Состав и функции на цревната флора - Списание Галенус
Д-р Клаудија Михаела Василиу, специјалист по гастроентерологија,
Градската болница Панциу,
Клиника Регина Марија, Букурешт
Неодамнешните студии ја потенцираат клучната улога на цревната флора не само во смисла на варење, туку и за метаболизмот. Се чини дека микробиотата е вклучена во голем број состојби, од дебелина до улцеративен колитис, така што подобро разбирање на функциите на микробиотата може да отвори нови терапевтски можности.
Клучни зборови: цревна флора, микробиота, микробиом
Неодамнешните студии ја нагласија клучната улога на флората на цревата, не само во она што се однесува на варењето, туку и во метаболизмот. Се чини дека микробиотата е вклучена во голем број болести, од дебелина до улцеративен колитис, така што разбирањето на функциите на микробиотата може да отвори нови терапевтски можности.
Клучни зборови: цревна флора, микробиота, микробиом
Дефиниција
Цревната флора или гастроинтестиналната микробиота е комплексна заедница на микроорганизми, кои живеат во дигестивниот тракт на луѓето [1] и животните. Човечката цревна флора содржи најголем број бактерии во споредба со другите области на телото. Цревната флора се развива целосно на возраст од 2 години [2], заедно со епителот и мукозната бариера, последните две се толерантни, па дури и ја поддржуваат микробиотата, која делува како бариера против патогените микроорганизми [4,5]. Микроорганизмите имаат корист од домаќинот со ферментација на енергетски подлоги како растителни влакна во исхраната и обука на имунитетот преку крајните метаболички производи како што се пропионат и ацетат [3].
Цревните бактерии се корисни и во синтезата на витамини Б и К, како и во нивната улога во метаболизмот на жолчните киселини, стеролите и ксенобиотиците [2]. Масни киселини со краток ланец и други супстанции произведени под дејство на цревната флора делуваат како хормони, самата цревна флора се однесува како ендокрин орган [7]; се покажа дека нарушувањето на флората е одговорно за развој на воспалителни и автоимуни болести [1,6].
Микробиотата спречува раст на штетни видови бактерии во цревата [4], придонесува за развој на цревата и произведува хормони кои интервенираат во стимулација на складирање на маснотии во организмот [2]. Тешка промена и нерамнотежа на микробиотата (или нејзиниот геном) и микробиомот се поврзани со дебелина [9]. Под одредени услови, некои видови цревна флора можат да го разболат организмот домаќин, предизвикувајќи инфекции или зголемувајќи го ризикот од рак на домаќинот [7,12].
Составот на цревната флора
а) во зависност од сегментот на дигестивниот тракт
Составот на цревната микробиота се менува во текот на животот, под влијание на промените во исхраната, но и на здравјето [3,7]. Овој состав варира и во зависност од сегментот на дигестивниот тракт. Мал број на бактериски видови се присутни во желудникот и тенкото црево [1,3]. Поради киселата гастрична средина, повеќето микроорганизми не можат да преживеат. Главните бактериски видови кои го колонизираат желудникот се Streptococcus, Staphylococcus, Lactobacillus, Peptostreptococcus и некои видови квасец [2] .
Тенкото црево содржи само траги од микроорганизми, бидејќи се наоѓа во близина на желудникот. Бактериите кои претежно се среќаваат на ова ниво се коки и грам-позитивни бацили [2]. Меѓутоа, во дисталното тенкото црево, алкалното опкружување овозможува постоење на грам-негативни бактерии како што се Enterobacteriaceae [3]. Флората на тенкото црево ги поддржува нејзините функции, обезбедувајќи регулаторни сигнали кои овозможуваат нејзин развој.
На ниво на дебело црево го наоѓаме најбогатиот микробиолошки екосистем во човечкото тело, со до 10 клетки на грам цревна содржина [12] и со 300 до 1.000 различни бактериски видови [1,2]. Околу 99% од флората на дебелото црево е претставена со 30-40 видови [7], а Faecalibacterium prausnitzii е најчестиот вид кај здрави возрасни [3]. Цревните бактерии сочинуваат до 60% од тежината на изметот [2].
Неколку примери на бактерии кои најчесто се наоѓаат во дебелото црево: Klebsiella sp.: 40-80%, Clostridium perfrigens: 25-35%, Bifidobacterium bifidum: 30-70%, Lactobacillus: 20-60%, Enterococcus faecalis: 100%, Пептокок, Пептостретококус, Staphylococcus aureus: 30-50%, Enterobacter sp.: 40-80%, Bacteroides fragilis.
Иако габите, вирусите (бактериофагите) и археите се дел од цревната флора, малку се знае за нивната активност [1]. 99% од микробиотата на дебелото црево и фецесот се состојат од строго анаеробни бактерии како што се Бактериоиди и Бифидобактериум [3]. Факторите што ја нарушуваат оваа популација на микроби се претставени со антибиотици, стрес и паразити [2]. Дури и ако 99% од микробиотата е анаеробна, во проверката има голема густина на аеробни бактерии [2]. Се проценува дека цревната флора содржи стотици пати повеќе гени од човечкиот геном [12]. Микробиолошките популации варираат од индивидуа до поединец [5,12].
б) во зависност од видовите на бактерии
Четирите доминантни бактериски јата во човечкото црево се Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria и Proteobacteria [2]. Повеќето бактерии припаѓаат на родовите Бактериоиди, Клостридиум, Фекалибактериум [7,3], Еубактериум, Руминокок, Пептокок, Пептострептококус и Бифидобактериум. Други родови како што се Ешерихија и Лактобацилус се присутни, но во помал број [7]. Родот Бактериоиди сочинува околу 30% од сите бактерии во цревата, што сугерира дека тоа би играло важна улога за човечкото тело [3].
Родовите на габи откриени во цревата се претставени од Кандида, Сахаромицес, Аспергилус, Пеницилиум, Родооторула, Трамети, Плеоспора, Склеротинија, Булера и Галактомицес [1,2]. Родооторула најчесто се забележува кај пациенти со воспалително заболување на цревата, а Кандида кај оние со хепатитис и цироза на црниот дроб со Б вирусот [1]. Организмите слични на археи се важни во метаболизмот на производите за бактериска ферментација. Студијата за цревната флора се користи за извлекување на нуклеински киселини од примероци од бактерии од измет, особено 16S rRNA генски секвенци.
в) во зависност од возраста
Разновидноста на составот на микробиота кај примероците на измет е значително поголема кај возрасните отколку кај децата [3]. Во микробиомот за возрасни постои голема преваленца на ензими вклучени во ферментација и метаболизам на аргинин, глутамат, аспартат и лизин. Спротивно на тоа, кај микробиомот на новороденчето, доминантни ензими се оние кои се вклучени во метаболизмот на цистеинот и процесите на ферментација [5].
Студиите ја идентификуваа поврзаноста помеѓу различните бактериски родови во микробиотата и внесот на хранливи материи. Микрофлората е главно составена од три ентеротипови: Превотела, Бактериоид и Руминокок. Забележана е поврзаност помеѓу концентрацијата на секоја микробиолошка заедница и исхраната. На пример, Превотела е поврзана со потрошувачката на едноставни јаглехидрати и шеќери, додека Бактериоидите - со протеини, аминокиселини и заситени масти. Специјализираните бактерии кои ја разградуваат муцината преживуваат при екскреција на јаглехидрати од домаќинот [3]. Одреден ентеротип ќе доминира во зависност од исхраната [2].
Неисхранетите деца ќе имаат помалку разновидна цревна флора во споредба со здравите, а промените во микробиомот како резултат на недостаток на хранливи материи може да бидат причина за неухранетост [5,3]. Децата со недоволна исхрана имаат тенденција да имаат потенцијално патогена флора, како и повеќе квасец во устата и грлото.
г) во зависност од географското потекло на пациентот
Составот на микробиомот зависи и од географското потекло на пациентите. Варијациите во содржината на Превотела, тежината на генот на уреаза и гените кои ја кодираат синтезата и деградацијата на глумат, како и другите ензими вклучени во деградација на аминокиселини или витаминска биосинтеза, покажаа значителни разлики помеѓу пациентите во САД, Малави и Индијанците. [7].
На пример, американската популација има репрезентативен процент на ензими кои го деградираат глутаминот и ензимите вклучени во биосинтезата на витамини и липоична киселина во микробиотата; Населението во Малави и Индијанците има поголем процент на ензими вклучени во синтезата на глумат, како и преголема застапеност на алфа-амилазата. Бидејќи луѓето во Соединетите Држави имаат диета со поголема содржина на маснотии, диетата е веројатно главната детерминанта на цревниот бактериски состав [3].
Некои студии покажаа разлики во микробиотата кај европските деца наспроти оние во рурална Африка. Исхраната кај африканските деца е сиромашна со животински протеини и масти, но богата со растителни протеини и полисахариди, во цревната флора доминираат Бактеридоетите, додека кај микробиотата кај европските деца доминира родот Firmicutes и покажува значително намалување на биодиверзитетот. Различниот состав и зголемената биолошка разновидност на цревната флора кај африканските популации придонесуваат за варење на растителните полисахариди и за намалување на инциденцата на незаразни болести на дебелото црево.
Колонизација на цревниот тракт
Гастроинтестиналниот тракт на фетусот е стерилен, иако може да се појави микробиолошка колонизација, што е докажано со студија во која видови на Лактобацил и Бифидобактериум биле присутни во плацентарната биопсија [2,4]. За време и веднаш по раѓањето, бактериите од мајката и околината го колонизираат цревото на бебето [5]. Првичните популации на бактериите се генерално факултативно анаеробни организми, кои ја намалуваат концентрацијата на кислород во цревата и со тоа им овозможуваат на исклучиво анаеробни бактерии како што се Бактериоиди, Актинобактерии и Фирмикути да го колонизираат цревата и да растат на ова ниво.
Бебињата кои се дојат имаат флора во која доминираат бифидобактерии, веројатно заради содржината на мајчиното млеко во факторите за раст на овие бактерии и кај пребиотиците. Микробиотата кај доенчиња има поголема разновидност, со поголеми концентрации на ентеробактерии, ентерококи, бифидобактерии, бактериоиди и клостридија [2].