<<
>>

Физиологическое значение кишечной микрофлоры

Значение кишечной микрофлоры, характеризующейся сложной иерархической структурой, различными межвидовыми отношениями и многоступенчатыми метаболическими процессами, огромно, а ее функции, выходят далеко за пределы ЖКТ.

Влияние микробиома на иммунный ответ. Согласно последним данным, микроорганизмы, обитающие в ЖКТ человека, могут изменять иммунный ответ организма хозяина, и тем самым защищать его от развития ряда заболеваний или провоцировать их. Участие иммунного ответа предполагается в развитии болезни Крона, язвенного колита, целиакии, ожирения, сахарного диабета, аллергических реакций, ревматоидного артрита, СРК [80,108,129,146,155,163].

Кишечный гомеостаз осуществляется путем взаимодействия между иммунной системой «хозяина»: врожденного (иннатного) и приобретенного (адаптивного) иммунного ответа и кишечной микрофлорой, состав который определяется генетически или под влиянием различных факторов окружающей

среды [174174]. «Рабочими» компонентами иннатной иммунной системы служат макрофаги, моноциты, дендритные клетки (DC), клетки-киллеры (NK) и нейтрофилы, которые распознают единые (консервативные) молекулы патогенов. «Инструментами» адаптивной иммунной системы служат Т- и В- лимфоциты [15].

Иннатная иммунная система обладает определенным консерватизмом в связи с тем, что ее компоненты взаимодействуют со структурами микроорганизмов, которые в процессе эволюции практически не изменились. Эти структуры получили название «патоген-ассоциированных молекулярных паттернов» (patogen-associated molecular patterns, PAMP), а соответствующие им рецепторы врожденной иммунной системы – «паттерн-распознающие рецепторы» (pattern-recognition receptors, PRR). Наиболее известными патоген- ассоциированными молекулярными паттернами являются бактериальный липополисахарид, липотейхоевые кислоты, пептидогликан, бактериальная ДНК, двуспиральная РНК (вирусы) [21].

К сигнальным рецепторам, осуществляющим взаимодействие кишечной микрофлоры с иммунной системой организма хозяина относятся TLR (Toll-like receptors) и NLRs (акроним NLR обозначается как аббревиатура для "nucleotide-binding domain, leucine-rich repeat containing" protein), локализованные соответственно на цитоплазматической мембране и в цитоплазме вышеперечисленных компонентов неспецифической (иннатной) иммунной системы и энтероцитов [141].

После взаимодействия бактериальной клетки с рецепторами иммунной системы происходит изменение конфигурации ряда белков, что в конечном итоге приводит к экспрессии провоспалительных цитокинов (IL-1, IL-6, IL-8), INF-γ, гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (GM-CSF), молекул адгезии, острофазовых белков и ферментов воспаления (NO-синтазы и циклооксигеназы и т.д.) [15,188].

В том случае, если микроорганизм преодолевает защитные механизмы неспецифического иммунитета, происходит инициация адаптивной иммунной системы. Селективная дифференцировка наивных Т-клеток контролируется сигналами из клеток неспецифической иммунной системы, таких как дендритные клетки (DC) и макрофаги. Природа антигена (пищевые антигены, бактерии-комменсалы или патогены) влияет на набор цитокинов, секретируемых DC, а эти цитокины определяют, в свою очередь, тип Т-клеток, в направлении которых будет происходить дифференцировка наивных предшественников [25].

Защитная функция кишечной микрофлоры заключается в осуществлении колонизационной резистентности, т.е. предотвращении колонизации ЖКТ условно-патогенными и патогенными микроорганизмами. Способами достижения колонизационной резистентности служат: конкуренция за питательные вещества и рецепторы адгезии, а также выработка бактериоцинов, короткоцепочечных жирных кислот, лизоцима, препятствующих росту патогенных микроорганизмов [25].

Пищеварительная функция кишечной микрофлоры.

Под влиянием ферментов нормальной микрофлоры в подвздошной кишке осуществляется деконъюгация желчных кислот и преобразование первичных желчных кислот, синтезированных в печени, во вторичные желчные кислоты, 90% из которых подвергаются обратному всасыванию и повторно участвуют в пищеварении.

Оставшиеся желчные кислоты выделяются с калом; их наличие в содержимом толстой кишки замедляет всасывание воды и препятствует излишней дегидратации кала.

Не расщепленные в тонкой кишке белки, жиры и углеводы под воздействием нормальной микрофлоры толстой кишки подвергаются ферментативному расщеплению. Лактобактерии сбраживают углеводы с образованием молочной кислоты, энтеробактерии расщепляют углеводы с

образованием углекислого газа, водорода и органических кислот, утилизируют белки и жиры [20]. Микрофлора толстой кишки обеспечивает также конечный гидролиз белков, омыление жиров, сбраживание высокомолекулярных углеводов, которые не абсорбировались в тонкой кишке.

Некоторые поступающие с пищей вещества могут метаболизироваться только кишечной микрофлорой в связи с отсутствием выработки в организме соответствующих ферментов (примером служит расщепление целлюлозы за счет сахаролитической микрофлоры) [213].

Влияние кишечной микрофлоры на двигательную функцию кишечника. Протеолитическая микрофлора способствует регуляции двигательной активности кишечника за счет синтеза оксида азота из аргинина под действием NOS (синтаза оксида азота). Оксид азота проникает в мышечный слой и активирует гуанилатциклазу, что приводит к увеличению содержания гуанозинмонофосфата (ГМФ) и расслаблению мышц [18].

В проксимальных отделах толстой кишки КЖК стимулируют рецепторы эндокринных (L-клеток) кишечника, входящих в состав диффузной нейроэндокринной системы и вырабатывающих регуляторный пептид PYY (пептид тирозин-тирозин), который служит представителем семейства панкреатических полипептидов, замедляющих моторику толстой и тонкой кишки [66,67]. В дистальных отделах толстой кишки наблюдается противоположный эффект КЖК: они стимулируют рецепторы энтерохромафинных (EС-клеток), вырабатывающих серотонин, который, связываясь с 5-HT4-рецепторами афферентных волокон блуждающего нерва, инициирует рефлекторное усиление моторики [93].

Влияние кишечной микрофлоры на абсорбционную функцию кишечника.

Нормальная микрофлора кишки оказывает влияние на абсорбционную функцию кишечника, например, улучшает всасывание воды. Na+/Н+-обменники (NHE – Na+/H+ exchangers) составляют группу интегральных мембранных белков, экспрессируемых во всех тканях организма, которые осуществляют трансмембранный обмен ионов Na+ на ионы Н+ [210].

Существует 6 типов белков-транспортеров, однако NHЕ1, NHЕ2 и NHЕ3 (в большей степени последний) экспрессируются на апикальной мембране эпителиальных клеток кишечника [210], где расположены также Cl-/HCO3 обменники. Установлено, что бутират (масляная кислота, вырабатываемая микрофлорой кишки) поступает в колоноцит в обмен на гидрокарбонатные ионы. Часть всосавшегося бутирата вновь поступает в просвет кишки в обмен на ионы хлора, однако значительная часть его остается в колоноците и утилизируется им. Кроме того, абсорбция бутирата тесно связана со всасыванием натрия: блокирование абсорбции бутирата препятствует всасыванию натрия и наоборот. Это взаимодействие имеет особое значение, т.к. поступление натрия в колоноцит определяет всасывание воды [25,169].

Детоксикационная и антиканцерогенная функция кишечной микрофлоры. Важнейшая роль нормальной микрофлоры заключается в способности нейтрализовать многие токсические субстраты и метаболиты (нитраты, ксенобиотики, мутагенные стероиды).

Выдвинуто предположение, что некоторые вещества, вырабатываемые бактериями, обладают антиоксидантными свойствами и способствуют снижению риска заболеваемости раком толстой кишки. Так, антиканцерогенный эффект бутирата проявляется в регуляции апоптоза – бутират снижает пролиферацию клеток эпителия толстой кишки, но повышает их дифференцировку [7].

Известно также, что недостаточное поступление к колоноцитам витаминов В6, В12 и фолиевой кислоты ассоциируется с повышенной частотой рака толстой кишки [8]. Дефицит этих витаминов приводит к нарушению процессов метилирования ДНК, мутациям и, как следствие, повышению риска развития колоректального рака.

Синтетическая функция. Кишечная микрофлора обеспечивает синтез многих жизненно необходимых веществ: витаминов группы В (В1, В2, В6, В12), С, К, фолиевой, никотиновой кислоты. Образующиеся в результате брожения углеводов ацетат и пропионат, всосавшись в кровь и достигнув печени, могут

влиять на синтез холестерина: в частности, показано, что ацетат стимулирует его синтез, а пропионат – тормозит [25].

Такие продукты метаболизма молочнокислых бактерий и бактероидов, как молочная, уксусная, янтарная, муравьиная кислоты, обеспечивают поддержание показателей рН внутрикишечного содержимого на уровне 4,0, благодаря чему в ЖКТ тормозится рост и размножение патогенных и гнилостных микроорганизмов.

Таким образом, кишечная микрофлора обладает огромным метаболическим потенциалом, не уступая любому другому жизненно важному органу человека, благодаря чему осуществляется поддержание равновесия между макроорганизмом и многочисленными сообществами микроорганизмов, населяющих ЖКТ.

<< | >>
Источник: КУЧУМОВА Светлана Юрьевна. Патогенетическое и клиническое значение кишечной микрофлоры у больных с синдромом раздраженного кишечника». Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. Москва –2014. 2014

Еще по теме Физиологическое значение кишечной микрофлоры:

  1. Патогенетическое значение кишечной микрофлоры у больных с CРК
  2. КУЧУМОВА Светлана Юрьевна. Патогенетическое и клиническое значение кишечной микрофлоры у больных с синдромом раздраженного кишечника». Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. Москва –2014, 2014
  3. Значение нормальной микрофлоры, обитающей в полости рта
  4. Состояние кишечной микрофлоры у пациентов с СРК и лиц контрольной группы
  5. Методы диагностики кишечной микрофлоры
  6. Качественный и количественный состав микрофлоры желудочно-кишечного тракта у здоровых лиц
  7. Состояние кишечной микрофлоры по данным молекулярно- генетического исследования (секвенирование 16S рРНК)
  8. Методы коррекции кишечной микрофлоры. Доказательная база эффективности пробиотиков у больных СРК
  9. Качественный и количественный состав микрофлоры желудочно-кишечного тракта у больных СРК
  10. ПРИМЕНЕНИЕ ПРОДУКТОВ ПЧЕЛОВОДСТВА ПРИ НАРУШЕНИЯХ МИКРОФЛОРЫ В ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОМ ТРАКТЕ
  11. ПРОГРАММА ПРИМЕНЕНИЯ АПИФИТОПРОДУКЦИИ ПРИ НАРУШЕНИЯХ МИКРОФЛОРЫ В ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОМ ТРАКТЕ
  12. Глава 4 Влияние лекарственных препаратов на выраженность клинических симптомов заболевания, состояние кишечной микрофлоры и уровень качества жизни
  13. Ликвидация главных физиологических механизмов
  14. Физиологические механизмы ЭЗДП
  15. КЛИНИЧЕСКОЕ ВЕДЕНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ РОДОВ