В кишечнике живут триллионы бактерий. Микроорганизмы помогают переваривать пищу, синтезируют витамины, защищают от патогенов, поддерживают здоровье иммунной системы, целостность кишечного барьера, влияют на обмен веществ и выполняют множество других важных функций. Ученые активно изучают микробиом кишечника и постоянно обнаруживают много нового в его работе. Вот несколько интересных фактов о кишечной микрофлоре, о которых многие не знают.
Кишечный микробиом называют вторым геномом
Микробиом — целый мир микроскопических организмов, состоящий из бактерий, вирусов, грибов, археев и эукариотов. Некоторые ученые даже считают кишечную микрофлору самостоятельным органом, участвующим в жизнедеятельности организма.
Кишечную микрофлору называют «вторым геномом», поскольку она содержит миллионы генов, в десятки раз больше, чем человеческий геном, состоящий из примерно 20 000 генов. Влияние микробиоты кишечника на здоровье огромно. Микроорганизмы, обитающие в ЖКТ, способствуют пищеварению, синтезируют витамины и регулируют работу иммунной системы. Все их функции до конца не изучены, полностью не выяснены и связи микрофлоры с органами и системами.
Кишечный микробиом связан с работой иммунной системы аллергическим реакциями
Две трети клеток иммунной системы находятся в пищеварительном тракте. Там расположена GALT — ассоциированная с кишечником лимфоидная ткань. В кишечнике много макрофагов и лимфоцитов — в каждом метре более тысячи.
Микробиом и иммунные клетки тесно взаимодействуют. Микробы обучают иммунитет толерантности к полезным бактериям и защищают от вредных, а здоровая иммунная система поддерживает баланс микробного сообщества. Нарушение этого равновесия ослабляет иммунитет и повышает риск аллергии.
Ученые доказали связь между микробиомом кишечника и аллергиями. Дети, выросшие рядом с домашними животными, реже сталкиваются с аллергическими реакциями. Это связано с особенностями микрофлоры их кишечника. Контакт с питомцами изменяет микробиом и таким образом «приучает» организм к аллергенам. Поэтому, если ребенка лизнула собака, не стоит беспокоиться. Это полезно для его здоровья.
В кишечной микрофлоре клеток больше, чем в остальном микроорганизме
В кишечнике обитает в 10 раз больше микробных клеток, чем во всем организме. Это около 100 триллионов микроорганизмов, представляющих до 5000 видов и весящих примерно 2 килограмма.
Хотя микробы живут на коже, во рту и во влагалище, кишечная микрофлора — самая многочисленная и разнообразная. В ней сосредоточено 95% всех микроорганизмов, обитающих в нашем теле. Плотность бактерий особенно высока в толстой кишке, где их количество может превышать число человеческих клеток.
Ученые пока не обнаружили все микроорганизмы, обитающие в кишечнике
Большинство бактерий в кишечнике — анаэробные, живущие без кислорода, которые трудно вырастить в лаборатории. Все изменилось в 2005 году с развитием метагеномики. Теперь можно изучать гены микроорганизмов прямо в образце. Это помогло обнаружить некоторые ранее неизвестные бактерии, но, вероятно, наука пока знает далеко не все виды.
Разделение микробов на «плохие» и «хорошие» некорректно
Кроме полезных и вредных бактерий в кишечнике присутствуют условно-патогенные микроорганизмы, способные вызвать заболевания при значительном увеличении количества. Но это деление условно, поскольку некоторые микробы могут быть как полезными, так и вредными, в зависимости от условий. Вот несколько примеров:
- Кишечная палочка. Большинство штаммов кишечной палочки безвредны и входят в состав нормальной микрофлоры кишечника. Но некоторые способны вызывать диарею и гемолитико-уремический синдром (ГУС) – одну из форм почечной недостаточности.
- Бактероиды. Постоянно обитают в кишечнике, полезны и помогают укреплять иммунную систему. Но некоторые штаммы способны вызывать инфекции, например, Bacteroides fragilis – частая причина анаэробных инфекций, устойчивых к антибиотикам.
- Clostridium perfringens. Эти обитатели кишечника при разрастании колоний способны вызывать отравления. Попадая в раны, клостридии вызывают газовую гангрену. Это опасное заболевание, при котором ткани отекают, появляются зловонные выделения из ран, возникает интоксикация. Без своевременной помощи заболевание может привести к летальному исходу.
Это еще раз подчеркивает, что деление бактерий на хорошие и плохие весьма условно. Взаимосвязи между микроорганизмами в кишечнике до конца не изучены. Возможно, будущие исследования помогут лучше понять этот вопрос.
Микрофлора в кишечнике ребенка появляется еще до рождения. Антибиотики негативно влияют на кишечный микробиом у детей
Раньше считалось, что желудочно-кишечный тракт плода стерилен. Однако исследования состава мекония показали, что микробиом начинает формироваться еще до рождения. Способ родов — естественные или кесарево сечение, вскармливание грудным молоком или смесью — влияют на его состав. Микробиом продолжает меняться до 2–3 лет, когда кишечная микрофлора стабилизируется и становится похожей на взрослую.
Антибиотики влияют на состав кишечной микробиоты. Их прием в раннем возрасте меняет ее состав и может привести к ожирению, метаболическим нарушениям или аутоиммунным заболеваниям. Эта связь уже доказана на животных. Сейчас ученые изучают, как прием антибиотиков в раннем детстве влияет на человеческую кишечную микрофлору.
Кишечная микрофлора каждого из нас уникальна
Состав микробиома индивидуален и зависит от нескольких факторов:
- Состава микрофлоры матери. Первые микробы новорожденный получает из материнского организма внутриутробно, во время родов и при грудном вскармливании.
- Место проживания. Кишечная микрофлора жителей других развитых стран отличается от микробиома жителей менее развитых государств, а микрофлора горожан — от микробиоты сельчан.
- Генетики. Генетические особенности хозяина влияют на формирование состава микрофлоры и ее разнообразие.
- Сопутствующих заболеваний. У больных диабетом, ожирением, атеросклерозом, диабетом, метаболическим синдромом и многими другими заболеваниями микробиом кишечника имеет свои особенности.
- Питания. Макронутриенты влияют на рост различных типов микробов. На фоне обилия углеводов вредные микроорганизмы размножаются активнее. Избыток белка повышает кислотность кишечника и способствует росту микробов, перерабатывающих белковые соединения. Высокое содержание жиров увеличивает выработку желчных кислот, стимулируя рост микробов, устойчивых к ним. Продукты с эмульгаторами и детергентами могут вызвать дисбактериоз. А клетчатка, особенно резистентный крахмал и растворимые и нерастворимые волокна, стимулирует размножение полезных микроорганизмов.
- Возраста. С годами микробное разнообразие уменьшается из-за ограничений в питании, воспалительных процессов и ухудшения общего состояния организма.
Понимание влияния различных факторов на микробиом может лечь в основу создания персонализированных диет. Такой подход даст возможность предотвратить дисбактериоз и хронические заболевания.
Фекальную микробиоту можно пересаживать для улучшения здоровья
Трансплантация фекальной микробиоты — метод лечения, зародившийся более тысячи лет назад в Китае. Впервые описан как терапевтическое средство в 1958 году, но обрел популярность только в последние годы. В ходе процедуры кал здорового донора вводят в кишечник реципиента с помощью клизмы, зонда или колоноскопии.
В 2012 году ученые из Массачусетского технологического института основали некоммерческую организацию OpenBiome для сбора и хранения образцов кала. Банк фекальных образцов был создан для лечения пациентов с Clostridium difficile. Этот микроорганизм размножается на фоне уничтожения флоры кишечника из-за использования антибиотиков, приводит к развитию псевдомембранозного колита.
Например, пересадка фекальной микробиоты от здоровых доноров позволяет лечить таких больных. Чужая микрофлора повышает чувствительность к инсулину, помогает при клостридиальных инфекциях, СРК и других патологиях ЖКТ. Ученые предполагают, что со временем фекальную микробиоту будут пересаживать так же часто, как и органы.
Правильное питание эффективнее приема пробиотиков
Научные исследования подтверждают пользу пробиотиков — веществ, улучшающих состояние микрофлоры кишечника, но это не универсальное средство. Эти препараты работают выборочно и не всем помогают. Больший эффект дает правильное питание с большим количеством клетчатки, витаминов, микроэлементов и минимальным количеством рафинированных продуктов. Именно такой рацион обеспечивает максимальное разнообразие микробиоты кишечника.
Связь некоторых заболеваний с изменениями микрофлоры кишечника уже доказана
В одном исследовании у пациентов с сахарным диабетом 2 типа (СД2) микробиом кишечника оказался настолько специфичным, что его состав лучше предсказывал состояние заболевания, чем индекс массы тела (ИМТ). Например, у них было меньше бактерий с противовоспалительными свойствами. Изменение микробиоты кишечника после желудочного шунтирования объясняет улучшение состояния еще до начала снижения веса.
Специфические изменения микробиома наблюдаются и при атеросклерозе. При этом заболевании уменьшается количество Bacteroidetes, Enterobacteriaceae, Streptococcus, производящих полезные короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA), а Firmicutes становится больше. Падает концентрация Oscillibacter, преобразующих плохой холестерин в хороший. Уменьшается количество полезной микрофлоры, которая вырабатывает короткоцепочечные жирные кислоты, оптимизирующие холестериновый обмен.
Запоры крайне негативно влияют на состояние микрофлоры кишечника
Постоянная задержка стула приводит к развитию воспалительных процессов в ЖКТ. Нарушается баланс микрофлоры кишечника:
- Уменьшается количество полезных бактерий Lactobacillus и Bifidobacterium, а число потенциально вредных микроорганизмов растет. Это усугубляет запор, мешает работе кишечника, снижает выработку полезных веществ и повреждает кишечный барьер.
- Увеличивается численность потенциально патогенных бактерий, таких как Pseudomonas aeruginosa и Campylobacter jejuni.
- Ухудшается усвоение питательных веществ, ослабляется иммунитет.
- Уменьшается разнообразие кишечной микрофлоры, от которой зависит здоровье организма.
Поэтому важно правильно организовать питание, чтобы поддерживать регулярный стул. При отсутствии дефекации в течение двух суток рекомендуется принять травяное слабительное. Такие средства мягко очищают кишечник и предотвращают дисбактериоз.
Ученые пока недостаточно знают о микробиоме кишечника и его влиянии на здоровье. Эта область науки активно развивается, каждый день происходят новые открытия. Их результаты публикуются быстрее, чем многие успевают осознать. Однако уже сейчас ясно, что микробиом обладает огромным потенциалом для изменения методов лечения и подхода к сохранению здоровья.