Кишечными бактериями у человека синтезируются витамины

Относительно недавно в медицинских кругах сложилось утверждение, что человеческим организмом, эмоциями, настроением, здоровьем и поступками правят…бактерии! Место обитания которых – кишечник. Публика мгновенно разделилась на 2 лагеря. Одни утверждают, что бактерии действительно обладают способностью управлять нами, и обосновывают мнение фактами, другие признают это полным антинаучным бредом и, как ни парадоксально, тоже приводят аргументы. Попробуем разобраться и понять, что такое микрофлора, зачем она нужна, как бактерии управляют нами, за что их называют вторым мозгом, и как помочь бактериям сделать управление эффективным.

Что такое микрофлора кишечника

Флора кишечника – это то, что человек получает с момента рождения и развивает на протяжении первых 7-10 лет. Со временем набор микроорганизмов становится разнообразнее и состоит из лактобактерий, бифидобактерий, грибков и кишечных палочек. Все они живут в дружном соседстве не только между собой, но и с патогенной микрофлорой, не позволяя ей размножаться и причинять организму вред.

Считается, что патогенная микрофлора составляет не более 15% от общей массы бактерий. А всего ученые умы насчитывают около 100 триллионов простейших микроорганизмов в нашем кишечнике, вес которых составляет в среднем 1,5 килограмма.

В норме, питанием и образом жизни человек способен длительно поддерживать удачный симбиоз своих поселенцев. Понимание этого процесса поможет значительно повысить качество жизни и здоровья.

За что отвечает микрофлора кишечника

Пищеварение

Одна из важнейших функций кишечных бактерий – участие в процессе переваривания пищи. Это такой гигантский завод по очистке зёрен от плевел. Когда вся поступающая пища, белки, жиры и углеводы расщепляются под воздействием ферментов, работу которых активизирует кишечник. Кишечник – финальная, но самая трудоемкая и времезатратная часть процесса пищеварения. Именно там с помощью микробиома запускается процесс сортировки полезных веществ от ненужного мусора. От того насколько здоров кишечник и весь пищеварительный тракт, зависит и качество сортировки пищи, и количество полезных веществ, которые всасываются и усваиваются именно в кишечнике.

Защита

Один в поле не воин – фраза, которая удачно характеризует работу кишечника. Чем меньше в нём “хороших” бактерий, тем больше места достается “плохим”. Полезные бактерии в процессе жизнедеятельности подавляют рост возбудителей инфекционных заболеваний, поддерживая тем самым защитные функции всего организма.

Иммунитет

Когда защита организма сильна, болезнь не пройдет. И большую роль в этом играет иммунитет, родина которого – кишечник. Как это происходит? Кишечные бактерии стимулируют синтез иммуноглобулинов – особых белков, повышающих защитные силы организма в отношении опасных инфекций. Иммуноглобулины населяют стенки кишечника, при достаточном количестве которых патогенные микроорганизмы не проникают. Также полезные бактерии содействуют созреванию системы фагоцитирующих клеток (неспецифический иммунитет), способных к поглощению и уничтожению патогенных микробов.

Синтез витаминов

Дружественные бактерии, живущие в кишечнике жизненно необходимы человеку для синтеза, хранения и поставки витаминов в организм:

• Витамин В-12
• Фолиевая кислота / Витамин В-9
• Витамин К
• Рибофлавин / Витамин В-2
• Биотин / Витамин В-7
• Никотиновая кислота / Витамин В-3
• Пантотеновая кислота / Витамин В-5
• Пиридоксин / Витамин В-6
• Тиамин / Витамин В-1

Среди них такие, которые нигде больше в организме не вырабатываются. Эта миссия возложена на бактерии. Витамины группы В жизненно необходимы человеку. Они содержат в порядке нервную систему, участвуют в обменных процессах, помогают противостоять стрессам и депрессии. Если нарушена микрофлора, синтез витаминов не происходит должным образом и неприятных последствий не избежать. Кроме того, никакие курсы витаминов не помогут. Вы не ощутите положительный эффект просто потому, что они не будут всасываться в кишечнике.

Как кишечная микрофлора помогает похудеть

Ещё один центр внимания ученых и исследователей – это зависимость веса человека от разнообразия микрофлоры. Так, недавние исследования американских ученых подтвердило этот факт. В ходе эксперимента наборы кишечных бактерий от людей-близнецов поместили в кишечник стерильных мышей. В одном наборе люди-близнецы были худые, в другом страдали ожирением. Микробы, взятые у худых близнецов вызывали похудение у мышей, а бактерии от полных близнецов вызывали у мышей ожирение. Но через время, когда мышей сажали в одну клетку, мыши с ожирением начинали стремительно терять вес.

Ученые сделали предположение, что микрофлора способна управлять пищевыми привычками, требуя от человека тех или иных продуктов, которые будут способствовать росту либо патогенных, либо “худых” бактерий. Лучшим рационом для некоторых бактерий являются жиры и они требуют их постоянно снова и снова, другим жизненно необходим сахар. Именно на зависимости пищевых потребностей и разнообразием бактерий в кишечнике, ученые выдвинули теорию, что кишечные поселенцы, стремятся брать верх над человеком и манипулировать химическим составом среды обитания ради собственных целей и выгоды. Это, в свою очередь, может означать манипуляции нашим поведением (нервничаем, если не едим сладкое, )путем воздействия с помощью нервных импульсов на центры голода, желание съесть тот или иной продукт, к тем или иным продуктам питания, или чувству отвращения от некоторых продуктов.

Почему нарушается баланс микрофлоры

Этот баланс очень хрупок и легко подвержен внешнему влиянию. И происходит это по нескольким причинам:

• прием антибиотиков
• нарушение режима питания
• злоупотребление сахаром и алкоголем
• отравления
• приём некоторых гормональных препаратов
• заболевания пищеварительной системы
• стресс
• приём некоторых лекарств – нестероидных противовоспалительных средств.

Признаки нарушения микрофлоры

• Нарушение стула – запоры, диарея, нерегулярный стул, вздутие, колики, боль
• Нарушения работы ЖКТ – появление тяжести, изжога, отрыжка, увеличение массы тела.
• Обезвоживание – появление ломкости и сухости волос и ногтей, кожных покровов,
• Интоксикация организма – тошнота, болезненный цвет лица, прыщи и угревая сыпь.
• Наличие неприятного запаха при дыхании, неприятный запах фекалий
• Изменения нервной системы – быстрая утомляемость, сонливость, отсутствие настроения, снижение работоспособности.
• Головокружения и головные боли

Как восстановить микрофлору кишечника

Процесс восстановления микрофлоры не быстрый. Важно не только скорректировать режим питания, но и активно помогать организму “наращивать” микробиом – правильно подобрать нужный препарат, содержащий пре- и пробиотики.

Линекс
Пробиолог
Пробифид

Бонус: могут ли микробы управлять человеческим поведением

Эта гипотеза сейчас становится очень популярной и, действительно, имеет на то ряд прямых и косвенных оснований. Кишечник называют вторым мозгом человека и бактерии, живущие в нем, действительно способны управлять человеком на уровне нервной системы.

В настоящий момент человечеству известно про наш организм многое, но не всё. Исследования в области микрофлоры кишечника и её влиянии на здоровье и качество организма находятся на зачаточной стадии, но привлекает всё больше внимания учёного мира. Так в ходе изучения микробиома человека подтвердилось существование сильной взаимосвязи между состоянием бактерий и работой иммунной, нервной и эндокринной систем. Некоторые ученые полагают, что бактерии могут выделять определенные сигнальные молекулы, влияющие на активность десятичного черепного нерва, проходящего от кишечника к головному мозгу, либо в данном процессе может быть задействован блуждающий нерв.

Сколько времени займет полное познание человека сказать невозможно, но можно быть уверенным, что мы подошли к чрезвычайно важным открытиям, которые, в будущем, решат множество проблем со здоровьем, помогут найти ключ к неизлечимым заболеваниям и тотально изменят привычную жизнь.
Будьте здоровы!

Витамины – это биологические катализаторы. Строго в присутствии витаминов происходят все обменные процессы в клетках: переваривание пищи, синтез новых молекул, синтез ДНК и РНК.

 Нормальная жизнь организма без витаминов невозможна. Отсюда и их название, от латинского слова «вита» – жизнь. Поступая в организм, они подвергаются быстрому распаду, выполнив свою функцию. Главным источником витаминов является растительная пища, есть они в рыбных и мясных продуктах.

Какие витамины синтезирует кишечная микрофлора?

Бифидобактерии вырабатывают ряд витаминов группы В, витамины К1 и К2 и улучшают усвоение других витаминов и минеральных веществ.Улучшают  всасывание микро- и макроэлементов. Сочетание пробиотика и кальция оказывает защищающий эффект на опорно-двигательный аппарат.

Витамин В12

Витамин В12 в организме не запасается и должен поступать практически

непрерывно, что и осуществляют бактерии, населяющие толстую кишку.

Если же эта функция кишечника ослаблена (состояние дисбиоза, дисбактериоза),  

необходимо срочно восстановить нормальную микрофлору кишечника.           

Собственная микрофлора не покрывает необходимость организма в витамине В12,

но вносит посильный вклад.

Витамин В12  играет важную роль в метаболизме жиров, синтезе ДНК и др.

Повышенная опасность дефицитных состояний по витамину В12:

– люди пожилого возраста

– атрофический гастрит

– беременность и лактация

– заболевания печени

– заболевания ЖКТ (панкреатит, болезнь Крона, хроническая диарея)

– курение

– чрезмерное потребление алкоголя

Витамин К2

Витамин К, синтезируемый микрофлорой кишечника, называется менахиноном –К2.

Синтез витамина К бактериями толстого кишечника очень важен для человека. У некоторых людей в кишечнике вырабатывается до половины необходимой ежедневной дозы витамина К.

Витамин К играет основную роль в свертываемости крови, регулирует синтез белков в костях.

Последствия дефицитных состояний по витамину К:

– длительные кровотечения

– небольшое количество крови в стуле

– частые синяки

– ухудшение минерализации костей

Длительные курсы лекарственных препаратов вызывают гибель полезных бактерий.

Бедная растительной клетчаткой пища также ухудшает состав микрофлоры кишечника, так как лишает полезные бактерии необходимого им питания. Длительный прием гормональных препаратов, в том числе и контрацептивных, вызывает угнетение дружественной микрофлоры; стрессовые гормоны, которые сбрасываются в пищеварительный тракт, также вызывают гибель полезных бактерий.

Профилактическая схема приема препаратов для коррекции и восстановления собственной микрофлоры и иммуностимуляции

Курс 30 дней                                                                  взрослые

Микрофлора представляет собой метаболически активную и сложную экосистему, состоящую из сотен тысяч микроорганизмов — бактерий, вирусов и некоторых эукариот. Подобно невидимому чулку, биоплёнка покрывает все слизистые нашего организма и кожу. Микробиота объединяет более чем 1014 (сто биллионов) клеток микроорганизмов, что в 10 раз превышает число клеток самого организма. Микробиота находится в содружественных отношениях с организмом человека: организм хозяина предоставляет среду обитания и питательные вещества, микроорганизмы защищают организм от патогенных возбудителей, способствуют поддержанию нормальных иммунологических, метаболических и моторных функций. Выделяют несколько важных биотопов, которые отличаются плотностью распределения микроорганизмов и составом: кожные покровы, слизистые оболочки ЖКТ, дыхательных путей, урогенитального тракта и проч. Самой многочисленной считается микробиота кишечника, на её долю приходится 60% микроорганизмов, колонизирующих организм человека.
 
Микрофлора кишечника состоит из группы микроорганизмов, представленных более чем 1000 видами, 99% из которых приходится на 30–40 главных видов. В научных кругах кишечную микрофлору называют также дополнительным органом. 

Состояние микробиоты кишечника определяет качество и продолжительность жизни. У каждого человека есть свой индивидуальный характер распределения и состава микробиоты. Частично он определяется генотипом хозяина и первоначальной колонизацией, которая происходит сразу после рождения. Различные факторы, такие как тип родов, кормление грудью, образ жизни, диетарные предпочтения, гигиенические условия и условия окружающей среды, использование антибиотиков и вакцинация, могут определять окончательные изменения в структуре микробиоты. 

При изменении состава или функции микробиоты развивается дисбиоз. Дисбиотические состояния изменяют моторику кишечника и его проницаемость, а также искажают иммунный ответ, тем самым создавая предпосылки для развития провоспалительного состояния. Такие изменения, особенно в отношении иммунных и метаболических функций хозяина, могут вызывать или способствовать возникновению ряда заболеваний, например, сахарного диабета, ожирения, неврологических и аутоиммунных заболеваний. Недавние исследования показали, что микробиота участвует в этиопатогенезе многих гастроэнтерологических заболеваний, таких как синдром раздраженного кишечника, воспалительные заболевания кишечника, целиакия, неалкогольный стеатогепатит и новообразования желудочно-кишечного тракта. 

Кишечная микрофлора и иммунитет 

Кишечная микробиота имеет решающее значение для развития лимфоидных тканей, а также для поддержания и регуляции кишечного иммунитета. 

В кишечнике происходит сенсибилизация иммуноцитов, которые затем заселяют другие слизистые оболочки и циркулируют между различными органами. Этот механизм обеспечивает формирование клонов лимфоцитов и образование специфических антител в участках слизистой оболочки, отдалённых от очага первичной сенсибилизации. 

Иммунокомпетентные ткани пищеварительного тракта объединены в лимфоидную ткань. Лимфоидная ткань представлена лимфоцитами, расположенными между эпителиальными клетками кишечника, лимфоцитами собственного слоя, пейеровыми бляшками (скопления лимфоидной ткани в тонкой кишке) и лимфоидными фолликулами. 

Попавшие в просвет кишечника или на слизистые оболочки антигены распознаются иммуноглобулинами памяти (IgG), после чего информация передаётся в иммунокомпетентные клетки слизистой оболочки, где из сенсибилизированных лимфоцитов клонируются плазматические клетки, ответственные за синтез IgА и IgМ. В результате защитной деятельности этих иммуноглобулинов включаются механизмы иммунореактивности или иммунотолерантности. Благодаря индукции иммунологической толерантности в кишечнике не возникают нежелательные воспалительные реакции против кишечной микробиоты и пищевых белков.
 
Кишечная микробиота и обмен веществ 

Кишечная микробиота вносит непосредственный вклад в метаболизм питательных веществ и витаминов, необходимых для жизнедеятельности организма хозяина, при этом извлекая энергию из пищи. Эта энергия образуется путём реакции сбраживания не усваиваемых углеводов (клетчатки), в результате реакции образуются короткоцепочечные жирные кислоты, водород и углекислый газ.  

Короткоцепочные жирные кислоты обеспечивают работу колоноцитов. 

Короткоцепочные жирные кислоты считаются тонкими регуляторами иммунитета, энергетического обмена и метаболизма жировой ткани. Например, короткоцепочные жирные кислоты участвуют во взаимодействии бактерий и иммунитета, подавляя сигналы, которые могут привести к развитию аутоиммунных реакций. Пропионовая и масляная жирная кислота положительно влияют на метаболизм глюкозы. Наконец, короткоцепочные жирные кислоты обеспечивают подкисление просвета толстой кишки, предотвращая рост бактериальных патогенов. 

Кишечная микробиота принимает непосредственное участие в метаболизме желчных кислот, источником которых является холестерин. В печени из холестерина синтезируются первичные желчные кислоты — холевая и хенодезоксихолевая, которые поступают в кишечник. Бактероиды и лактобациллы далее превращают первичные желчные кислоты во вторичные желчные кислоты — дезоксихолевую и литохолевую. Изменение нормального баланса кишечных бактерий приводит к неадекватному синтезу желчных кислот. 

Микробиота и нервная система 

Ещё более удивительные данные о взаимосвязи кишечной микробиоты и нервной системы. Микробиота кишечника тесно общается с центральной нервной системой. Микробиота кишечника производит такие нейроактивные молекулы, как ацетилхолин и серотонин, дофамин, которые являются главными медиаторами сигналов в ЦНС, а также регулируют работу мозга через активацию иммунных сигнальных путей. Дополнительно, блуждающий нерв активно участвует в двунаправленных взаимодействиях между кишечной микробиотой и мозгом для поддержания гомеостаза как в головном мозге, так и в кишечнике. 

Недавние исследования показали, что микробиом влияет на свойства и функцию микроглии. Микроглия защищает мозг от различных патологических состояний через активацию иммунного ответа, фагоцитоза и продукцию цитокинов. Кроме того, микроглия ответственна за формирование нейронных цепей, которые участвуют в развитии мозга. Различные дисбиотические состояния, в том числе вызванные приёмом антибиотиков приводят к угнетению созревания клеток микроглии. Незрелая микроглия приводит к нарушению иммунной активации. 

Астроциты — самая многочисленная клеточная популяция в ЦНС, и они почти в пять раз превосходят численность нейронов. Подобно микроглии, астроциты выполняют несколько важных функций по поддержанию целостности ЦНС, включая контроль кровообращения в головном мозге, поддержание стабильности гематоэнцефалического барьера. Астроциты регулируют баланса ионов и оказывают влияние на передачу сигналов между нейронами. Чрезмерная активация астроцитов является пусковым механизмом в развитии дисфункции ЦНС и неврологических расстройств. Чрезмерная активация происходит под действием метаболитов микрофлоры. 

Целостность гематоэнцефалического барьера регулируется также метаболитами микробиоты, которые опосредуют передачу большего количества микробных сигналов между осью кишечник-мозг. 

Дисбиоз микробных видов в кишечнике может вызывать атипичные иммунные сигналы, дисбаланс в гомеостазе организме-хозяина и привести к прогрессированию заболеваний ЦНС. Например, рассматривается роль микробиоты в патогенезе рассеянного склероза-заболевания, характеризующимся демиелинизацией аксонов нервных клеток. При болезни Паркинсона, которая проявляется моторными симптомами, включая тремор, мышечную ригидность, медлительность движений и аномалию походки наблюдается накопление α-синуклеина в нейронах. Избыточное отложение α-синуклеина в нервной системе инициируется кишечной микрофлорой до того, как возникают симптомы поражения ЦНС, что связано с некоторыми специфическими пищеварительными симптомами (запоры и нарушение двигательной функции толстой кишки). Бактериальный состав кишечника влияет на болезнь Паркинсона: тяжесть симптомов, в том числе постуральная нестабильность и нарушение походки, связана с изменениями численности некоторых видов Enterobacteriaceae, уменьшение количества Lachnospiraceae приводит к более серьёзному ухудшению моторных и немоторных симптомов у пациентов с болезнью Паркинсона. Болезнь Альцгеймера — ещё одно нейродегенеративное заболевание, которое приводит к серьёзным нарушениям функции ЦНС — обучению, памяти и поведенческим реакциям. Болезнь Альцгеймера характеризуется отложением пептида амилоид-β (Aβ) снаружи и вокруг нейронов, вместе с накоплением белка тау внутри корковых нейронов. Перегрузка амилоидом и агрегация тау нарушают синаптическую передачу. Изменение состава и разнообразия микробиоты вносит определённый вклад в патогенез болезни Альцгеймера. Активированная микроглия способствует развитию заболевания, увеличивая отложение амилоида. 

Ожирение и состав микробиоты 

При ожирении и сахарном диабете наблюдаются изменения в составе микробиоты кишечника, в частности, снижение популяционного уровня сахаролитических бактероидов, влияющих на интенсивность метаболических процессов, а также увеличение доли бактерий класса Firmicutes (Esherichia coli, Clostridium coccoides, Clostridium leptum). Снижение содержания сахаролитических бактерий уменьшает выработку коротко-цепочных жирных кислот, обеспечивающих трофику и деление эпителия кишечника, его созревание, оказывающих антимикробное действие и регуляторное действие в отношении ионов и липидов. 

Дополнительно при ожирении отмечается хроническое системное воспаление, сопровождающееся секрецией провоспалительных цитокинов (интерлейкины — ИЛ, С-реактивный белок, α-фактор некроза опухоли — α-ФНО и др.) в висцеральной жировой ткани. Нарушения в составе кишечной микрофлоры приводят к усилению эффекта системного воспаления за счёт увеличения концентрации бактериальных липополисахаридов, стимулирующих выработку провоспалительных компонентов. 

Диагностика состояния кишечной микробиоты 

Существует два метода определения микробиоты — стандартный анализ на дисбактериоз и оценка состава микробиоты методом масс-спектрометрии по крови (ГХ-МС). В основе методики масс-спектрометрии лежит определение присутствия микроорганизмов по их клеточным компонентам (высшие жирные кислоты, альдегиды, спирты и стерины). Методика разработана профессором Осиповым Г.А. Метод ГХ-МС позволяет одновременно измерять более сотни микробных маркёров непосредственно в образце, позволяющих сделать заключение о некультивируемых и труднокультивируемых патологических возбудителях. Метод универсален также в отношении грибов и вирусов.