Когда мы думаем о бактериях, обычно на ум приходят неприятные вещи, такие как кариес, инфекции и болезни. На самом деле наши отношения с микробами намного сложнее и интереснее. Микроорганизмы процветают в наших телах, как внутри, так и снаружи, и эволюционировали вместе с людьми на протяжении тысячелетий как важные партнеры в вопросах здоровья и болезней.
Микробиота кишечника: внутренний мир
Около 100 триллионов микробов обитают в желудочно-кишечном тракте человека , самом большом стыке между телом (200-400 м2) и внешней средой. Эта сборка, известная как микробиота кишечника , содержит в основном бактерии (от 500 и 1000 видов) , а также вирусы, грибы и простейшие . Ученые определили большой набор уникальных бактериальных генов (микробиома), которые более чем в 100 раз превышает количество генов (23 000), составляющих геном человек. Вот почему микробиом кишечника считается нашим « второй геном ”.
Состав кишечных бактерий передается по наследству при рождении, но впоследствии на него сильно влияют факторы образа жизни (диета, упражнения, стресс, воздействие окружающей среды). У каждого человека есть уникальное сочетание видов, большинство из которых безобидные, а некоторые потенциально опасные, которые определяют симбиотические отношения, жизненно важные для нормального здоровья.
Микробиота кишечника в здоровье
Основные преимущества нормальной кишечной флоры включают регулирование производства и использования энергии, защиту от патогенов, модуляцию иммунного ответа хозяина и сохранение целостности кишечных клеток.
Кишечные бактерии вырабатывают ферменты, которые способствуют расщеплению и усвоению пищи. Бактериальные ферменты помогают расщеплять белки на абсорбируемые аминокислоты и облегчают производство и транспортировку витаминов и минералов в кровь для распределения по клеткам. Важно отметить, что бактерии толстой кишки ответственны за ферментацию неперевариваемых пищевых полисахаридов (клетчатки) и, в меньшей степени, также белков в короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA), такие как ацетат, бутират и пропионат. Бактериальные SCFAs индуцируют секрецию инсулина, тем самым помогая поддерживать гликемию с течением времени, и способствуют насыщению, активируя гормональную секрецию в специализированных энтероэндокринных (L) клетках . SCFAs также используются в качестве топлива бактериями толстой кишки; при дефиците пищевых волокон они питаются защитными муцинами, секретируемыми клетками кишечника, что приводит к эрозии слизистого барьера.
Разнообразная и сбалансированная микрофлора кишечника предотвращает колонизацию патогенными бактериями и вирусами, которые повреждают эпителий кишечника и вызывают воспаление. Он также защищает от токсинов окружающей среды (пыль, пыльца, химические вещества), вызывая иммунные реакции для нейтрализации их воздействия.
Микробиота кишечника при заболеваниях
Дисбактериоз (или дисбактериоз) относится к изменению состава микробных популяций в организме и является характерной чертой многих метаболических заболеваний. Распространенной причиной дисбактериоза является распространенность «западной диеты» с высоким содержанием жиров и сахара и малоподвижный образ жизни.
Антибиотики также могут изменить баланс бактериальных популяций в кишечнике. Большинство обычных антибиотиков без разбора убивают или предотвращают рост как патогенных, так и полезных микробов, способствуя распространению условно-патогенных микроорганизмов.
В течение некоторого времени было известно, что изменения в микробиоте кишечника могут влиять на метаболизм и эффективность терапевтических препаратов. Недавние данные показывают, что неантибиотические препараты также могут препятствовать росту некоторых бактериальных штаммов и способствовать устойчивости к антибиотикам.
Дисбактериоз кишечной микробиоты был связан с кишечными расстройствами, такими как воспалительные заболевания кишечника, синдром раздраженного кишечника (СРК), целиакия и экстракишечные расстройства, включая аутоиммунные состояния (аутоиммунный гепатит, диабет 1 типа, спондилоартрит. , рассеянный склероз и ревматоидный артрит), аллергия, астма, метаболический синдром, сердечно-сосудистые заболевания, ожирение и рак. Например, рак толстой кишки был связан с ферментацией белка патогенными бактериями после чрезмерного употребления красного мяса.
Микробиота кишечника, системное воспаление и ожирение
Пожалуй, наиболее прямым примером влияния дисбактериоза кишечника на болезни человека является ожирение. Диета с высоким содержанием жиров и углеводов неблагоприятно изменяет микробный состав кишечника, что приводит к увеличению кишечной проницаемости. Это облегчает перенос в кровь бактериальных липополисахаридов ( LPS, также называемых эндотоксином ), главный гликолипидный компонент внешней мембраны грамотрицательных бактерий, которые составляют ~ 70% от общего числа бактерий в кишка . Это вызывает метаболическую эндотоксемию , состояние, характеризующееся провоспалительная и прооксидантная среда, часто наблюдаемая при ожирении, которая является результатом опосредованной эндотоксином активации Toll-подобного рецептора 4 (TLR4) на поверхность иммунных клеток и других типов клеток (например, скелетных мышц, адипоцитов и клеток печени).
Как диета влияет на микробиоту кишечника человека
У здоровых людей в микробиоте кишечника преобладают две бактериальные линии (типы), то есть Bacteroidetes и Firmicutes, которые конкурируют за общие пищевые ресурсы.
- Исследования на мышах показали, что диета с высоким содержанием жиров увеличивает долю Firmicutes по сравнению с более полезными Bacteroidetes, и этот результат был подтвержден у пациентов с ожирением или диабетом. Причина этого изменения численности населения в том, что разные микробы питаются разными источниками углерода. Bacteroidetes ( Bacteroides , Alistipes, Parabacteroides и Prevotella ), например, в основном используют гликаны (сложные полисахариды, т. Е. клетчатка ) в качестве топлива. Таким образом, люди, соблюдающие растительную (углеводную) диету, имеют более высокое представительство бактерий Prevotella в кишечнике.
- Напротив, Firmicutes (Bacillus, Listeria, Staphylococcus, Streptococcus, Enterococcus и Clostridium) могут легче использовать большее количество питательных веществ (аминокислоты, сахара, жирные кислоты), и их рост положительно коррелирует с потреблением калорий.
- С другой стороны, диета с высоким содержанием жиров и углеводов, как было показано, стимулирует рост протеобактерий, еще одного известного типа бактерий, обнаруживаемых в кишечнике. Эта группа включает широкий спектр патогенов, таких как Escherichia, Salmonella, Vibrio, Helicobacter и Yersinia. С ними активно борется иммунная система, но при благоприятных условиях, таких как диета с высоким содержанием жиров и углеводов, они могут преодолеть защитные силы организма и способствовать через эндотоксемию и воспаление целому ряду заболеваний человека.
Пребиотики и пробиотики обычно используются для изменения состава бактериальных сообществ в кишечнике. Пребиотические волокна присутствуют в нескольких продуктах, таких как цельнозерновые, фрукты, корнеплоды и бобовые, и используются для стимулирования роста полезных бактерий. Пробиотики состоят из живых бактерий и дрожжей и содержатся в ферментированных продуктах, таких как йогурт, кефир, квашеная капуста и темпе. Они используются для лечения диареи, запоров и некоторых кишечных расстройств, а также для восстановления микрофлоры кишечника после приема антибиотиков.
Покажите свой кишечник
Как вы видели, сбалансированная микрофлора кишечника помогает обеспечить адекватное пищеварение, ассимиляцию, защиту и восстановление сильной иммунной системы. Однако его преимущества выходят далеко за рамки. В будущих блогах мы обсудим, как питание, физическая активность и упражнения могут помочь создать оптимальную среду для микробиоты кишечника и как она меняется в течение хронических заболеваний.
Оставить комментарий