Состав и функции на цревната флора - Страна 2 од 2 - Списание Галенус
Функции на цревната флора
Улогите на бактериската флора се: директна одбрана од патогени, зајакнување на имунолошкиот систем на домаќинот (развој и одржување на цревниот епител), поттикнување на производство на антитела во него, метаболизам на инаку несварливи соединенија во храната [6].
Цревната флора игра директна улога во одбраната од патогените микроорганизми со целосна колонизација на просторот, употреба на сите достапни хранливи материи и лачење на соединенија кои убиваат или инхибираат несакани организми кои би се натпреварувале за хранливи материи [7]. Нарушувањето на флората им овозможува на конкурентните организми во очекување, како што е Clostridium difficile да се населат во цревата [5].
Цревната лигавица обезбедува надворешен слој во кој „пријателските“ микроорганизми можат да се закотват и да се хранат и внатрешниот слој, во кој не можат да навлезат ниту овие комензални бактерии [1,4]. Истовремено со развојот на микробиотата, се појавува лимфоидно ткиво поврзано со цревата (ГАЛТ), кое е дел од цревниот епител и открива и реагира на патогени [6]. Ткаенината ГАЛТ е толерантна на видовите во цревната флора, но не и на другите микроорганизми [4]. ГАЛТ е нормално толерантен на храна на која е изложено новороденчето и на производи за варење на храната и метаболити на цревната флора [5].
Се покажа дека различни бактериски видови во цревната флора имаат способност да го насочат имунолошкиот систем кон селективно производство на цитокини; на пример, Bacteroides fragilis и некои видови Клостридија иницираат антиинфламаторно реагирање, додека некои сегментирани филаментозни бактерии го стимулираат производството на воспалителни цитокини [4]. Цревната флора исто така може да го регулира производството на антитела од страна на имунолошкиот систем [1,6]. Овие цитокини и антитела исто така можат да имаат екстрадигестивни ефекти врз белите дробови и другите ткива [5].
Без цревна флора, човечкото тело не би можело да користи некои несварливи јаглени хидрати, бидејќи некои бактерии во флората поседуваат ензими за деградација на одредени полисахариди, ензими што недостасуваат во човечките клетки [5]. Глодарите кои се одгледуваат во стерилна средина и немаат цревна флора, треба да консумираат 30% повеќе калории, само за да останат во иста тежина како и нормалното [7]. Јаглехидратите што луѓето не можат да ги варат без помош на комензални бактерии вклучуваат одредени видови на скроб, влакна, олигосахариди и шеќери кои телото инаку не успева да ги вари и апсорбира, како што е лактозата, во случај на нетолеранција на лактоза. [3,12].
Бактериите во микробиотата ги претвораат јаглехидратите во масни киселини со краток ланец (SCFA) преку процесот на сахаролитичка ферментација [12]. Производите на овој процес се оцетна киселина, пропионска киселина и бутирова киселина, кои можат да ги користат човечки клетки домаќини, обезбедувајќи главен извор на енергија и хранливи материи и помагајќи му на телото да ги апсорбира есенцијалните минерали од исхраната, како што се калциум, магнезиум и железо [7] . Органски гасови и киселини како млечна киселина се резултат на сахаролитичка ферментација [12]. Оцетната киселина ја користат мускулите, пропионската киселина му помага на црниот дроб да произведува АТП, а бутировата киселина обезбедува енергија на цревните клетки. Постоечките докази сугерираат дека комензалните бактерии ја зголемуваат апсорпцијата и складирањето на липидите и последователно ја олеснуваат апсорпцијата на витамини како витамин К [1].
Цревната флора синтетизира витамини како биотин и фолати и помага во апсорпцијата на микроелементи од храна како магнезиум, калциум и железо. Организми слични на археи кои произведуваат метан, како што е Метанобревибактер смитии, се вклучени во отстранувањето/елиминацијата на крајните метаболити на бактериската ферментација, како што е водородот [2].
Оската мозок-црево претставува биохемиска комуникација што се одвива помеѓу гастроинтестиналниот тракт и централниот нервен систем [1]. Неодамна, овој термин е продолжен за да се нагласи улогата на коменсалната флора. Оваа оска вклучува централен нервен систем, невроендокрини и невроимуни системи, вклучувајќи хипоталамо-хипофиза-надбубрежна оска, симпатични и парасимпатички компоненти на автономниот нервен систем, вклучително и ентерен нервен систем, вагусниот нерв и цревната микробиота [2,7].
Цревна флора и болести
Промената на бројот на цревни бактерии, како што е третманот со антибиотици, може да влијае на здравјето на домаќинот и способноста да се вари храната [7]. Антибиотиците можат да предизвикаат дијареја со директно иритирање на цревата, менувајќи ги нивоата на цревната флора, овозможувајќи да растат патогени бактерии [4]. Друг штетен ефект на антибиотиците е зголемувањето на бројот на бактерии отпорни на антибиотици, што е тешко да се третираат [6].
Промената на бројот и видовите во цревната флора може да ја намали способноста на организмот да ферментира јаглехидрати и да ги метаболизира жолчните киселини, предизвикувајќи дијареја. Неисварените јаглехидрати апсорбираат премногу вода и предизвикуваат водени измет, а недостатокот на масни киселини со краток ланец произведени од цревната флора може да предизвика дијареја [11].
Намалувањето на бројот на комензални бактериски видови ја намалува нивната способност да го инхибираат развојот на штетни видови, како што се C. difficile и Salmonella kedougou [4]. Промени во составот на цревната флора, исто така, се јавуваат кај тешки болести како резултат на цревна исхемија, компромитиран имунолошки систем и анорексија.
Присуството или изобилството на бактерии во дигестивниот тракт може да придонесе за појава на воспалително заболување на цревата [6]. Метаболитите на некои видови во цревната флора можат да влијаат на сигналните патишта на домаќинот, придонесувајќи кон состојби како што се дебелина и рак на дебелото црево [9]. Се чини дека интеракциите на цревната флора со мозочната и интестиналната оска играат улога во хронични воспалителни заболувања на цревата, психолошки стрес со посредство на хипоталамо-хипофизата-надбубрежната оска [8] насочувајќи ги промените во цревниот епител, факторите за ослободување на цревната флора и метаболитите кои предизвикуваат сигнализација. ентеричен и вагусен нервен систем [5].
Разновидноста на комензалната флора е мала кај овие пациенти со воспалително заболување на цревата. Кај пациенти со улцеративен колитис, во микробиотата преовладуваат протеобактерии и актинобактерии; кај оние со Кронова болест, се открива прекумерна експресија на Enterococcus faecium и неколку видови на протеобактерии [1,9].
Студиите покажаа промени во микробиотата кај пациенти со синдром на нервозно дебело црево, кои варираат во зависност од преваленцата на дијареја или запек. Исто така, постои намалување на разновидноста на микробиомите, со ниско ниво на лактобацили и бифидобактерии, високо ниво на факултативно анаеробни бактерии како што е ешерихија коли и зголемен однос на фирмикути: бактериодети [5].
Се чини дека односот на комензалната флора со домаќинот, исто така, интервенира во механизмот на болести како што се алергии, астма и дијабетес тип 2 [9]. Вклучувањето на микробиотата во овие автоимуни болести би се засновало на недоволна изложеност на патогени деца во развиените земји (што би довело до хиперреактивен имунолошки систем) и западна диета, малку растителни влакна и богата со шеќери - ова би ги објаснило промените на цревната флора. и неговата улога во модулирање на имунолошкиот систем [6].
Комензалната флора е вклучена во дебелина и метаболички синдром. Западната диета предизвикува измени во цревната флора и со тоа се менува процентот на енергија добиена од храната и начинот на кој се користи оваа енергија [8,10]. Западната диета нема влакна и други сложени јаглехидрати, неопходни за развој на здрава цревна флора. Промените во флората на комесалот како одговор на западната исхрана се чини дека ја интензивираат количината на енергија генерирана од флората на цревата, придонесувајќи за појава на дебелина [8]. Постојат докази дека микробиотата влијае на однесувањето на хранењето во согласност со преференциите на микробиотата, што доведува до потрошувачка на поголема количина храна од домаќинот и евентуално до дебелина. Колку е поголема разновидноста на цревниот микробиом, толку повеќе енергија и ресурси ќе троши микробиотата во конкуренција на друга микробиота и толку помалку ќе манипулира со домаќинот [8].
Се чини дека цревните липиди ја регулираат хомеостазата на глукозата со вклучување на оската црево-мозок-црн дроб (последниот одржува рамнотежа помеѓу внесувањето и складирањето на глукозата со гликогеногенеза и глуконеогенеза). Директната администрација на липиди во тенкото црево ги зголемува нивоата на коензим А со долга низа на ацилна масна киселина на ова ниво и го потиснува производството на гликоза, дури и под услови на субдијафрагмална ваготомија или вагинална интестинална дефеференција. Така, се појавуваат нови можности за третман на дебелина и дијабетес [8,9].
Цревната дисбиоза е поврзана со цироза и безалкохолно стеатотично заболување на црниот дроб [9]. Транслокација на цревната флора се јавува кога комензалните бактерии поминуваат преку цревната лигавица, што може да доведе до сериозни инфекции. Студија од 2014 година сугерираше дека администрацијата на антибиотици е поврзана со прекумерна тежина и дебелина кај деца, особено кај деца со повеќе од 4 изложености на антибиотици со широк спектар [9]. Некои бактериски родови, како што се Бактериоидите и Клостридиумот, се поврзани со зголемено размножување на туморот, додека други, како што се Лактобацилус и Бифидобактерии, спречуваат тумори [1,12].
Микробиотата и новите терапевтски „врати“
Пробиотиците се микроорганизми со здравствени придобивки и се корисни во третманот на состојби како синдром на нервозно дебело црево [5,12]. (на пр. Streptococcus faecium).
Една систематска студија од 2016 година покажа дека одредени микробиолошки соеви како што се Бифидобактериум и Лактобацилус родови се докажани потенцијално корисни во третманот на нарушувања на централниот нервен систем, како што се нарушувања на расположението (анксиозност, депресија), нарушувања на меморијата [8,11].
Администрацијата на пробиотици што содржат лактобацилус може да спречи дијареја предизвикана од антибиотици, а пробиотиците базирани на сахаромици (Saccharomyces boulardii) можат да спречат инфекција со Clostridium mundicile по третман со антибиотици [1].
Постојат докази дека балансирањето на комензалната флора со пробиотици кои содржат лактобацили и бифидобактерии можат да ја намалат болката во организмот и цревните воспаленија кај пациенти со воспалително заболување на цревата [6].
Појавен третман за инфекција со C.difficile вклучува трансплантација на фекална микробиота од здрави донатори со 90% успешна стапка, со враќање на рамнотежата помеѓу класи на Бактериоиди и Фирмикутес [7]. Трансплантацијата на фекалии покажа добри резултати во некои студии и кај пациенти со воспалително заболување на дебелото црево (Крон, улцеративен колитис).
Администрацијата на пробиотици како што е Lactobacillus rhamnosus во една студија фаворизирала слабеење кај дебели жени, администрирана во период од 12 недели. Тие пациенти продолжија да губат телесната тежина дури и по запирање на пробиотичката администрација.
Пациенти со цироза на црниот дроб и минимална хепатална енцефалопатија на кои им биле дадени пробиотички лекови покажале подобрување на невропсихометриските тестови (70%), пробиотиците се исто толку ефикасни како лактулозата [11]. Се чини дека цревната микробиота отвора атрактивни терапевтски можности, а нивното влијание останува да се процени во иднина.
Библиографија:
1. Quigley EM (2013). „Цревни бактерии во здравјето и болестите“. Гастроентерол Хепатол (N Y). 9: 560–9. PMC 3983973. PMID 24729765.
2. Саксена, Р.; Шарма, В.К (2016). „Метагеномски увид во човечкиот микробиом: неговите влијанија врз здравјето и болестите“. Во Д.Кумар; С. Антонаракис. Медицинска и здравствена геномика. Elsevier Science. стр. 117. дои: 10.1016/B978-0-12-420196-5.00009-5. ISBN 978-0-12-799922-7.
3. Лозупоне, Кетрин А.; Стомбог, essеси Први; (2012). „Разновидност, стабилност и еластичност на човечката цревна микробиота“ Природа. 489 (7415): 220–30. Биб-код: 2012Natur.489.220L. дои: 10.1038/природа11550. PMC 3577372. PMID 22972295.
4. Yoon MY, Lee K, Yoon SS (2014). „Заштитна улога на цревните микроби од цревата против цревни инфекции“. Ј Микробиол. 52 (12): 983–9. дои: 10.1007/s12275-014-4655-2. PMID 25467115.
5. Сомер Ф, Бакед Ф (2013). „Цревната микробиота - мајстори за развој и физиологија на домаќинот“. Нат Рев Микробиол. 11 (4): 227–38. дои: 10.1038/nrmicro2974. PMID 23435359.
6. Shen S, Wong CH (2016). „Воспаление на бубачки: улога на микробиота во цревата“. Клин Трансл имунологија (преглед). 5 (4): e72. дои: 10.1038/cti.2016.12. PMC 4855262. PMID 27195115.
7. Витез, DJW; Girling, KJ (2003). "Цревната флора во здравјето и болестите". Лансет. 361 (9371): 512–9.
8. Ванг Х, Ли ИС, Браун Ц (јули 2016 година). „Ефект на пробиотици врз функциите на централниот нервен систем кај животните и луѓето - систематски преглед“. J. Neurogastroenterol Motil. дои: 10.5056/jnm16018. PMID 27413138.
9. Boulangé CL; и др. (2016). „Влијание на цревната микробиота врз воспаленија, дебелина и метаболички болести“. Геном Мед. (Преглед). 8 (1): 42. дои: 10.1186/s13073-016-0303-2. PMC 4839080. PMID 27098727.
10. Бејли ЛЦ, Форест ЦБ, hangанг П, ДеРусо П. 2014. Здружение на антибиотици во доенчиња со рана детска дебелина. Педијатар ЈАМА 168 (11): 1063-9.
11. Пратап Мули V и сор. Ефект на пробиотик VSL # 3 во третманот на минимална хепатална енцефалопатија: Рандомизирано контролирано испитување за не-инфериорност. Хепатол Рес. Епуб 2014 29 септември.
12. Универзитет во Глазгов. 2005. Нормалната флора на цревата. Достапно преку веб-архива. Пристапено на 22.05.2008 година.