Чревната микробиота е всички микроорганизми, които живеят в дебелото черво. Сред тях най-добре се разпознават бактериите, от които има над 1000 вида при здрав човек. Съставът и изобилието на микробиота са тясно свързани със здравето, настроението и мозъчната функция. Разберете как чревните бактерии влияят на тялото ви.

Микробиотае група от различни видове микроорганизми, които живеят в организма гостоприемник и на неговата повърхност.Микробиома означава същото като микробиота . И двата термина се използват взаимозаменяемо. Терминът "микрофлора" обаче е изоставен, което предполага, че микроорганизмите в тялото на гостоприемника са от растителен произход.

Човешката микробиота включва не само бактерии, но и вируси, археи и еукариотни организми. Въпреки това разнообразието и ролята на бактериите са най-добре проучени. Бактериите, живеещи в човешкото тяло, са идентифицирани благодарение на генното секвениране. Тези открития направиха възможно да се разбере връзката между микробиома и гостоприемника.

Чревна микробиота - характеристики

Червният микробиом е един от елементите на микробиома на целия организъм, който е от голямо значение за хомеостазата на човешкото тяло.

Чревните бактерии са тези, които се намират в дебелото черво.Здрав възрастен човек обикновено съдържа повече от 1000 вида бактериипринадлежащи към сравнително малко известни видове бактерии. Преобладават анаеробните бактерии от типа Bacteroidetes и Firmicutes.

Променливост на чревната микробиота

Чревната микробиота е променлива - тя не е еднаква както при различни хора, така и при един и същ човек в различно време. Разликите между индивидите са много ясни.

Известно е, че цялостното разнообразие на човешката чревна микробиота се променя през целия живот. Продължава да нараства от раждането до около 12-годишна възраст, като остава относително стабилен през цялата зряла възраст и след това намалява в по-късните години.

Едно проучване установи, че около 70% от микробиотата остава непроменена за една година без лечение с антибиотици. Наблюденията показват, че някои видове вероятно ще бъдат стабилни в продължение на десетилетия, ако не и през целия живот на индивида, както се вижда от идентифицирането на същия бактериален вид сред членовете на семейството, но не и между индивидитенесвързани.

Така някои бактерии остават същите при здрави хора, а някои се променят през целия им живот. Външните фактори също променят микробиома с течение на времето. Те включват, наред с други:

  • инфекции,
  • взети лекарства,
  • начин на живот
  • и промени в диетата.

LifeLines Дълбоко проучване, използващо секвениране на бактериален геном върху повече от 1000 души, установи, че диетата е основен модулатор на променливостта на чревната микробиома.

Причини за намаляване на разнообразието на чревната микробиота

Чревният микробиом е много богат в сравнение с други части на тялото. Голямото разнообразие на чревната микробиота е характеристика на здравите хора. Болестните състояния водят до обедняването му по отношение на видовото разнообразие.

Наблюдава се по-малко бактериално разнообразие при хора с:

  • възпалително заболяване на червата,
  • псориатичен артрит,​​
  • диабет тип 1,
  • атопия,
  • целиакия,
  • затлъстяване,
  • с диабет тип 2
  • и артериална скованост в сравнение със здрави хора.

Връзката между намалено разнообразие и болести показва, че богатата на видове чревна екосистема е по-устойчива на влиянията на околната среда.

Основни видове чревни бактерии

Разнообразието се счита за добър индикатор за "здрави черва". Основните видове чревни бактерии по отношение на изобилието са:

  • Firmicutes,
  • Bacteroidetes,
  • Actinobacteria,
  • Протеобактерии,
  • Verrucomicrobia
  • и фузобактерии.

Съставът на чревния микробиом естествено се променя с възрастта. Зависи основно от диетата.

И 2-3-годишните, и възрастните са доминирани от едни и същи бактерии, което се дължи на факта, че децата около 3-годишна възраст вече ядат точно същата храна като възрастните.

Чревна микробиота - състав в различни периоди от живота

Продължителност на животаДоминантни чревни бактерии
Момент на ражданеEnterococcus, Staphylococcus
Първи месец от животаBifidobacteriaceae
Шести месец от животаClostridiacea, Ruminococcaceae, Lachnnospraceae
Първа година от животаБактериоди, Clostridium, Ruminococcum
Втора - трета година от животаFirmicutes, Bacteroidetes
зряла възрастFirmicutes, Bacteroidetes

Чревна микробиота - въздействие върху тялото

Влияе на чревната микробиотафизиологията на тялото в много аспекти. Класически, ролята му се вижда главно в храносмилането на хранителни вещества, които са несмилаеми за ензимите в храносмилателната система. Това обаче е само върхът на айсберга. Промени в състава на микробиома (дисбиоза) настъпват при много заболявания.

Често не е ясно обаче дали променената микробиота причинява заболяване или болестта засяга състава на чревните бактерии. Какво е значението на чревните бактерии за тялото?

Микробиота и оста черво-мозък

Често можете да чуете поговорката, че червата са нашия втори мозък. Абсолютно оправдано е. В тялото се осъществява двупосочна сигнализация между чревната микробиота, червата и мозъка. То се осъществява чрез нервните пътища, които включват централната и чревната нервна система и кръвоносната система.

Сигнализацията от кръвоносната система включва:

  • ос хипоталамус - хипофиза - надбъбречни жлези,
  • регулатори на имунната система,
  • хормони,
  • невротрансмитери
  • и бактериални метаболити като късоверижни мастни киселини.

Предклиничните проучвания показват влиянието на чревната микрофлора върху:

  • ноцицептивни рефлекси (рефлекси в отговор на увреждащи тъканите стимули),
  • прием на храна,
  • емоционално и социално поведение,
  • реакция на стрес
  • и неврохимията на мозъка.

В проучвания върху мишки е доказано, че микробиота е необходима за социалното развитие на мишките и участва в нарушения на неврологичното развитие, включително разстройства от аутистичния спектър.

Доказано е, че мишките без чревна микробиота имат преувеличена реакция на стрес в сравнение с контролните животни. Тези мишки също показват повишена двигателна активност и по-малко тежко тревожно поведение в сравнение с контролните мишки.

За разлика от това, прилагането на пробиотика L. rhamnosus (JB-1) при мишки намалява нивата на кортикостерон, секретиран при стрес и тревожно поведение.

Тези данни силно подчертават значението на оста микробиом-черво-мозък за нормалното неврологично развитие и функция.

Защо микробиомът засяга мозъка?

Чревният микробиом произвежда късоверижни мастни киселини, които засягат целостта на кръвно-мозъчната бариера чрез увеличаване на производството на протеини с тесни връзки - клаудин-5 и оклудин.

Тесните връзки са връзки между две клетки на тялото (в този случай чревния епител), които затварят пространството между тези клетки, което прави клетките много плътни една към другаприкачен.

Тези протеини са подредени на ивици, за да образуват разклонена мрежа. Те трябва да се появяват на повърхността на двете съседни клетки, за да могат да се свържат една с друга.

Наличието на правилно функциониращи тесни връзки между чревните епителни клетки и по този начин повишената цялост на кръвно-мозъчната бариера, ограничава проникването на нежелани метаболити между клетките в извънклетъчното пространство.

Когато е нарушена целостта на епителните клетки, вредните вещества от междуклетъчната течност навлизат в кръвта и след това в мозъка. Това явление се отразява неблагоприятно на мозъчната функция, познанието и настроението.

Влияние на микробиома върху психиката

Изследванията предоставят доказателства, чечревната микробиота може да модулира реакцията на стрес и също така да допринесе за тревожност, депресия и познание.

Многобройни плацебо-контролирани проучвания показват, че поглъщането на пробиотични бактерии причинява значителни промени в мозъчната активност, оценени чрез функционален магнитен резонанс, концентрация, емоция и обработка на усещанията.

Редица експерименти показват благоприятен ефект от приема на пробиотици върху настроението на хора с психологически проблеми, склонност към тъга и лоши мисли, тревожност и депресия.

Много хора с алкохолна зависимост показват промени в пропускливостта на червата и чревния микробиом. Повишената чревна пропускливост при тези хора е значително свързана с по-високи резултати за депресия, тревожност и жажда след 3 седмици въздържание.

Чревна микробиота и храносмилане

Чревната микробиота е неразделна част от храносмилането и храненето на гостоприемника и може да произвежда хранителни вещества от субстрати, иначе несмилаеми от гостоприемника.

Чревните бактерии разграждат фибрите, някои протеини, захариди и полифеноли. Микробите освобождават късоверижни мастни киселини от храносмилателни несмилаеми фибри, които са важен източник на енергия за чревната лигавица и са от решаващо значение за модулирането на имунния отговор и образуването на тумори в червата.

Чревна микробиота и имунитет

Взаимодействията между микробиотата и имунната система на гостоприемника са многобройни и сложни. Ролята на имунната система е да се научи да разпознава комменсални („добри“) и патогенни (патогенни) бактерии.

От своя страна, микробиота е неразделна част от обучението на имунната система да функционира правилно.

Микробиота влияе върху имунната хомеостаза вътре и извън червата. Участва, наред с другото, в диференциацията на системните регулаторни Т клеткиимунен. Тези механизми са от голямо значение за патогенезата и лечението на възпалителните заболявания.

Роля на комензалните бактерии

Коменсалните бактерии и пробиотиците могат да насърчат целостта на чревните бариери. Благодарение на това патогенните бактерии и техните метаболити имат много по-малък шанс да проникнат в кръвоносната система.

Комменсалните бактерии допринасят за укрепването на имунитета на чревно ниво главно като предотвратяват инвазията на патогенни бактерии и подпомагат развитието на имунната система на гостоприемника.

Добрите чревни бактерии възпрепятстват колонизирането на патогенни бактерии, като се конкурират с тях за хранителни вещества и места за прикрепване на повърхността на лигавицата на дебелото черво.

Комменсалните бактерии също предотвратяват инвазията на патогенни бактерии чрез понижаване на чревното рН чрез производството на лактат и късоверижни мастни киселини (SCFA). Друг начин е да се произвеждат метаболити, които инхибират растежа или убиват потенциално патогенни бактерии.

Въпреки че механизмите, чрез които микробиомът взаимодейства с имунната система, не са задълбочено проучени, със сигурност се знае, че здравият микробиом влияе положително върху имунитета както като биологична бариера, така и като формира придобития имунитет.

Чревна микробиота и затлъстяване

Чревната микробиота може да играе роля в развитието на затлъстяването. Повечето проучвания на хора с наднормено тегло и затлъстяване показват дисбиоза, която се характеризира с по-малко разнообразие в микробиома. Пример може да бъде извършеното изследване:

  • Мишки с необитаем храносмилателен тракт, които са трансплантирани с фекални микроби от хора със затлъстяване, наддават повече тегло от мишките, които получават микроби от здрави хора.
  • Голямо проучване на близнаци в Обединеното кралство установи, че вид Christensenella е рядък при хора с наднормено тегло и че когато се прилага на мишки, свободни от собствената им микробиота, той предотвратява увеличаването на теглото. Наличието на Christensenella в стомашно-чревния тракт, както и Akkermansia, се свързва с по-ниско натрупване на мазнини във вътрешните органи на коремната кухина.

Повечето от доказателствата в подкрепа на тезата за ролята на микробиотата при затлъстяването идват от изследвания върху мишки. Въпреки това, също така се наблюдава, че наддаването на тегло при хората над 10 години е свързано с ниско разнообразие на микробиота и тази връзка се влошава от ниската консумация на фибри.

Дисбиозата на чревната микробиота вероятно насърчава причинено от диета затлъстяване и метаболитни усложнения чрез различни механизми, включително:

  • нарушена регулация на имунитета,
  • променено регулиране на енергията,
  • променена регулация на чревните хормони
  • и провъзпалителни механизми, причинени от липополизахаридни ендотоксини, преминаващи през чревната бариера и навлизащи в порталната циркулация.

Увеличаването на окисляването на мастни киселини и разхода на енергия, както и намаляването на синтеза на мастни киселини намаляват склонността към затлъстяване.

Установено е, че Akkermansia muciniphila, Bacteroides acidifaciens, Lactobacillus gasseri и късоверижните мастни киселини повишават окисляването на мастните киселини в мастната тъкан.

Други микробиомни механизми, благоприятстващи контрола на теглото, са:

  • адипоцитна диференциация,
  • увеличаване на мускулната термогенеза,
  • засилване на експресията на гени, свързани с окисляването на мастни киселини,
  • заглушаване на експресията на гени, отговорни за синтеза на мазнини в тялото.

Литературата обобщава, че дисбалансът в чревната микробиота и липсата на определени видове бактерии насърчават по-голямо наддаване на тегло със същата диета.

Чревна микробиота и колоректален рак

Изследванията показват, че чревната микробиота може да повлияе на риска и прогресията на колоректален рак чрез модулиране на механизми като възпаление и увреждане на ДНК и чрез производство на метаболити, участващи в прогресията или потискането на тумора.

При пациенти с колоректален рак е наблюдавана дисбиоза на чревната микробиоза, с намаляване на броя на коменсалните бактериални видове (бактерии, произвеждащи бутират) и обогатяване на вредните бактериални популации (провъзпалителни опортюнистични патогени).

Колоректалният рак се характеризира с променено производство на бактериални метаболити, пряко участващи в метаболизма на раковите клетки, включително късоверижни мастни киселини и полиамини. Появилите се доказателства сочат, че диетата има значително влияние върху риска от развитие на този рак.

Консумацията на храни с високо съдържание на фибри и хранителни добавки с полиненаситени мастни киселини, полифеноли и пробиотици, за които е известно, че регулират чревната микробиота, може не само да бъде потенциален механизъм за намаляване на риска от колоректален рак.

Може също да подобри отговора към терапията за рак, когато се използва в допълнение към конвенционалното лечение на колоректален рак.

Чревна микробиота и чревни заболявания

Дисбиозата на червата и намаленото разнообразие на микробиомите се срещат редовно при хора с възпалително заболяване на червата.Изчерпването на микробиотата в някои бактерии и загубата на техните защитни функции може да има значително влияние върху хода на заболяването.

Много от бактериалните защитни функции, свързани с IBD, се дължат на способността им да ферментират диетичните фибри и да произвеждат късоверижни мастни киселини.

Чревното възпаление намалява броя на видовете коменсални бактерии и създава условия за растеж на патогенни бактерии. Те от своя страна са способни да увеличат размножаването и влошаването на състоянието на болните.

Патогенните бактерии, които потенциално играят най-голяма роля при IBD са:

  • ешерихия и шигела,
  • , както и видове Fusobacterium.

При пациентите се наблюдават големи промени в микробиома, както по отношение на броя на видовете, така и по отношение на тяхното съотношение един към друг.

Чревна микробиота и кръвоносната система

Микробиомът може да има както положителни, така и отрицателни ефекти върху здравето на сърдечно-съдовата система. Благоприятният ефект е свързан с регулирането на липидния профил - повишаване нивото на "добрия" HDL холестерол и понижаване нивото на триглицеридите в кръвта. Приемането на пробиотици, главно лактобацили, е известно, че помага за понижаване на нивата на холестерола.

От друга страна, бактериалната дисбиоза и излишъкът от патогенни бактерии водят до производството на триметиламин N-оксид (TMAO), който насърчава образуването на атеросклеротична плака в кръвоносните съдове и може да доведе до инфаркти и инсулти.

TMAO се произвежда от метаболизма на холин и L-карнитин, които са типични компоненти на диета, съдържаща животински протеини и играят важни функции в организма. Не е известно точно кои компоненти на микробиома са отговорни за повишеното производство на TMAO и повишения риск от сърдечни заболявания.

Някои източници постулират, че може да бъде:

  • Цитомегаловирус,
  • Helicobacter,
  • Chlamydia
  • и C. pneumoniae.

Проучванията показват, че при хора със значително по-висок дял на бактериите Prevotella в микробиома е имало проблем с повишените нива на TMAO. В същото време концентрацията на този оксид е нормална при хора с висок процент на Bacteroides.

Чревна микробиота и диабет

Научните изследвания потвърждават ролята на чревната микробиома при метаболитни заболявания, включително диабет тип 2.

От проучвания върху животни става ясно, че микробиомът участва в метаболизма на глюкозата. Въз основа на 42 наблюдателни проучвания върху хора са предложени бактерии, чието присъствие в микробиома насърчава появата на диабет тип 2.

Това са бактерии от следните типове:

  • Ruminococcus,
  • Fusobacterium
  • и Blautia.

Видовете бактерии, които намаляват вероятността от диабет тип 2 са:

  • Бифидобактерии,
  • Bacteroides,
  • Faecalibacterium,
  • Аккермансия
  • и Roseburia.

Lactobacillus също принадлежи към бактериите, полезни при диабет, но резултатите от изследванията по тях не са толкова ясни.

Диабет тип 2 се свързва с повишени нива на възпалителни цитокини, хемокини и възпалителни протеини. Докато някои чревни микроби и техните метаболити насърчават нискостепенно възпаление, други стимулират противовъзпалителните цитокини и хемокини.

Бактериите, свързани с по-нисък риск от диабет тип 2, могат да допринесат за повишена експресия на противовъзпалителни цитокини, които предпазват от инсулинова резистентност и възстановяват инсулиновата чувствителност.

Други характеристики, свързани с диабет тип 2, са нискостепенно възпаление и повишена чревна пропускливост. Доказано е, че посочените чревни бактерии намаляват производството на провъзпалителни съединения и укрепват тесните връзки между чревните епителни клетки. По този начин те намаляват риска от развитие на диабет тип 2.

Чревната микробиота е свързана с диабет тип 2 чрез ефектите си върху глюкозната хомеостаза и инсулиновата резистентност в основните метаболитни органи, като:

  • черен дроб,
  • мускули
  • и мазнини.

Microbiota и нейните продукти могат да модулират чревните хормони и ензими и да намалят инсулиновата резистентност и да подобрят глюкозния толеранс.

Чревни бактерии, считани за полезни за превенция на диабет тип 2, могат, наред с други:

  • увеличават синтеза на гликоген и намаляват експресията на гени, свързани с глюконеогенезата в черния дроб,
  • подобрява транслокацията на глюкозния транспортер-4 (GLUT4) и стимулираното с инсулин усвояване на глюкоза,
  • увеличава експресията на GLUT-4 в мускулите, което може да има антидиабетни ефекти,
  • намаляват експресията на чернодробната флавин монооксигеназа 3 (Fmo3), ключов ензим в метаболизма на ксенобиотиците, чиято намалена секреция предотвратява развитието на хипергликемия и хиперлипидемия при инсулин-резистентни мишки,
  • регулират експресията на гени, свързани с хипергликемия,
  • повишава нивата на адипонектин в мазнините, като по този начин подобрява инсулиновата чувствителност.
  • Микробиом - какво е това и какви са неговите функции?
  • Как да се грижим за микробиома по време на антибиотична терапия?
  • Микробиота и имунитет
  • Дисбактериоза -причини, симптоми, лечение

Категория:

Гастрология