Кишечная микробиота: первый механизм защиты

1
1. Кишечная микробиота: первый механизм защиты
Микробиота, заселяющая желудочно-кишечный тракт взрослого человека, представляет собой
огромную биомассу, включающую свыше 400 различных видов и насчитывающую примерно
100.000 миллиардов бактерий. Это в десять раз больше, чем количество человеческих клеток в
целом организме. Микробиота проводит большую метаболическую работу, главным образом в
толстом кишечнике, и играет важную физиологическую роль для организма-хозяина.9
Вся популяция состоит из доминирующих бактерий (> 109 КОЕ/г), субдоминирующих бактерий
(106—109 КОЕ/г), также называемых «репрессированными» бактериями, которые являются
эндогенными или постоянно пребывают в кишечной флоре, и временно пребывающих бактерий
(< 106 КОЕ/г). В зависимости от количества бактерий, попадающих в пищу, содержание
временно пребывающих бактерий может различаться. Большинство бактерий, которым удается
пройти желудок и тонкий кишечник остаются живыми и метаболически активными. Некоторые из
этих бактерий полезны для хозяина, например представители родов Bifidobacterium и
Lactobacillus; другие бактерии, наоборот, являются потенциально патогенными и могут быть
опасными для хозяина, как это проиллюстрировано на Рис. 1. .
Вредное/патогенное действие
P. aeruginosa
Proteus
(66,7%)*
(78,6%)
Clostridia
Veillonellae
Содействуют поддержанию здоровья
Количество в
грамме кала,
шкала log 10
Полезная и
вредная
микрофлора
(Mitsuoka,
1992)
Enterococci
(100%)
E.coli
Lactobacilli
(90,5%)
Peptostreptococci (100%)
Bacteroides
Eubacteria
(100%)
Bifidobacteria
(100%)
(100%)
Источник: Mitsuoka, 1992
* Частота выявления
Рисунок 1.
Молочные бактерии, например представители рода Lactobacillus, не вызывают образования
продуктов гниения и, таким образом, рассматриваются как «полезные».
С другой стороны, многие штаммы анаэробов и аэробов могут выделять вредные вещества,
например, аммиак, сероводород, амины, фенолы, индолы и вторичные желчные кислоты. Эти
вещества могут повреждать кишечник напрямую или, после абсорбции, могут способствовать
заболеваниям. Для предотвращения этого воздействия важно увеличивать и поддерживать
высокий уровень полезной флоры.
Одна из наиболее важных функций микробиоты — это ее действие в качестве активного барьера
против широкого спектра патогенов посредством предотвращения их колонизации. Это
достигается путем «бактериального соперничества», т.е. способности микроорганизмов
подавлять прикрепление и токсические эффекты постоянных и привнесенных микробных
патогенов. Кишечная микрофлора защищает от широкого спектра кишечных патогенов, включая
некоторые формы Clostridia, Escherichia coli, Salmonella, Shigella, Pseudomonas, а также грибы
Candida albicans и другие дрожжи.
Помимо выполнения роли защитного барьера, микробиота также защищает организм, удаляя
вредные вещества, которые попадают в него извне или синтезируются в толстом кишечнике.
Ряд ферментов микробиоты отвечают за различные типы метаболизма . Например, снижение рН,
являющееся результатом деятельности молочных бактерий и образования ими
короткоцепочечных жирных кислот, создает благоприятные условия в желудочно-кишечном
тракте.
2
2. Влияние Actimel на микробиоту кишечника
Жизненные привычки и окружающая среда могут ослаблять природные
защитные силы организма
Человеческому организму
постоянно требуется
адаптироваться в ответ на
изменения, связанные с
различными периодами
жизни, а также на
ежедневное влияние
окружающей среды и стиля
жизни. Старение, стресс,
интенсивные физические
тренировки, погода — вот
только некоторые факторы,
для которых установлено
ослабление природной
защитной системы, из-за
чего организм становится
более подверженным
внешней бактериальной
атаке.
Возраст может ослаблять
природные защитные силы
организма, что объясняет,
почему пожилые люди
отличаются повышенной
восприимчивостью к
респираторным и
желудочно-кишечным
инфекциям. Данные
Всемирной Организации
Здравоохранения
показывают, что
происходит 400-кратное
увеличение смертности от
последствий желудочнокишечных инфекций в
пожилом возрасте в
сравнении с молодыми
взрослыми людьми.
Исследования показали,
что возможные изменения
флоры, связанные с
возрастом, могли быть
связаны со снижением
сопротивляемости к
колонизации. Это может
быть связано с
изменениями физикохимических условий в
кишечнике и повреждением
слизистой оболочки
кишечника с возрастом.
Потеря способности к
клеточному делению и
дегенерация тканей и
органов находятся среди
наиболее важных
проявлений возрастных
процессов и могут
оказывать воздействие на
целостность кишечного
эпителия. Влияние стресса
(как психологического, так
и физического) на
клиническое течение ряда
кишечных заболеваний в
настоящее время
интенсивно исследуется.
Продемонстрирована
прямая связь между
стрессом и повышенной
чувствительностью к
инфекциям,
атопическими
болезнями и астмой.
Стресс может изменять
баланс кишечной флоры у
здоровых людей.
Показано, что различные
типы физического и
психологического стресса
влияют на некоторые
компоненты
функционирования
кишечного барьера.
Например, склонность к
инфекциям была
обнаружена у
профессиональных
спортсменов. Очевидно, что
даже холодная погода
негативно влияет на
природные защитные силы
организма.
Эпидемиологические
данные показывают, что
респираторные
заболевания и диарея
случаются много чаще в
зимние месяцы.
Ряд клинических исследований и экспериментов на животных продемонстрировали, что L. casei
DEFENSIS, содержащийся в Actimel, оказывает положительное влияние на состав и метаболизм
кишечной микробиоты.
• Исследования на животных
• Исследование, проведенное на крысах с человеческой микрофлорой показали, что Lactobacillus
casei DEFENSIS может изменять кишечную флору особым образом, что вероятно полезно для
организма-хозяина, а именно увеличивать эндогенную популяцию бактерий (Bifidobacteria)
совместно с изменением метаболических и энзиматических параметров (подкисление фекалий и
снижение активности β-глюкуронидазы).
Крыс кормили одной из четырех добавок ежедневно в течение четырех недель: молоком (М),
молоком, ферментированным только Lactobacillus casei DEFENSIS (LcFM), молоком,
ферментированным только йогуртовыми культурами (Y), и молоком, ферментированным
Lactobacillus casei DEFENSIS и йогуртовыми культурами (LcYFM). Экскременты собирали в конце
периода исследований и животных умерщвляли через шесть недель после начала исследования
для изучения метаболитов бактерий и активности ферментов. Содержание Bifidobacteria в
экскрементах было более высоким в группах, которые кормили молоком, ферментированном
L. casei DEFENSIS, и кислотность экскрементов была несколько выше, как показано на Рис. 2. .
3
Рисунок 2.
М = молоко
Y = молоко,
ферментированное
йогуртовыми
культурами
log10 КОЕ/г
Состав флоры
экскрементов
крыс,
заселенных
человеческой
микрофлорой
(Djouzi и др.
1997)
LcFM =
молоко,
ферментированное
Lactobacillus
casei
DEFENSIS
LcYFM =
молоко,
ферментирова
нное
Lactobacillus
casei
DEFENSIS и
йогуртовыми
культурами
Bacteroides
Bifidobacteria
Enterococci
Enterobacteria
Концентрации короткоцепочечных жирных кислот: уксусной, пропионовой и масляной — были
значимо выше в группе, которой скармливали Lactobacillus casei DEFENSIS. Кроме того,
активности β-галактозидазы и α- и β-глюкозидазы были также значимо выше, как показано на
Рис. 3. .
β-Галактозидаза
α -Глюкозидаза
β-Глюкозидаза
β-Глюкуронидаза
Указаны средние значения (n = 8). Стандартные
отклонения недоступны. а,b: в пределах каждой
энзиматической активности, разные буквы указывают
значимо различные средние значения (р < 0,05).
мкмоль/(мин г)
Рисунок 3.
Бактериальная
гликолитическая
активность
экскрементов
крыс с
человеческой
микрофлорой
(Djouzi и др.
1997)
• Клинические исследования
Были исследованы образцы кала детей, принимавших участие в клиническом исследовании
Pedone .
После 1 недели исходного периода 39 здоровых детей в возрасте
10—18 месяцев были случайным образом определены в 1 из 3 групп по продуктам: молоко,
ферментированное L. bulgaricus и S. thermophilus (Y), Actimel (YC), молочное желе (GM), которое
использовалось в качестве контроля. Каждый продукт добавляли к основному питанию в
количестве 125 г/сутки в течение месяца, после чего проходил период наблюдения в течение
1 недели. Образцы кала собирали во время исходного периода (D-8, D0) [где DN - количество N
суток с момента начала эксперимента), через 2 недели и 1 месяц приема продуктов (D15, D30) и
в конце наблюдения (D38). Флора детей, питавшихся Actimel, содержала более высокие
4
концентрации Lactobacillus, чем у детей, которые употребляли контрольный продукт. В группе,
употреблявшей Actimel, процент детей с >6 log10 КОЕ lactobacilli/г кала увеличилось (р < 0,05)
( Рис. 4. ).
GM =
молочное
желе
(13 детей)
Y = йогурт
(14 детей)
YC = Actimel
(12 детей)
До (от D-8 до D0), во время (D15 и D30) и после (D38) употребления
тестируемых продуктов; D = дни.
*р< 0,05 (в сравнении с исходными значениями в каждой
группе, метод обобщенного оценочного уравнения)
Изменение
количества
детей, имеющих
популяцию
Lactobacillus в
концентрации
большей, чем 6
log10 КОЕ/г кала
(Guerin-Danan
и др. 1998)
Процент детей с содержанием Lactobacillus в кале
более высоким, чем 6 log10 КОЕ/г
Рисунок 4.
В том же исследовании в группе, принимавшей Actimel, уменьшалась активность βглюкуронидазы и β-гликозидазы (р<0,05), особенно у тех детей, у которых активность этих
ферментов была первоначально высокой, что демонстрирует его положительное влияние на
улучшение метаболизма кишечной флоры.
Таким образом, результаты, полученные в исследованиях на людях и животных, показали, что
Actimel может способствовать восстановлению микробиоты.
На моделях, у которых флора не была правильно сбалансирована (крысы, заселенные
человеческой флорой и дети, у которых характеристики флоры отличаются от средних),
происходило изменение состава и/или метаболизма в сторону обыкновенно обнаруживаемых
характеристик, и в целом принимаемых как благоприятные.
У здоровых взрослых людей со сбалансированной микробиотой, однако, никаких изменений не
наблюдалось . Это может рассматриваться как доказательство регуляторной роли Actimel, в
соответствии с которой он не действует на правильно сбалансированную кишечную флору.