LGG – самая изученная пробиотическая бактерия в мире: Введение

1. Введение
1.1. Кишечная флора
Желудочно-кишечный тракт населяют бактерии, простейшие, грибки и дрожжи. Масштаб сообщества микроорганизмов, обитающих в пищеварительных путях человека, хорошо иллюстрирует тот факт, что суммарный вес всей кишечной флоры взрослого человека составляет приблизительно 1,5 килограмма, а также то, что в кишечнике в 6 раз больше микробных клеток, чем соматических клеток во всем теле человека. Сообщество микроорганизмов в кишечнике человека исключительно многообразно, оно включает в себя девять видов, среди которых доминируют Firmicutes, Bacteroidetes, а также Actionobacteria. Количество бактерий в различных отделах желудочно-кишечного тракта значимо отличается. Показатели варьируются от 10⁴ КОЕ/г в желудке до 10¹¹-10¹² КОЕ/г в толстой кишке. С момента начала применения культуронезависимых экологических исследований,основанных на секвенирова-нии рибосомальной РНК (рРНК) в прошедшем десятилетии, появились новые, более совершенные подходы к изучению микрофлоры. Такие новые технологии, как пиросеквенирование и филогенетическая идентификация с использованием ДНК-микрочипов предлагают детальный анализ множества образцов в относительно сжатые сроки, открывая, таким образом, более широкие возможности для анализа состава микрофлоры человека. До текущего момента предпринималось несколько попыток описать нормальную микрофлору человека, что, тем не менее, оказалось достаточно сложной задачей по причине существенной разницы в составе микрофлоры различных субъектов. Спорным остается даже количество видов бактерий, населяющих желудочно-кишечный тракт. Данные варьируют от 400 до 1000 филотипов, что приблизительно соответствует числу видов бактерий (Palmer et al., 2007; Rajilic-Stojanovic et al., 2007; Zoetendal et al., 2008; Leser и Molbak, 2009).

Кишечная флора является наибольшим иммунологическим органом в человеческом организме.

Тем не менее, несмотря на недостаток исчерпывающих сведений о составе нормальной желудочно-кишечной флоры, известно, что микрофлора имеет несколько важных функций в поддержании здоровья организма человека. Основой положительного воздействия на здоровье являются симбиотические отношения между желудочно-кишечной флорой и человеком. Роль человека заключается здесь в том, чтобы предоставить относительно стабильную среду и питательные элементы для микроорганизмов, тогда как кишечная флора играет существенную роль в функционировании желудочно-кишечного тракта, снабжая хозяина нутриентами, а также защищая его от воздействия вредных микробов. В дополнение также было отмечено, что желудочно-кишечная флора является самым большим органом иммунитета человека, т. к. играет важную роль в развитии и поддержании нормального функционирования иммунной системы. Микрофлора человека также способствует пролиферации клеток и получению энергии, при этом обладая большим каталитическим потенциалом, ведущим к образованию метаболитов, которые могут оказывать как полезное, так и вредное действие на организм хозяина.

На сегодняшний день отклоняющийся от нормы состав кишечной микрофлоры связывают с некоторыми заболеваниями, включая спастический колит, некоторые виды рака, а также ожирение. Тем не менее для получения исчерпывающих данных о влиянии микрофлоры на здоровье хозяина все еще проводятся дополнительные исследования с применением инновационных методов изучения. (Blaut u Clavel, 2007; Palmer et al, 2007; Zoetendal et al)., 2008; Leser и Molbak, 2009).

Суммируя приведенную выше информацию
Микрофлора желудочно-кишечного тракта человека снабжает его питательными веществами и защищает от вредных микроорганизмов. Сведения о составе микрофлоры существенно расширились за последнее десятилетие за счет применения новых молекулярных методов. В последние годы, в результате экспериментальных и клинических исследований, была выявлена связь состава микрофлоры с некоторыми заболеваниями.

1.2. Функция кишечного барьера
Тот факт, что поверхность слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта является самой обширной поверхностью тела человека (300400 м²), находящейся в контакте с внешней средой, хорошо иллюстрирует ее важность в сохранении здоровья. Желудочно-кишечный тракт постоянно открыт для воздействия различных антигенов, бактерий и патогенов из окружающей среды и, таким образом, защита организма человека от вторжения патогенов или чрезмерного воздействия воспалительной реакции является исключительно важной задачей. Кроме того, желудочно-кишечный тракт является первичной областью процесса пищеварения, а также обмена водой и электролитами. Чтобы эти две задачи оптимально выполнялись, требуется правильное функционирование сложнейшего комплекса кишечной стенки. Функционирование желудочно-кишечного барьера можно описать как сумму защитных барьеров, совместной задачей которых является оптимальное функционирование стенки кишечника: симбиотическая микрофлора, слой слизистой оболочки, кишечный эпителий и иммунная система кишечника. Комплекс ключевых элементов кишечного барьера представлен на рисунке 1 (Lievin-LeMoal и Servin, 2006; Schenk и Mueller, 2008).

Рисунок 1. Ключевые элементы кишечного барьера.

1. Симбиотическая микробиота - оказывает сопротивляемость колонизации патогенами за счет выделения специфических микробных агентов
2. Слой слизистой оболочки - обеспечивает барьерную защиту клетками кишечного эпителия
3. Кишечный эпителий - обеспечивает сохранение целостности и избирательной проницаемости кишечной стенки
4. Иммунная система кишечника -является первой линией защиты/обороны против возбудителей инфекции

Несмотря на то, что кишечный эпителий является только одноклеточным слоем, устилающим просвет кишечника, он создает чрезвычайно важный физический и химический барьер в кишечнике. Выступая в качестве физического барьера, кишечный эпителий защищает организм человека от вредных факторов, присутствующих в просвете кишечника, таких как чужеродные антигены, микроорганизмы и токсины. В то же время он служит как избирательно проницаемый фильтр, впитывающий жизненно необходимые питательные элементы, электролиты и воду. За целостность кишечного эпителия отвечают три компонента: десмосома, адгезионное соединение и плотное соединение. Избирательная проницаемость опосредована через трансклеточный транспорт, управляемый мембранными насосами, ионными каналами и плотными соединениями, при этом проницаемость способна адаптироваться к текущим физиологическим потребностям. Кишечный эпителий также служит химическим барьером против патогенов, так как он покрыт клетками, выделяющими слизь и антимикробные вещества. (Lievin-LeMoal и Servin, 2006; Magalhaes et al., 2007; Growschwitz и Hogan, 2009).

Слизистая оболочка пищеварительного тракта является самой обширной поверхностью тела, находящейся в контакте с внешней средой.

Микрофлора желудочно-кишечного тракта играет важную роль в устойчивости к образованию бактериальных колоний. Она препятствует закреплению на стенках кишечника чужеродных организмов. Симбиотическая микрофлора соперничает с патогенами. Химические (желудочный сок, желчная кислота, ферменты), биологические (перистальтика) и иммунологические факторы также ухудшают условия жизни чужеродных микробов. Налипание и колонизация большинства патогенов могут быть замедленны. В дополнение к препятствованию образованию колоний бактерий, микробиота хозяина оптимизирует функционирование кишечного эпителия. Эпителий и микрофлора постоянно оказывают влияние друг на друга. Так, микробиота отвечает за стимулирование ротации эпителиальных клеток, а также увеличение числа определенных типов клеток (бокаловидных секреторных клеток). Бокаловидные секреторные клетки отвечают за другую важную функцию кишечного эпителия — выделение слизистого секрета. Слизь отвечает за коэффициент вязкости содержимого желудочно-кишечного тракта. Кроме того, слизистый секрет является защитной средой, используется для смазывания и обеспечивает транспортную функцию между содержимым кишечника и поверхностью эпителия. Кроме того, слизистая оболочка кишечника снабжает нутриентами (питательными веществами) бактерии, играя, таким образом, важную роль в способности бактерий поддерживать жизнедеятельность и размножаться (см. Deplancke и Gaskins, 2001; Lievin-Le Moal и Servin, 2006; Lesser и Molbak, 2009).

В дополнение к физическим и химическим барьерам, создаваемым кишечным эпителием, микрофлорой и слизистой оболочкой, иммунологическая защита также является неотъемлемой функцией кишечного барьера. В ходе исследований было определено, что две трети всех лимфоцитов организма человека находятся в кишечном эпителии и субэпителиальных слоях. На иммунитет слизистой оболочки возложена трудная задача поддержания баланса между возможностью адекватной иммунной реакции и способностью выдерживать нагрузку антигенов, присутствующих в просвете кишечника. Лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистой оболочкой кишечника (MALT, mucosa-associated lymphoid tissue), выполняет важную роль инициирования иммунной реакции, направленной против антигенов, присутствующих в кишечнике. Лимфоидная ткань кишечника (GALT, gut-associated lymphoid tissue), как правило, разделяется на индукционный и эффекторный участки. Антигены просвета слизистой оболочки собираются на индукционных участках, где происходит зарождение иммунного ответа. На эффектор-ных участках, в свою очередь, происходит непосредственная иммунная реакция специализированных клеток (клеточный ответ через Т-клетки, местный гуморальный ответ В-клетками). Иммунная функция слизистой кишечника оболочки выступает в качестве первой линии обороны и снижает потребность в возбуждении общего иммунитета, будучи, таким образом, критически важной для поддержания здоровья организма человека (Cummings et al" 2004; Magalhaes et al., 2007; Schenk и Mueller, 2008).

Суммируя приведенную выше информацию
Защитная функция микрофлоры кишечника, кишечного эпителия и слоя слизи, его покрывающей, а так же иммунная система кишечника вместе образуют кишечный барьер. Кишечный барьер выступает в качестве физической и химической преграды, оптимизируя защиту организма от вредных биологических факторов.

Предыдущая глава | Оглавление | Следующая глава

Комментарии