выявило 15 родов с более высокой численностью в проксимальном отделе толстой кишки: один род из типа Cyanobacteria, один из типа Deferribacteres и семь родов Clostridiales из семейств Clostridiaceae и Veillonellaceae, а также шесть родов. родов из филума Proteobacteria (включая Campylobacter spp., Helicobacter spp.и Actinobacillus spp.). В дистальном отделе толстой кишки из 16 дифференциально распространенных родов по сравнению с проксимальным отделом толстой кишки 5 принадлежали к порядку Bacteroidales, 4 были Clostridiales, а из остальных Treponema spp. выделялся вид Archaea ( Methanobrevibacter spp.).

    Функциональный анализ метагенома кишечника вдоль кишечника

    Наконец, PICRUSt 25 использовали для метагеномного функционального предсказания каждой из пяти областей.PICRUSt использует информацию о генах 16S рРНК для оценки семейств генов архей и бактерий, которые вносят вклад в метагеном. Был проведен анализ NMDS, чтобы определить, зависит ли распределение выборки от предсказанной таблицы ортологий (KO) KEGG 26 (рис. 5). На этом графике показано, как четко сохранялось разделение между тонким и толстым кишечником (слева направо на графике). Кроме того, близость образцов задней кишки показывает, что они с большей вероятностью выполняют одни и те же функции, что согласуется со сходством, обнаруженным в составе их микробиоты в отношении β-разнообразия (рис.2б). Напротив, этот график NMDS (рис. 5), построенный на основе предсказанных КО, показал, что некоторые образцы тонкой кишки одного отдела (например, тощей кишки) были ближе к образцам, взятым из других отделов тонкой кишки (например, двенадцатиперстной кишки и подвздошной кишки) чем к образцам из собственного отдела (например, тощей кишки).

    Рисунок 5

    График неметрического многомерного шкалирования (NMDS), основанный на различиях Брея-Кертиса для метагенома (количество KEGG 26 ортологий (KOs)), предсказанных с помощью PICRUSt 25 для 65 образцов от 13 свиней в каждый из 5 отделов кишечника (представлены цветами).На этом графике видно, что прогнозируемые функции микробиоты отделов толстого кишечника более схожи между отдельными свиньями, в то время как прогнозируемые функции микробиоты отделов тонкого кишечника имеют большие различия у отдельных свиней, что означает, что функции толстого кишечника микробиота с большей вероятностью выполняет аналогичные функции.

    Чтобы лучше понять дифференцированные функции между областями, KOs были свернуты до уровня пути.Затем DESeq2 27 использовали для сравнения обилия коллапсирующих путей между каждой парой последовательных регионов; путь считался более обильным на одном участке, если его скорректированное значение p было  ≤ 0,01. Результаты показаны в дополнительной информации, найденной в Интернете, в виде дополнительной таблицы S3.

    В первом сравнении, двенадцатиперстной кишке и тощей кишке, было обнаружено явное обогащение путей биосинтеза каротиноидов и флавоноидов в двенадцатиперстной кишке. Кроме того, в двенадцатиперстной кишке также было больше белков-антенн пути фотосинтеза.Тем не менее, наиболее распространенным путем, обнаруженным в двенадцатиперстной кишке, был биосинтез N-гликанов. Напротив, транспортеры и пути энергетического метаболизма, включая метаболизм фруктозы, маннозы, аминосахара и нуклеотидного сахара, были более распространены в тощей кишке.

    При сравнении тощей кишки и подвздошной кишки пути, связанные с фотосинтезом, по-прежнему в изобилии встречаются в тощей кишке. Наиболее распространенными путями в тощей кишке по сравнению с подвздошной кишкой были базальные факторы транскрипции и пути, связанные с абсорбцией минералов и гликолизом/глюконеогенезом, и, в меньшей степени, с биосинтезом желчных кислот и лизосомами.И наоборот, наиболее распространенными путями в подвздошной кишке были биосинтез тетрациклина и поликетидных единиц сахара, оба связаны с синтезом антибиотиков. В меньшей степени выделялись пути биосинтеза жирных кислот и липидных белков, а также пути, связанные с метаболизмом аминокислот.

    Наибольшее количество значимых различий было обнаружено между подвздошной кишкой и проксимальным отделом толстой кишки. В подвздошной кишке путей, связанных с транспортерами и факторами транскрипции, было больше, чем в проксимальном отделе толстой кишки.Пути, связанные с тетрациклином и липидами, сохранялись в подвздошной кишке, как и в предыдущем сравнении. Кроме того, некоторые пути деградации (диоксин, кетоновые тела, бензоат и ксилол) также были распространены в подвздошной кишке, а также метаболизм пирувата и двух короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), пропаноата и бутаноата. Наконец, одним из наиболее важных обильных путей в подвздошной кишке была система фосфотрансферазы, которая представляет собой бактериальный способ поглощения сахара. В противоположном направлении, в проксимальном отделе толстой кишки, наиболее распространенными функциями были фиксация углерода в фотосинтезирующих организмах, биосинтез антибиотиков группы ванкомицина, переваривание и всасывание белков.Дополнительными функциями, более распространенными в проксимальном отделе толстой кишки, были пути передачи сигналов адипоцитокинов и PPAR; метаболизм сфинголипидов, арахидоновой кислоты, бета-аланина и витамина В6; биосинтез фенилаланина, тирозина и триптофана; и, как и в тощей кишке, поглощение минералов и лизосомы. Наконец, стоит также упомянуть пути фиксации углерода у прокариот, а также окислительное фосфорилирование и цитратный цикл (цикл Кребса).

    В последнем сравнении между двумя отделами задней кишки, проксимальным и дистальным отделами толстой кишки, наиболее распространенными дифференциальными функциями в проксимальном отделе толстой кишки были биосинтез липополисахарида и его белка; метаболизм кофакторов и витаминов, таких как фолиевая кислота и рибофлавин, также был заметным, а также метаболизм глутатиона и арахидоновой кислоты.

Похожие записи

При гормональном сбое можно ли похудеть: как похудеть при гормональном сбое

Содержание Как похудеть после гормональных таблетокЧто такое гормональные таблеткиПочему прием гормонов ведет к избыточному весу (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); […]

Гипотензивные средства при гиперкалиемии: Гипотензивные средства при гиперкалиемии — Давление и всё о нём

Содержание Препараты, применяемые для лечения гипертонической болезни | Илларионова Т.С., Стуров Н.В., Чельцов В.В.Основные принципы антигипертензивной терапииКлассификация Агонисты имидазолиновых I1–рецепторов […]

Прикорм таблица детей до года: Прикорм ребенка — таблица прикорма детей до года на грудном вскармливании и искусственном

Содержание Прикорм ребенка — таблица прикорма детей до года на грудном вскармливании и искусственномКогда можно и нужно вводить прикорм грудничку?Почему […]

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.