Функції нормальної мікрофлори організму людини. Нормальна мікрофлора тіла людини та її значення
ОСНОВНІ ФУНКЦІЇ НОРМАЛЬНОЇ МІКРОФЛОРИ КИШЕВОГО ТРАКТУ
Нормальна мікрофлора (нормофлора) шлунково-кишкового тракту є необхідною умовою життєдіяльності організму. Мікрофлора ШКТ у сучасному розумінні розглядається як мікробіом людини.
Нормофлора(мікрофлора в нормальному стані) абоНормальний стан мікрофлори (еубіоз) - це якісне та кількіснеспіввідношення різноманітних популяцій мікробів окремих органів та систем, що підтримує біохімічну, метаболічну та імунологічну рівновагу, необхідну для збереження здоров'я людини.Найважливішою функцією мікрофлори є її участь у формуванні резистентності організму до різних захворювань та забезпечення запобігання колонізації організму людини сторонніми мікроорганізмами.
В будь-якому мікробіоценоз, у тому числі кишковому, завжди є види мікроорганізмів, що постійно живуть. - 90% , що належать до т.зв. облігатної мікрофлори ( синоніми:головна, автохтонна, індигенна, резидентна, обов'язкова мікрофлора), якій відведена провідна роль у підтримці симбіотичних відносин між макроорганізмом та його мікробіотою, а також у регуляції міжмікробних відносин, а також існують додаткові (супутня або факультативна мікрофлора) – близько 10% випадкові види, алохтонна, залишкова мікрофлора) – 0,01%
Тобто. вся мікрофлора кишечника поділяється на:
- облігатну - головна абообов'язкова мікрофлора близько 90% від загальної кількості мікроорганізмів. До складу облігатної мікрофлори переважно входять анаеробні цукролітичні бактерії: біфідобактерії (Bifidobacterium), пропіоновокислі бактерії (Propionibacterium), бактероїди (Bacteroides), лактобактерії (Lactobacillus);
- - супутня абододаткова мікрофлора, становить близько 10% від загальної кількості мікроорганізмів. Факультативні представники біоценозу: ешерихії (кишкові палички і - Escherichia), ентерококи (Enterococcus), фузобактерії (Fusobacterium), пептострептококи (Peptostreptococcus), клостридії (Clostridium) еубактерії (Eubacterium)та ін, безумовно, мають низку фізіологічних функцій, важливих для біотопу та організму в цілому. Однак переважна частина представлена умовно-патогенними видами, які при патологічному збільшенні популяцій можуть викликати серйозні ускладнення інфекційного характеру.
- залишкову - транзиторна мікрофлораабо випадкові мікроорганізми, менше 1% від загальної кількості мікроорганізмів Залишкова мікрофлора представлена різними сапрофітами (стафілококи, бацили, дріжджові грибки) та іншими умовно-патогенними представниками ентеробактерій, до яких належать кишкові: клебсієли, протеї, цитробактери, ентеробактері і т.д.Транзиторна мікрофлора (Citrobacter, Enterobacter, Proteus, Klebsiella, Morganella, Serratia, Hafnia, Kluyvera, Staphylococcus, Pseudomonas, Bacillus,дріжджі та дріжджоподібні гриби та ін.), в основному, складається з особин, занесених ззовні. Серед них можуть бути варіанти з високим агресивним потенціалом, які при ослабленні захисних функцій облігатної мікрофлори здатні збільшувати популяції та викликати розвиток патологічних процесів.
У шлунку мікрофлори міститься мало, значно більше її у тонкому відділі кишечника і особливо багато у товстій кишці. Треба зауважити, що всмоктуванняжиророзчинних речовин, найважливіших вітамінів та мікроелементів відбувається переважно у худій кишці. Тому систематичне включення до раціону пробіотичних продуктів та біодобавок, якімістять мікроорганізми, що регулюють процеси кишкового всмоктування,стає дуже ефективним інструментом у профілактиці та лікуванні аліментарних захворювань.
Кишкове всмоктування- Це процес надходження різних сполук через шар клітин у кров і лімфу, в результаті чого організм отримує всі необхідні йому речовини.
Найбільш інтенсивне всмоктування відбувається у тонкій кишці. Завдяки тому, що в кожну кишкову ворсинку проникають дрібні артерії, що розгалужуються на капіляри, поживні речовини, що всмоктуються, легко проникають у рідкі середовища організму. Глюкоза та розщеплені до амінокислот білки всмоктуються у кров посередньо. Кров, що несе глюкозу та амінокислоти, прямує до печінки, де відбувається відкладення вуглеводів. Жирні кислоти та гліцерин – продукт переробки жирів під впливом жовчі – всмоктуються в лімфу і вже звідти потрапляють у кровоносну систему.
На малюнку зліва(схема будови ворсинки тонкого кишечника): 1 - циліндричний епітелій, 2 - центральна лімфатична судина, 3 - капілярна мережа, 4 - слизова оболонка, 5 - підслизова оболонка, 6 - м'язова пластинка слизової оболонки, 7 - кишкова залоза, 8 - лі .
Одне із значень мікрофлори товстого кишечникаполягає в тому, що вона бере участь у кінцевому розкладанні залишків неперетравленої їжі.У товстому кишечнику травлення завершується гідролізом залишків їжі, що не перетравилися. Під час гідролізу в товстому кишечнику беруть участь ферменти, що надходять із тонкої кишки, та ферменти кишкових бактерій. Відбувається всмоктування води, мінеральних солей (електролітів), розщеплення рослинної клітковини, формування калових мас.
Мікрофлораграє значну (!) рольперистальтиці, секреції, всмоктуванні та клітинному складі кишечника. Мікрофлора бере участь у розкладанні ферментів та інших біологічно активних речовин. Нормальна мікрофлора забезпечує колонізаційну резистентність – захист слизової оболонки кишечнику від хвороботворних бактерій, пригнічуючи патогенні мікроорганізми та попереджуючи ініфікацію організму.Ферменти бактерій розщеплюють, неперетравлені в тонкій кишці. Кишкова флора синтезує вітамін К і вітаміни групи В, ряд незамінних амінокислотта ферменти необхідні організму.За участю мікрофлори в організмі відбувається обмін білків, жирів, вуглеців, жовчних та жирних кислот, холестерину, інактивуються проканцерогени (речовини, здатні викликати рак), утилізуються надлишки їжі та формуються калові маси. Роль нормофлори надзвичайно важлива для організму господаря, саме тому її порушення (дисбактеріоз) та розвиток дисбіозу в цілому призводить до серйозних захворювань метаболічного та імунологічного характеру.
Склад мікроорганізмів у певних відділах кишечника залежить від багатьох факторів:спосіб життя, харчування, вірусні та бактеріальні інфекції, а також медикаментозне лікування, особливо прийом антибіотиків. Багато захворювань шлунково-кишкового тракту, включаючи запальні, також можуть порушувати екосистему кишечника. Результатом цього дисбалансу є травні проблеми, що часто зустрічаються: здуття, диспепсія, запор або діарея і т.д.
Докладніше про роль кишкового мікробіома у збереженні здоров'я ШКТ див. у статті:
додатково:
Кишкова мікрофлора (кишковий мікробіом) є надзвичайно складною екосистемою. В одного індивіда налічується щонайменше 17 сімейств бактерій, 50 пологів, 400-500 видів та невизначена кількість підвидів. Мікрофлора кишечника поділяється на облігатну (мікроорганізми, що постійно входять до складу нормальної флори і відіграють важливу роль у метаболізмі та протиінфекційному захисті) і факультативну (мікроорганізми, що часто зустрічаються у здорових людей, але є умовно-патогенними, тобто здатними викликати захворювання при зниженні резистентності макроорганізму). Домінуючими представниками облігатної мікрофлори є біфідобактерії.
У таблиці 1 вказані найбільш відоміфункції кишкової мікрофлори (мікробіоти), тоді як її функціонал набагато ширший і ще вивчається
Таблиця 1. Основні функції кишкової мікробіоти |
|||||||||||||||||||||
Основні функції |
Опис |
||||||||||||||||||||
Травлення |
|||||||||||||||||||||
Захисні функції |
Синтез колоноцитами імуноглобуліну А та інтерферонів, фагоцитарна активність моноцитів, поліферація плазматичних клітин, формування колонізаційної резистентності кишечника, стимуляція розвитку лімфоїдного апарату кишки у новонароджених та ін. |
||||||||||||||||||||
Синтетична функція |
Групи К (бере участь у синтезі факторів зсідання крові); 1 (каталізує реакцію декарбоксилювання кетокислот, є переносником альдегідних груп); У 2 (переносник електронів з НАДН); 3 (перенесення електронів до 2); 5 (попередник коензиму А, бере участь в обміні ліпідів); 6 (переносник аміногруп у реакціях за участю амінокислот); У 12 (участь у синтезі дезоксирибози та нуклеотидів); |
||||||||||||||||||||
Дезінтоксикаційна функція |
в т.ч. нейтралізація деяких видів ліків та ксенобіотиків: ацетамінофену, азотовмісних речовин, білірубіну, холестерину та ін. |
||||||||||||||||||||
Регуляторна функція |
Регуляція імунної, ендокринної та нервової систем (останньої – через так звану « gut-brain-axis» - Важко переоцінити важливість мікрофлори для організму. Завдяки досягненням сучасної науки відомо, що нормальна мікрофлора кишечника бере участь у розщепленні білків, жирів та вуглеводів, створює умови для оптимального перебігу процесів травлення та всмоктування у кишечнику, бере участь у дозріванні клітин імунної системи, що забезпечує посилення захисних властивостей організму тощо. .Двома найголовнішими функціями нормальної мікрофлори є: бар'єрна від патогенних агентів і стимуляція імунної реакції у відповідь: БАР'ЄРНА ДІЯ. Кишкова мікрофлора надаєпереважна дія на розмноження хвороботворних бактерій і таким чином запобігає патогенним інфекціям. Процесприкріплення мікроорганізмів до клітин епітелія включає складні механізми.Бактерії кишкової мікрофлори пригнічують або зменшують прилипання патогенних агентів шляхом конкурентного виключення. Наприклад, бактерії пристінкової (мукозної) мікрофлори займають певні рецептори лежить на поверхні епітеліальних клітин. Патогенні бактеріїякі могли прив'язатися до тих же рецепторів, усуваються з кишечника. Таким чином, кишкові бактерії перешкоджають проникненню в слизову оболонку патогенних та умовно-патогенних мікробів.(зокрема, пропіоновокислі бактерії P. freudenreichiiмають досить добрі адгезивні властивості і прикріплюються до клітин кишечника дуже надійно, створюючи згаданий захисний бар'єр.Також, бактерії постійної мікрофлори допомагають підтримувати кишкову перистальтику та цілісність слизової оболонки кишечника. Так, бактерії - комменсали товстої кишки в ході катаболізму неперетравлюваних в тонкій кишці вуглеводів (т.зв. харчових волокон) утворюють коротколанцюгові жирні кислоти (SCFA, short-chain fatty acids), такі як ацетат, пропіонат та бутират, які підтримують бар'єрні функції муцинового шаруслизу (підвищують продукцію муцинів та захисну функцію епітелію). ІМУННА СИСТЕМА КИШЕЧНИКА. У кишечнику людини зосереджено понад 70% імунних клітин. Головною функцією імунної системи кишечника є захист від проникнення бактерій у кров. Друга функція – усунення патогенів (хвороботворних бактерій). Це забезпечують два механізми: уроджений (успадковується дитиною від матері, люди з народження мають у крові антитіла) і набутий імунітет (з'являється після потрапляння в кров чужорідних білків, наприклад, після перенесення інфекційного захворювання). При контакті з патогенами відбувається стимуляція імунного захисту організму. При взаємодії з Toll-подібними рецепторами починається синтез різного типу цитокінів. Мікрофлора кишечника впливають на специфічні скупчення лімфоїдної тканини. Завдяки цьому відбувається стимуляція клітинної та гуморальної імунної відповіді. Клітини імунної системи кишечника активно виробляють секреторний імунолобулін А (LgA) – білок, який бере участь у забезпеченні місцевого імунітету та є найважливішим маркером імунної відповіді. АНТИБІОТИКОподібні РЕЧОВИНИ. Також мікрофлора кишечника виробляє безліч антимікробних речовин, які пригнічують розмноження та зростання патогенних бактерій. При дисбіотичних порушеннях у кишечнику спостерігається не лише надмірне зростання патогенних мікробів, а й загальне зниження імунного захисту організму.Нормальна мікрофлора кишечника грає особливо важливу роль життя організму новонароджених і дітей. Завдяки продукції лізоциму, перекису водню, молочної, оцтової, пропіонової, масляної та інших органічних кислот і метаболітів, що знижують кислотність (pH) середовища бактерії нормальної мікрофлори ефективно борються з патогенами. У цій конкурентній боротьбі мікроорганізмів за виживання антибіотикоподібні речовини типу бактеріоцинів та мікроцинів займають провідне місце. Нижче на малюнку Ліворуч:Колонія ацидофільної палички (х 1100), Праворуч:Руйнування Shigella flexneri (а) (Шигелла Флекснера — вид бактерій, збудників дизентерії) під дією бактеріоцинпродукуючих клітин ацидофільної палички (х 60000) Варто особливо відзначити, що у кишечнику практично всі мікроорганізмимають особливу форму співіснування, яка називається біоплівкою. Біоплівка - цеспівтовариство (колонія)мікроорганізмів, розташованих на будь-якій поверхні, клітини яких прикріплені одна до одної. Зазвичай клітини занурені в позаклітинну полімерну речовину, що виділяється ними - слиз. Саме біоплівка виконує основну бар'єрну функцію від проникнення патогенів у кров шляхом виключення можливості їх проникнення до епітеліальних клітин. Про біоплівку див. ІСТОРІЯ ВИВЧЕННЯ СКЛАДУ МІКРОФЛОРИ ШКТ Історія вивчення складу мікрофлори шлунково-кишкового тракту (ЖКТ) почалася в 1681 р., коли голландський дослідник Антоні Ван Левенгук вперше повідомив про свої спостереження щодо бактерій та інших мікроорганізмів, виявлених у людських фекаліях, і висунув гіпотезу про спільне існування різних видів бактерій у шлунково-кишковому тракті. -кишковому тракті. У 1850 році Луї Пастер розвинув концепцію про функціональноюролі бактерій у ферментаційному процесі, а німецький лікар Роберт Кох продовжив дослідження у цьому напрямі і створив методику виділення чистих культур, що дозволяє ідентифікувати специфічні бактеріальні штами, що необхідне розмежування хвороботворних і корисних мікроорганізмів. У 1886 р. один із основоположників вчення про кишковихінфекціях F. Esherich вперше описав кишковупаличку (Bacterium coli communae). Ілля Ілліч Мечников у 1888 році, працюючи в Інституті Луї Пастера, стверджував, що у кишечникулюдини мешкає комплекс мікроорганізмів, які мають на організм «аутоінтоксикаційний ефект», вважаючи, що введення в ШКТ «розсудливих» бактерій здатне модифікувати дію кишковоїмікрофлори та протидіяти інтоксикації. Практичним втіленням ідей Мечнікова стало застосування ацидофільних лактобацил з терапевтичними цілями, розпочате в США в 1920-1922 роках. Вітчизняні дослідники приступили до вивчення цього питання лише в 50-х роках XX століття. У 1955 р. Перетц Л.Г. показав, що кишковапаличка здорових людей є одним з основних представників нормальної мікрофлори та відіграє позитивну роль завдяки сильним антагоністичним властивостям по відношенню до патогенних мікробів. Розпочаті понад 300 років тому дослідження складу кишкового мікробіоценозу, його нормальної та патологічної фізіології та розробка способів позитивного впливу на кишкову мікрофлору продовжуються і в даний час. ЛЮДИНА, ЯК СЕРЕДОВИЩЕ ПРОЖИВАННЯ БАКТЕРІЙОсновними біотопами є: шлунково-кишковийтракт(ротова порожнина, шлунок, тонка кишка, товста кишка), шкіра, дихальні шляхи, урогенітальна система. Але основний інтерес нам тут представляють органи травної системи, т.к. переважна більшість різноманітних мікроорганізмів живе саме там.
Мікрофлора ШКТ є найбільш представницькою, маса кишкової мікрофлори у дорослої людини становить понад 2,5 кг, чисельністю – до 10 14 КУО/р. Раніше вважалося, що до складу мікробіоценозу ШКТ входять 17 сімейств, 45 пологів, понад 500 видів мікроорганізмів (останні дані – близько 1500 видів) постійно коригуються. З урахуванням нових даних, отриманих при дослідженні мікрофлори різних біотопів ШКТ за допомогою молекулярно-генетичних методів та методу газорідинної хромато-мас-спектрометрії загальний геном бактерій ШКТ налічує 400 тис. генів, що у 12 разів перевищує розмір геному людини. Піддана аналізуна гомологію секвенованих генів 16S pРНК пристінкова (мукозна) мікрофлора 400 різних відділів шлунково-кишкового тракту, отримана при ендоскопічному дослідженні різних відділів кишечника добровольців. В результаті дослідження показано, що пристіночна та просвітна мікрофлора включає 395 філогенетично відокремлених груп мікроорганізмів, з яких 244 є абсолютно новими. При цьому 80% нових таксонів, виявлених при молекулярно-генетичному дослідженні, відносяться до мікроорганізмів, що не культивуються. Більшість із передбачуваних нових філотипів мікроорганізмів є представниками пологів Firmicutes та Bactero-ides. Загальна кількість видів наближається до 1500 та вимагає подальшого уточнення. ШКТ через систему сфінктерів повідомляється із зовнішнім середовищем навколишнього світу і водночас через кишкову стінку - із внутрішнім середовищем організму. Завдяки цій особливості в порожнині шлунково-кишкового тракту створилося власне середовище, яке можна розділити на дві окремі ніші: хімус та слизова оболонка. Харчова система людини взаємодіє з різними бактеріями, які можна позначити, як «ендотрофну мікрофлору кишкового біотопу людини». Ендотрофна мікрофлора людини ділиться на три основні групи. До першої групи відносять корисну для людини еубіотичну індигенну або еубіотичну мікрофлору транзиторну; до другої - нейтральні мікроорганізми, які постійно або періодично висіваються з кишечника, але не впливають на життєдіяльність людини; до третьої – патогенні чи потенційно патогенні бактерії («агресивні популяції»). ПОРОЖНІЙ І ПРИСТІНКОВИЙ МІКРОБІОТОПИ ШКТУ мікроекологічному плані шлунково-кишковий біотоп може бути поділений на яруси (ротова порожнина, шлунок, відділи кишечника) та мікробіотопи (порожнинний, пристінковий та епітеліальний). Здатність до аплікації в мікробіотопі пристінкового, тобто. гістадгезивність (властивість фіксуватися та колонізувати тканини) визначають суть транзиторності чи індигенності бактерій. Ці ознаки, а також приналежність до еубіотичної або агресивної групи є основними критеріями, що характеризують мікроорганізм, що взаємодіє з ШКТ. Еубіотичні бактерії беруть участь у створенні колонізаційної резистентності організму, що є унікальним механізмом системи протиінфекційних бар'єрів. Порожнинний мікробіотоп протягом ШКТ неоднорідний, його властивості визначаються складом та якістю вмісту того чи іншого ярусу. Яруси мають свої анатомічні та функціональні особливості, тому їх вміст відрізняється за складом речовин, консистенції, рН, швидкості переміщення та інших властивостей. Ці властивості визначають якісний та кількісний склад адаптованих до них порожнинних мікробних популяцій. Пристінковий мікробіотоп є найважливішою структурою, що обмежує внутрішнє середовище організму від зовнішньої. Він представлений слизовими накладаннями (слизовий гель, муциновий гель), глікокаліксом, розташованим над апікальною мембраною ентероцитів та поверхнею самої апікальної мембрани. Пристінковий мікробіотоп представляє найбільший (!) інтерес з позиції бактеріології, тому що саме в ньому виникає корисна або шкідлива для людини взаємодія з бактеріями - те, що ми називаємо симбіозом.
Сьогодні відомо, що мікрофлора слизової оболонки кишечника істотно відрізняється від мікрофлори просвіту кишечника і калових мас. Хоча в кожної дорослої людини кишечник населяє певна комбінація переважних видів бактерій, склад мікрофлори може змінюватися залежно від способу життя, харчування та віку. Порівняльне дослідження мікрофлори у дорослих осіб, які перебувають у генетичному спорідненості тією чи іншою мірою, виявило, що на склад кишкової мікрофлори генетичні фактори впливають більше, ніж харчування. Примітка до малюнка:ФОЖ - фундальний відділ шлунка, АОЖ - антральний відділ шлунка, ДПК - дванадцятипала кишка.Чернін В.В., Бондаренко В.М., Парфьонов А.І. Участь просвітної та мукозної мікробіоти кишечника людини у симбіонтному травленні. Бюлетень Оренбурзького наукового центру УРО РАН (електронний журнал), 2013, №4) Розташування мукозної мікрофлори відповідає ступеню її анаеробіозу: облігатні анаероби (біфідобактерії, бактероїди, пропіоновокислі бактерії та ін.) займають нішу в безпосередньому контакті з епітелієм, далі розташовуються аеротолерантні анаероби (алокобалі та аероби, аероаби). .Просвітня мікрофлора є найбільш мінливою та чутливою до різних екзогенних впливів. Зміна раціонів харчування, екологічні впливи, медикаментозна терапія, перш за все позначаються на якості просвітної мікрофлори. додатково: Кількість мікроорганізмів мукозної та просвітної мікрофлори До зовнішніх впливів мукозна мікрофлора більш стійка, ніж просвітна мікрофлора. Співвідношення між мукозною та просвітною мікрофлорою динамічні, і визначаються такими факторами:
МІКРОФЛОРА РОТОВОЇ ПОРОЖНИНИ, ХАРЧОВОДА І ШЛУНКАРозглянемо композиції нормальної мікрофлори різних відділів ШКТ.
Слина є першою травною рідиною, що обробляє харчові речовини і впливає на мікрофлору, що проникає. Загальний вміст бактерій у слині варіабельно та в середньому становить 10 8 МК/мл. До складу нормальної мікрофлори ротової порожнини входять стрептококи, стафілококи, лактобацили, коринебактерії, велика кількість анаеробів. Усього мікрофлора рота налічує понад 200 видів мікроорганізмів. На поверхні слизової оболонки залежно від застосовуваних індивідуумом гігієнічних засобів виявляється близько 10 3 -10 5 МК/мм2. Колонізаційну резистентність рота здійснюють переважно стрептококи (S. salivarus, S. mitis, S. mutans, S. sangius, S. viridans), а також представники шкірного та кишкового біотопів. При цьому S. salivarus, S. sangius, S. viridans добре прилипають до слизової оболонки та зубного нальоту. Ці альфа-гемолітичні стрептококи, що мають високий рівень гістадгезії, стримують колонізацію рота грибами роду Сandida і стафілококами. Мікрофлора, що транзиторно проходить через стравохід, нестабільна, гістадгезивності до його стінок не виявляє і характеризується великою кількістю видів, що тимчасово перебувають, що потрапляють з порожнини рота і глотки. У шлунку створюються відносно несприятливі умови для бактерій, зумовлені підвищеною кислотністю, впливом протеолітичних ферментів, швидкою моторно-евакуаторною функцією шлунка та іншими факторами, що лімітують їх зростання та розмноження. Тут мікроорганізми містяться в кількості, яка не перевищує 10 2 -10 4 в 1 мл вмісту.Еубіотики в шлунку освоюють переважно порожнинний біотоп, пристінковий мікробіотоп для них менш доступний. Основними мікроорганізмами, активними у шлунковому середовищі, є кислотостійкіпредставники роду Lactobacillus, які мають або не мають гістадгезивного ставлення до муцину, деякі види грунтових бактерій і біфідобактерії. Лактоба-цил-ли, незважаючи на короткий час перебування в шлунку, здатні, окрім антибіотичної дії в порожнині шлунка, тимчасово колонізувати мікробіотоп пристінок. В результаті спільної дії захисних компонентів основна маса мікроорганізмів, що потрапили в шлунок, гине. Однак при порушенні роботи слизового та імунобіологічного компонентів деякі бактерії знаходять у шлунку свій біотоп. Так, за рахунок факторів патогенності у шлунковій порожнині закріплюється популяція Helico-bacter pylori.
ОСНОВНІ ФУНКЦІЇ ТОНКОГО КИШЕЧНИКА Тонка кишка
- це трубка близько 6м завдовжки. Вона займає практично всю нижню частину черевної порожнини і є найдовшою частиною травної системи, що сполучає шлунок із товстим кишечником. Більшість їжі вже перетравлюється в тонкому кишечнику за допомогою спеціальних речовин - ензимів (ферментів). До основних функцій тонкої кишкивідносять порожнинний та пристінковий гідроліз їжі, всмоктування, секрецію, а також бар'єрно-захисну. В останній, крім хімічних, ферментативних та механічних факторів, значну роль відіграє індигенна мікрофлора тонкої кишки. Вона бере активну участь у порожнинному та пристіночному гідролізі, а також у процесах всмоктування харчових речовин. Тонка кишка є однією з найважливіших ланок, що забезпечують тривале збереження еубіотичної пристінкової мікрофлори. Існує різниця в заселенні еубіотичної мікрофлори порожнинного та пристінкового мікробіотопів, а також заселенні ярусів по довжині кишки. Порожнинний мікробіотоп схильний до коливань за складом і концентрацією мікробних популяцій, пристінковий мікробіотоп має порівняно стабільний гомеостаз. У товщі слизових накладень зберігаються популяції, що мають гістадгезивні властивості до муцину. Проксимальний відділ тонкої кишки в нормі містить відносно невелику кількість грампозитивної флори, що складається головним чином з лактобацил, стрептококів та грибів. Концентрація мікроорганізмів становить 102-104 на 1 мл кишкового вмісту. У міру наближення до дистальних відділів тонкої кишки загальна кількість бактерій зростає до 108 на 1 мл вмісту, одночасно з'являються додаткові види, що включають ентеробактерії, бактероїди, біфідобактерії. ОСНОВНІ ФУНКЦІЇ ТОЛСТОГО КИШЕЧНИКА
|
Найменування препарату |
Застосування препарату |
I. Препарати мікробного походження |
|
Продігіозан (ліпополісахарид В. prodigiosum) |
Хронічні інфекції (стимуляція інтерфероногенезу, антитілогенезу, активності фагоцитозу) |
Пірогенал (ліпополісахарид Pseudomonas aeruginosa) |
Хронічні інфекції, іноді при алергії, дерматози |
Захворювання із ураженням гуморального імунітету (імуномодуляція В-системи лімфоцитів) |
|
Імунофан (гексапептид, синтетичне похідне тимопоетину) |
Профілактика та лікування імунодефіцитів, при пухлинах |
Кемантан (адамантантанвмісні сполуки) |
Імунодефіцити, синдром хронічної втоми |
Леакадин (2-карбамоїлазіридин) |
Лейкопенії, тромбоцитопенії |
Діуцифон(пара-пара-(2,4-діоксо-б-метилпіримідиніл- |
Рот . У ротовій порожнині мешкають численні мікроорганізми. У 1 мл слини мешкає до 10s бактерій. Цьому сприяють залишки їжі в роті, сприятлива температура (37 ° С) та лужна реакція середовища. Анаеробів більше, ніж аеробів, у 100 разів і більше. Тут мешкають різноманітні бактерії: бактероїди, превотелли, порфіромонади, біфідобактерії, еубактерії, фузобактерії, лактобактерії, актиноміцети, гемофільні палички, лептотрихії, нейссерії, спірохети, стрептококи, стафілококи, стафілококи, стафілококи. найпростіші (Entamaeba gingivaLis, Trichomonas tenax).
Бактерії мають певне топографічне поширення. Так, стрептококи розташовуються неоднаково: на епітелії щік – S. mitior, на сосочках язика, у слині – S. salivarius, на зубах – S. mutans. Актиноміцети присутні у великих кількостях на язику, у ясенних кишенях, зубній бляшці та слині. Асоціанти нормальної мікрофлори та продукти їхньої життєдіяльності утворюють зубний наліт.
Склад мікрофлори ротарегулюється механічною дією слини та мови; мікроорганізми змиваються слиною зі слизової оболонки та зубів (людина проковтує на день близько літра слини). Антимікробні компоненти слини, особливо лізоцим, антитіла (секреторний IgA) пригнічують адгезію сторонніх мікробів до епітеліоцитів. З іншого боку, бактерії утворюють полісахариди: S. sanguis та S. mutans перетворюють сахарозу на позаклітинний полісахарид (глюкани, декстрани), що беруть участь в адгезії до поверхні зубів. Колонізації постійною частиною мікрофлори сприяє фібронектину, що покриває епітеліоцити слизових оболонок. Він має спорідненість до грампозитивних бактерій. При низькому рівні фібронектину грампозитивні бактерії заміщаються на грамнегативні.
Мікрофлора піхви включає лактобактерії, біфідобактерії, бактероїди, пропіонібактерії, порфіриномонади, превотелли, пептострептококи, коринеформні бактерії та ін. Переважають анаероби: співвідношення анаероби/аероби становить 10/1. У репродуктивний період життя переважають грампозитивні бактерії, а період менопаузи вона замінюється грамнегативними бактеріями. Приблизно у 5-60% здорових жінок виявляються Gardnerella vaginalis; у 15-30% - Mycoplasma hominis; у 5% – бактерії роду Mobiluncus.
Склад мікрофлори залежить від багатьох факторів: менструального циклу, вагітності та ін. У клітинах піхвового епітелію накопичується глікоген (сприяють ендогенні естрогени), що розщеплюється лактобактеріями з утворенням молочної кислоти. Органічні кислоти, що утворюються, підкислюють середовище до pH 4-4,6. Підкислення лактобактеріями вагінального секрету, продукція ними перекису водню та бактеріоцинів веде до пригнічення зростання сторонньої мікрофлори.
Порожнина матки та сечовий міхур у нормі стерильні.
Значення мікрофлори організму людини
Нормальна мікрофлора є одним із факторів неспецифічної резистентності організму. Вона має антагоністичні властивості проти патогенної та гнильної мікрофлори, оскільки продукує молочну, оцтову кислоти, антибіотики, бактеріоцини; конкурує зі сторонньою мікрофлорою за рахунок вищого біологічного потенціалу.
- Нормальна мікрофлора бере участь у водно-сольовому обміні, регуляції газового складу кишечника, обміні білків, вуглеводів, жирних кислот, холестерину, нуклеїнових кислот, а також у продукції біологічно активних сполук: антибіотиків, вітамінів (К, групи В та ін.), токсинів та ін.
- Нормальна мікрофлора бере участь у перетравленні та детоксикації екзогенних субстратів та метаболітів, що порівняно з функцією печінки.
- Нормальна мікрофлора бере участь у рециркуляції стероїдних гормонів та жовчних солей в результаті екскреції метаболітів з печінки в кишечник та подальшого повернення до неї.
- Нормальна мікрофлора виконує морфокінетичну роль у розвитку різних органів та систем організму, бере участь у фізіологічному запаленні слизової оболонки та зміні епітелію.
- Нормальна мікрофлора виконує антимутагенну функцію, руйнуючи концерогенні речовини у кишечнику. У той же час, деякі бактерії можуть продукувати сильні мутагени. Ферменти бактерій кишечника перетворюють штучний підсолоджувач цикломат на активний канцероген (циклогексамін) для сечового міхура.
- Екзополісахариди (глікоколікс) мікроорганізмів, що входять до складу біологічної плівки, захищають мікробні клітини від різноманітних фізико-хімічних впливів. Слизова оболонка кишок також знаходиться під захистом біологічної плівки.
- Значний вплив має мікрофлора кишечника на формування та підтримку імунітету. У кишечнику знаходиться приблизно 1,5 кг мікроорганізмів, антигени яких стимулюють імунну систему. Природним неспецифічним стимулятором імуногенезу є мурамилдипептид, що утворюється з пептидоглікану бактерій під впливом лізоциму та інших літичних ферментів, що знаходяться в кишечнику. В результаті відбувається рясне насичення кишкової тканини лімфоцитами та макрофагами, тобто в нормі кишка знаходиться як би в стані хронічного запалення. Тварини гнотобіонти, що вирощуються в середовищі, вільному від мікроорганізмів, відрізняються від звичайних тварин слабо розвиненою лімфоїдною тканиною. Особливо відрізняється тонка платівка propria. Кишкова тканина слабо насичена лімфоцитами та макрофагами, внаслідок чого тварини гнотобіонти нестійкі до інфекцій.
– Найважливішою функцією нормальної мікрофлори є її участь у колонізаційній резистентності. Колонізаційна резистентність - це сукупність захисних факторів організму та конкурентних, антагоністичних та інших властивостей нормальної мікрофлори (в основному, анаеробів) кишечника, що надають стабільності мікрофлорі та запобігають колонізації слизових оболонок сторонніми мікроорганізмами. При зниженні колонізаційної резистентності збільшується кількість та спектр аеробних умовно-патогенних мікробів. Їхня транслокація через слизові оболонки може призвести до розвитку ендогенного гнійно-запального процесу. Для запобігання інфекційним ускладненням, при зниженні опірності організму та підвищеному ризику аутоінфекції (у випадках великих травм, опіків, імунодепресивної терапії, трансплантації органів та тканин та ін.) доцільно зберегти або відновити колонізаційну резистентність за допомогою селективної. Селективна деконтамінація - це вибіркове видалення з травного тракту аеробних бактерій та грибів для підвищення опірності організму до інфекційних агентів. Селективну деконтамінацію проводять шляхом призначення для прийому внутрішньо малоадсорбованих хіміопрепаратів, що пригнічують аеробну частину мікрофлори та не впливають на анаероби (наприклад, комплексне призначення ванкоміцину, гентаміцину та ністатину).
- Представники нормальної мікрофлори при зниженні опірності організму викликають гнійно-запальні процеси, тобто нормальна мікрофлора може стати джерелом аутоінфекції чи ендогенної інфекції. Коли мікроби-комменсали виявляються при транслокації в незвичних житлах, вони можуть викликати різні порушення. Наприклад, бактероїди, що мешкають у нормі в кишці, можуть викликати абсцеси, проникаючи в різні тканини внаслідок травми або хірургічної операції. Епідермальний стафілокок, що в нормі часто зустрічається на шкірі, схильний колонізувати внутрішньовенні катетери, викликаючи порушення кровотоку. Такі комменсали кишки як кишкова паличка вражають сечову систему (цистит та ін.).
- Внаслідок дії мікробних декарбоксилаз та ЛПС вивільняється додаткова кількість гістаміну, що може спричиняти алергічні стани.
- Нормальна мікрофлора є сховищем та джерелом хромосомних та плазмідних генів, зокрема генів лікарської стійкості до антибіотиків.
- Окремих представників нормальної мікрофлори використовують як санітарно-показові мікроорганізми, що свідчать про забруднення навколишнього середовища (води, ґрунту, повітря, продуктів харчування та ін.) виділеннями людини і, отже, про їх епідеміологічну небезпеку.
Дисбактеріоз
Стани, що розвиваються внаслідок втрати нормальних функцій мікрофлори, називаються дисбактеріозом та дисбіозом. Ці порушення відбуваються під впливом факторів навколишнього середовища, стресових впливів, широкого та безконтрольного застосування антимікробних препаратів, променевої терапії та хіміотерапії, нераціонального харчування, оперативних втручань тощо. При дисбактеріозі відбуваються стійкі кількісні та якісні зміни бактерій, що входять до складу нормальної мікрофлори. При дисбіозі зміни відбуваються і серед інших груп мікроорганізмів (вірусів, грибів та ін.). Дисбіоз та дисбактеріоз можуть призводити до ендогенних інфекцій. Дисбіози класифікують за етіологією (грибковий, стафілококовий, протейний та ін.) та локалізації (дисбіоз рота, кишки, піхви і т.д.). Зміни у складі та функціях нормальної мікрофлори супроводжуються різними порушеннями: розвитком інфекцій, діарів, запорів, синдрому мальабсорбції, гастритів, колітів, виразкової хвороби, злоякісних новоутворень, алергій, сечокам'яної хвороби, гіпо- та гіперхолестеринемії, гіпо- та уражень печінки та ін.
Для відновлення нормальної мікрофлори проводять: а) селективну деконтамінацію; б) призначають препарати пробіотиків* ( еубіотиків
), отримані з ліофільно висушених живих бактерій – представників нормальної мікрофлори кишечника – біфідобактерій (біфідумбактерин), кишкової палички (колібактерин), лактобактерій (лактобактерин) та ін.
* Пробіотики - препарати, що надають при прийомі per os нормалізуючу дію на організм людини та її мікрофлору.
Мікрофлора організму людини (аутомікрофлора)
Це якісно і кількісно, що еволюційно склалася, відносно постійна сукупність мікроорганізмів, усіх біоценозів, окремих біотопів організму.
Дитина народжується стерильною, але ще проходячи через родові шляхи, захоплює супутню мікрофлору. Формування мікрофлори здійснюється в результаті контакту новонародженого, з мікроорганізмами навколишнього середовища та мікрофлорою організму матері. До віку 1-3 місяців мікрофлора дитини стає подібною до мікрофлори дорослого.
Кількість мікроорганізмів дорослої людини становить 10 в 14 особин.
1. На 1 см2 шкіри може бути кілька сотень тисяч бактерій
2. З кожним вдихом поглинається 1500-14000 і більше мікробних клітин
3. У 1 мл слини – до 100 млн. бактерій
4. Загальна біомаса мікроорганізмів у товстому кишечнику близько 1,5 кг.
Види мікрофлори організму
- Резидентна мікрофлора – постійна, індигенна, аутохтонна
- Транзиторна – непостійна, алохтонна
Функція мікрофлори
- Колонізаційна резистентність – нормальна мікрофлора, що запобігає колонізації біотопів організму сторонніми в т.ч. патогенні мікроорганізми.
- Перетравлення та детоксикація екзогенних субстратів та метаболітів
- Імунізація організму
- Синтез вітамінів, амінокислот, білків
- Участь в обміні жовчних кислот, сечової кислоти, ліпідів, вуглеводів, стероїдів
- Антиканцерогенна дія
Негативна роль мікрофлори
- Умовно-патогенні представники нормальної мікрофлори можуть стати джерелом ендогенної інфекції. У нормі ці мікроорганізми неприємностей не викликають, а при ослабленні імунної системи, наприклад стафілакок - може спричинити гнійну інфекцію. Кишкова паличка – у кишечнику, а якщо виявиться у сечовому міхурі – цистит, а якщо потрапить у рану – гнійна інфекція.
- Під впливом мікрофлори може збільшуватися виділення гістаміну – алергічні стани
- Нормофлора - сховище та джерело плазмід антибіотикорезистентності.
Основні біотопи організму
- Біотопи, що заселяються - у цих біотопах бактерії живуть, розмножуються і виконують певні функції.
- Стерильні біотопи – у цих біотопах у нормі бактерії відсутні, виділення бактерій із них має діагностичне значення.
Біотопи, що заселяються.
- Повітроносні шляхи
- Зовнішні статеві органи, уретра
- Зовнішній слуховий прохід
- Кон'юктива
Стерильні біотопи – кров, ліквор, лімфа, перитонеальна рідина, плевральна рідина, сеча у нирках, сечоводах та сечовому міхурі, синовіальна рідина.
Мікрофлора шкіри- епідермальний та сапрофітичний стафілакокі., дріжджі подібні гриби, дифтероїди, мікрококи.
Мікрофлора верхніх дихальних шляхів- стрептококи, дифтероїди, нейссерії, стафілакоки.
Порожнину рота- стафілакоки, стрептококи, дріжджі подібні гриби, лактобактерії, бактероїди, нейссерії, спірохети та ін.
Харчівник- У нормі не містить мікроорганізмів.
У шлунку -середовище проживання - вкрай неприємне - лактобактерії, дріжджі, одинично стафілакоки і стрептококи
Кишечника- Концентрація мікроорганізмів, їх видовий склад та співвідношення змінюється в залежності від відділу кишечника.
У здорових людей 12палої кишкикількість бактерій трохи більше 10 в 4 - 10 в 5й колониобразующих одиниць(ко.е) на мл.
Видовий склад - лактобактерії, біфідобактерії, бактероїди, енетрококи, дріжджоподібні гриби та ін. З їжею кількість бактерій може значно збільшуватися, але в короткий термін, повертається до вихідного рівня.
У верхніх відділах тонкої кишки- кількість мікроорганізмів - 10 4 -10 5 колоніообразующих одиниць на мл, клубової кишкидо 10 у 8-му ступені.
Механізми, що перешкоджають мікробному зростанню в тонкій кишці.
- Антибактеріальна дія жовчі
- Кишкова перельстальтика
- Виділення імуноглобулінів
- Ферментативна активність
- Слиз, що містить інгібітори росту мікроорганізмів
У разі порушення зазначених механізмів наростає мікробне обсіменіння тонкої кишки, тобто. надмірне зростання бактерій у тонкій кишці.
У товстої кишціу здорової людини кількість мікроорганізмів - 10 в 11 - 10 в 12й к.е на р. Переважають анаеробні види бактерій - 90-95% всього складу. Це біфідобактерії, бактероїди, лактобактерії, вейлонели, пептострептококи, клостридії.
Близько 5-10% - факультативні анаероби - та аероби - кишкова паличка, лактоза, негативна ентеробактерія, ентерококи, стафілакоки, дріжджі подібні гриби.
Види кишкової мікрофлори
- Пристіночна - постійна за складом, виконує функцію колонізаційної резистентності
- Просвітня - менш постійна за складом, виконує ферментативні та імунізуючі функції.
Біфідобактреї- Найбільш значущі представники облігатних (обов'язкових) бактерій у кишечнику. Це анаероби, що не утворюють суперечку, являють собою грам позитивні палички, кінці роздвоєні, можуть мати кулясті здуття. Більшість біфідобактерій розташовується в товстій кишці, будучи її основною пристінковою та просвітною мікрофлорою. Зміст біфідобактерій у дорослих - 10 в 9-й - 10 в 10-й к.е. на р.
Лактобактерії- Іншим представником облігатної мікрофлори ШКТ і є лактобактерія. Це грам позитивні палички, з вираженим поліморфізмом, що розташовуються ланцюжками або поодинці, не утворюють суперечки. Лактофлору вдається виявити в молоці людини та тварин. Лактобактерії (лактобацили). Зміст у товстій кишці - 10 у 6й - 10 у 8й к.е. на р.
Представником облігатної мікрофлори кишечника є ешеріхії (ешеріхія коллі). - Кишкова паличка.Зміст кишкових паличок - 10 7й - 10 8й ступеня к.е. на р.
Еобіоз – мікрофлора – нормофлора. Біологічна рівновага нормофлори легко порушується факторами екзогенної та ендогенної природи.
Дисбактеріоз- Зміна якісного та кількісного складу мікрофлори а також місць її нормального проживання.
Дисбактеріоз кишечника – клініко – лабораторний синдром, пов'язаний із зміною якісного та/або кількісного складу мікрофлори кишечника, з подальшим формуванням метаболічних та імунологічних порушень, з можливим розвитком шлунково-кишкових розладів.
Чинники, що сприяють розвитку дисбактеріозу кишечника
- Захворювання ШКТ
- Голодування
- Антимікробна хіміотерапія
- Стрес
- Алергічні та аутоімунні захворювання
- Променева терапія
- Вплив іонізуючої радіації
Найбільш типові клінічні прояви
- Порушення випорожнень - діарея, запор
- Болі в животі, метіоризм, здуття живота
- Нудота та блювання
- Загальні симптоми - стомлюваність, слабкість, головний біль, порушення сну, можливий прояв гіповітамінозу.
За рівнем компенсації виділяють -
- Компенсований дисбактеріоз – клінічні прояви відсутні, але при бактеріологічному дослідженні перебувають порушення.
- Субкомпенсований дисбактеріоз - незначні, помірні графічні застосування.
- Декомпенсований – коли клінічні прояви найбільш виражені.
Класифікація за видом чи групою організмів
- Надлишок стафілакоків - стафілакоковий дисбактеріоз.
- Дисбактеріоз, обумовлений умовно патогенними ентеробактеріями, дріжджоподібними грибами, асоціацією умовно патогенних мікроорганізмів тощо.
Дисбактеріоз – поняття бактеріологічне, клініко – лабораторний синдром, це не захворювання. Дисбактеріоз має первинну причину.
Діагностика порушень складу мікрофлори
- Клініко-лабораторна діагностика та виявлення причин порушення
- Мікробіологічний діагноз з визначенням типу та ступеня якісних та кількісних порушень складу мікрофлори.
- Вивчення імунного статусу.
Мікробіологічна діагностикаПорушення складу мікрофлори організму.
Попередній етап - мікроскопічне дослідження калу - мазок та пофарбований за грамом
Бактеріологічне чи культуральне дослідження. Цей метод застосовується багато років. Наважку калу суспендують у буферному розчині. Готують розведення від 10 -1 до 10 -10 ступеня. Здійснюють посів на живильне середовище. Виконують ідентифікацію вирослих мікроорганізмів за культуральними, морфологічними, тинкторіальними, біохімічними та ін. властивостями, обчислюють показники мікрофлори - КУО/г фекалій.
Живильні середовища -
Середовище Блаурокка – для виділення біфідобактерій
МРС агар для виділення бактерій лакто
Середовище Ендо, Плоскірєва, Левіна – для виділення кишкових паличок та умовно-патогенних ентеробактерій.
ЖСА - стафілакоки
Середа Вільсон - Блера - спороутворюючі анаероби - клостридії
Середа Сабуро - дріжджоподібні гриби - роду Candida
Кров'яний МПА – гемолітичні мікроорганізми
Принципи корекції порушення складу мікрофлори – неспецифічні – режим, дієта, деконтамінація біотопів організму, від патогенних та умовно патогенних мікроорганізмів.
Пробіотики та пребіотики
Корекція порушень системи імунітету.
Пробіотики, еубіотики - це препарати, до складу яких входять живі мікроорганізми, які мають нормалізуючий вплив на склад і біологічну активність мікрофлори травного тракту.
Вимоги до пробіотиків.
- Відповідність нормальній мікрофлорі людини
- Висока життєздатність та біологічна активність
- Антогонізм по відношенню до патогенної та умовно патогенної мікрофлори
- Стійкість до фізико-хімічних факторів
- Антибіотикостійкість
- Наявність у перпараті симбіотичних штамів
Класифікація пробіотиків
- Класичні монокомпонентні – біфідумбактерин, колібактерин, лактобактерин.
- Полікомпонентні – біфікол, ацилакт, лінекс
- Самоеліміновані антагоністи-бактисубтил, споробактерин, еубікор, ентерол
- Комбіновані - біфіформ
- Пробіотики, що містять рекомбінантні штами
- Пребіотики - хілак форте, лактулоза, галакто та фруктоолігосахариди
- Синбіотики – аципол, нормофлорин
Пребіотики- препарати, що створюють сприятливі умови для існування нормальної мікрофлори.
Синбіотики- препарати, що містять раціональну комбінацію пробіотиків та пребіотиків.
Препарати бактеріофаги- специфічність на тих чи інших мікроорганізмів.