Чем питаются бактерии в организме человека

Чем питаются бактерии в организме человека

Наш эксперт – профессор кафедры гастроэнтерологии ФГБУ ДПО «Центральная государственная медицинская академия» Управления делами Президента РФ, член президиума Научного общества гастро­энтерологов России, ­научный редактор журнала «Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология», врач-гастроэнтеролог ­высшей категории, доктор медицинских наук, профессор Мария Ардатская.

Кто в доме хозяин?

В 2008 г. стартовал масштабный проект «Микробиом человека», в ходе которого учёным из Европы и США удалось расшифровать ДНК свыше 10 тыс. микроорганизмов, населяющих наше тело. И теперь специалисты сходятся во мнении, что микробы влияют на нашу жизнь гораздо сильнее, чем считалось раньше.

Судите сами: человеческий геном состоит из 22 тыс. генов, а бактериальное сообщество, живущее у нас внутри, обладает 8 млн уникальных ДНК. То есть бактериальных генов в нашем теле приблизительно в 360 раз больше, чем человеческих!

Например, крепкий иммунитет во многом зависит от микрофлоры кишечника. Живущие там «хорошие» бактерии просто не дают болезнетворным микроорганизмам прикрепиться к клеткам нашего тела и тем самым берегут нас от различных инфекций, в том числе и от ВИЧ.

Однако микроорганизмы взаимодействуют между собой и нами не только на местном уровне. Метаболиты (продукты обмена веществ) бактерий, населяющих кишечник, влияют на работу всего организма, в том числе и на мозг. Так, хорошее настроение зависит от серотонина – гормона удовольствия, который в большом количестве вырабатывается в процессе жизнедеятельности микрофлоры. Напротив, апатия может возникнуть на фоне изменения концентрации другого важного нейро­медиатора – гамма-аминомасляной кислоты, которая тоже выделяется микробиотой. Поэтому раздражительность или оптимистичность определяется не только характером человека, но и огромным сообществом микро­организмов, населяющих наше тело.

С другой стороны, мы тоже можем влиять на состояние микробиоты. Нездоровый образ жизни, некачест­венная еда и многие другие причины могут привести к гибели полезных обитателей кишечника.

А если сбой?

Если изменяется баланс микрофлоры (численность одних бактерий сокращается, а других увеличивается), это может привести к целому ряду проблем. Как правило, первыми признаками неблагополучия в микробном сообществе становятся тошнота, вздутие живота, расстройства стула, потеря аппетита. А эти симптомы могут быть проявлением самых разных заболеваний желудочно-кишечного тракта и не только его. Вот некоторые заболевания, которые могут возникнуть из-за проблем с микробиотой.

Рак. Метаболиты бактерий пред­отвращают образование опухолей, поэтому развитие онкологических процессов напрямую связано с состоянием микробиоты. Кроме того, микрофлора участвует в выведении из организма различных химических соединений, в том числе и канцерогенов.

Сахарный диабет 2-го типа. Микро­биота участвует в углеводном обмене. Например, в ходе различных экспериментов выяснилось, что гликемический ответ (изменение уровня сахара в крови) на употребление углеводов, в частности хлеба, у разных людей неодинаков и определяется составом микрофлоры кишечника у конкретного человека.

Болезнь Альцгеймера, аутизм и рассеян­ный склероз. Бактерии в кишечнике участвуют в выработке нейро­трансмиттеров – биологически активных веществ, посредством которых осуществляется передача нервных импульсов от головного мозга к клеткам нашего тела и обратно. ­Если продукция этих веществ нарушена, страдает память, возникают неврологические заболевания.

Заболевания сердечно-сосудистой системы. Жировой обмен тоже зависит от метаболитов кишечных бактерий. Поэтому повышенный уровень холестерина и атеросклероз могут быть следствием неблагополучия микрофлоры.

Заболевания желудочно-кишечного тракта. Дисбаланс в составе микрофлоры может стать причиной синдрома раздражённого кишечника, язвенного колита, болезни Крона, ­неалкогольной жировой болезни печени и многих других проблем.

Ищем лекарство

Микробиота способна к само­восстановлению и саморегуляции. Но компенсаторные возможности микрофлоры небезграничны. Иногда без лекарств не обойтись. Препараты для коррекции нарушений микробиома включают три основных класса:

Пробиотики. Содержат живые микро­организмы. Однако вопреки расхожему мнению населить кишечник полезными микробами при помощи таких препаратов не удастся. Бактерии, содержащиеся в пробиотиках, лишь создают невыносимую среду для размножения болезнетворных микробов, стимулируют иммунитет, а затем сами покидают организм.

Метабиотики. Совершенно новый класс препаратов, разработанный на основе пробиотиков. Но в отличие от последних метабиотики не содержат живых мироорганизмов. В эти препараты включены только продукты обмена веществ бактерий, необходимые нашему организму. Имеющиеся сейчас метабиотики могут предотвратить развитие многих заболеваний, вызванных нарушениями состава микробиоты, и улучшить самочувствие при уже имеющихся болезнях. Вероятно, в будущем с помощью таких препаратов можно будет влиять на обмен веществ в организме человека и даже на его настроение.

Пребиотики. Содержат пищу для полезной микрофлоры: пищевые волокна растительного происхождения, ­олиго- и полисахариды фруктов, а также синтетические вещества. Эти препараты можно использовать не только для лечения заболеваний, связанных с нарушениями микрофлоры, но и для их профилактики.

Чужого не надо?

Получается, что населить кишечник полезными микроорганизмами при помощи лекарств невозможно, можно лишь создать благоприятные условия для восстановления собственной микробиоты. Но такое лечение не всегда бывает успешным, если у пациента уже есть серьёзные ­заболевания кишечника.

Однако есть другой способ внедрить в организм полезные бактерии – пересадить их от здорового человека. Для этой цели в США и Европе вот уже несколько лет активно применяют ­фекальную трансплантацию, или, проще говоря, пересадку кала. Донорский материал обычно вводится больному через зонд или во время колоноскопии, но есть другие способы доставки.

Читайте также:  Когда происходит зачатие и первые признаки беременности

Кроме того, в ходе исследований, проведённых у больных синдромом раздражённого кишечника, выяснилось, что после пересадки кала состав их микрофлоры изменился, но проявления болезни остались.

Несмотря на возможные риски, этот метод широко используется в Европе и США. В России пересадка кала ещё не получила одобрения Мин­здрава.

Сдаём анализы

Существует несколько методов исследования микробиоты. Среди них:

Бактерио­логический анализ кала

Что показывает. Наличие болезнетворных микроорганизмов в кале, а также определяет количество некоторых (ничтожно малый процент!) полезных бактерий. Материал для исследования помещают на различные питательные среды, а затем смотрят, каким микроорганизмам удалось размножиться в течение нескольких дней.

Этот анализ хорошо справляется с выявлением инфекций ЖКТ, но для исследования состояния микробиоты не слишком информативен. В лаборатории невозможно воссоздать естественные условия обитания полезной микрофлоры, что часто приводит к ложным результатам.

Расшифровка. В норме болезнетворные бактерии должны отсутствовать в кале. Если они обнаружены, врач назначит лечение с учётом чувствительности микроорганизмов к тому или иному препарату.

При этом точность такого исследования для оценки состояния микробиома крайне низкая.

Средняя цена в коммерческих лабораториях – 1200–1600 руб.

Анализ кала с выявлением ДНК микроорганизмов, присутствующих в кишечнике («Генетика микробиоты», «Секвенирование последовательности микробных генов»)

Что показывает. Позволяет определить количественное соотношение и численность различных классов микроорганизмов, населяющих кишечник.

Расшифровка. С практической точки зрения интерпретация данных этого анализа пока невозможна. На сегодняшний момент только накапливаются данные о том, в каком именно соотношении должны присутствовать те или иные микроорганизмы, чтобы не было проблем со здоровьем.

Однако коммерческие клиники пытаются трактовать данные анализа и даже разрабатывают индивидуальные диеты, якобы позволяющие скорректировать состав микрофлоры конкретного человека. Но научных данных для подтверждения эффективности таких диет недостаточно.

Средняя цена в коммерческих лабораториях – 12 000–15 000 руб.

Дыхательный тест с лактулозой

Что показывает. Количество бактерий, обитающих в тонкой кишке. Пациенту дают напиток с лактулозой – веществом, которое расщепляется микроорганизмами в кишечнике. При расщеплении лактулозы бактерии выделяют водород. После этого измеряют количество газа в выдыхаемом пациентом воздухе.

Расшифровка. Тонкая кишка в норме мало населена бактериями, поэтому, если концентрация водорода в выдохе превышает лабораторную норму, это говорит о повышении численности микроорганизмов в тонкой кишке из-за различных заболеваний желудка, поджелудочной железы, кишечника.

Средняя стоимость в коммерческих лабораториях – 2000–3000 руб.

Анализ кала на метаболиты микрофлоры (биохимический анализ кала на дисбактериоз)

Что показывает. Этот анализ направлен не на измерение количества тех или иных бактерий, а на исследование продуктов обмена веществ микробиоты. Ведь в конечном итоге бактерии влияют на наш организм именно посредством своих метаболитов. Основные метаболиты – это уксусная, пропионовая и масляная жирные кислоты. Именно они защищают организм от болезнетворных микробов, предотвращают развитие заболеваний кишечника, в том числе онкологических, являются контролёрами углеводного и жирового обмена, влияют на работу нервной системы.

Несмотря на разнообразие представителей микробиоты, количество и состав этих кислот находится в чётко заданном диапазоне. Если эти параметры не укладываются в норму, это говорит о нарушении баланса микрофлоры и о высоком риске различных заболеваний, в том числе не связанных с ЖКТ.

Расшифровка. В норме соотношение кислот должно быть таково: 60% – уксусная кислота, остальные 40% – масляная и пропионовая.

Средняя стоимость в коммерческих лабораториях – 1500–2500 тыс. руб.

Микробиота кишечника состоит из всех микроорганизмов, которые заселяют наш кишечник.
Равновесие между бактериями, дрожжами, грибами и другими микроорганизмами имеет основополагающее значение для нашего здоровья.

Сбалансированный состав микробиоты кишечника

Знания о микробиоте кишечника, или микрофлоре кишечника, умножились благодаря использованию новых методов идентификации, основанных на изучении генов (ДНК) микроорганизмов, которые заселяют кишечник. В настоящее время предполагается, что кишечная микробиота насчитывает сотни видов бактерий. Они делятся на доминирующие виды, более редкие виды и транзиторные виды, которые циркулируют по всему пищеварительному тракту. В толстом кишечнике может содержаться до десяти тысяч миллиардов бактерий, а это столько же, сколько клеток в вашем теле. Это означает, что ваша толстая кишка является одной из самых густонаселенных экосистем в мире! Некоторые потенциально опасные бактерии могут там присутствовать в небольшом количестве, не вызывая каких-либо заболеваний. В кишечнике также встречаются бактериофаги – вирусы, которые заражают только бактерии. Их в десятки и сотни раз больше, чем наиболее представленных бактерий. Дрожжи, грибы и даже паразиты также сосуществуют в этой густонаселенной зоне.

Состав регулируется рационом

Доминирующая микробиота – это своеобразная «подпись» каждого человека. Только небольшая часть видов широко распространена среди населения: 50 % лиц в одном и том же географическом районе являются носителями около 60 видов бактерий. Хотя это все еще обсуждается, предполагается, что существует три различных типа бактериального состава (энтеротипы). Эти группы определяют вашу «кишечную экологию» и связаны – по крайней мере частично – с вашими диетическими привычками: одна из них связана с западной диетой, богатой сахаром и животными жирами, а другая – со значительным потреблением фруктов и овощей. Поскольку микробиота может быть целенаправленно отрегулирована, крайне важно, чтобы это было сделано разумно, чтобы сохранить симбиоз, то есть гармоничные отношения между вашими бактериями и кишечником: ваше здоровье зависит от разнообразия вашей микробиоты!

Читайте также:  Брусника помогает от давления

ЭВОЛЮЦИЯ МИКРОБИОТЫ КИШЕЧНИКА В СООТВЕТСТВИИ С ВОЗРАСТОМ

Младенец

От 0 до 3 лет микробиота детей становится более разнообразной.

Взрослый

По мере взросления человека, кишечная микробиота всесторонне развивается, становится разнообразнее, затем стабилизируется.

Старший возраст

У пожилых людей микробиота становится менее разнообразной.

Микроорганизмы в вашем кишечнике, в первую очередь бактерии, образуют с ним «партнерство», которое начинается с самого рождения. Для полноценного формирования микробиоты желудочно-кишечного тракта требуется около трех лет – с рождения до периода относительной стабильности, который затем продолжается до старости, когда микробиота снова претерпевает глубокие изменения.

Пищеварительная система новорожденного быстро колонизируется «простой» микробиотой, происходящей из вагинальных и фекальных бактерий его матери. Развитие полезных бактерий, таких как бифидобактерии, быстрее осуществляется при грудном вскармливании, но стабилизация микробиоты кишечника длится около трех лет. Эта стабилизация зависит от множества факторов. Например, анаэробные бактерии, которые не нуждаются в кислороде для выживания, находятся в меньшинстве у младенцев, но доминируют у взрослых. Развитие этих анаэробных бактерий происходит медленнее в случае родоразрешения путем кесарева сечения или в случае преждевременных родов, при этом микробиота у таких детей менее разнообразна, чем у младенцев, рожденных естественным путем и в срок. Разнообразие микробиоты также зависит от окружающей среды в раннем детстве: у детей, живущих в западных странах, наблюдается меньшее разнообразие, которое может быть связано с чрезмерной гигиеной. Желудочно-кишечная микробиота наращивается с годами, при этом она всегда сохраняет отпечаток профиля раннего детства. Меньшее микробиологическое разнообразие может привести в дальнейшем к развитию заболеваний.

Утрата разнообразия в пожилом возрасте

В зрелом возрасте немногие факторы могут радикально изменить доминантную микробиоту в отличие от гормональных изменений во время полового созревания, беременности и менопаузы. Но именно в старости изменения становятся более выраженными. Микробиота становится менее разнообразной из-за физиологических изменений, таких как снижение иммунитета, скудный рацион питания, прием многочисленных лекарств, включая антибиотики, и особенно образ жизни, когда люди становятся более зависимыми. Действительно, у пожилых людей, живущих в домах престарелых, микробиота беднее, чем у тех, кто живет дома и соблюдает свой обычный рацион. Это глубокое изменение равновесия микробиоты может привести к заболеваниям, таким как воспаление кишечника и повышенная восприимчивость к инфекции.

Функции микробиоты

Микробиоту можно считать функциональным органом в организме человека. Она работает в тесном взаимодействии с кишечником и играет различные важные роли.

Здоровая микробиота создает крепкое партнерство с вашим кишечником – симбиоз. Она оказывает воздействие как на местные, так и на системные процессы, протекающие в человеческом организме.

Роль в метаболизме кишечника

Кишечная микробиота выполняет метаболические функции, которые необходимы для пищеварения. Небольшая часть пищи не переваривается пищеварительными ферментами человека, при этом она проходит дальше по кишечнику и ферментируется микробиотой в толстой кишке. Эти процессы ферментации вызывают образование газа и многочисленных метаболитов, включая короткоцепочечные жирные кислоты, настоящее «топливо» для клеток в вашей толстой кишке.

Защитная функция

  • Функция барьера:
    Ваш кишечник сталкивается с серьезной проблемой: необходимо сосуществовать с полезными бактериями микробиоты, и в то же время эффективно предотвращать колонизацию опасными, патогенными бактериями. Микробиота действует как барьер против патогенов. «Полезные» бактерии микробиоты сражаются непосредственно против патогенных, конкурируя за одни и те же питательные вещества. Кроме того, некоторые бактерии микробиоты кишечника выделяют антимикробные молекулы против патогенных бактерий, в то время как другие стимулируют продуцирование слизи для защиты клеток кишечника от агрессии и предотвращения вредного воздействия на ваш организм.
  • Стимуляция иммунной системы: бактерии кишечной микрофлоры участвуют в созревании и активации клеток иммунной системы кишечника, которая защищает вас от вредного воздействия патогенов, таких как бактерии и вирусы. Кишечник является основным резервуаром для иммунных клеток в вашем организме. Со своей стороны, иммунная система влияет на состав и разнообразие микробиоты. Дисбактериоз может нарушить эту защитную роль и привести к развитию болезни.

Дисбактериоз может нарушить эту защитную роль и привести к развитию болезни.

Роль слизистой оболочки кишечника

Кишечная микробиота играет важную роль в развитии пищеварительного тракта и влияет, в частности, на размер и толщину слизистой оболочки кишечника, производство слизи, орошение ею клеток кишечника и ферментативную активность слизистой оболочки.

Новые функции

Недавние исследования выявили другие роли микробиоты. Некоторые бактерии кишечной микрофлоры могут защищать от воспалительных заболеваний и нарушений обмена веществ (метаболических расстройств), в то время как другие могут фактически вызывать эти заболевания или даже расстройства поведенческого и неврологического характера. Для определения этих механизмов ученым необходимо проделать гораздо большую работу.

Заболевания

Дисбаланс микробиоты кишечника может привести к нарушениям, затрагивающим различные области организма человека.

Воздействие на микробиоту

Существует 5 способов повлиять на равновесие микробиоты. Каждый из них имеет свои особенности.

Последнее обновление — 17 ноября 2017 в 00:59

Время на чтение: 4 мин

Совокупность бактерий, населяющих человеческий организм, имеет общее название – микробиота. В нормальной, здоровой микрофлоре человека насчитывается несколько миллионов бактерий. Каждая из них играет важную роль для нормального функционирования человеческого тела.

Читайте также:  Препарат против герпеса

При отсутствии какого-либо вида полезных бактерий человек начинает заболевать, нарушается работа ЖКТ, дыхательных путей. Полезные бактерии для человека концентрируются на коже, в кишечнике, на слизистых оболочках тела. Количество микроорганизмов регулируется с помощью иммунной системы.

Разновидности полезных бактерий

В норме, тело человека содержит как полезную, так и патогенную микрофлору. Бактерия бывает полезная и патогенная.

Полезных бактерий намного больше. Они составляют 99% от общего числа микроорганизмов.

При таком положении соблюдается необходимый баланс.

Среди разных видов бактерий, обитающих на теле человека можно выделить:

  • бифидобактерии;
  • лактобактерии;
  • энтерококки;
  • кишечная палочка.

Бифидобактерии

Этот вид микроорганизмов самый распространённый, участвует в процессе выработки молочной кислоты и ацетата. Он создаёт кислую среду, этим самым нейтрализует большинство болезнетворных микробов. Патогенная флора перестаёт развиваться и вызывать процессы гниения и брожения.

Бифидобактерии играют важную роль в жизни ребёнка, так как именно они отвечают за наличие аллергической реакции на какие-либо пищевые продукты. Кроме того они оказывают антиоксидантное действие, предотвращают развитие опухолей.

Синтез витамина С не обходится без участия бифидобактерий. К тому же, есть информация, что бифидобактерии помогают усваиваться витаминам D и B, которые необходимы человеку для нормальной жизнедеятельности. При наличии дефицита бифидобактерий даже приём синтетических витаминов этой группы не принесёт никакого результата.

Лактобактерии

Эта группа микроорганизмов также важна для здоровья человека. Благодаря их взаимодействию с другими обитателями кишечника блокируется рост и развитие патогенных микроорганизмов, подавляются возбудители кишечных инфекций.

Лактобактерии участвуют в образовании молочной кислоты, лизоцина, бактериоцинов. Это отличная помощь иммунной системе. Если в кишечнике есть дефицит этих бактерий, то очень быстро развивается дисбактериоз.

Лактобактерии заселяют не только кишечник, но и слизистые. Так эти микроорганизмы важны для женского здоровья. Они поддерживают кислотность среды влагалища, не допускают развития бактериального вагиноза.

Кишечная палочка

Не все виды кишечной палочки являются болезнетворными. Большинство из них наоборот выполняют защитную функцию. Полезность рода кишечная палочка состоит в синтезе коцилина, который активно противостоит основной массе патогенной микрофлоры.

Данные бактерии полезны для синтеза разных групп витаминов, фолиевой и никотиновой кислоты. Нельзя недооценивать их роль для здоровья. Например, фолиевая кислота необходима для производства красных кровяных телец и поддержания нормального уровня гемоглобина.

Энтерококки

Этот вид микроорганизмов заселяет кишечник человека сразу после рождения.

Они помогают усваиваться сахарозе. Обитая в основном в тонком кишечнике, они, как и другие полезные не патогенные бактерии обеспечивают защиту от чрезмерного размножения вредоносных элементов. В то же время, энтерококки относятся к условно безопасным бактериям.

Если они начинают превышать допустимые нормы, развиваются разные бактериальные заболевания. Список болезней очень большой. Начиная от кишечных инфекций, заканчивая менингококковой.

Положительное влияние бактерий на организм

Полезные свойства не патогенных бактерий очень многообразно. До тех пор пока существует баланс между обитателями кишечника и слизистых, организм человека нормально функционирует.

Большинство бактерий участвует в процессах синтеза и расщепления витаминов. Без их присутствия витамины группы В не усваиваются кишечником, что приводит к нарушениям со стороны нервной системы, заболеваниям кожи, понижению гемоглобина.

Основная масса не переваренных компонентов пищи, достигших толстого кишечника, расщепляется именно благодаря бактериям. Кроме того, микроорганизмами обеспечивается постоянство водно-солевого обмена. Более половины всей микрофлоры участвует в регуляции всасывания жирных кислот, гормонов.

Микрофлора кишечника формирует местный иммунитет. Именно здесь происходит уничтожение основной массы патогенных организмов, блокируется вредоносный микроб.

Соответственно, люди не ощущают вздутия и метеоризма. Увеличение лимфоцитов провоцирует активные фагоциты для борьбы с врагом, стимулируют продуцирование иммуноглобулина А.

Полезные не патогенные микроорганизмы положительно влияют на стенки тонкого и толстого кишечника. Они поддерживают там постоянный уровень кислотности, стимулируют лимфоидный аппарат, эпителий становится устойчивым к разным канцерогенам.

Перистальтика кишечника также во многом зависит от того, какие бывают микроорганизмы в нём. Подавление процессов гниения и брожения – одна из основных задач бифидобактерий. Многие микроорганизмы долгие годы развиваются в симбиозе с болезнетворными бактериями, тем самым, контролируя их.

Биохимические реакции, которые постоянно происходят с бактериями, выделяют много тепловой энергии, поддерживая общий тепловой баланс организма. Питаются микроорганизмы не переваренными остатками.

Дисбактериоз

Дисбактериоз – это изменение количественного и качественного состава бактерий в организме человека. При этом полезные организмы погибают, а вредоносные активно размножаются.

Дисбактериоз затрагивает не только кишечник, но и слизистые (может быть дисбактериоз ротовой полости, влагалища). В анализах будут превалировать названия: стрептококк, стафилококк, микрококк.

В нормальном состоянии полезные бактерии регулируют развитие патогенной микрофлоры. Кожные покровы, органы дыхания обычно находятся под надёжной защитой. Когда нарушается баланс человек ощущает следующие симптомы: метеоризм кишечника, вздутие, боли в животе, расстройство.

Позже может начаться снижение веса, анемия, авитаминоз. Со стороны половой системы наблюдаются обильные выделения, часто сопровождающиеся неприятным запахом. На коже появляются раздражения, шероховатости, трещинки. Дисбактериоз побочное действие после приёма антибиотиков.

При обнаружении подобных симптомов нужно обязательно обратиться к врачу, который назначит комплекс мероприятий по восстановлению нормальной микрофлоры. Часто для этого требуется приём пробиотиков.

Ссылка на основную публикацию
Чем отличается дерматит от лишая
Нейродермит (атопический дерматит) — рецидивирующее аллергическое заболевание, основными симптомами которого являются воспаление кожи и сильный зуд. Это хроническая болезнь: появившись...
Чем можно проколоться от бронхита
Бронхит возникает как осложнение после перенесенного гриппа, ОРВИ или при попадании в бронхи раздражающих химических веществ, пыли. Уколы от кашля...
Чем можно разводить кортексин
Как правильно развести Кортексин? Чем растворять Кортексин? Как правльно, делать уколы, чтобы избежать шишек и чем их лечить. Как ставить...
Чем отличается диаскинтест от реакции манту
В течение века во всем мире для диагностики туберкулеза и выявления скрытой туберкулезной инфекции используется туберкулиновая проба Манту. Однако эта...
Adblock detector