När vi tänker på vår hälsa separerar vi våra kroppar från våra tarmbakterier. I själva verket kan man säga att många funktioner i vår kropp är beroende av de bakterier som finns i våra tarmar. Dessa bakterier kan göra oss smala eller feta, friska eller sjuka, glada eller deprimerade. Vetenskapen har precis börjat förstå hur tarmens mikroflora påverkar våra liv. I den här artikeln kommer vi att titta på vad som är känt om våra tarmbakterier, inklusive hur de formar våra kroppar och våra sinnen.
Intestinal mikroflora - vad är det?
De stora samhällena av mikrober (bakterier, svampar, virus) som lever i våra tarmar kallas tarmmikroflora. Våra tarmar är befolkade av 10 13 – 10 14 (upp till hundra biljoner) bakterier. Faktum är att mindre än hälften av cellerna i människokroppen tillhör kroppen. Mer än hälften av cellerna i vår kropp är bakterier som bor i tarmarna och huden.
Tidigare trodde man att det finns tio gånger fler mikrober i kroppen än kroppsceller, men nya beräkningar visar ett förhållande nära 1:1. En vuxens tarm innehåller 0,2–1 kg bakterier.
Tarmbakterier spelar många fördelaktiga roller i våra kroppar:
- Hjälper dig att få mer energi från mat
- Ger produktion av viktiga vitaminer som B och K
- Stärker tarmbarriären
- Förbättra immunsystemets funktion
- Skydda tarmarna från skadliga och opportunistiska mikroorganismer
- Främjar produktionen av gallsyror
- Bryter ner gifter och cancerframkallande ämnen
- De är ett nödvändigt villkor för normal funktion av organ, särskilt tarmarna och hjärnan.
En obalanserad mikroflora gör oss mer mottagliga för infektioner, immunförsvar och inflammationer.
Att förbättra tarmens mikroflora är således ett lovande tillvägagångssätt för att bekämpa ett antal vanliga sjukdomar.
Sammansättningen av tarmens mikroflora
Tarmmikrobiotasammansättning hos afrikanska barn som bor på landsbygden med en polysackaridrik kost jämfört med italienska stadsbarn Vetenskapen tror att våra tarmar är bebodda av mer än 2 000 arter av bakterier. De flesta bakterier i tarmarna (80-90%) tillhör 2 grupper: Firmicutes och Bacteroides.
Tunntarmen har en relativt kort transittid för mat och innehåller vanligtvis höga halter av syror, syre och antimikrobiella medel. Allt detta begränsar tillväxten av bakterier. Endast snabbväxande bakterier som är resistenta mot syre och som kan fästa starkt till tarmväggen kan överleva i tunntarmen.
Däremot har tjocktarmen ett stort och mångsidigt samhälle av bakterier. För sina vitala funktioner använder de komplexa kolhydrater som inte smälts i tunntarmen.
Utveckling och åldrande av tarmens mikroflora
Utveckling av tarmmikrofloran i spädbarnsåldern och dess inverkan på hälsan senare i livet (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1323893017301119) Tidigare trodde vetenskap och medicin att tarmens mikroflora bildas efter födseln. Men viss forskning tyder på att moderkakan också kan ha sin egen unika mikroflora. Således kan människor koloniseras av bakterier medan de fortfarande är i livmodern.
Under en normal förlossning tar den nyföddas tarm emot mikrober från både mamman och omgivningen. Vid ett års ålder får varje person en unik, unik bakterieprofil. [I] Vid 3 års ålder blir sammansättningen av barnets tarmmikroflora liknande mikrofloran hos en vuxen. [OCH]
Men som svar på hormonernas aktivitet under puberteten förändras tarmens mikroflora igen. Som ett resultat uppstår skillnader mellan män och kvinnor. Mikrofloran förändras i större utsträckning hos pojkar under påverkan av hormonet testosteron, och hos flickor får bakterier förmågan att ändra sin kvantitativa sammansättning när de utsätts för menstruationscykler. [OCH]
I vuxen ålder är sammansättningen av tarmmikrofloran relativt stabil. Det kan dock fortfarande förändras av livshändelser som antibiotika, stress, fysisk inaktivitet, fetma och i stor utsträckning kost. [OCH]
Hos personer över 65 år skiftar det mikrobiella samhället mot ett ökande antal Bacteroides. I allmänhet reduceras bakteriella metaboliska processer såsom produktion av kortkedjiga fettsyror (SCFA) samtidigt som proteinnedbrytningen ökar. [OCH]
Mikroflora öppnar ett spännande nytt kapitel inom vetenskapen
Vetenskapen har precis börjat förstå de många rollerna tarmmikrober spelar i våra kroppar. Forskningen om tarmbakterier växer exponentiellt, och mycket av den är mycket ny.
Men det finns fortfarande många frågor som är obesvarade. Vi kan dock förvänta oss många nya spännande genombrott under de kommande åren.
Hur bakterier i din tarm påverkar din hälsa
Intestinal mikroflora producerar viktiga vitaminer
Tarmbakterier producerar vitaminer, av vilka en del inte kan producera själva [I]:
- Vitamin B-12
- Folsyra/Vitamin B-9
- Vitamin K
- Riboflavin / Vitamin B-2
- Biotin / Vitamin B-7
- Nikotinsyra / Vitamin B-3
- Pantotensyra/Vitamin B-5
- Pyridoxin / Vitamin B-6
- Tiamin / Vitamin B-1
Tarmmikrofloran producerar fettsyror
Näring och tarmmikroflora kan reglera blodtrycket (https://www.nature.com/articles/nrcardio.2017.120) Tarmbakterier producerar kortkedjiga fettsyror(SCFAs). Dessa syror inkluderar butyrat, propionat och acetat. [OCH]
Dessa SCFAs (kortkedjiga fettsyror) uppvisar många viktiga funktioner i vår kropp:
- Ge cirka 10 % av det dagliga kaloriintaget när du smälter mat. [OCH]
- Aktivera AMF och stimulera viktminskning [I]
- Propionat sänker kolesterolnivåerna i blodet och ökar även mättnadskänslan [I]
- Acetat minskar aptiten [I]
- Butyrat minskar inflammation och kämpar cancer[OCH]
- Acetat och propionat ökar mängden cirkulerande Treg(regulatoriska T-celler), som kan minska överdrivna immunreaktioner [I]
Kortkedjiga fettsyrors inverkan på kroppen och utvecklingen av sjukdomar (http://www.mdpi.com/2072-6643/3/10/858) Dieter med mer fibrer och mindre kött, till exempel vegetariskt eller, leda till en ökning av mängden SCFAs (kortkedjiga fettsyror). [OCH]
Tarmmikrofloran förändrar vår hjärna
Tarmbakterier kommunicerar med vår hjärna, de kan påverka vårt beteende och mentala förmågor. [Och] Sådan interaktion fungerar i två riktningar. Tarmmikrober och hjärnan påverkar varandra, och vetenskapen kallar kopplingen "tarm-hjärnaxeln".
Hur kommunicerar tarmen och hjärnan?
- Genom vagusnerven och det autonoma nervsystemet [I]
- Bakterierna producerar serotonin, GABA, acetylkolin, dopamin och noradrenalin i tarmarna. Dessa ämnen kan komma in i hjärnan genom blodet. [OCH]
- Kortkedjiga fettsyror (SCFA) produceras av tarmmikrobiota, som ger energi till nerv- och gliaceller i hjärnan. [OCH]
- Genom immunceller och inflammatoriska cytokiner. [OCH]
Tarmbakterier kan förbättra eller förvärra humör och beteende
När vår tarmflora störs på grund av infektion eller inflammation kan det förvärra vår mentala hälsa. Personer med inflammatorisk tarmsjukdom uppvisar ofta symtom eller ångest. [OCH]
I en annan kontrollerad studie av 40 friska vuxna kunde probiotika hjälpa till att minska nivåerna av negativa tankar, manifesterade som sorgligt humör. [OCH]
En studie av 710 personer fann det fermenterade livsmedel(högt innehåll av probiotika) kan hjälpa till att minska ångest hos människor. [OCH]
Intressant nog, när tarmmikrofloran överförs till råttor från personer med depression, utvecklar råttorna snabbt depression. [Och] Å andra sidan minskar "bra" bakterier, såsom Lacto och Bifidobacteria, ångest och depressiva syndrom hos samma råttor. [Och] Det visade sig att dessa bakterier ökar nivån av tryptofan i blodet hos råttor. Tryptofan är nödvändigt för syntesen av serotonin (det så kallade "lyckohormonet"). [OCH]
Intressant nog visade bakteriefria möss (utan tarmbakterier) mindre ångest. De visade sig ha mer serotonin i hjärnan (hippocampus). Detta lugna beteende kunde förändras av bakteriell kolonisering i deras tarmar, men denna effekt genom mikrober uppnådde endast resultat hos unga möss. Detta visar att tarmmikrobiota spelar en viktig roll i hjärnans utveckling hos barn. [OCH]
En studie av mer än 1 miljon människor fann det Att behandla patienter med en typ av antibiotika ökar risken för depression. Risken att utveckla depression eller ångest ökade vid upprepad användning av antibiotika och med ökande mängder av samtidig användning av olika antibiotika. [OCH]
Tarmmikrofloran kan förbättra och försämra hjärnans funktion
En studie visade att negativa förändringar i tarmmikrobiota ledde till sämre hjärnfunktion hos 35 vuxna och 89 barn. [OCH]
I en annan studie visade bakteriefria möss och möss med bakterieinfektioner minnesproblem. Men att lägga till probiotika till sin kost i 7 dagar före och under infektionssjukdomar ledde till en minskning av hjärndysfunktion. [OCH]
Långvarig användning av antibiotika hos möss minskade produktionen av nya nervceller i hjärnan (hippocampus). Men denna försämring reducerades eller upphävdes med ytterligare probiotika eller ökad fysisk aktivitet. [OCH]
Livsmedel kan också påverka den kognitiva funktionen genom att förändra tarmens mikrobiota. Västerländsk kost(högt innehåll av mättat fett och socker) bidrar till en minskning av tarmarna hos möss Bacteroidetes och en ökning av Firmicutes tillsammans med Proteobacteria. Sådana förändringar är förknippade med utvecklingen av hjärndysfunktion. [OCH]
När tarmbakterier från möss som fick en västerländsk kost överfördes till andra möss, visade mössen som fick mikrofloran ökad ångest och försämringar i inlärning och minne. [OCH]
Å andra sidan hjälper "bra bakterier" till att förbättra hjärnans funktion. Flera typer av probiotika har i studier visat sig förbättra kognitiva prestanda hos försöksdjur. [OCH]
Mikrobiom kan göra dig mer eller mindre mottaglig för stress
Dina tarmbakterier bestämmer hur du reagerar på stress. Vår mikroflora programmerar hypotalamus-hypofys-binjureaxeln i början av våra liv. Detta i sin tur, bestämmer vår reaktion på stress senare i livet. [OCH]
Tarmbakterier kan bidra till utvecklingen posttraumatisk stressyndrom(PTSD). Djurförsök har visat att en obalans i tarmens mikroflora (dysbios) gör dessa djur mer mottagliga för att utveckla PTSD efter en traumatisk händelse. [OCH]
Bakteriefria möss uppvisar överdrivna reaktioner på stress (deras hypotalamus-hypofys-binjureaxel är i ett överaktivt tillstånd). Sådana djur visar lägre prestanda BNDF- en faktor som är nödvändig för nervcellers överlevnad. Men om dessa möss fick Bifidobakterier tidigt i sina liv, återställdes hypotalamus-hypofys-binjureaxeln till sitt normala tillstånd. [OCH]
I en studie av 581 studenter, visades det att ta probiotika baserad Bifidobakterier ledde till en minskning av diarré (eller obehag i tarmen) och en minskning av förekomsten av förkylningar (influensa) under stressiga tillstånd (tentor). [OCH]
Likaså bifidobakterier B.longum minskade stressnivåer (mätt med kortisol) och ångest hos 22 friska frivilliga. [OCH]
Det är känt att under graviditeten skiftar moderns immunsystem mot Th2-immunsvaret (antiinflammatoriskt). Denna förändring i immunitet orsakar en förändring av barnets immunfunktion mot Th2-svaret. [Och] Men under de första veckorna och månaderna av livet hjälper tarmbakterier spädbarn att gradvis öka aktiviteten hos det Th1-inflammatoriska immunsvaret och återställa Th1/Th2-balansen. [OCH]
Hos spädbarn som föds med kejsarsnitt aktiveras Th1-immuniteten med en fördröjning. En minskning av hastigheten för bildandet av Th1-immunsvaret uppstår på grund av förändrad tarmmikroflora. [OCH]
Tarmens mikroflora skyddar mot infektioner
En av de främsta fördelarna med tarmmikrofloran är att den skyddar oss från skadliga mikrober. [OCH]
Tarmbakterier skyddar oss från infektion genom[OCH]:
- Dess kamp för näringsämnen med skadliga bakterier
- Producerar biprodukter som hämmar tillväxten eller aktiviteten av farliga bakterier
- Upprätthålla tätheten i tarmslemhinnan
- Stimulerar vår medfödda och adaptiva immunitet
En stabil tarmmikroflora förhindrar också överväxt av opportunistiska mikrober. Till exempel är laktobaciller mycket viktiga för att förhindra stark bakterietillväxt Candida albicans . [OCH]
Antibiotika förändrar ofta tarmfloran och minskar därmed resistensen mot skadliga bakterier. [OCH]
Mikroflora undertrycker inflammation
Schema för förekomsten av kronisk inflammation på grund av störning av tarmmikrofloran (https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2017.00942/full) Tarmbakterier kan öka produktionen av th17-celler och pro-inflammatoriska cytokiner (IL-6, IL-23, IL-1b). Eller så kan tarmmikrofloran främja produktionen av cirkulerande T-reg immunceller, därigenom minska inflammation. [Och] Båda dessa utvecklingsvägar beror på vilken mikroflora som finns i dina tarmar.
När mikrofloran är ur balans (tarmdysbios) kan det öka inflammationen. Detta tillstånd bidrar till utvecklingen av kroniska inflammatoriska sjukdomar som kranskärlssjukdom, multipel skleros, astma och reumatoid artrit. [OCH]
När möss behandlades med antibiotika minskade antalet antiinflammatoriska T-reg-immunceller i tarmarna kraftigt och mössen var mer benägna att utveckla inflammation. [OCH]
"Bra" bakterier som kan skydda mot inflammatoriska sjukdomar inkluderar A. muciniphila Och F. Prausnitzii. [OCH]
Tarmbakterier skyddar mot allergier
Obalanserad tarmmikroflora ökar.
En studie av 1 879 frivilliga fann att personer med allergier hade lägre mångfald i sin tarmmikrobiota. De hade ett minskat antal bakterier Clostridiales (butyratproducenter) och antalet Bacteroidales-bakterier ökade. [OCH]
Flera faktorer, som stör den normala funktionen av tarmmikrofloran och bidra till utvecklingen av födoämnesallergier[OCH]:
- Brist på amning under spädbarnsåldern
- Användning av antibiotika och magsyrahämmare
- Användning av antiseptika
- En diet med låg kostfiber (fiber) och hög fetthalt.
Barn som växte upp på gårdar ( landsbygdsområden), eller kom dit för en lång semester, visar som regel en låg risk att utveckla allergier. Detta beror sannolikt på en annan mikroflora hos dessa barn än hos dem som tillbringar sina liv i stadsmiljöer. [OCH]
En annan skyddande faktor mot matallergier kan vara att ha äldre syskon eller husdjur. Människor som bor i hemmet med djur visar en större mångfald av tarmmikroflora. [OCH]
Två studier med 220 och 260 barn visade att användningen av probiotika med Lactobacillus rhamnosus (Lactobacillus rhamnosus) leder till snabb lindring av olika typer av födoämnesallergier. Probiotikans verkan beror på ökningen av butyratproducerande bakterier. [OCH]
Immunterapi med en probiotika från Lactobacillus rhamnosus ledde till 82% botemedel mot allergier hos 62 barn. [Och] Slutligen fann en metaanalys av 25 studier (4 031 barn) det Lactobacillus rhamnosus minskar risken för eksem. [OCH]
Mikroflora skyddar mot utvecklingen av astma
Vid undersökning av 47 barn med astma visade det sig att de hade en låg mångfald av bakterier i sin mikroflora. Deras tarmmikroflora liknade den hos spädbarn. [OCH]
I likhet med matallergier kan människor skydda dig själv och dina barn från att utveckla astma genom att förbättra mikrofloran [I]:
- Amning
- Äldre bröder och systrar
- Kontakt med husdjur
- Kontakt med husdjur
- Fiberrik kost (minst 23 gram per dag)
På andra sidan, antibiotika ökar risken för astma. Två eller flera antibiotikakurer under graviditeten ökar risken för astma hos avkomman (baserat på en studie på 24 690 barn). [OCH]
En annan studie av 142 barn fann att tidig antibiotikaanvändning också ökade risken för astma. Läkemedlen minskade mångfalden av tarmmikrofloran, minskade Actinobacteria och ökade Bacteroides. Minskningen av tarmbakteriernas mångfald fortsatte i mer än 2 år efter att ha fått antibiotika. [OCH]
Möss på en fiberrik kost visade ett ökat förhållande mellan Firmicutes och Bacteroides-bakterier i tarmens mikroflora. Detta förhållande ökade produktionen av kortkedjiga fettsyror (SCFA) och skyddade mot luftvägsinflammation. [OCH]
Bakteriefria möss visar en ökad förekomst av luftvägsinflammation. Att kolonisera sina tarmar med bakterier från unga, men inte vuxna möss, skyddar mot utvecklingen av dessa inflammationer. Detta indikerar att det finns en tidsspecifik roll för tarmbakterier i utvecklingen av immunsystemet. [OCH]
Mikroflora är involverad i utvecklingen av inflammatoriska tarmsjukdomar
Inflammatorisk tarmsjukdom (IBD) orsakas av en kombination av genetiska, miljömässiga och bakteriella faktorer. IBD yttrar sig i form av ulcerös kolit och. Man tror att dessa sjukdomar kan vara direkt relaterade till förändringar i tarmens mikroflora. [OCH]
En metaanalys (7 studier som involverade 706 personer) fann att personer med IBD tenderar att ha lägre Bacteroides-nivåer. [OCH]
En annan metaanalys (7 studier med 252 försökspersoner) fann att personer med inflammatorisk tarmsjukdom har fler skadliga bakterier, bl.a. E coli Och Shigella . [OCH]
Bakterie Faecalibacterium prausnitzii finns endast hos människor, är en av producenterna av smörsyra (butyrat) och kan skydda mot inflammatoriska tarmsjukdomar. Antalet av denna bakterie minskar hos personer med ulcerös kolit och Crohns sjukdom. [Och och]
Störningar i tarmens mikroflora bidrar till utvecklingen av autoimmuna sjukdomar
Bebisar blir mindre och mindre utsatta för bakterier. Detta kan öka deras risk att utveckla autoimmuna sjukdomar eftersom bristen på bakterier i deras miljö hämmar utvecklingen av deras immunsystem. Som ett resultat produceras inte T-reg-immunceller i den erforderliga mängden, vilket leder till förlust av tolerans mot mikroorganismer. [OCH]
Kortkedjiga fettsyror (SCFA) som produceras av tarmbakterier främjar tolerans genom att öka cirkulerande T-reg-immunceller. [OCH]
Tarmmikroflora vid typ 1-diabetes
En studie av 8 barn med typ 1-diabetes visade att de hade en mindre stabil och mindre varierad tarmflora. De har färre Firmicutes och fler Bacteroides. [Och] Sammantaget hade de färre butyratproducenter.
Diabetesbenägna möss som behandlats med antibiotika var mindre benägna att utveckla diabetes. När mössen fick antibiotika ökade antalet bakterier A. muciniphila . Dessa är nyttiga bakterier som kan spela en skyddande roll mot autoimmun diabetes mellitus (typ 1-diabetes) hos spädbarn. [OCH]
En annan studie visade att möss som är benägna att drabbas av diabetes men matas stora mängder av jäst(jäst) Produkter och rika på fibrer var mer benägna att utveckla typ 1-diabetes. Denna ökade risk var associerad med en ökning av Bacteroides och en minskning av Firmicutes. [OCH]
Man kan säga att det finns olika åsikter om effekten av förändrad mikroflora på utvecklingen av typ 1-diabetes. Och det är ännu inte säkert känt om den redan förändrade tarmmikrofloran stimulerar typ 1-diabetes, eller om denna mikroflora förändras till följd av sjukdomen. [OCH]
Tarmmikroflora i lupus
En studie av 40 lupuspatienter fann att dessa individer hade fler Bacteroidetes och färre Firmicutes i sin mikroflora. [OCH]
Unga lupusbenägna möss hade fler Bacteroides i sin mikroflora, vilket liknar människor. Mössen visade också mindre laktobaciller. Men att lägga till retinsyra i kosten för dessa möss återställde laktobaciller och förbättrade lupussymptom. [OCH]
Också Laktobaciller kunde förbättra njurfunktionen hos honmöss med lupus inducerad av njurinflammation. Denna behandling ökade också deras överlevnadstid. Laktobaciller är kända för att minska inflammation i tarmen genom att ändra förhållandet mellan T-reg/Th17-immunceller mot en ökning av T-reg. Dessa cirkulerande T-reg-celler minskar nivån av cytokinet IL-6 och ökar nivån av IL-10. Denna fördelaktiga effekt observerades inte hos män, vilket tyder på ett hormonellt beroende av den inflammatoriska effekten. [OCH]
Möss som är benägna att drabbas av lupus utvecklar förändringar i sin tarmflora om de får vatten med ett surare pH. I detta fall ökar antalet Firmicutes i tarmen och antalet Bacteroides minskar. Dessa möss visade färre antikroppar och hade långsammare sjukdomsprogression. [OCH]
Tarmmikroflora vid multipel skleros
Det är känt att det är associerat med störd mikroflora. En allmän minskning av Bacteroides, Firmicutes och butyratproducerande bakterier diagnostiseras. [OCH]
Möss med experimentell autoimmun encefalomyelit (EAE, musekvivalenten till multipel skleros hos människor) hade stört tarmens mikroflora. Antibiotika bidrog till att göra sjukdomen mindre allvarlig och minska dödligheten. [Och] Dessutom visade bakteriefria möss ett mildare förlopp av EAE, vilket var associerat med nedsatt produktion av Th17-immunceller (reducerat antal). [OCH]
När bakteriefria möss koloniserades med bakterier som ökade produktionen av Th17-immunceller, började mössen utveckla EAE. Å andra sidan bidrog kolonisering av dessa möss med Bacteroides (nyttiga bakterier) till att skydda mot utvecklingen av EAE genom att öka antalet cirkulerande T-reg-immunceller. [OCH]
Tarmmikroflora vid reumatoid artrit
Vetenskapen har visat att miljöfaktorer är mycket viktigare i utvecklingen (RA) än genetisk predisposition. [Och] Dessa predisponerande faktorer inkluderar hälsan hos den intestinala mikrofloran.
RA-patienter hade minskad mikrobiotadiversitet. I en studie med 72 deltagare visades det att mikroflora störningar var större med ökande sjukdomslängd och nivån av autoantikroppsproduktion. [OCH]
Flera bakterier är kända för att vara direkt associerade med utvecklingen av reumatoid artrit: Collinsella , Prevotellacorpi Och Lactobacillussalivarius. [I] Predisponerade möss koloniserade med Collinsella- eller Prevotella-bakterier corpi visade en större risk att utveckla artrit, och deras sjukdom var allvarligare. [OCH]
Å andra sidan bakterier Prevotellahisticola minskade förekomsten och svårighetsgraden av reumatoid artrit hos möss. Prevotellahisticola minskad sjukdomsaktivitet genom att öka antalet T-reg-immunceller och IL-10-cytokiner, vilket minskade aktiveringen av inflammatoriska Th17-lymfocyter. [OCH]
Vissa probiotika har visat sig förbättra symtomen hos patienter med reumatoid artrit[Och, Och, Och]:
- casei(studie av 46 patienter)
- acidophilus(studie av 60 patienter)
- Bacillus koagulans(studie av 45 patienter)
Tarmmikrofloran hjälper till att förbättra benstyrkan
Tarmmikrober interagerar också med våra ben. Men hittills har denna förening endast studerats på djur.
Benmassan ökar hos bakteriefria möss. Dessa möss återgår till det normala när de ges normal tarmflora. [OCH]
Dessutom ledde antibiotika till en ökning av bentätheten hos möss. [OCH]
Och probiotika, främst laktobaciller, förbättrade benproduktionen och styrkan hos försöksdjur. [OCH]
Mikroflora obalans bidrar till utvecklingen av autism
Kronologin visar att kritiska förändringar i tarm-, hormon- och hjärnmognad sker parallellt, och att könsspecificitet i dessa system uppstår vid liknande punkter i utvecklingen. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4785905/) Upp till 70 % av personer med autism uppvisar tarmproblem. Dessa problem inkluderar buksmärtor, ökad tarmpermeabilitet och allvarliga förändringar i tarmfloran. Problem som dessa innebär att det finns en direkt koppling mellan tarmproblem och hjärnfunktion vid autism. [OCH]
En liten klinisk prövning som involverade 18 barn med autism försökte införliva förändringar i mikrobiota med behandling av den underliggande sjukdomen. Denna behandling innefattade en 2-veckors kur med antibiotika, tarmrengöring och fekal transplantation från friska donatorer. Som ett resultat av denna behandling upplevde barn en 80 % minskning av symtom på tarmproblem (förstoppning, diarré, dyspepsi och buksmärtor). Samtidigt förbättrades beteendesymtomen för den underliggande sjukdomen. Denna förbättring bibehölls 8 veckor efter avslutad behandling. [OCH]
Bakteriefria möss är kända för att uppvisa försämringar i sociala färdigheter. De uppvisar överdriven självbevarelsedrift (liknar repetitivt beteende hos människor) och kommer att välja att vara i ett tomt rum framför att vara i närvaro av en annan mus i de flesta fall. Om tarmen hos dessa möss koloniseras med tarmbakterier från friska möss omedelbart efter födseln, förbättras vissa, men inte alla, symtom. Det betyder att det finns en kritisk period under spädbarnsåldern när tarmbakterier påverkar hjärnans utveckling. [OCH]
Hos människor kan maternell fetma öka risken för autism hos barn. [Och] Den troliga orsaken är en obalans i tarmmikrofloran.
När mössmor matades med en diet med hög fetthalt blev deras tarmmikroflora obalanserad och deras avkommor hade problem med att umgås. Om smala, friska djur levde med en gravid hona, inträffade sådana sociala störningar i de födda mössen i mycket sällsynta fall. Dessutom en av probiotika - Lactobacillus reuteri (Lactobacillus reuteri) kunde också förbättra dessa sociala funktionsnedsättningar. [OCH]
Störd tarmmikroflora kan bidra till utvecklingen av Alzheimers sjukdom
Grodda möss är delvis skyddade från . Kolonisering av dessa möss med bakterier från sjuka möss bidrog till utvecklingen av Alzheimers sjukdom. [icke-referensgranskad studie [I])
Proteinet som bildar amyloida plack (b-amyloid) vid Alzheimers sjukdom produceras av tarmbakterier. Kända bakterier - Escherichia coli och Salmonella enterica (eller Salmonella intestinalis, lat. Salmonella enterica), finns på listan över många bakterier som producerar b-amyloidproteiner och kan bidra till Alzheimers sjukdom. [OCH]
Personer med nedsatt tarmmikroflora har en ökad risk att utveckla Alzheimers sjukdom:
- Kronisk svampinfektion kan öka risken för Alzheimers sjukdom [I]
- Personer med rosecia visar förändrad tarmflora. De har en ökad risk att utveckla demens, särskilt Alzheimers sjukdom (studie av 5 591 718 personer). [OCH]
- Patienter med diabetes har en dubbelt ökad risk att utveckla Alzheimers sjukdom (studie av 1 017 äldre vuxna). [OCH]
Problem med tarmmikrobiota ökar risken för Parkinsons sjukdom
En studie som involverade 144 försökspersoner fann att personer med hade förändrad tarmmikroflora. De hade ett reducerat antal Prevotellaceae nästan 80 %. Samtidigt ökade antalet enterobacteriaceae. [OCH]
Möss som är benägna att utveckla Parkinsons sjukdom har färre motoriska avvikelser när de föds bakteriefria. Men om de koloniserades med bakterier eller gavs kortkedjiga fettsyror (SCFA) förvärrades symtomen. I det här fallet kunde antibiotika hjälpa till att förbättra tillståndet. [OCH]
När bakteriefria möss med genetiskt anlag för Parkinsons sjukdom fick tarmbakterier från möss med sjukdomen blev deras symtom mycket värre. [OCH]
Störd tarmmikroflora kan öka risken för tjocktarmscancer
En studie av 179 personer fann att personer med diagnosen tjocktarmscancer hade ett ökat Bacteroides/Prevotella-förhållande. [OCH]
En annan studie av 27 försökspersoner visade att personer med tjocktarmscancer hade mer acetat i tarmen och mindre butyratproducerande bakterier. [OCH]
Tarminfektioner och andra infektioner, samt skadliga bakterier stör tarmens mikroflora och ökar risken utveckling av tjocktarmscancer Och:
- Infektion Streptococcus bovisär en riskfaktor för utveckling av tjocktarmscancer (metaanalys av 24 studier). [OCH]
- Bakterie Escherichia coliökar tumörtillväxten hos möss med tarminflammation. [OCH]
Förändringar i tarmmikrobiota kopplade till kroniskt trötthetssyndrom
I en studie av 100 frivilliga visades det att kroniskt trötthetssyndrom var associerat med störningar i tarmens mikroflora. Dessutom kan svårighetsgraden av dessa störningar vara associerad med svårighetsgraden av sjukdomen. [OCH]
En liknande studie (87 deltagare) fann att patienter med kroniskt trötthetssyndrom hade minskad bakteriell mångfald i tarmen. I synnerhet observerades en minskning av antalet Firmicutes. Tarmen innehöll fler inflammatoriska och färre antiinflammatoriska bakteriearter. [OCH]
En studie av 20 patienter fann att träning orsakade ytterligare störningar i tarmmikrobiotan hos personer med kroniskt trötthetssyndrom. [Och] En sådan försämring av tillståndet kan förklaras av det faktum att det under fysisk aktivitet sker en ökad penetration av skadliga bakterier och deras metaboliter genom tarmbarriären och sprids genom blodomloppet i hela kroppen.
Mikroflora hjälper till att minska trötthet under fysisk aktivitet
I djurförsök fann man att normalisering av tarmens mikroflora kunde öka prestationsförmågan och minska trötthet under fysisk träning. [I] Men bakteriefria möss visade kortare avstånd under simprov. [OCH]
Att få en probiotika Lactobacillus plantarum Förbättrad muskelmassa, styrka i tassgrepp och fysisk prestation hos möss . [ OCH]
Tarmbakterier påverkar åldrandet
Förändringar i innehållet av bifidobakterier i tarmens mikroflora med åldern och riskerna för att utveckla sjukdomar Åldrande är ofta förknippat med störningar i tarmens mikroflora. [Och] Äldre människor tenderar att ha en generellt låg mångfald av tarmbakterier. De visar mycket låga antal Firmicutes och en stark ökning av Bacteroides. [OCH]
Tarmdysbios orsakar låggradig kronisk inflammation. Det är också förknippat med nedsatt immunförsvarsfunktion (immunosenescens). Båda dessa tillstånd åtföljer många åldersrelaterade sjukdomar. [OCH]
Två studier som involverade 168 och 69 ryska invånare visade det hade den högsta bakteriediversiteten. De hade också ett stort antal nyttiga bakterier och butyratproducerande mikrober. [jag, jag]
Bakteriefria möss lever längre. Men om bakteriefria djur hölls med gamla (men inte unga) möss, hade de bakteriefria mössen en kraftig ökning av pro-inflammatoriska cytokiner i blodet. [OCH]
Genomsnitt 4,8 Totalt antal röster (5)Hos en frisk person representerar mag-tarmkanalen ett balanserat ekologiskt system som har utvecklats under evolutionsprocessen och representeras av ett stort antal bakteriearter som är fördelaktiga för kroppen. Brott mot den kvalitativa och kvantitativa sammansättningen av tarmmikrofloran betecknas för närvarande av termen dysbios.
Betydelsen av att tarmens mikroekologiska system fungerar normalt bestäms av ett antal faktorer. Det räcker med att säga att det enorma området av tarmen - cirka 200 - 300 m2 (för jämförelse är hudens yta 2 m2) - befolkas av biomassan av mikroorganismer, som hos en vuxen är 2,5- 3 kg (samma vikt är till exempel levern) och inklusive 450-500 arter av bakterier. Tjocktarmen är den mest tätbefolkade - i 1 g av den torra massan av dess innehåll finns det upp till 10 11 -10 12 CFU (kolonibildande enheter - enklare än bakterier). Trots den stora sammansättningen av mikrofloran är de främsta mjölksyrabaciller (laktobakterier) och bifidobakterier (som utgör upp till 90% av den normala mikrofloran) och Escherichia coli (colibakterier) (10-15%).
- Dessa mikroorganismer utför ett antal viktiga funktioner:
- Skyddande - normal mikroflora undertrycker främmande mikroflora, som regelbundet (med mat och vatten) kommer in i mag-tarmkanalen (eftersom det är ett öppet system). Denna funktion tillhandahålls av flera mekanismer: normal mikroflora aktiverar syntesen av antikroppar (immunoglobuliner, särskilt klass A) i tarmslemhinnan, som binder eventuell främmande mikroflora. Dessutom producerar normal flora ett antal ämnen som kan undertrycka opportunistisk och till och med patogen mikroflora. Laktobaciller producerar mjölksyra, väteperoxid, lysozym och andra ämnen med antibiotisk aktivitet. E. coli producerar koliciner (antibiotikaliknande ämnen). Bifidobakteriers antagonistiska aktivitet mot främmande mikroorganismer beror på produktionen av organiska fettsyror. Representanter för normal mikroflora är också konkurrenter i fångsten av näringsämnen i förhållande till främmande mikroflora.
- Enzymatisk - normal mikroflora kan smälta proteiner och kolhydrater. Proteiner (som inte har hunnit smältas i den övre mag-tarmkanalen) smälts i blindtarmen - en förruttnelseprocess, vilket resulterar i bildandet av gaser som stimulerar tjocktarmens motilitet, vilket orsakar avföring. Särskilt viktigt är produktionen av så kallade hemicellulaser - enzymer som smälter fibrer, eftersom de inte produceras i den mänskliga mag-tarmkanalen. Smältbara fibrer fermenteras av normal mikroflora i blindtarmen (300-400 g fiber som äts per dag bryts helt ner) med bildning av glukos, gaser och organiska syror, som också stimulerar tarmens rörlighet och orsakar avföring.
- Syntesen av vitaminer utförs huvudsakligen i blindtarmen, där de absorberas. Normal mikroflora säkerställer syntesen av alla B-vitaminer, en betydande del av nikotinsyra (upp till 75% av kroppens dagliga behov av det) och andra vitaminer. Således syntetiserar bifidobakterier vitamin K, pantotensyra, B-vitaminer: B1 - tiamin, B2 - riboflavin, B3 - nikotinsyra, Bc - folsyra, B6 - pyridoxin och B12 - cyanokobalamin; colibakterier är involverade i syntesen av 9 vitaminer (främst vitamin K, B-vitaminer).
- Syntes av ett antal aminosyror och proteiner (särskilt i fall av brist).
- Deltagande i utbytet av mikroelement - bifidobakterier hjälper till att förbättra absorptionsprocesserna av kalcium- och järnjoner (liksom vitamin D) genom tarmväggarna.
- Avgiftning av xenobiotika (neutralisering av giftiga ämnen) är en viktig fysiologisk funktion av tarmmikrofloran, som ett resultat av dess bokemiska aktivitet (biotransformation av xenobiotika med bildandet av giftfria produkter och deras efterföljande accelererade eliminering från kroppen, såväl som deras inaktivering och biosorption).
- Immuniserande effekt - normal mikroflora stimulerar syntesen av antikroppar och komplement; hos barn – främjar mognaden och bildandet av immunsystemet. Laktobaciller stimulerar den fagocytiska aktiviteten hos neutrofiler, makrofager, syntesen av immunglobuliner och bildandet av interferoner och interleukin-1. Bifidobakterier reglerar funktionerna av humoral och cellulär immunitet, förhindrar förstörelsen av sekretoriskt immunglobulin A, stimulerar interferonbildning och producerar lysozym.
Multifunktionaliteten hos normal mikroflora avgör vikten av att bibehålla sin stabila sammansättning.
Normalflorans kvantitativa och kvalitativa tillstånd påverkas av ett stort antal faktorer. Dessa är klimatiska, geografiska och miljömässiga förhållanden (strålning, kemiska, yrkesmässiga, sanitära och hygieniska och andra), arten och kvaliteten på näringen, stress, fysisk inaktivitet och olika immunsjukdomar. Den utbredda användningen av antibakteriella medel, kemoterapi och hormonella läkemedel är av stor betydelse. Sammansättningen av tarmmikrofloran är störd i olika sjukdomar i mag-tarmkanalen (både infektiös och icke-infektiös till sin natur).
Under påverkan av en eller flera faktorer (oftare) sker en minskning av innehållet i normal tarmmikroflora (vanligtvis en eller två arter), då är den resulterande "eko-nischen" befolkad av representanter för främmande (opportunistisk) mikroflora - stafylokocker , Klebsiella, Proteus, pseudomonader, jästliknande svampar och andra. Dysbakterios bildas, som på grund av störningen av många funktioner i den normala floran förvärrar förloppet av den underliggande sjukdomen.
Det bör noteras att etablerad tarmdysbios är svår att behandla och kräver långa behandlingskurer och periodiska kontrollundersökningar av avföring för dysbakterios, som för närvarande är dyra. Därför är det viktigt att förebygga dysbios. I förebyggande syfte kan du använda livsmedel berikade med naturliga stammar av lycto- och bifidobakterier (bifido-kefir, biodränkt mjölk, etc.).
GRUNDLÄGGANDE FUNKTIONER FÖR NORMALA MIKROFLORAR I TARMTRAKTET
Normal mikroflora (normoflora) i mag-tarmkanalen är ett nödvändigt villkor för kroppens liv. Mikrofloran i mag-tarmkanalen i den moderna förståelsen betraktas som den mänskliga mikrobiomen ...
Normoflora(mikroflora i normalt tillstånd) ellerNormalt tillstånd av mikrofloran (eubios) - den är kvalitativ och kvantitativförhållandet mellan olika mikrobiella populationer av enskilda organ och system, upprätthållande av den biokemiska, metabola och immunologiska balansen som är nödvändig för att upprätthålla människors hälsa.Den viktigaste funktionen hos mikrofloran är dess deltagande i bildandet av kroppens motståndskraft mot olika sjukdomar och att säkerställa förhindrandet av kolonisering av människokroppen av främmande mikroorganismer.
Mag-tarmkanalen är en av människokroppens mest komplexa mikroekologiska miljöer, där det på den totala ytan av slemhinnan, som är cirka 400 m2, finns en exceptionellt hög och mångfaldig mångfald (över 1000 arter)heterogena bakterier, virus, arkéer och svampar - ed.) tätheten av mikrobiell kontaminering, där interaktionen mellan makroorganismens skyddssystem och mikrobiella associationer är mycket fint balanserad. Bakterier tros stå för 35 till 50 % av volymen av den mänskliga tjocktarmen, och deras totala biomassa i mag-tarmkanalen närmar sig 1,5 kg.Bakterier är dock ojämnt fördelade i mag-tarmkanalen. Om tätheten av mikrobiell kolonisering i magen är låg och bara är cirka 10 3 -10 4 CFU/ml, och i ileum - 10 7 -10 8 CFU/ml, då redan i området för ileocecalventilen i tjocktarmen, når bakteriedensitetsgradienten 10 11 -10 12 CFU/ml. Trots en så stor variation av bakteriearter som lever i mag-tarmkanalen, kan de flesta endast identifieras molekylärt genetiskt.
Dessutom, i alla mikrobiocenos, inklusive tarm, finns det alltid permanent levande arter av mikroorganismer - 90% , relaterade till den s.k obligatorisk mikroflora ( synonymer: huvudsaklig, autokton, inhemsk, bosatt, obligat mikroflora), som har en ledande roll för att upprätthålla det symbiotiska förhållandet mellan makroorganismen och dess mikrobiota, såväl som i regleringen av intermikrobiella relationer, och det finns också ytterligare (medföljande eller fakultativ mikroflora) - ca 10% och övergående (slumpmässiga arter, alloktona, kvarvarande mikroflora) - 0,01%.
Main typer tarmmikrobiota är Firmicutes, Bacteriodetes, Actinobacteria, Proteobacteria, Fusobacteria, Verrucomicrobia, Tenericutes Och Lentisphaerae.
Bland kommensala bakterier odlade från mag-tarmkanalen är mer än 99,9 % obligatanaerober, varav de dominerande är förlossning : Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Lactobacillus, Clostridium, Faecalibacterium, Fusobacterium, Peptococcus, Peptostreptokocker, Ruminococcus, Streptokock, Escherichia Och Veillonella. Sammansättningen av påvisade bakterier i olika delar av mag-tarmkanalen är mycket varierande.
Öka densitet mikroorganismer och biologisk mångfald av arter observeras längs mag-tarmkanalen i en kaudal-cervikal riktning. Skillnader i tarmens sammansättning observeras också mellan tarmens lumen och slemhinneytan. Bacteroides, Bifidobacterium, Streptococcus, Enterococcus, Clostridium, Lactobacillus och Ruminococcus är dominerande förlossning i tarmens lumen, medan Clostridium, Lactobacillus, Enterococcus och Akkermansia är dominerande på ytan som hör samman med slemhinnan - d.v.s. DettaOchmikrobiota, respektive (eller på annat sätt - luminal och mukosal). Den slemhinneassocierade mikrobiotan spelar en mycket viktig roll för att upprätthålla homeostas, med tanke på dess närhet till tarmepitelet och det underliggande mukosala immunsystemet [3 ]. Denna mikrobiota kan spela en viktig roll för att upprätthålla värdcellulär homeostas eller för att utlösa inflammatoriska mekanismer.
När denna sammansättning väl är etablerad förblir tarmmikrobiotan stabil under hela vuxenlivet. Vissa skillnader har observerats mellan tarmmikrobiotan hos äldre och yngre vuxna, framför allt när det gäller dominansen förlossning Bacteroides och Clostridium hos äldre och typ Firmicutes hos ungdomar. Tre varianter av människans tarmmikrobiota har föreslagits, klassificerade som enterotyper baserat på variationer i nivåerna för en av tre förlossning: Bacteroides (enterotyp 1), Prevotella (enterotyp 2) och Ruminococcus (enterotyp 3). Dessa tre variationer verkar vara oberoende av kroppsmassaindex, ålder, kön eller etnicitet [, ].
Beroende på frekvensen och konsistensen av detektion av bakterier delas all mikroflora in i tre grupper (tabell 1).
Tabell 1. Mikrobiocenos i mag-tarmkanalen.
Typ av mikroflora |
Huvudrepresentanter |
|
|
Konstant (inhemsk, resistent) |
Obligat (huvud)(90%) |
Bakteroider, bifidobakterier |
|
Valfritt (relaterat) (~10 %) |
Laktobaciller, Escherichia, Enterokocker, Clostridia* |
|
|
Slumpmässig (övergående) |
resterande (<1%) |
Klebsiella, Proteus, Staphylococcus, Citrobacter, jäst |
En sådan uppdelning är dock ytterst godtycklig. Direkt i tjocktarmen Hos människor förekommer bakterier av släktena Actinomyces, Citrobacter, Corynebacterium, Peptococcus, Veillonella, Acidominococcus, Anaerovibrio, Butyrovibrio, Acetovibrio, Campylobacter, Disulfomonas, Roseburia, Ruminococcus, Selenomonas, Spirochetes, succinomonas, succinier. Utöver dessa grupper av mikroorganismer kan du även hitta representanter för andra anaeroba bakterier (Gemiger, Anaerobiospirillum, Metanobrevibacter, Megasphaera, Bilophila), olika representanter för icke-patogena protozosläkten Chilomastix, Endolimax, Entamoeba, Enteromonas) och mer än tio intestinala virus (mer än 50% av friska människor har en och samma 75 arter av bakterier, och mer än 90% av kolonbakterier tillhör phyla Bacteroidetes och Firmicutes - Qin, J.;et al. En mikrobiell genkatalog för mänsklig tarm upprättad genom metagenomisk sekvensering.Natur.2010 , 464 , 59-65.).
Som nämnts ovan är uppdelningen av gastrointestinala mikroorganismer i grupper av "konstans och betydelse" mycket godtycklig. Vetenskapen står inte stilla, med hänsyn till framväxten av nya kulturoberoende metoder för att identifiera mikrobiota (DNA-sekvensering, fluorescens in situ hybridisering (FISK), användningen av Illumina-teknik, etc.), och omklassificeringen av ett antal mikroorganismer som genomfördes i samband med detta, har synen på sammansättningen och rollen av frisk mänsklig tarmmikrobiota förändrats avsevärt. Som det visade sig beror sammansättningen av mikrobiomet i mag-tarmkanalen på person Tillbehör. En ny idé om den dominerande arten har också vuxit fram - en mer förfinad fylogenetiskt träd mikrobiota i den mänskliga mag-tarmkanalen (om detta och mer, se avsnitt "" & " ".
Det finns ett nära samband mellan kolonier av mikroorganismer och tarmväggen, vilket gör att de kan kombineras till en endamikrobiellt vävnadskomplex, som bildas av mikrokolonier av bakterier och de metaboliter som de producerar, slem (mucin), epitelceller i slemhinnan och deras glykokalyx, samt stromala celler i slemhinnan (fibroblaster, leukocyter, lymfocyter, neuroendokrina celler, mikrocirkulatoriska celler , etc.). Det är nödvändigt att komma ihåg förekomsten av en annan populationsdel av mikrofloran -abdominal(eller som nämnts ovan - lysande), som är mer varierande och beror på hastigheten för inträde av matsubstrat genom matsmältningskanalen, i synnerhet kostfiber, som är ett näringssubstrat och spelar rollen som en matris på vilken tarmbakterier fixeras och bildar kolonier. Kavitet (luminal) Flora dominerar i den fekala mikrofloran, vilket gör det nödvändigt att utvärdera förändringar i olika mikrobiella populationer som upptäcks vid bakteriologisk undersökning med extrem försiktighet.
Magen innehåller lite mikroflora, mycket mer i tunntarmen och speciellt mycket i tjocktarmen. Det är värt att notera sugning fettlösligämnen, de viktigaste Vitaminer och mikroelement förekommer främst i jejunum. Därför är den systematiska inkluderingen i kosten av probiotiska produkter och kosttillskott, sommodulera intestinal mikroflora (mikrobiota), reglera intestinala absorptionsprocesser,blir ett mycket effektivt verktyg för att förebygga och behandla näringssjukdomar.
Intestinal absorption- detta är processen för inträde av olika föreningar genom ett lager av celler i blodet och lymfan, som ett resultat av vilket kroppen får alla ämnen den behöver.
Den mest intensiva absorptionen sker i tunntarmen. På grund av det faktum att små artärer som förgrenar sig till kapillärer tränger in i varje tarmvilli, tränger absorberade näringsämnen lätt in i kroppsvätskorna. Glukos och proteiner bryts ner till aminosyror absorberas i blodet medelmåttigt. Blod som bär glukos och aminosyror skickas till levern, där kolhydrater deponeras. Fettsyror och glycerol - en produkt av fettbearbetning under påverkan av galla - absorberas i lymfan och kommer därifrån in i cirkulationssystemet.
På bilden till vänster(diagram över strukturen av villi i tunntarmen): 1 - kolumnärt epitel, 2 - centralt lymfkärl, 3 - kapillärnätverk, 4 - slemhinna, 5 - subslemhinna, 6 - slemhinnans muskelplatta, 7 - tarmkörtel, 8 - lymfkanal .
En av betydelserna av mikroflora kolonär att den deltar i den slutliga nedbrytningen av osmälta matrester.I tjocktarmen slutar matsmältningen med hydrolys av osmälta matrester. Vid hydrolys i tjocktarmen är enzymer som kommer från tunntarmen och enzymer från tarmbakterier inblandade. Absorption av vatten, mineralsalter (elektrolyter), nedbrytning av växtfibrer och bildning av avföring sker.
Mikroflora spelar en betydande (!) roll iperistaltik, sekretion, absorption och cellulär sammansättning av tarmen. Mikroflora är involverad i nedbrytningen av enzymer och andra biologiskt aktiva ämnen. Normal mikroflora ger kolonisationsresistens - skydd av tarmslemhinnan från patogena bakterier, undertrycker patogena mikroorganismer och förhindrar infektion i kroppen.Bakterieenzymer bryter ner osmälta ämnen i tunntarmen. Tarmfloran syntetiserar vitamin K och B-vitaminer, ett antal oersättliga aminosyror och enzymer som är nödvändiga för kroppen.Med deltagande av mikroflora i kroppen sker utbyte av proteiner, fetter, kol, galla och fettsyror, kolesterol, procarcinogener (ämnen som kan orsaka cancer) inaktiveras, överskottsmat utnyttjas och avföring bildas. Den normala florans roll är extremt viktig för värdens kropp, varför dess störning (dysbakterios) och utvecklingen av dysbios i allmänhet leder till allvarliga sjukdomar av metabolisk och immunologisk natur.
Sammansättningen av mikroorganismer i vissa delar av tarmen beror på många faktorer: livsstil, kost, virus- och bakterieinfektioner, samt läkemedelsbehandling, särskilt antibiotika. Många gastrointestinala sjukdomar, inklusive inflammatoriska sjukdomar, kan också störa tarmens ekosystem. Resultatet av denna obalans är vanliga matsmältningsproblem: uppblåsthet, matsmältningsbesvär, förstoppning eller diarré, etc.
För mer information om tarmmikrobiomets roll för att upprätthålla mag-tarmhälsa, se artikeln: (se inkl. länkar längst ner i det här avsnittet).
I figuren: Rumslig fördelning och koncentration av bakterier längs den mänskliga mag-tarmkanalen ( genomsnittliga data).
Den intestinala mikrofloran (tarmmikrobiomet) är ett otroligt komplext ekosystem. En individ har minst 17 familjer av bakterier, 50 släkten, 400-500 arter och ett obestämt antal underarter. Tarmmikrofloran är indelad i obligat (mikroorganismer som ständigt ingår i normalfloran och spelar en viktig roll i ämnesomsättningen och anti-infektionsskydd) och fakultativ (mikroorganismer som ofta finns hos friska människor, men som är opportunistiska, d.v.s. kapabla att orsaka sjukdomar vid minskad resistens hos makroorganismen). De dominerande representanterna för obligatorisk mikroflora är bifidobakterier.
Tabell 1 visar de mest kändafunktioner hos tarmmikrofloran (mikrobiota), medan dess funktionalitet är mycket bredare och fortfarande studeras
|
Tabell 1. Huvudfunktioner hos tarmmikrobiotan |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Huvud funktioner |
Beskrivning |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Matsmältning |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Skyddsfunktioner |
Syntes av immunglobulin A och interferoner av kolonocyter, fagocytisk aktivitet av monocyter, proliferation av plasmaceller, bildning av tarmkoloniseringsresistens, stimulering av utvecklingen av den intestinala lymfoida apparaten hos nyfödda, etc. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Syntetisk funktion |
Grupp K (deltager i syntesen av blodkoaguleringsfaktorer); B 1 (katalyserar dekarboxyleringsreaktionen av ketosyror, är en bärare av aldehydgrupper); B2 (elektronbärare med NADH); B3 (elektronöverföring till O2); B5 (prekursor för koenzym A, involverad i lipidmetabolism); B6 (bärare av aminogrupper i reaktioner som involverar aminosyror); B 12 (deltagande i syntesen av deoxiribos och nukleotider); |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Avgiftningsfunktion |
inkl. neutralisering av vissa typer av läkemedel och xenobiotika: paracetamol, kvävehaltiga ämnen, bilirubin, kolesterol, etc. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Reglerande fungera |
Reglering av immun-, endokrina- och nervsystemet (det senare genom det så kallade " tarm-hjärna-axel» - Det är svårt att överskatta mikroflorans betydelse för kroppen. Tack vare den moderna vetenskapens prestationer är det känt att normal tarmmikroflora deltar i nedbrytningen av proteiner, fetter och kolhydrater, skapar förutsättningar för optimal matsmältning och absorptionsprocesser i tarmen, deltar i mognaden av celler i immunsystemet. , vilket säkerställer förbättrade skyddande egenskaper hos kroppen, etc. .De två viktigaste funktionerna hos normal mikroflora är: barriär mot patogena agens och stimulering av immunsvaret: BARRIÄRÅTGÄRD. Tarmens mikroflora har undertryckande effekt på spridningen av patogena bakterier och förhindrar därmed patogena infektioner.
Till exempel ockuperar bakterier i parietal (slemhinne) mikroflora vissa receptorer på ytan av epitelceller. Patogena bakterier, som kan binda till samma receptorer, elimineras från tarmarna. Således förhindrar tarmbakterier penetration av patogena och opportunistiska mikrober i slemhinnan(särskilt propionsyrabakterier P. freudenreichii har ganska goda vidhäftningsegenskaper och fäster mycket säkert till tarmcellerna, vilket skapar den tidigare nämnda skyddsbarriären.Dessutom hjälper permanenta mikroflorabakterier till att upprätthålla tarmens motilitet och integriteten hos tarmslemhinnan. Ja BSkådespelare - commensals av tjocktarmen under katabolismen av kolhydrater som är svårsmälta i tunntarmen (så kallade kostfiber) form kortkedjiga fettsyror (SCFA, kortkedjiga fettsyror) såsom acetat, propionat och butyrat, som stödjer barriären mucinskiktets funktioner slem (öka produktionen av muciner och epitelets skyddande funktion). IMMUN TARMSYSTEM. Mer än 70 % av immuncellerna är koncentrerade i den mänskliga tarmen. Tarmens immunförsvars huvudsakliga funktion är att skydda mot att bakterier kommer in i blodet. Den andra funktionen är eliminering av patogener (patogena bakterier). Detta säkerställs av två mekanismer: medfödd (ärvt av barnet från modern; människor har antikroppar i blodet från födseln) och förvärvad immunitet (uppstår efter att främmande proteiner kommer in i blodet, till exempel efter att ha lidit av en infektionssjukdom). Vid kontakt med patogener stimuleras kroppens immunförsvar. Vid interaktion med Toll-liknande receptorer utlöses syntesen av olika typer av cytokiner. Intestinal mikroflora påverkar specifika ansamlingar av lymfoid vävnad. På grund av detta stimuleras det cellulära och humorala immunsvaret. Celler i tarmens immunsystem producerar aktivt sekretoriskt immunolobulin A (LgA), ett protein som är involverat i att tillhandahålla lokal immunitet och är den viktigaste markören för immunsvaret. ANTIBIOTIKALIKA ÄMNEN. Dessutom producerar tarmmikrofloran många antimikrobiella ämnen som hämmar reproduktionen och tillväxten av patogena bakterier. Med dysbiotiska störningar i tarmarna observeras inte bara en överdriven tillväxt av patogena mikrober, utan också en allmän minskning av kroppens immunförsvar.Normal tarmmikroflora spelar en särskilt viktig roll i livet för nyfödda och barn. Tack vare produktionen av lysozym, väteperoxid, mjölksyra, ättiksyra, propionsyra, smörsyra och ett antal andra organiska syror och metaboliter som minskar surheten (pH) i miljön, bekämpar bakterier av normal mikroflora effektivt patogener. I denna tävlingsinriktade kamp mellan mikroorganismer för överlevnad intar antibiotikaliknande substanser som bakteriociner och mikrociner en ledande plats. Nedan i bilden Vänster: Koloni av acidophilus bacillus (x 1100), Till höger: Förstörelse av Shigella flexneri (a) (Shigella flexneri är en typ av bakterier som orsakar dysenteri) under påverkan av bakteriocinproducerande celler av acidophilus bacillus (x 60 000)
Det är särskilt värt att notera att i tarmen nästan alla mikroorganismerhar en speciell form av samexistens som kallas biofilm. Biofilm ärgemenskap (koloni)mikroorganismer som finns på vilken yta som helst, vars celler är fästa vid varandra. Typiskt är celler nedsänkta i en extracellulär polymer substans som de utsöndrar - slem. Det är biofilmen som utför den huvudsakliga barriärfunktionen mot inträngning av patogener i blodet, genom att utesluta möjligheten att deras penetration in i epitelceller. Om biofilm, se mer: HISTORIA ATT STUDERA SAMMANSÄTTNINGEN AV GIT MICROFLORA Historien om att studera sammansättningen av mikrofloran i mag-tarmkanalen (GIT) började 1681, när den holländska forskaren Antonie Van Leeuwenhoek för första gången rapporterade sina observationer av bakterier och andra mikroorganismer som finns i mänsklig avföring, och antog en hypotes om samexistens av olika typer av bakterier i mag-tarmkanalen - tarmkanalen. 1850 utvecklade Louis Pasteur konceptet funktionell bakteriernas roll i fermenteringsprocessen, och den tyske läkaren Robert Koch fortsatte forskningen i denna riktning och skapade en teknik för att isolera rena kulturer, som gör det möjligt att identifiera specifika bakteriestammar, vilket är nödvändigt för att skilja mellan patogena och nyttiga mikroorganismer. 1955 Peretz L.G. visade det tarm- bacill av friska människor är en av huvudrepresentanterna för normal mikroflora och spelar en positiv roll på grund av dess starka antagonistiska egenskaper mot patogena mikrober. Forskning om sammansättningen av tarmkanalen, som påbörjades för mer än 300 år sedan, mikrobiocenos, dess normala och patologiska fysiologi och utvecklingen av sätt att positivt påverka tarmmikrofloran fortsätter till denna dag. MÄNNISKAN SOM EN HABITAT FÖR BAKTERIERDe huvudsakliga biotoperna är: gastrointestinalatarmkanalen(munhåla, mage, tunntarm, tjocktarm), hud, andningsvägar, urogenitala systemet. Men huvudintresset för oss här är matsmältningssystemets organ, eftersom... där lever huvuddelen av olika mikroorganismer. Mikrofloran i mag-tarmkanalen är den mest representativa tarmens mikroflora hos en vuxen person är mer än 2,5 kg, och dess antal är upp till 10 14 CFU/g. Tidigare trodde man att mikrobiocenosen i mag-tarmkanalen inkluderar 17 familjer, 45 släkten, mer än 500 arter av mikroorganismer (senaste data - cirka 1500 arter) justeras hela tiden. Med hänsyn till nya data som erhållits från att studera mikrofloran i olika gastrointestinala biotoper med hjälp av molekylärgenetiska metoder och gas-vätskekromatografi-masspektrometri, innehåller det totala genomet av gastrointestinala bakterier 400 tusen gener, vilket är 12 gånger storleken på det mänskliga genomet. Undersatt analys för homologi av sekvenserade 16S rRNA-gener, parietal (slemhinne) mikroflora av 400 olika delar av mag-tarmkanalen, erhållen från endoskopisk undersökning av olika delar av tarmarna hos frivilliga. Som ett resultat av studien visades det att den parietala och luminala mikrofloran inkluderar 395 fylogenetiskt distinkta grupper av mikroorganismer, varav 244 är helt nya. Dessutom tillhör 80 % av nya taxa som identifierats under molekylärgenetisk forskning oodlade mikroorganismer. De flesta av de förmodade nya fylotyperna av mikroorganismer är representanter för släktena Firmicutes och Bacteroides. Det totala antalet arter närmar sig 1500 och kräver ytterligare förtydliganden. Mag-tarmkanalen kommunicerar genom sfinktersystemet med den yttre miljön i världen omkring oss och samtidigt genom tarmväggen, med kroppens inre miljö. Tack vare denna funktion har mag-tarmkanalen sin egen miljö, som kan delas in i två separata nischer: chyme och slemhinna. Det mänskliga matsmältningssystemet interagerar med olika bakterier, som kan betecknas som "endotrofisk mikroflora av den mänskliga tarmbiotopen." Människans endotrofiska mikroflora är indelad i tre huvudgrupper. Den första gruppen inkluderar eubiotisk inhemsk eller eubiotisk övergående mikroflora som är fördelaktig för människor; den andra - neutrala mikroorganismer som ständigt eller periodiskt sås från tarmarna, men som inte påverkar mänskligt liv; den tredje inkluderar patogena eller potentiellt patogena bakterier ("aggressiva populationer"). MIKROBIOTOP I MAG-TarmkanalenI mikroekologiska termer kan den gastrointestinala biotopen delas in i nivåer (munhåla, mage, tarmsektioner) och mikrobiotoper (håla, parietal och epitel). Förmågan att applicera i parietalmikrobiotopen, d.v.s. Histadhesivitet (egenskapen att vara fixerad och koloniserande vävnader) bestämmer essensen av bakteriers övergående eller ursprungsbefolkning. Dessa tecken, såväl som tillhörande en eubiotisk eller aggressiv grupp, är de viktigaste kriterierna som kännetecknar en mikroorganism som interagerar med mag-tarmkanalen. Eubiotiska bakterier deltar i skapandet av kolonisationsresistens i kroppen, vilket är en unik mekanism för det antiinfektiva barriärsystemet. Kavitetsmikrobiotop i hela mag-tarmkanalen är heterogen, dess egenskaper bestäms av sammansättningen och kvaliteten på innehållet i en eller annan nivå. Nivåerna har sina egna anatomiska och funktionella egenskaper, så deras innehåll skiljer sig åt i sammansättningen av ämnen, konsistens, pH, rörelsehastighet och andra egenskaper. Dessa egenskaper bestämmer den kvalitativa och kvantitativa sammansättningen av hålrumsmikrobiella populationer anpassade till dem. Väggmikrobiotop är den viktigaste strukturen som begränsar kroppens inre miljö från den yttre. Det representeras av slemavlagringar (slemgel, mucingel), en glykokalyx belägen ovanför det apikala membranet av enterocyter och ytan av själva apikala membranet. Väggmikrobiotopen är av det största (!) intresset ur bakteriologisk synvinkel, eftersom det är i den som interaktioner med bakterier som är nyttiga eller skadliga för människor uppstår - det vi kallar symbios.
Idag är det känt att mikrofloran i tarmslemhinnan skiljer sig väsentligt från mikrofloran i tarmens lumen och avföring. Även om varje vuxens tarm är bebodd av en viss kombination av dominerande bakteriearter, kan sammansättningen av mikrofloran förändras beroende på livsstil, kost och ålder. En jämförande studie av mikrofloran hos vuxna som är genetiskt släkt i en eller annan grad har visat att sammansättningen av tarmmikrofloran påverkas mer av genetiska faktorer än av näring.
Bildanmärkning: FOG - fundus i magen, AOZ - antrum av magen, tolvfingertarmen - tolvfingertarmen (:Chernin V.V., Bondarenko V.M., Parfenov A.I. Deltagande av luminal och mukosal mikrobiota i den mänskliga tarmen i symbiontsmältning. Bulletin från Orenburg Scientific Center i Ural-grenen av Ryska vetenskapsakademin (elektronisk tidskrift), 2013, nr 4) Placeringen av slemhinnemikrofloran motsvarar graden av dess anaerobios: obligatoriska anaerober (bifidobakterier, bakterieoider, propionsyrabakterier, etc.) upptar en nisch i direkt kontakt med epitelet, sedan är aerotoleranta anaerober (lactobacillus, etc.) lokaliserade, ännu högre är fakultativa anaerober, och sedan aerober .Luminal mikroflora är den mest varierande och känsliga för olika exogena påverkan. Förändringar i dieter, miljöpåverkan och läkemedelsbehandling påverkar i första hand kvaliteten på luminal mikroflora. Se dessutom: Antal mikroorganismer i slemhinnan och luminal mikroflora Slemhinnemikroflora är mer motståndskraftig mot yttre påverkan än luminal mikroflora. Förhållandet mellan mukosal och luminal mikroflora är dynamiskt och bestäms av följande faktorer:
MIKROFLORA I MUNNHÅLN, ESOFAG OCH MAGELåt oss överväga sammansättningarna av normal mikroflora i olika delar av mag-tarmkanalen.
Saliv är den första matsmältningsvätskan som bearbetar livsmedelsämnen och påverkar den penetrerande mikrofloran. Det totala innehållet av bakterier i saliv är varierande och är i genomsnitt 10 8 MK/ml. Den normala mikrofloran i munhålan inkluderar streptokocker, stafylokocker, laktobaciller, corynebakterier och ett stort antal anaerober. Totalt omfattar den orala mikrofloran mer än 200 typer av mikroorganismer. På ytan av slemhinnan, beroende på de hygienprodukter som används av individen, hittas cirka 10 3 -10 5 MK/mm2. Koloniseringsmotstånd i munnen utförs huvudsakligen av streptokocker (S. salivarus, S. mitis, S. mutans, S. sangius, S. viridans), såväl som representanter för huden och tarmbiotoper. Samtidigt fäster S. salivarus, S. sangius, S. viridans bra på slemhinnan och tandplack. Dessa alfa-hemolytiska streptokocker, som har en hög grad av histhesis, hämmar koloniseringen av munnen av svampar av släktet Candida och stafylokocker.
De viktigaste mikroorganismerna som är aktiva i magmiljön är syrafast representanter för släktet Lactobacillus, med eller utan ett histaghesivt förhållande till mucin, vissa arter av jordbakterier och bifidobakterier. Laktobaciller kan, trots sin korta uppehållstid i magen,, förutom sin antibiotiska effekt i maghålan, tillfälligt kolonisera parietalmikrobiotopen. Som ett resultat av den kombinerade verkan av skyddskomponenterna dör huvuddelen av mikroorganismer som kommer in i magen. Men om funktionen hos de slemhinnor och immunbiologiska komponenterna störs, hittar vissa bakterier sin biotop i magen. Således, på grund av patogenicitetsfaktorer, etableras Helicobacter pylori-populationen i maghålan.
HUVUDFUNKTIONER HOS TUNNTARMEN Tunntarm
- det här är ett rör ca 6m långt. Den upptar nästan hela den nedre delen av bukhålan och är den längsta delen av matsmältningssystemet, som förbinder magen med tjocktarmen. Det mesta av maten smälts redan i tunntarmen med hjälp av speciella ämnen - enzymer. Till tunntarmens huvudfunktioner inkluderar hålrum och parietal hydrolys av mat, absorption, utsöndring, samt barriärskydd. I de senare spelar, förutom kemiska, enzymatiska och mekaniska faktorer, den inhemska mikrofloran i tunntarmen en betydande roll. Det tar en aktiv del i kavitets- och vägghydrolys, såväl som i processerna för absorption av näringsämnen. Tunntarmen är en av de viktigaste länkarna som säkerställer långsiktigt bevarande av eubiotisk parietal mikroflora. Det finns en skillnad i koloniseringen av kavitets- och parietalmikrobiotoper av eubiotisk mikroflora, såväl som koloniseringen av nivåer längs tarmens längd. Kavitetsmikrobiotopen är föremål för fluktuationer i sammansättningen och koncentrationen av mikrobiella populationer, medan väggmikrobiotopen har en relativt stabil homeostas. I tjockleken på slemavlagringarna bevaras populationer med histaghesiva egenskaper till mucin. Den proximala tunntarmen innehåller normalt relativt små mängder grampositiv flora, huvudsakligen bestående av laktobaciller, streptokocker och svampar. Koncentrationen av mikroorganismer är 10 2 -10 4 per 1 ml tarminnehåll. När vi närmar oss de distala delarna av tunntarmen ökar det totala antalet bakterier till 10 8 per 1 ml innehåll, och samtidigt uppstår ytterligare arter, inklusive enterobakterier, bakterioider och bifidobakterier. GRUNDLÄGGANDE FUNKTIONER I STORTarmen
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bearbeta,_%D0%A1%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%B0_%D0%A0%D0%B0%D0%B7%D1%80%D1%83%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_Shigella_flexneri_(%D0%B0)_(%D0%A8%D0%B8%D0%B3%D0%B5%D0%BB%D0%BB%D0%B0_%D0%A4%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B0__%E2%80%94_%D0%B2%D0%B8%D0%B4_%D0%B1%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B9,_%D0%B2%D0%BE%D0%B7.jpg)
År 1886, en av grundarna av läran om tarm- infektioner som F. Escherich först beskrev tarm- stav (Bacterium coli communae). Ilya Ilyich Mechnikov 1888, medan han arbetade vid Louis Pasteur Institute, hävdade att i tarmar människor är bebodda av ett komplex av mikroorganismer som har en "autointoxication effekt" på kroppen, och tror att införandet av "friska" bakterier i mag-tarmkanalen kan ändra effekten tarm- mikroflora och motverka berusning. Det praktiska genomförandet av Mechnikovs idéer var användningen av acidofila laktobaciller för terapeutiska ändamål, som började i USA 1920-1922. Inhemska forskare började studera denna fråga först på 50-talet av 1900-talet.
Aerober
|
Typer av mikroorganismer |
Ålder, år |
||
|
Bifidobakterier |
|||
|
Laktobaciller |
|||
|
Bacteroides |
|||
|
Enterokocker |
|||
|
Fusobacteria |
< 10 6 |
||
|
Eubakterier |
|||
|
Peptostreptokocker |
< 10 5 |
||
|
Clostridia |
<= 10 3 |
<= 10 5 |
<= 10 6 |
|
E. coli typisk |
|||
|
E. coli laktosnegativ |
< 10 5 |
< 10 5 |
< 10 5 |
|
E. coli hemolytisk |
|||
|
Andra opportunistiska enterobacteriaceae< * > |
< 10 4 |
< 10 4 |
< 10 4 |
|
Staphylococcus aureus |
|||
|
Staphylococcus (saprofytisk epidermal) |
<= 10 4 |
<= 10 4 |
<= 10 4 |
|
Jästliknande svampar av släktet Candida |
<= 10 3 |
<= 10 4 |
<= 10 4 |
|
Icke-jäsande bakterie< ** > |
<= 10 3 |
<= 10 4 |
<= 10 4 |
<*>- representanter för släktena Klebsiella, Enterobacter, Hafnia, Serratia, Proteus, Morganella, Providecia, Citrobacter, etc.
< ** >- Pseudomonas, Acinetobacter, etc.
