Продукт жизнедеятельности кишечных бактерий

Относительно недавно в медицинских кругах сложилось утверждение, что человеческим организмом, эмоциями, настроением, здоровьем и поступками правят…бактерии! Место обитания которых – кишечник. Публика мгновенно разделилась на 2 лагеря. Одни утверждают, что бактерии действительно обладают способностью управлять нами, и обосновывают мнение фактами, другие признают это полным антинаучным бредом и, как ни парадоксально, тоже приводят аргументы. Попробуем разобраться и понять, что такое микрофлора, зачем она нужна, как бактерии управляют нами, за что их называют вторым мозгом, и как помочь бактериям сделать управление эффективным.

Что такое микрофлора кишечника

Флора кишечника – это то, что человек получает с момента рождения и развивает на протяжении первых 7-10 лет. Со временем набор микроорганизмов становится разнообразнее и состоит из лактобактерий, бифидобактерий, грибков и кишечных палочек. Все они живут в дружном соседстве не только между собой, но и с патогенной микрофлорой, не позволяя ей размножаться и причинять организму вред.

Считается, что патогенная микрофлора составляет не более 15% от общей массы бактерий. А всего ученые умы насчитывают около 100 триллионов простейших микроорганизмов в нашем кишечнике, вес которых составляет в среднем 1,5 килограмма.

В норме, питанием и образом жизни человек способен длительно поддерживать удачный симбиоз своих поселенцев. Понимание этого процесса поможет значительно повысить качество жизни и здоровья.

За что отвечает микрофлора кишечника

Пищеварение

Одна из важнейших функций кишечных бактерий – участие в процессе переваривания пищи. Это такой гигантский завод по очистке зёрен от плевел. Когда вся поступающая пища, белки, жиры и углеводы расщепляются под воздействием ферментов, работу которых активизирует кишечник. Кишечник – финальная, но самая трудоемкая и времезатратная часть процесса пищеварения. Именно там с помощью микробиома запускается процесс сортировки полезных веществ от ненужного мусора. От того насколько здоров кишечник и весь пищеварительный тракт, зависит и качество сортировки пищи, и количество полезных веществ, которые всасываются и усваиваются именно в кишечнике.

Защита

Один в поле не воин – фраза, которая удачно характеризует работу кишечника. Чем меньше в нём “хороших” бактерий, тем больше места достается “плохим”. Полезные бактерии в процессе жизнедеятельности подавляют рост возбудителей инфекционных заболеваний, поддерживая тем самым защитные функции всего организма.

Иммунитет

Когда защита организма сильна, болезнь не пройдет. И большую роль в этом играет иммунитет, родина которого – кишечник. Как это происходит? Кишечные бактерии стимулируют синтез иммуноглобулинов – особых белков, повышающих защитные силы организма в отношении опасных инфекций. Иммуноглобулины населяют стенки кишечника, при достаточном количестве которых патогенные микроорганизмы не проникают. Также полезные бактерии содействуют созреванию системы фагоцитирующих клеток (неспецифический иммунитет), способных к поглощению и уничтожению патогенных микробов.

Синтез витаминов

Дружественные бактерии, живущие в кишечнике жизненно необходимы человеку для синтеза, хранения и поставки витаминов в организм:

• Витамин В-12
• Фолиевая кислота / Витамин В-9
• Витамин К
• Рибофлавин / Витамин В-2
• Биотин / Витамин В-7
• Никотиновая кислота / Витамин В-3
• Пантотеновая кислота / Витамин В-5
• Пиридоксин / Витамин В-6
• Тиамин / Витамин В-1

Среди них такие, которые нигде больше в организме не вырабатываются. Эта миссия возложена на бактерии. Витамины группы В жизненно необходимы человеку. Они содержат в порядке нервную систему, участвуют в обменных процессах, помогают противостоять стрессам и депрессии. Если нарушена микрофлора, синтез витаминов не происходит должным образом и неприятных последствий не избежать. Кроме того, никакие курсы витаминов не помогут. Вы не ощутите положительный эффект просто потому, что они не будут всасываться в кишечнике.

Как кишечная микрофлора помогает похудеть

Ещё один центр внимания ученых и исследователей – это зависимость веса человека от разнообразия микрофлоры. Так, недавние исследования американских ученых подтвердило этот факт. В ходе эксперимента наборы кишечных бактерий от людей-близнецов поместили в кишечник стерильных мышей. В одном наборе люди-близнецы были худые, в другом страдали ожирением. Микробы, взятые у худых близнецов вызывали похудение у мышей, а бактерии от полных близнецов вызывали у мышей ожирение. Но через время, когда мышей сажали в одну клетку, мыши с ожирением начинали стремительно терять вес.

Ученые сделали предположение, что микрофлора способна управлять пищевыми привычками, требуя от человека тех или иных продуктов, которые будут способствовать росту либо патогенных, либо “худых” бактерий. Лучшим рационом для некоторых бактерий являются жиры и они требуют их постоянно снова и снова, другим жизненно необходим сахар. Именно на зависимости пищевых потребностей и разнообразием бактерий в кишечнике, ученые выдвинули теорию, что кишечные поселенцы, стремятся брать верх над человеком и манипулировать химическим составом среды обитания ради собственных целей и выгоды. Это, в свою очередь, может означать манипуляции нашим поведением (нервничаем, если не едим сладкое, )путем воздействия с помощью нервных импульсов на центры голода, желание съесть тот или иной продукт, к тем или иным продуктам питания, или чувству отвращения от некоторых продуктов.

Почему нарушается баланс микрофлоры

Этот баланс очень хрупок и легко подвержен внешнему влиянию. И происходит это по нескольким причинам:

• прием антибиотиков
• нарушение режима питания
• злоупотребление сахаром и алкоголем
• отравления
• приём некоторых гормональных препаратов
• заболевания пищеварительной системы
• стресс
• приём некоторых лекарств – нестероидных противовоспалительных средств.

Признаки нарушения микрофлоры

• Нарушение стула – запоры, диарея, нерегулярный стул, вздутие, колики, боль
• Нарушения работы ЖКТ – появление тяжести, изжога, отрыжка, увеличение массы тела.
• Обезвоживание – появление ломкости и сухости волос и ногтей, кожных покровов,
• Интоксикация организма – тошнота, болезненный цвет лица, прыщи и угревая сыпь.
• Наличие неприятного запаха при дыхании, неприятный запах фекалий
• Изменения нервной системы – быстрая утомляемость, сонливость, отсутствие настроения, снижение работоспособности.
• Головокружения и головные боли

Как восстановить микрофлору кишечника

Процесс восстановления микрофлоры не быстрый. Важно не только скорректировать режим питания, но и активно помогать организму “наращивать” микробиом – правильно подобрать нужный препарат, содержащий пре- и пробиотики.

Линекс
Пробиолог
Пробифид

Бонус: могут ли микробы управлять человеческим поведением

Эта гипотеза сейчас становится очень популярной и, действительно, имеет на то ряд прямых и косвенных оснований. Кишечник называют вторым мозгом человека и бактерии, живущие в нем, действительно способны управлять человеком на уровне нервной системы.

В настоящий момент человечеству известно про наш организм многое, но не всё. Исследования в области микрофлоры кишечника и её влиянии на здоровье и качество организма находятся на зачаточной стадии, но привлекает всё больше внимания учёного мира. Так в ходе изучения микробиома человека подтвердилось существование сильной взаимосвязи между состоянием бактерий и работой иммунной, нервной и эндокринной систем. Некоторые ученые полагают, что бактерии могут выделять определенные сигнальные молекулы, влияющие на активность десятичного черепного нерва, проходящего от кишечника к головному мозгу, либо в данном процессе может быть задействован блуждающий нерв.

Сколько времени займет полное познание человека сказать невозможно, но можно быть уверенным, что мы подошли к чрезвычайно важным открытиям, которые, в будущем, решат множество проблем со здоровьем, помогут найти ключ к неизлечимым заболеваниям и тотально изменят привычную жизнь.
Будьте здоровы!

26 июля 2018

Исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета идентифицировали молекулу, которая является естественной защитой от одного из наиболее распространенных кишечных патогенов, сальмонеллы.

Сальмонеллы являются причиной около 1,2 миллиона случаев заболеваний в год, но новое исследование в Стэнфорде определило молекулу, которая обеспечивает естественную защиту от патогена.

По словам исследователей, пропионат, побочный продукт метаболизма группы бактерий, называемых бактериоидами, ингибирует рост сальмонеллы в кишечном тракте мышей. Находка может помочь объяснить, почему некоторые люди обладают лучшей способностью бороться с инфекциями, вызываемыми сальмонеллой и другими кишечными патогенами, кроме того, открытие может привести к разработке новых стратегий лечения. Статья, описывающая данную работу, была опубликована 26 июля 2018 года в «Cell Host and Microbe». Исследователи определили, что действие пропионата основано не на стимуляции иммунного ответа для борьбы с патогеном. Вместо этого молекула пропионата увеличивает внутреннюю кислотность патогена, тем самым продлевая время начала его деления. Сальмонеллы часто вызывают диарею, лихорадку и кишечные колики. Большинство людей восстанавливаются в течение четырех-семи дней. Однако проявления болезни у некоторых пациентов могут быть и более серьезными, такими, что могут потребовать госпитализации. Согласно данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США, сальмонеллы являются причиной около 1,2 миллиона болезней, 23 000 госпитализаций и 450 смертей по всей стране каждый год. Большинство случаев вызвано загрязненной пищей.

«Люди по-разному реагируют на воздействие бактериальных инфекционных агентов. Некоторые заражаются, а некоторые нет, одни заболевают, а другие остаются здоровыми, есть те, кто распространяют инфекцию, не болея сами (бактерионосители), и есть те, чей организм быстро очищается от нее», — говорит доктор философии, профессор микробиологии и иммунологии Дениз Монак, старший автор статьи. «Понимание этого полиморфизма ответов макроорганизма на микроорганизмы было настоящей загадкой. Наше открытие может пролить свет на это явление». В течение многих лет ученые, используя разные штаммы мышей, пытались определить влияния генов на восприимчивость к инфекции, вызываемой кишечными патогенами. Это первый случай, когда в опытах на мышах рассматривается изменчивость кишечных бактерий и ее потенциальная возможность влиять на реакцию организма на патогены.

«Микрофлора кишечника — невероятно сложная экосистема. Триллионы бактерий, вирусов и грибов, будучи тесно связанными с хозяином и друг другом, проходят сложные процессы взаимодействия в плотно заселенной гетерогенной среде», — говорит аспирант в области микробиологии и иммунологии Аманда Джейкобсон, ведущий автор статьи. «Из-за этого очень трудно идентифицировать, какие именно бактерии в кишечнике продуцируют те или иные молекулы, отвечающие за какие-то конкретные характеристики, например, за устойчивость к патогенам». Началось исследование с факта, обнаруженного достаточно давно: у двух инбредных штаммов мышей уровни содержания сальмонелл в их кишечниках после заражения патогеном различаются. «Самая большая проблема заключалась в том, как определить, почему это происходит», — сказала Джекобсон.

Для начала, они выяснили, что различия в выраженности поражения сальмонеллами можно объяснить естественным составом бактерий в кишечнике каждого из штаммов мышей. Они доказали это, выполнив трансплантацию фекальной микробиоты (ТФМ): используя антибиотики провели стерилизацию кишечника мышей, чтобы лишить их обычного состава кишечных бактерий, и ввели в их кишечник кал других мышей, некоторые из которых были устойчивы к заражению сальмонеллой. Затем исследователи определили, какие микробы отвечают за повышенную устойчивость к сальмонелле, используя средства машинного обучения для определения того, какие группы бактерий присутствуют у мышей разных штаммов. Они идентифицировали группу бактерий Bacteroides, которая была более распространена у мышей с трансплантированной микробиотой, невосприимчивых к сальмонелле. Бактериоиды продуцируют короткоцепочечные жирные кислоты, такие как формиат, ацетат, бутират и пропионат во время метаболизма, и уровни пропионата у мышей, которые имели защиту от роста сальмонеллы, в три раза выше, чем в контрольной группе. Затем исследователи начали выяснить, защищает ли пропионат от сальмонеллы путем активации иммунной системы, как это делают другие короткоцепочечные жирные кислоты, или же он действует как-то иначе. Ученые изучали модель для потенциального воздействия пропионата на иммунную систему, но обнаружили, что молекула оказывает более непосредственное влияние на рост сальмонеллы. Исследование обнаружило, что пропионат резко уменьшает внутриклеточный рН сальмонеллы (использовались специальные рН-метры), тем самым увеличивая время, необходимое для того, чтобы бактерия начала делиться и расти. «В совокупности полученные результаты показывают, что когда концентрация трансамина пропионата, который продуцируется бактероидами, в кишечнике высокая, сальмонеллы неспособны повысить свой внутренний рН, чтобы выполнит клеточные функции, необходимые для роста », – сказал Якобсон. «Конечно, мы хотели бы знать, насколько это актуально для процессов, происходящих в кишечнике человека».

Следующие шаги будут включать определение базовой биологии малой молекулы пропионата и то, как она работает на молекулярном уровне «, – сказала Джекобсон. Кроме того, исследователи планируют работать над определением дополнительных молекул, производимых кишечными микробами, а также, выяснением того, как они влияют на способность бактериальных патогенов, таких как сальмонелла, заражать и активно размножаться в кишечнике. Кроме того, ученые пытаются понять, как различные типы диет влияют на вирулентность бактериальных патогенов и их рост в кишечнике. «Эти результаты окажут большое влияние на борьбу с инфекционными заболеваниями», — сказал Монак. Результаты исследования могут повлиять и на стратегии лечения. Лечение инфекций, вызванных сальмонеллами, иногда требует использования антибиотиков, которые могут привести к дисбактериозу, поскольку они убивают «хорошие» бактерии, которые стоят на страже здоровья кишечника. Использование же пропионата для лечения этих инфекций позволяет этого избежать. «Сокращение использования антибиотиков является дополнительным преимуществом, поскольку чрезмерное употребление антибиотиков приводит к увеличению заболеваемости антибиотикоустойчивыми микробами», — сказал Монак.