Flora del retto. Le principali funzioni della normale microflora del tratto intestinale. Esiste una connessione tra disbiosi intestinale e mughetto?
Da intestino tenue il cibo entra nell'intestino crasso. La mucosa del colon forma pieghe a forma di mezzaluna, su di essa non ci sono villi. Colonè una continuazione ileo e costituisce la sezione finale del tratto gastrointestinale. La lunghezza del colon è 1–1,65 M. La formazione avviene nel colon feci. Nell'intestino crasso sono presenti: il cieco con appendice vermiforme, il colon, costituito dal sigma ascendente, trasverso, discendente e il retto, che termina nell'ano.
Caratteristiche distintive dell'intestino crasso sono la presenza di fasce muscolari longitudinali (mesenteriche, omentali e libere), rigonfiamenti e processi omentali.
Cecoè la sezione iniziale ed espansa dell'intestino crasso. Nel punto in cui l'ileo entra nell'intestino crasso si forma una valvola che impedisce il passaggio del contenuto dell'intestino crasso nell'intestino tenue. Sulla superficie inferiore del cieco, dove si incontrano le fasce muscolari colon, inizia l'appendice vermiforme (appendice), la cui lunghezza varia da 2 a 20 cm, diametro 0,5 - 1 cm, il cieco è seguito da colon ascendente, che si trova nella metà destra dell'addome fino al fegato e passa nel colon trasverso, che a sua volta passa nel colon discendente, quindi nel sigma.
IN colon sigmoideo verso il retto le protuberanze scompaiono gradualmente, le fasce muscolari passano in uno strato uniforme di fibre muscolari longitudinali, e a livello del promontorio pelvico passa nel retto. Il retto termina con l'apertura anale (anale), che chiude lo sfintere anale. Nel colon avviene l'assorbimento finale dei nutrienti essenziali, il rilascio di metaboliti e sali di metalli pesanti, l'accumulo di contenuto intestinale disidratato e la loro eliminazione dal corpo. È nell'intestino crasso che viene assorbito il volume principale di acqua (5-7 litri al giorno). Lo strato muscolare esterno nel colon si trova sotto forma di strisce, tra le quali sono presenti rigonfiamenti (al loro interno vengono trattenute masse di cibo, il che garantisce un contatto più lungo con la parete e un assorbimento accelerato dell'acqua). La motilità del colon aumenta durante il pasto, poiché il cibo passa attraverso l'esofago, lo stomaco e il duodeno. Gli effetti inibitori vengono esercitati dal retto, la cui irritazione dei recettori riduce l'attività motoria del colon. Mangiare cibi ricchi di fibre alimentari (cellulosa, pectina, lignina) aumenta la quantità di feci e accelera il loro movimento attraverso l'intestino.
Microflora del colon. Le ultime sezioni dell'intestino crasso contengono molti microrganismi, principalmente del genere coli Bifido E Bacteroides. Partecipano alla distruzione degli enzimi forniti di chimo dall'intestino tenue, alla sintesi delle vitamine e al metabolismo delle proteine, dei fosfolipidi, degli acidi grassi e del colesterolo. La funzione protettiva è che la microflora intestinale nel corpo dell’ospite agisce come uno stimolo costante per lo sviluppo dell’immunità naturale. Oltretutto, batteri normali l'intestino agisce come antagonista nei confronti dei microbi patogeni e ne inibisce la riproduzione. L'attività della microflora intestinale può essere interrotta dopo l'uso prolungato di antibiotici, con conseguente sviluppo di lieviti e funghi. I microbi intestinali sintetizzano le vitamine K, B12, E, B6, così come altre sostanze biologicamente attive, supportano i processi di fermentazione e riducono i processi di putrefazione.
L'evoluzione umana è avvenuta con un contatto costante e diretto con il mondo dei microbi, a seguito del quale si sono formati stretti rapporti tra macro e microrganismi, caratterizzati da una certa necessità fisiologica.
Insediamento (colonizzazione) delle cavità corporee comunicanti ambiente esterno, così come la pelle è uno dei tipi di interazione degli esseri viventi in natura. La microflora si trova nel tratto gastrointestinale e sistema genito-urinario, sulla pelle, sulle mucose degli occhi e sulle vie respiratorie.
Il ruolo più importante è svolto dalla microflora intestinale, poiché occupa un'area di circa 200-300 m2 (per confronto, i polmoni sono 80 m2 e la pelle del corpo è 2 m2). È riconosciuto che il sistema ecologico del tratto gastrointestinale è uno dei sistemi di difesa dell'organismo e, se viene violato in senso qualitativo e quantitativo, diventa una fonte (serbatoio) di agenti patogeni di malattie infettive, comprese quelle di natura epidemica di diffusione.
Tutti i microrganismi con cui interagisce il corpo umano possono essere divisi in 4 gruppi.
■ Primo gruppo include microrganismi che non sono capaci di lungo soggiorno nel corpo, motivo per cui sono chiamati transitori.
Il loro rilevamento durante l'esame è casuale.
■ Secondo gruppo- batteri che fanno parte della microflora intestinale obbligata (più permanente) e giocano ruolo importante nell'attivare i processi metabolici del macroorganismo e proteggerlo dalle infezioni. Questi includono bifidobatteri, batterioidi, lattobacilli, E. coli, enterococchi, catenobatteri . I cambiamenti nella stabilità di questa composizione tendono a portare a problemi di salute.
■ Terzo gruppo- microrganismi che si trovano con sufficiente consistenza anche nelle persone sane e si trovano in un certo stato equilibrio con l’organismo ospite. Tuttavia, con una diminuzione della resistenza, con cambiamenti nella composizione delle normali biocenosi, queste forme opportunistiche possono aggravare il decorso di altre malattie o agire esse stesse come fattore eziologico.
Di grande importanza sono il loro peso specifico nella microbiocenosi e la loro relazione con i microbi del secondo gruppo.
Questi includono stafilococco, funghi lievitati, Proteus, streptococchi, Klebsiella, Citrobacter, Pseudomonas e altri microrganismi. Il loro peso specifico può essere solo inferiore allo 0,01-0,001% del numero totale di microrganismi.
■ Quarto gruppo sono gli agenti causali delle malattie infettive.
La microflora del tratto gastrointestinale è rappresentata da oltre 400 specie di microrganismi, di cui oltre il 98% sono obbligati batteri anaerobici. La distribuzione dei microbi nel tratto gastrointestinale non è uniforme: ogni reparto ha la propria microflora relativamente costante. La composizione delle specie della microflora orale è rappresentata da microrganismi aerobici e anaerobici.
Nelle persone sane, di regola, si trovano gli stessi tipi lactobadillus, nonché micrococchi, diplococchi, streptococchi, spirillum, protozoi. Gli abitanti saprofiti del cavo orale possono causare carie.
Tabella 41 Criteri per la microflora normale
Lo stomaco e l'intestino tenue contengono relativamente pochi microbi, il che è spiegato da effetto battericida succo gastrico e bile. Tuttavia, in alcuni casi, lattobacilli, lieviti acido-resistenti e streptococchi vengono rilevati in persone sane. A condizioni patologiche organi digestivi ( gastrite cronica con insufficienza secretoria, enterocolite cronica ecc.) si osserva la colonizzazione delle parti superiori dell'intestino tenue da parte di vari microrganismi. In questo caso, si verifica una violazione dell'assorbimento dei grassi, si sviluppa steatorrea e anemia megaloplastica. Transizione attraverso la valvola Bauhiniana in colon accompagnato da notevoli cambiamenti quantitativi e qualitativi.
Il numero totale di microrganismi è di 1-5x10n microbi per 1 g di contenuto.
Nella microflora del colon si trovano batteri anaerobici ( bifidobatteri, batterioidi, varie forme di spore) costituiscono più del 90% del numero totale di microbi. I batteri aerobici rappresentati da E. Coli, lattobacilli e altri sono in media dell'1-4%, mentre stafilococco, clostridi, Proteus e funghi simili a lieviti non superano lo 0,01-0,001%. Qualitativamente, la microflora delle feci è simile alla microflora della cavità dell'intestino crasso. La loro quantità è determinata in 1 g di feci (vedi tabella 41).
La normale microflora intestinale subisce cambiamenti a seconda della nutrizione, dell'età, delle condizioni di vita e di una serie di altri fattori. La colonizzazione primaria del tratto intestinale del bambino da parte dei microbi avviene durante la nascita con i bacilli di Doderleina, che appartengono alla flora dell'acido lattico. In futuro, la natura della microflora dipende in modo significativo dalla nutrizione. Per i bambini dentro allattamento al seno da 6-7 giorni prevale la bifidoflora.
I bifidobatteri sono contenuti in una quantità di 109-1 0 10 per 1 g di feci e costituiscono fino al 98% della microflora intestinale totale. Lo sviluppo della flora bifida è favorito dal latte materno lattosio, fattore bifido I e II. Bifidobatteri, lattobacilli sono coinvolti nella sintesi di vitamine (gruppo B, PP, acido folico) e aminoacidi essenziali, favoriscono l'assorbimento di sali di calcio, vitamina D, ferro, inibiscono la crescita e la riproduzione di microrganismi patogeni e putrefattivi, regolano il motore -funzione di evacuazione del colon, attiva reazioni intestinali protettive locali. Nei bambini del primo anno di vita che sono in corso alimentazione artificiale il contenuto della flora bifida scende a 106 o meno; Predominano l'Escherichia coli, i bacilli acidofili e gli enterococchi. Evento frequente disturbi intestinali in questi bambini si spiega con la sostituzione della flora bifida con altri batteri.
Microflora dei bambini piccoliè diverso alto contenuto Escherichia coli, enterococchi; la flora aerobica è dominata dai bifidobatteri.
Nei bambini più grandi, la microflora la sua composizione è vicina alla microflora degli adulti.
Microflora normaleè ben adattato alle condizioni di esistenza nell'intestino e compete con successo con altri batteri provenienti dall'esterno. L'elevata attività antagonista di bifido-, lattoflora ed Escherichia coli normale si manifesta contro i patogeni della dissenteria, tifo, antrace, bacillo della difterite, vibrio colera, ecc. Saprofiti intestinali produrre una varietà di sostanze battericide e batteriostatiche, compresi i tipi di antibiotici.
È di grande importanza per il corpo proprietà immunizzante della normale microflora. L'Escherichia, insieme agli enterococchi e a numerosi altri microrganismi, provoca una costante irritazione antigenica del sistema immunitario locale, sostenendolo fisiologicamente. stato attivo(Hazenson JI. B., 1982), che promuove la sintesi di immunoglobuline che impediscono la penetrazione di enterobatteri patogeni nella mucosa.
Batteri intestinali partecipare direttamente processi biochimici, decomposizione degli acidi biliari e formazione di stercobilina, coprosterolo e acido desossicolico nel colon. Tutto ciò ha un effetto benefico sul metabolismo, sulla peristalsi, sull'assorbimento e sulla formazione delle feci. Quando la normale microflora cambia, si interrompe stato funzionale colon.
La microflora intestinale è dentro stretta connessione con un macroorganismo, svolge importanti attività non specifiche funzione protettiva, aiuta a mantenere la costanza dell'ambiente biochimico e biologico del tratto intestinale. Allo stesso tempo, la microflora normale è un sistema di indicatori altamente sensibile che risponde con pronunciati cambiamenti quantitativi e qualitativi ai cambiamenti delle condizioni ambientali nel suo habitat, che si manifesta con la disbatteriosi.
Ragioni dei cambiamenti nella normale microflora intestinale
La microflora intestinale normale può esistere solo con quella normale stato fisiologico corpo. Con vari effetti avversi sul macroorganismo, una diminuzione del suo stato immunologico, condizioni patologiche e processi nell'intestino, si verificano cambiamenti nella microflora del tratto gastrointestinale. Possono essere di breve durata e scomparire spontaneamente dopo aver eliminato il fattore esterno che causa gli effetti avversi, oppure possono essere più pronunciati e persistenti.
FUNZIONI BASE DELLA MICROFLORA NORMALE DEL TRATTO INTESTINALE
La normale microflora (normoflora) del tratto gastrointestinale è una condizione necessaria per la vita del corpo. La microflora del tratto gastrointestinale nella comprensione moderna è considerata il microbioma umano...
Normoflora(microflora interna in buone condizioni) OStato normale della microflora (eubiosi) - è qualitativo e quantitativorapporto tra diverse popolazioni microbiche singoli organi e sistemi che mantengono l'equilibrio biochimico, metabolico e immunologico necessario per preservare la salute umana.La funzione più importante della microflora è la sua partecipazione alla formazione della resistenza corporea varie malattie e garantire che microrganismi estranei non colonizzino il corpo umano.
In qualsiasi microbiocenosi, compreso quello intestinale, ci sono sempre tipi di microrganismi che abitano permanentemente - 90% , relativo al cosiddetto microflora obbligata ( sinonimi: microflora principale, autoctona, indigena, residente, obbligata), che ha un ruolo di primo piano nel mantenimento della relazione simbiotica tra il macroorganismo e il suo microbiota, nonché nella regolazione delle relazioni intermicrobiche, e ce ne sono anche ulteriori (microflora accompagnatoria o facoltativa) - circa 10% e transitorio (specie casuali, alloctone, microflora residua) - 0,01%
Quelli. è divisa l'intera microflora intestinale:
- obbligare - casa Omicroflora obbligatoria , circa il 90% di numero totale microrganismi. La microflora obbligata comprende principalmente batteri saccarolitici anaerobici: i bifidobatteri (Bifidobatterio), batteri dell'acido propionico (Propionibatterio), batterioidi (Batteroidi), lattobacilli (Lattobacilli);
- - accompagnamento Omicroflora aggiuntiva, costituisce circa il 10% del numero totale di microrganismi. Rappresentanti facoltativi della biocenosi: Escherichia ( coli e -Escherichia), enterococchi (Enterococcus), fusobatterio (Fusobacterium), peptostreptococchi (Peptostreptococco), clostridi (Clostridium) eubatteri (Eubacterium) ecc., ovviamente, ne hanno un numero funzioni fisiologiche, importante per il biotopo e per l'organismo nel suo insieme. Tuttavia, la parte predominante di esse è rappresentata da specie opportunistiche che, con un aumento patologico delle popolazioni, possono causare gravi complicazioni infettive.
- residuo - microflora transitoria O microrganismi casuali, meno dell'1% del numero totale di microrganismi. La microflora residua è rappresentata da vari saprofiti (stafilococchi, bacilli, funghi di lievito) e altri rappresentanti opportunisti enterobatteri, che includono batteri intestinali: Klebsiella, Proteus, Citrobacter, Enterobacter, ecc.Microflora transitoria (Citrobacter, Enterobacter, Proteus, Klebsiella, Morganella, Serratia, Hafnia, Kluyvera, Staphylococcus, Pseudomonas, Bacillus, lieviti e funghi simili ai lieviti, ecc.), è costituito principalmente da individui introdotti dall'esterno. Tra questi possono esserci varianti ad alto potenziale aggressivo che, quando le funzioni protettive della microflora obbligata sono indebolite, possono aumentare le popolazioni e causare lo sviluppo di processi patologici.
Lo stomaco contiene poca microflora, molta di più nell'intestino tenue e soprattutto molta nell'intestino crasso. Vale la pena notare che aspirazione sostanze liposolubili, le vitamine più importanti e i microelementi si trovano principalmente in digiuno. Pertanto, l'inclusione sistematica di prodotti probiotici e integratori alimentari nella dieta, checontengono microrganismi che regolano i processi di assorbimento intestinale,diventa molto strumento efficace nella prevenzione e cura delle malattie nutrizionali.
Assorbimento intestinale- questo è il processo di ingresso di vari composti attraverso uno strato di cellule nel sangue e nella linfa, a seguito del quale il corpo riceve tutte le sostanze di cui ha bisogno.
L'assorbimento più intenso avviene nell'intestino tenue. A causa del fatto che piccole arterie che si ramificano in capillari penetrano in ciascun villi intestinale, i nutrienti assorbiti penetrano facilmente nei fluidi corporei. Il glucosio e le proteine scomposti in aminoacidi vengono assorbiti nel sangue in modo mediocre. Il sangue che trasporta glucosio e aminoacidi viene inviato al fegato, dove si depositano i carboidrati. Gli acidi grassi e il glicerolo - un prodotto della lavorazione dei grassi sotto l'influenza della bile - vengono assorbiti nella linfa e da lì entrano nel sistema circolatorio.
Nella foto a sinistra(schema della struttura dei villi intestinali tenui): 1 - epitelio colonnare, 2 - centrale vaso linfatico, 3 - rete capillare, 4 - mucosa, 5 - membrana sottomucosa, 6 - placca muscolare della mucosa, 7 - ghiandola intestinale, 8 - canale linfatico.
Uno dei significati della microflora colonè che partecipa alla decomposizione finale dei residui alimentari non digeriti.Nell'intestino crasso la digestione termina con l'idrolisi dei residui alimentari non digeriti. Durante l'idrolisi nell'intestino crasso vengono coinvolti gli enzimi provenienti dall'intestino tenue e gli enzimi dei batteri intestinali. Assorbimento di acqua, sali minerali (elettroliti), degradazione di fibra vegetale, formazione di feci.
Microflora gioca un ruolo significativo (!) inperistalsi, secrezione, assorbimento e composizione cellulare intestini. La microflora è coinvolta nella decomposizione di enzimi e altri biologici sostanze attive. La microflora normale fornisce resistenza alla colonizzazione - protezione della mucosa intestinale dai batteri patogeni, sopprimendola microrganismi patogeni e prevenire l'infezione del corpo.Gli enzimi batterici scompongono le sostanze non digerite nell'intestino tenue. Flora intestinale sintetizza la vitamina K e Vitamine del gruppo B, un numero di insostituibili aminoacidi ed enzimi necessari per il corpo.Con la partecipazione della microflora nel corpo, avviene lo scambio di proteine, grassi, carbonio, bile e acidi grassi, colesterolo, i procarcinogeni (sostanze che possono causare il cancro) vengono inattivati, viene utilizzato il cibo in eccesso e si formano le feci. Il ruolo della flora normale è estremamente importante per il corpo dell'ospite, motivo per cui la sua interruzione (disbatteriosi) e lo sviluppo della disbiosi in generale portano a gravi malattie di natura metabolica e immunologica.
La composizione dei microrganismi in alcune parti dell'intestino dipende da molti fattori: stile di vita, alimentazione, infezioni virali e batteriche, nonché trattamento farmacologico, soprattutto assumendo antibiotici. Molte malattie gastrointestinali, comprese le malattie infiammatorie, possono anche disturbare l’ecosistema intestinale. Il risultato di questo squilibrio sono i comuni problemi digestivi: gonfiore, indigestione, stitichezza o diarrea, ecc.
Per ulteriori informazioni sul ruolo del microbioma intestinale nel mantenimento della salute gastrointestinale, vedere l’articolo:
Vedi inoltre:
La microflora intestinale (microbioma intestinale) è un ecosistema incredibilmente complesso. Un individuo ha almeno 17 famiglie di batteri, 50 generi, 400-500 specie e un numero indefinito di sottospecie. La microflora intestinale si divide in obbligata (microrganismi che fanno costantemente parte della flora normale e svolgono un ruolo importante nel metabolismo e nella protezione antinfettiva) e facoltativa (microrganismi che si trovano spesso nelle persone sane, ma sono opportunistici, cioè capaci di causare malattie quando ridotta resistenza del macroorganismo). I rappresentanti dominanti della microflora obbligata sono bifidobatteri.
La tabella 1 mostra i più famosifunzioni microflora intestinale(microbiota), mentre la sua funzionalità è molto più ampia ed è ancora in fase di studio
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Tabella 1. Principali funzioni del microbiota intestinale |
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Funzioni principali |
Descrizione |
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Digestione |
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Funzioni protettive |
Sintesi dell'immunoglobulina A e degli interferoni da parte dei colonciti, attività fagocitaria dei monociti, proliferazione plasmacellule, formazione di resistenza alla colonizzazione intestinale, stimolazione dello sviluppo dell'apparato linfoide intestinale nei neonati, ecc. |
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Funzione sintetica |
Gruppo K (partecipa alla sintesi dei fattori della coagulazione del sangue); B 1 (catalizza la reazione di decarbossilazione dei chetoacidi, è un trasportatore di gruppi aldeidici); B 2 (portatore di elettroni con NADH); B 3 (trasferimento di elettroni a O 2); B 5 (precursore del coenzima A, partecipa al metabolismo dei lipidi); B 6 (portatore di gruppi amminici nelle reazioni che coinvolgono aminoacidi); B 12 (partecipazione alla sintesi di desossiribosio e nucleotidi); |
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Funzione di disintossicazione |
incl. neutralizzazione di alcuni tipi di farmaci e xenobiotici: paracetamolo, sostanze contenenti azoto, bilirubina, colesterolo, ecc. |
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Normativa funzione |
Regolazione del sistema immunitario, endocrino e nervoso (quest’ultimo attraverso i cosiddetti “ asse intestino-cervello» - È difficile sopravvalutare l'importanza della microflora per il corpo. Grazie alle conquiste della scienza moderna, è noto che la normale microflora intestinale prende parte alla scomposizione di proteine, grassi e carboidrati, crea le condizioni per processi ottimali di digestione e assorbimento nell'intestino, prende parte alla maturazione delle cellule del sistema immunitario , che garantisce proprietà protettive migliorate del corpo, ecc.Le due funzioni più importanti della microflora normale sono: barriera contro gli agenti patogeni e stimolazione della risposta reazione immunitaria: AZIONE BARRIERA. La microflora intestinale ha effetto soppressivo sulla proliferazione di batteri patogeni e quindi previene le infezioni patogene.
Ad esempio, i batteri della microflora parietale (mucosa) occupano determinati recettori sulla superficie delle cellule epiteliali. Batteri patogeni, che potrebbero legarsi agli stessi recettori, vengono eliminati dall'intestino. Così, batteri intestinali prevenire la penetrazione di microbi patogeni e opportunistici nella mucosa(in particolare batteri dell’acido propionico P. freudenreichii hanno discrete proprietà adesive e si attaccano alle cellule intestinali in modo molto sicuro, creando la suddetta barriera protettiva.Inoltre, batteri microflora permanente aiutano a mantenere la motilità intestinale e l'integrità della mucosa intestinale. Si bAttori - commensali dell'intestino crasso durante il catabolismo dei carboidrati indigeribili nell'intestino tenue (cosiddetta fibra alimentare) acidi grassi a catena corta (SCFA, acidi grassi a catena corta), come acetato, propionato e butirrato, che supportano la barriera funzioni dello strato di mucine muco (aumenta la produzione di mucine e la funzione protettiva dell'epitelio). SISTEMA IMMUNITARIO INTESTINALE. Più del 70% delle cellule immunitarie sono concentrate nell'intestino umano. Funzione principale Il sistema immunitario intestinale protegge dalla penetrazione dei batteri nel sangue. La seconda funzione è l'eliminazione degli agenti patogeni (batteri patogeni). Ciò è assicurato da due meccanismi: l'immunità congenita (il bambino viene ereditata dalla madre; le persone hanno anticorpi nel sangue fin dalla nascita) e l'immunità acquisita (appare dopo che proteine estranee sono entrate nel sangue, ad esempio dopo aver sofferto di una malattia infettiva). Al contatto con gli agenti patogeni, la difesa immunitaria dell'organismo viene stimolata. Quando si interagisce con i recettori Toll-like, viene attivata la sintesi di vari tipi di citochine. La microflora intestinale influenza specifici accumuli di tessuto linfoide. Per questo motivo viene stimolata la risposta immunitaria cellulare e umorale. Le cellule del sistema immunitario intestinale producono attivamente l'immunolobulina secretoria A (LgA), una proteina coinvolta nel fornire l'immunità locale ed è il marcatore più importante della risposta immunitaria. SOSTANZE SIMILI AGLI ANTIBIOTI. Inoltre, la microflora intestinale produce molte sostanze antimicrobiche che inibiscono la riproduzione e la crescita dei batteri patogeni. Con i disturbi disbiotici nell'intestino, si osserva non solo una crescita eccessiva di microbi patogeni, ma anche declino generale difesa immunitaria del corpo.La normale microflora intestinale svolge un ruolo particolarmente importante nella vita dei neonati e dei bambini. Grazie alla produzione di lisozima, perossido di idrogeno, acido lattico, acetico, propionico, olio e numerosi altri acidi organici e metaboliti che riducono l'acidità (pH) dell'ambiente, i batteri della normale microflora combattono efficacemente i patogeni. In questa lotta competitiva dei microrganismi per la sopravvivenza, le sostanze simili agli antibiotici come batteriocine e microcine occupano un posto di primo piano. Sotto nella foto Sinistra: Colonia di bacillo acidofilo (x 1100), Sulla destra: Distruzione di Shigella flexneri (a) (Shigella flexneri è un tipo di batterio che provoca dissenteria) sotto l'influenza di cellule produttrici di batteriocina del bacillo acidofilo (x 60.000)
Vale la pena notare che nell'intestino quasi tutti i microrganismihanno una forma speciale di coesistenza chiamata biofilm. Il biofilm lo ècomunità (colonia)microrganismi situati su qualsiasi superficie, le cui cellule sono attaccate l'una all'altra. Tipicamente, le cellule sono immerse in una sostanza polimerica extracellulare che secernono: il muco. È il biofilm che svolge la principale funzione di barriera contro la penetrazione degli agenti patogeni nel sangue, escludendo la possibilità della loro penetrazione nelle cellule epiteliali. Per quanto riguarda il biofilm, vedi di più: STORIA DELLO STUDIO DELLA COMPOSIZIONE DELLA MICROFLORA GIT La storia dello studio della composizione della microflora del tratto gastrointestinale (GIT) inizia nel 1681, quando il ricercatore olandese Antonie Van Leeuwenhoek riferì per la prima volta le sue osservazioni su batteri e altri microrganismi presenti nelle feci umane e ipotizzò la coesistenza di vari tipi di batteri nel tratto gastrointestinale - tratto intestinale. Nel 1850 Louis Pasteur sviluppò il concetto di funzionale il ruolo dei batteri nel processo di fermentazione e il medico tedesco Robert Koch continuò le ricerche in questa direzione e ha creato una tecnica per isolare colture pure che consente l'identificazione di ceppi batterici specifici, necessaria per distinguere tra microrganismi patogeni e benefici. Nel 1955 Peretz L.G. lo ha dimostrato intestinale Il bacillo delle persone sane è uno dei principali rappresentanti della normale microflora e svolge un ruolo positivo grazie alle sue forti proprietà antagoniste nei confronti dei microbi patogeni. La ricerca sulla composizione del tratto intestinale, iniziata più di 300 anni fa, microbiocenosi, è normale e fisiologia patologica e sviluppo di metodi influenza positiva sulla microflora intestinale continuano ancora oggi. L'UOMO COME HABITAT PER I BATTERII principali biotopi sono: gastrointestinaletratto(cavo orale, stomaco, intestino tenue, intestino crasso), pelle, Vie aeree, sistema urogenitale. Ma l'interesse principale per noi qui sono gli organi apparato digerente, Perché la maggior parte dei vari microrganismi vive lì. La microflora del tratto gastrointestinale è la più rappresentativa; la massa della microflora intestinale in un adulto è superiore a 2,5 kg e il suo numero arriva fino a 10 14 CFU/g. In precedenza, si riteneva che la microbiocenosi del tratto gastrointestinale comprendesse 17 famiglie, 45 generi, più di 500 specie di microrganismi (dati più recenti - circa 1500 specie) vengono costantemente adeguati. Tenendo conto dei nuovi dati ottenuti dallo studio della microflora di vari biotopi gastrointestinali mediante metodi di genetica molecolare e cromatografia gas-liquido-spettrometria di massa, il genoma totale dei batteri gastrointestinali contiene 400mila geni, ovvero 12 volte la dimensione del genoma umano. Sottomesso analisi per omologia dei geni sequenziati dell'rRNA 16S microflora parietale (mucosa) 400 vari dipartimenti Tratto gastrointestinale ottenuto mediante esame endoscopico di varie parti dell'intestino di volontari. Come risultato dello studio, è stato dimostrato che la microflora parietale e luminale comprende 395 gruppi filogeneticamente distinti di microrganismi, di cui 244 completamente nuovi. Inoltre, l’80% dei nuovi taxa identificati durante la ricerca di genetica molecolare appartengono a microrganismi incolti. La maggior parte dei presunti nuovi filotipi di microrganismi sono rappresentanti dei generi Firmicutes e Bacteroides. Il numero totale di specie si avvicina a 1500 e richiede ulteriori chiarimenti. Il tratto gastrointestinale comunica attraverso il sistema sfinterico con l'ambiente esterno del mondo che ci circonda e, allo stesso tempo, attraverso la parete intestinale, con l'ambiente interno del corpo. Grazie a questa caratteristica, il tratto gastrointestinale ha un proprio ambiente, che può essere suddiviso in due nicchie separate: chimo e mucosa. Il sistema digestivo umano interagisce con vari batteri, che possono essere definiti “microflora endotrofica del biotopo intestinale umano”. La microflora endotrofica umana è divisa in tre gruppi principali. Il primo gruppo comprende la microflora eubiotica indigena o transitoria eubiotica benefica per l'uomo; il secondo: microrganismi neutri che vengono costantemente o periodicamente seminati dall'intestino, ma non influenzano la vita umana; il terzo comprende batteri patogeni o potenzialmente patogeni (“popolazioni aggressive”). MICROBIOTOPO DELLA CAVITÀ E DELLA PARETE DEL TRATTO GASTROINTESTINALEIn termini microecologici, il biotopo gastrointestinale può essere suddiviso in livelli (cavità orale, stomaco, sezioni intestinali) e microbiotopi (cavità, parietale ed epiteliale). La capacità di applicarsi nel microbiotopo parietale, ad es. L'adesività (la proprietà di essere fissi e colonizzare i tessuti) determina l'essenza della transitorietà o dell'indigeneità dei batteri. Questi segni, oltre all'appartenenza ad un gruppo eubiotico o aggressivo, sono i principali criteri che caratterizzano un microrganismo che interagisce con il tratto gastrointestinale. I batteri eubiotici partecipano alla creazione della resistenza alla colonizzazione del corpo, che è un meccanismo unico del sistema di barriera anti-infettiva. Microbiotopo della cavità in tutto il tratto gastrointestinale è eterogeneo, le sue proprietà sono determinate dalla composizione e dalla qualità dei contenuti dell'uno o dell'altro livello. I livelli hanno il proprio anatomico e caratteristiche funzionali, quindi il loro contenuto differisce per composizione di sostanze, consistenza, pH, velocità di movimento e altre proprietà. Queste proprietà determinano la composizione qualitativa e quantitativa delle popolazioni microbiche della cavità ad esse adatte. Microbiotopo parietale È la struttura più importante, limitante ambiente interno corpo dall'esterno. È rappresentato da depositi mucosi (gel di muco, gel di mucina), un glicocalice situato sopra la membrana apicale degli enterociti e la superficie della membrana apicale stessa. Il microbiotopo della parete è del massimo (!) interesse dal punto di vista batteriologico, poiché è in esso che si verificano le interazioni con batteri benefici o dannosi per l'uomo: ciò che chiamiamo simbiosi.
Oggi è noto che la microflora della mucosa intestinale è significativamente diversa dalla microflora del lume intestinale e delle feci. Sebbene l'intestino di ogni adulto sia abitato da una certa combinazione di specie batteriche predominanti, la composizione della microflora può cambiare a seconda dello stile di vita, della dieta e dell'età. Uno studio comparativo sulla microflora negli adulti geneticamente imparentati in un modo o nell'altro ha rivelato che la composizione della microflora intestinale fattori genetici influiscono più della nutrizione.
Nota sull'immagine: FOG - fondo dello stomaco, AOZ - antro stomaco, duodeno - duodeno (:Chernin V.V., Bondarenko V.M., Parfenov A.I. Partecipazione del microbiota luminale e della mucosa dell'intestino umano alla digestione simbionte. Bollettino di Orenburg centro scientifico Ramo degli Urali RAS ( giornale elettronico), 2013, №4) La localizzazione della microflora della mucosa corrisponde al grado della sua anaerobiosi: gli anaerobi obbligati (bifidobatteri, batterioidi, batteri dell'acido propionico, ecc.) occupano una nicchia a diretto contatto con l'epitelio, poi si trovano gli anaerobi aerotolleranti (lattobacilli, ecc.), anche più alti sono gli anaerobi facoltativi e poi gli aerobi.La microflora luminale è la più variabile e sensibile a varie influenze esogene. Cambiamenti nella dieta, impatti ambientali, terapia farmacologica, influenzano principalmente la qualità della microflora luminale. Vedi inoltre: Numero di microrganismi della microflora della mucosa e del lume A influenze esterne la microflora della mucosa è più stabile della microflora luminale. La relazione tra la microflora della mucosa e quella del lume è dinamica ed è determinata dai seguenti fattori:
MICROFLORA DELLA CAVITÀ ORALE, DELL'ESOFAGO E DELLO STOMACOConsideriamo le composizioni della normale microflora di diverse parti del tratto gastrointestinale.
La saliva è il primo fluido digestivo che elabora le sostanze alimentari e colpisce la microflora penetrante. Il contenuto totale di batteri nella saliva è variabile e in media è di 10 8 MK/ml. La normale microflora del cavo orale comprende streptococchi, stafilococchi, lattobacilli, corinebatteri, un gran numero di anaerobi. In totale, la microflora orale comprende più di 200 tipi di microrganismi. Sulla superficie della mucosa, a seconda di ciò che viene utilizzato dall'individuo prodotti per l'igiene si trovano circa 10 3 -10 5 MK/mm2. La resistenza alla colonizzazione della bocca è effettuata principalmente da streptococchi (S. salivarus, S. mitis, S. mutans, S. sangius, S. viridans), nonché rappresentanti della pelle e dei biotopi intestinali. Allo stesso tempo, S. salivarus, S. sangius, S. viridans aderiscono bene alla mucosa e alla placca dentale. Questi streptococchi alfa-emolitici, che hanno alto grado istaghesia, inibiscono la colonizzazione della bocca da parte di funghi del genere Candida e stafilococchi.
I principali microrganismi attivi nell'ambiente gastrico sono resistente agli acidi rappresentanti del genere Lactobacillus, con o senza relazione istaghesiva con la mucina, alcune specie di batteri del suolo e bifidobatteri. Lattobacilli, nonostante poco tempo stare nello stomaco, sono capaci, eccetto azione antibiotica nella cavità dello stomaco, colonizzano temporaneamente il microbiotopo parietale. Di conseguenza azione congiunta componenti protettivi, la maggior parte dei microrganismi che entrano nello stomaco muore. Tuttavia, se il funzionamento delle componenti mucose e immunobiologiche viene interrotto, alcuni batteri trovano il loro biotopo nello stomaco. Pertanto, a causa di fattori di patogenicità in cavità gastrica viene stabilita la popolazione di Helicobacter pylori.
PRINCIPALI FUNZIONI DEL TENUE Intestino tenue
- questo è un tubo lungo circa 6 metri. Occupa quasi tutto parte inferiore cavità addominale ed è la parte più lunga dell'apparato digerente, che collega lo stomaco all'intestino crasso. La maggior parte del cibo viene già digerita nell'intestino tenue con l'aiuto di sostanze speciali: gli enzimi. Alle principali funzioni dell'intestino tenue comprendono l'idrolisi della cavità e parietale del cibo, l'assorbimento, la secrezione e la protezione della barriera. In quest'ultimo, oltre ai fattori chimici, enzimatici e meccanici, gioca un ruolo significativo la microflora indigena dell'intestino tenue. Partecipa attivamente all'idrolisi delle cavità e delle pareti, nonché ai processi di assorbimento nutrienti. L'intestino tenue è uno degli anelli più importanti che garantiscono la conservazione a lungo termine della microflora parietale eubiotica. Esiste una differenza nella colonizzazione della cavità e dei microbiotopi parietali da parte della microflora eubiotica, nonché nella colonizzazione dei livelli lungo la lunghezza dell'intestino. Il microbiotopo della cavità è soggetto a fluttuazioni nella composizione e nella concentrazione delle popolazioni microbiche, mentre il microbiotopo della parete ha un’omeostasi relativamente stabile. Nello spessore dei depositi mucosi si conservano popolazioni con proprietà istaghesive alla mucina. L'intestino tenue prossimale normalmente contiene relativamente una piccola quantità di Flora gram-positiva, costituita principalmente da lattobacilli, streptococchi e funghi. La concentrazione di microrganismi è 10 2 -10 4 per 1 ml di contenuto intestinale. Quando ci avviciniamo alle parti distali dell'intestino tenue, il numero totale di batteri aumenta fino a 10 8 per 1 ml di contenuto e allo stesso tempo tipi aggiuntivi, inclusi enterobatteri, batterioidi, bifidobatteri. FUNZIONI BASE DELL'INTESTINO crasso
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Processi,_%D0%A1%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%B0_%D0%A0%D0%B0%D0%B7%D1%80%D1%83%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_Shigella_flexneri_(%D0%B0)_(%D0%A8%D0%B8%D0%B3%D0%B5%D0%BB%D0%BB%D0%B0_%D0%A4%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B0__%E2%80%94_%D0%B2%D0%B8%D0%B4_%D0%B1%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B9,_%D0%B2%D0%BE%D0%B7.jpg)
Nel 1886, uno dei fondatori della dottrina dell' intestinale infezioni descritte per la prima volta da F. Escherich intestinale bastoncino (Bacterium coli communae). Ilya Ilyich Mechnikov nel 1888, mentre lavorava all'Istituto Louis Pasteur, sostenne che in intestini gli esseri umani sono abitati da un complesso di microrganismi che hanno un “effetto autointossicante” sul corpo, ritenendo che l’introduzione di batteri “sani” nel tratto gastrointestinale possa modificare l’effetto intestinale microflora e contrastare l’intossicazione. L’implementazione pratica delle idee di Mechnikov fu l’uso di lattobacilli acidofili con 
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Tipi di microrganismi |
Età, anni |
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< 1 |
1-60 |
> 60 |
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Bifidobatteri |
10 10 - 10 11 |
10 9 - 10 10 |
10 8 - 10 9 |
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Lattobacilli |
10 6 - 10 7 |
10 7 - 10 8 |
10 6 - 10 7 |
|
Bacteroides |
10 7 - 10 8 |
10 9 - 10 10 |
10 10 - 10 11 |
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Enterococchi |
10 5 - 10 7 |
10 5 - 10 8 |
10 6 - 10 7 |
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Fusobatteri |
<10 6 |
10 8 - 10 9 |
10 8 - 10 9 |
|
Eubatteri |
10 6 - 10 7 |
10 9 - 10 10 |
10 9 - 10 10 |
|
Peptostreptococchi |
<10 5 |
10 9 - 10 10 |
10 10 |
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Clostridi |
<=10 3 |
<=10 5 |
<=10 6 |
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Escherichia coli tipica |
10 7 - 10 8 |
10 7 - 10 8 |
10 7 - 10 8 |
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E. coli lattosio-negativo |
<10 5 |
<10 5 |
<10 5 |
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E. coli emolitico |
|||
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Altre enterobatteriacee opportunistiche< * > |
<10 4 |
<10 4 |
<10 4 |
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Staphylococcus aureus |
|||
|
Stafilococchi (saprofiti, epidermici) |
<=10 4 |
<=10 4 |
<=10 4 |
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Funghi simili al lievito del genere Candida |
<=10 3 |
<=10 4 |
<=10 4 |
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Batteri non fermentanti< ** > |
<=10 3 |
<=10 4 |
<=10 4 |
<*>- rappresentanti dei generi Klebsiella, Enterobacter, Hafnia, Serratia, Proteus, Morganella, Providecia, Citrobacter, ecc.,< ** >- Pseudomonas, Acinetobacter, ecc.
Oltre a quelli elencati nella tabella. 1, nel colon umano sono presenti in quantità variabili batteri dei seguenti tipi:
Actinomyces, Bacillus, Corynebacterium, Peptococcus, Acidaminococcus, Anaerovibrio, Butyrovivibrio, Acetovibrio, Campylobacter, Disulfomonas, Propionibatterio
,Roseburia,Selenomonas,
Spirochete, Succinomonas, Coprococcus.
Oltre a questi gruppi di microrganismi si possono trovare anche rappresentanti di altri batteri anaerobici ( Gemiger, Anaerobiospirillum, Metanobrevibacter, Megasphaera, Bilophila), vari rappresentanti di generi protozoari non patogeni ( Chilomastix, Endolimax, Entamoeba, Enteromonas) e più di dieci virus intestinali (Ardatskaya M.D., Minushkin O.N. Principi moderni di diagnostica e correzione farmacologica// Gastroenterologia, supplemento alla rivista Consilium Medicum. - 2006. - T. 8. - N. 2.)
La distribuzione dei microrganismi lungo il tratto gastrointestinale ha schemi abbastanza rigidi ed è strettamente correlata allo stato dell'apparato digerente (Tabella 2).
Tabella 2. Concentrazione (distribuzione) media di microrganismi in varie parti del tratto gastrointestinale negli adulti sani [ 3 ]
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Tipi di batteri |
Concentrazione media di microrganismi (in 1 ml o 1 g) |
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Stomaco |
digiuno |
Ileo |
Colon |
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Totale |
0-10 3 |
0-10 5 |
10 2 -10 7 |
10 10 -10 12 |
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Anaerobi |
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Bacteroides |
Raramente |
0-10 3 |
10 3 -10 7 |
10 10 -10 12 |
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Bifidobatteri |
Raramente |
0-10 4 |
10-10 9 |
10 8 -10 12 |
|
Enterococchi |
Raramente |
0-10 3 |
10 2 -10 6 |
10 10 -10 12 |
|
Clostridi |
Raramente |
Raramente |
10 2 -10 6 |
10 6 -10 8 |
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Eubatteri |
Raramente |
Raramente |
Raramente |
10 9 -10 12 |
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Anaerobi facoltativi, aerobi |
||||
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Enterobatteriacee |
0-10 2 |
0-10 3 |
10 2 -10 7 |
10 4 -10 10 |
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Streptococchi |
0-10 2 |
0-10 4 |
10 2 -10 6 |
10 5 -10 10 |
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Stafilococco |
0-10 2 |
0-10 3 |
10 2 -10 5 |
10 4 -10 9 |
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Lattobacetria |
0-10 2 |
0-10 4 |
10 2 -10 5 |
10 4 -10 10 |
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Funghi |
0-10 2 |
0-10 2 |
10 2 -10 4 |
10 4 -10 6 |
Vedi inoltre:
NUMERO DI MICROORGANISMI DELLA MICROFLORA MUCOSA E LUMINALE IN DIVERSI SEZIONI DELL'INTESTINO
La maggior parte dei microrganismi (circa il 90%) è costantemente presente in alcune sezioni e costituisce la microflora principale (residente); circa il 10% è facoltativo (o microflora aggiuntiva di accompagnamento); e lo 0,01-0,02% rappresenta microrganismi casuali (o transitori, residui). È convenzionalmente accettato che la microflora principale del colon sia rappresentata da batteri anaerobici, mentre i batteri aerobi costituiscono la microflora associata. Alla microflora residua appartengono stafilococchi, clostridi, protei e funghi. Inoltre, nel colon vengono rilevati circa 10 virus intestinali e alcuni rappresentanti di protozoi non patogeni. Nel colon ci sono sempre un ordine di grandezza in più anaerobi obbligati e facoltativi rispetto agli aerobi, e gli anaerobi stretti aderiscono direttamente alle cellule epiteliali, gli anaerobi facoltativi si trovano più in alto, seguiti dai microrganismi aerobici. Pertanto, i batteri anaerobici (principalmente bifidobatteri e batterioidi, la cui quota totale rappresenta circa il 60% del numero totale di batteri anaerobici) sono il gruppo più costante e numeroso di microflora intestinale che svolge funzioni di base.
FUNZIONI DELLA MICROFLORA NORMALE
L'intero insieme di microrganismi e macroorganismo costituisce una sorta di simbiosi, in cui ciascuno beneficia della propria esistenza e influenza il proprio partner. Le funzioni della microflora intestinale in relazione al macroorganismo si realizzano sia a livello locale che a livello sistemico, a questa influenza contribuiscono vari tipi di batteri.
La microflora del tratto digestivo svolge le seguenti funzioni:
- Effetti morfocinetici ed energetici (approvvigionamento energetico all'epitelio, regolazione della motilità intestinale, apporto di calore all'organismo, regolazione della differenziazione e rigenerazione dei tessuti epiteliali).
- Formazione di una barriera protettiva della mucosa intestinale, soppressione della crescita microflora patogena.
- Ruolo immunogenico (stimolazione del sistema immunitario, stimolazione dell'immunità locale, compresa la produzione di immunoglobuline).
- Modulazione delle funzioni del citocromo P450 nel fegato e produzione di citocromi simili a P450.
- Detossificazione di sostanze e composti tossici esogeni ed endogeni.
- Produzione di vari composti biologicamente attivi, attivazione di alcuni farmaci.
- Attività mutagena/antimutagena (aumento della resistenza delle cellule epiteliali agli agenti mutageni (cancerogeni), distruzione degli agenti mutageni).
- Regolazione della composizione gassosa delle cavità.
- Regolazione delle reazioni comportamentali.
- Regolazione della replicazione e dell'espressione genica nelle cellule procariotiche ed eucariotiche.
- Regolazione della morte programmata delle cellule eucariotiche (apoptosi).
- Deposito di materiale genetico microbico.
- Partecipazione all'eziopatogenesi delle malattie.
- Partecipazione al metabolismo del sale marino, mantenendo l'omeostasi ionica del corpo.
- Formazione di tolleranza immunologica agli antigeni alimentari e microbici.
- Partecipazione alla resistenza alla colonizzazione.
- Garantire l'omeostasi delle relazioni simbiotiche tra cellule procariotiche ed eucariotiche.
- Partecipazione al metabolismo: metabolismo delle proteine, dei grassi (fornitura di substrati della lipogenesi) e dei carboidrati (fornitura dei substrati della gluconeogenesi), regolazione degli acidi biliari, degli steroidi e di altre macromolecole
Guarda anche:
COSÌ, bifidobatteri A causa della fermentazione di oligo e polisaccaridi, producono acido lattico e acetato, che forniscono un ambiente battericida, secernono sostanze che inibiscono la crescita di batteri patogeni, aumentando la resistenza del corpo del bambino alle infezioni intestinali. bambino affetto da bifidobatteri si riflettono anche in un ridotto rischio di sviluppare allergie alimentari.
Lattobacilli riducono l'attività della perossidasi, fornendo un effetto antiossidante, hanno attività antitumorale, stimolano la produzione immunoglobulina A(IgA), sopprimono la crescita della microflora patogena e stimolano la crescita della flora latto- e bifida e hanno un effetto antivirale.
Dei rappresentanti enterobatteri la cosa più importante è Escherichia coli M17, che produce colicina B, grazie alla quale inibisce la crescita di Shigella, Salmonella, Klebsiella, Serracia, Enterobacter e ha un leggero effetto sulla crescita di stafilococchi e funghi. L'E. coli contribuisce anche alla normalizzazione della microflora dopo terapia antibatterica e malattie infiammatorie e infettive.
Enterococchi (Enterococcus avium, faecalis, faecium) stimolano l'immunità locale attivando i linfociti B e aumentando la sintesi di IgA, il rilascio di interleuchine-1β e -6, γ-interferone; hanno effetti antiallergici e antimicotici.
Escherichia coli, bifidobatteri e lattobacilli svolgono una funzione di formazione delle vitamine (partecipano alla sintesi e all'assorbimento delle vitamine K, del gruppo B, degli acidi folico e nicotinico). Nella sua capacità di sintetizzare vitamine, E. coli è superiore a tutti gli altri batteri della microflora intestinale, sintetizzando tiamina, riboflavina, acidi nicotinico e pantotenico, piridossina, biotina, acido folico, cianocobalamina e vitamina K. I bifidobatteri sintetizzano acido ascorbico, bifidobatteri e i lattobacilli favoriscono l'assorbimento del calcio e della vitamina D , migliorano l'assorbimento del ferro (grazie alla creazione di un ambiente acido).
Processo di digestione può essere condizionatamente suddiviso in proprio (remoto, cavità, autolitico e membrana), effettuato dagli enzimi del corpo, e digestione simbiotica, che avviene con l'assistenza della microflora. La microflora dell'intestino umano è coinvolta nella fermentazione di componenti alimentari precedentemente non risolti, principalmente carboidrati, come amido, oligo e polisaccaridi (compresa la cellulosa), nonché proteine e grassi.
Le proteine e i carboidrati che non vengono assorbiti nell'intestino tenue del cieco subiscono una degradazione batterica più profonda, principalmente ad opera dell'Escherichia coli e degli anaerobi. I prodotti finali risultanti dal processo di fermentazione batterica hanno effetti diversi sulla salute umana. Per esempio, butirrato necessario per la normale esistenza e funzionamento dei colonciti, è un importante regolatore della loro proliferazione e differenziazione, nonché dell'assorbimento di acqua, sodio, cloro, calcio e magnesio. Insieme ad altri acidi grassi volatili influisce sulla motilità del colon, in alcuni casi accelerandola, in altri rallentandola. Quando i polisaccaridi e le glicoproteine vengono scomposti dalle glicosidasi microbiche extracellulari, si formano tra l'altro monosaccaridi (glucosio, galattosio, ecc.), la cui ossidazione rilascia almeno il 60% della loro energia libera nell'ambiente sotto forma di calore.
Tra le funzioni sistemiche più importanti della microflora c'è la fornitura di substrati per la gluconeogenesi, la lipogenesi, nonché la partecipazione al metabolismo proteico e il riciclaggio degli acidi biliari, degli steroidi e di altre macromolecole. La conversione del colesterolo in coprostanolo, che non viene assorbito nel colon, e la trasformazione della bilirubina in stercobilina e urobilina sono possibili solo con la partecipazione dei batteri nell'intestino.
Il ruolo protettivo della flora saprofita si realizza sia a livello locale che sistemico. Creando un ambiente acido, grazie alla formazione di acidi organici e riducendo il pH del colon a 5,3-5,8, la microflora simbionte protegge una persona dalla colonizzazione da parte di microrganismi patogeni esogeni e sopprime la crescita di microrganismi patogeni, putrefattivi e che formano già gas presente nell'intestino. Il meccanismo di questo fenomeno è la competizione della microflora per nutrienti e siti di legame, nonché la produzione da parte della normale microflora di alcune sostanze che inibiscono la crescita di agenti patogeni e hanno attività battericida e batteriostatica, comprese quelle antibiotiche. I metaboliti a basso peso molecolare della microflora saccarolitica, principalmente acidi grassi volatili, lattato, ecc., hanno un notevole effetto batteriostatico. Sono in grado di inibire la crescita della salmonella, della dissenteria Shigella e di molti funghi.
Inoltre, la microflora intestinale rafforza la barriera immunologica intestinale locale. È noto che negli animali sterili si riscontra un numero molto piccolo di linfociti nella lamina propria; inoltre questi animali presentano immunodeficienza. Il ripristino della normale microflora porta rapidamente ad un aumento del numero di linfociti nella mucosa intestinale e alla scomparsa dell'immunodeficienza. I batteri saprofiti, in una certa misura, hanno la capacità di modulare il livello di attività fagocitaria, riducendolo nelle persone che soffrono di allergie e, al contrario, aumentandolo negli individui sani.
Così, microflora gastrointestinale non solo forma l'immunità locale, ma svolge anche un ruolo enorme nella formazione e nello sviluppo del sistema immunitario del bambino e mantiene la sua attività anche in un adulto. La flora residente, in particolare alcuni microrganismi, ha proprietà immunogeniche piuttosto elevate, che stimolano lo sviluppo dell'apparato linfoide intestinale e dell'immunità locale (principalmente aumentando la produzione del collegamento chiave nel sistema immunitario locale - IgA secretoria), e porta anche ad un aumento sistemico del tono del sistema immunitario, con attivazione dell'immunità cellulare e umorale.
Vedi inoltre:
MICROFLORA INTESTINALE E IMMUNITÀ
Stimolazione sistemica del sistema immunitario- una delle funzioni più importanti della microflora. È noto che negli animali da laboratorio privi di germi non solo il sistema immunitario viene soppresso, ma si verifica anche l'involuzione degli organi immunocompetenti. Pertanto, in caso di disturbi della microecologia intestinale, carenza di flora bifida e lattobacilli e colonizzazione batterica senza ostacoli dell'intestino tenue e crasso, si creano le condizioni per ridurre non solo la protezione locale, ma anche la resistenza dell'organismo nel suo insieme.
Nonostante la loro sufficiente immunogenicità, i microrganismi saprofiti non provocano reazioni del sistema immunitario. Forse questo accade perché la microflora saprofita è una sorta di deposito di geni plasmidici e cromosomici microbici, che scambiano materiale genetico con le cellule ospiti. Le interazioni intracellulari si realizzano attraverso endocitosi, fagocitosi, ecc. Con le interazioni intracellulari si ottiene l'effetto dello scambio di materiale cellulare. Di conseguenza, i rappresentanti della microflora acquisiscono recettori e altri antigeni inerenti all'ospite. Questo li rende “amici” del sistema immunitario del macroorganismo. Come risultato di questo scambio, i tessuti epiteliali acquisiscono antigeni batterici.
Viene discussa la questione del ruolo chiave della microflora nel fornire protezione antivirale all'ospite. Grazie al fenomeno del mimetismo molecolare e alla presenza di recettori acquisiti dall'epitelio ospite, la microflora diventa capace di intercettare ed eliminare i virus che dispongono degli opportuni ligandi.
Pertanto, insieme al basso pH del succo gastrico, l'attività motoria e secretiva dell'intestino tenue,microflora gastrointestinalesi riferisce a fattori non specifici della difesa del corpo.
Una funzione importante della microfloraÈ sintesi di un certo numero di vitamine. Il corpo umano riceve vitamine principalmente dall'esterno, da alimenti di origine vegetale o animale. Le vitamine in entrata vengono normalmente assorbite nell'intestino tenue e parzialmente utilizzate dalla microflora intestinale. I microrganismi che popolano l’intestino dell’uomo e degli animali producono e utilizzano molte vitamine. È interessante notare che i microbi dell'intestino tenue svolgono il ruolo più importante per l'uomo in questi processi, poiché le vitamine da loro prodotte possono essere assorbite efficacemente ed entrare nel flusso sanguigno, mentre le vitamine sintetizzate nell'intestino crasso non vengono praticamente assorbite e sono inaccessibili a umani. La soppressione della microflora (ad esempio con gli antibiotici) riduce anche la sintesi delle vitamine. Al contrario, creando condizioni favorevoli per i microrganismi, ad esempio mangiando una quantità sufficiente di prebiotici, aumenta l’apporto di vitamine al macroorganismo.
Gli aspetti legati alla sintesi da parte della microflora intestinale sono attualmente i più studiati. acido folico, vitamina B12 e vitamina K.
L'acido folico (vitamina B 9), se fornito con il cibo, viene assorbito efficacemente nell'intestino tenue. Il folato, sintetizzato nel colon dai rappresentanti della normale microflora intestinale, viene utilizzato esclusivamente per i propri bisogni e non viene utilizzato dal macroorganismo. Tuttavia, la sintesi dei folati nel colon può essere importante per il normale stato del DNA dei colonociti.
I microrganismi intestinali che sintetizzano la vitamina B 12 vivono sia nell'intestino crasso che in quello tenue. Tra questi microrganismi, i più attivi sotto questo aspetto sono i rappresentanti Pseudomonas e Klebsiella sp. Tuttavia, le capacità della microflora di compensare completamente l'ipovitaminosi B 12 non sono sufficienti.
L'abilità di epitelio intestinale resistere ai processi cancerogenesi. Si presume che uno dei motivi della maggiore incidenza dei tumori del colon, rispetto all'intestino tenue, sia la mancanza di componenti citoprotettivi, la maggior parte dei quali vengono assorbiti nelle sezioni centrali del tratto gastrointestinale. Tra questi ci sono la vitamina B 12 e l'acido folico, che insieme determinano la stabilità DNA cellulare, in particolare il DNA delle cellule epiteliali del colon. Anche una lieve carenza di queste vitamine, che non causa anemia o altre gravi conseguenze, porta tuttavia a significative aberrazioni nelle molecole del DNA dei colonociti, che possono diventare la base della cancerogenesi. È noto che l'apporto insufficiente di vitamine B 6, B 12 e acido folicoè associato ad un aumento dell’incidenza del cancro del colon nella popolazione. La carenza di vitamine porta all'interruzione dei processi di metilazione del DNA, alle mutazioni e, di conseguenza, al cancro del colon. Il rischio di carcinogenesi del colon aumenta con un basso consumo di fibre alimentari e verdure, che garantiscono il normale funzionamento della microflora intestinale, che sintetizza fattori trofici e protettivi per il colon.
La vitamina K esiste in diverse varietà ed è richiesta dal corpo umano per la sintesi di varie proteine che legano il calcio. La fonte della vitamina K 1, il filochinone, proviene da prodotti vegetali, mentre la vitamina K 2, un gruppo di composti del menachinone, è sintetizzata nell'intestino tenue umano. La sintesi microbica della vitamina K 2 è stimolata dalla carenza di filochinone nella dieta ed è perfettamente in grado di compensarla. Allo stesso tempo, la carenza di vitamina K2 con ridotta attività della microflora viene scarsamente corretta dalle misure dietetiche. Pertanto, i processi di sintesi nell'intestino sono una priorità per fornire al macroorganismo questa vitamina. Anche la vitamina K viene sintetizzata nel colon, ma viene utilizzata principalmente per il fabbisogno della microflora e dei colonciti.
La microflora intestinale partecipa alla disintossicazione di substrati e metaboliti esogeni ed endogeni (ammine, mercaptani, fenoli, steroidi mutageni, ecc.) E, da un lato, è un potente assorbente, che rimuove i prodotti tossici dal corpo con contenuto intestinale, e d'altra parte, li utilizza nelle reazioni metaboliche per i loro bisogni. Inoltre, i rappresentanti della microflora saprofita producono sostanze simili agli estrogeni a base di coniugati di acidi biliari, che influenzano la differenziazione e la proliferazione dei tessuti epiteliali e di altri tessuti modificando l'espressione genica o la natura della loro azione.
Pertanto, le relazioni tra microrganismi e macrorganismi sono complesse e si verificano a livello metabolico, regolatorio, intracellulare e genetico. Tuttavia, il normale funzionamento della microflora è possibile solo con un buon stato fisiologico del corpo e, prima di tutto, con un'alimentazione normale.
NUTRIZIONE PER LA MICROFLORA DEL TRATTO INTESTINALE
Inoltre vedi anche:
SINIBIOTI E
Nutrizione dei microrganismi, che abita l'intestino, è fornito da nutrienti provenienti dalle sezioni sovrastanti del tratto gastrointestinale, che non vengono digerite dai propri sistemi enzimatici e non vengono assorbite nell'intestino tenue. Queste sostanze sono necessarie per soddisfare il fabbisogno energetico e plastico dei microrganismi. La capacità di utilizzare i nutrienti per la propria vita dipende dai sistemi enzimatici di vari batteri.
A seconda di ciò, i batteri con attività prevalentemente saccarolitica vengono convenzionalmente isolati, il cui principale substrato energetico sono i carboidrati (tipici principalmente della flora saprofita), con attività prevalentemente proteolitica, utilizzando proteine a fini energetici (tipici per la maggior parte dei rappresentanti della flora patogena e condizionatamente patogena ) e attività miste. Di conseguenza, la predominanza di alcuni nutrienti negli alimenti e l'interruzione della loro digestione stimoleranno la crescita di vari microrganismi.
Le principali fonti di nutrimento ed energia per il microbiota intestinale sono i carboidrati indigeribili: fibra alimentare , amido resistente, poli isaccaridi, oligosaccaridi
In precedenza, questi componenti alimentari venivano chiamati "zavorra", suggerendo che non hanno alcun significato significativo per il macroorganismo, ma con lo studio del metabolismo microbico, la loro importanza divenne evidente non solo per la crescita della microflora intestinale, ma per la salute umana in generale. .
Secondo la definizione moderna, sono componenti alimentari parzialmente o completamente indigeribili che stimolano selettivamente la crescita e/o il metabolismo di uno o più gruppi di microrganismi che vivono nell'intestino crasso, garantendo la normale composizione della microbiocenosi intestinale.
I microrganismi del colon soddisfano il loro fabbisogno energetico attraverso la fosforilazione del substrato anaerobico (Fig. 1), il cui metabolita chiave è acido piruvico(PVK). Il PVC si forma dal glucosio durante la glicolisi. Inoltre, a seguito della riduzione del PVC, si formano da una a quattro molecole adenosina trifosfato(ATP). L'ultima fase dei processi sopra indicati è denominata fermentazione, che può prendere percorsi diversi con la formazione di metaboliti diversi.
- Fermentazione lattica omofermentante caratterizzata dalla formazione predominante di acido lattico (fino al 90%) ed è tipica dei lattobacilli e degli streptococchi del colon.
- Fermentazione lattica eterofermentante , in cui si formano anche altri metaboliti (incluso l'acido acetico), è caratteristico dei bifidobatteri.
- Fermentazione alcolica , che porta alla formazione di anidride carbonica ed etanolo, è in alcuni rappresentanti un effetto collaterale metabolico Lattobacilli e Clostridium. Alcuni tipi di enterobatteri ( Escherichia coli) e i clostridi ottengono energia dalla fermentazione dell'acido formico, dell'acido propionico, dell'acido butirrico, dell'acetone butile o dell'omoacetato.
Come risultato del metabolismo microbico nel colon, si forma acido lattico, acidi grassi a catena corta(C 2 - acetico; C 3 - propionico; C 4 - oleoso/isobutirrico; C 5 - valerico/isovalerico; C 6 - capronico/isocaproico), anidride carbonica, idrogeno, acqua. L'anidride carbonica viene in gran parte convertita in acetato, l'idrogeno viene assorbito ed espulso attraverso i polmoni e gli acidi organici (principalmente acidi grassi a catena corta) vengono utilizzati dal macroorganismo. La normale microflora del colon, elaborando i carboidrati che non vengono digeriti nell'intestino tenue, produce acidi grassi a catena corta con una quantità minima delle loro isoforme. Allo stesso tempo, quando la microbiocenosi viene interrotta e aumenta la proporzione della microflora proteolitica, questi acidi grassi iniziano a essere sintetizzati dalle proteine principalmente sotto forma di isoforme, che da un lato influiscono negativamente sulla condizione del colon e possono essere un indicatore diagnostico, dall'altro.
Inoltre, vari rappresentanti della flora saprofita hanno il proprio fabbisogno di determinati nutrienti, spiegato dalle caratteristiche del loro metabolismo. COSÌ, bifidobatteri abbattere mono-, di-, oligo- e polisaccaridi, utilizzandoli come substrato energetico e plastico. Allo stesso tempo possono fermentare le proteine, anche a scopo energetico; Non sono esigenti quando si tratta di ottenere la maggior parte delle vitamine dal cibo, ma hanno bisogno dei pantotenati.
Lattobacilli Utilizzano anche vari carboidrati per scopi energetici e plastici, ma non scompongono bene proteine e grassi, quindi hanno bisogno di aminoacidi, acidi grassi e vitamine dall'esterno.
Enterobatteriacee scomporre i carboidrati per produrre anidride carbonica, idrogeno e acidi organici. Allo stesso tempo, esistono ceppi lattosio negativi e lattosio positivi. Possono anche utilizzare proteine e grassi, quindi hanno poco bisogno di un apporto esterno di aminoacidi, acidi grassi e della maggior parte delle vitamine.
È ovvio che il nutrimento della microflora saprofita ed il suo normale funzionamento dipende fondamentalmente dall’apporto di carboidrati non digeriti (di-, oligo- e polisaccaridi) a fini energetici, nonché di proteine, aminoacidi, purine e pirimidine, grassi, carboidrati, vitamine e minerali - per lo scambio di plastica. La chiave per fornire ai batteri i nutrienti necessari è la nutrizione razionale del macroorganismo e il normale corso dei processi digestivi.
La composizione dettagliata della microflora intestinale è indicata nell'Appendice 1.
Tutta la microflora intestinale è divisa in: - obbligata (microflora principale); - parte facoltativa (microflora opportunistica e saprofita); Microflora obbligata.
I bifidobatteri sono i rappresentanti più significativi dei batteri obbligati nell'intestino di bambini e adulti. Sono anaerobi, non formano spore e sono bastoncini gram-positivi morfologicamente grandi, di forma uniforme o leggermente ricurva. Le estremità dei bastoncini nella maggior parte dei bifidobatteri sono biforcute, ma possono anche essere assottigliate o ispessite sotto forma di rigonfiamenti sferici.
La maggior parte della popolazione di bifidobatteri si trova nell'intestino crasso, essendo la sua principale microflora parietale e luminale. I bifidobatteri sono presenti nell'intestino per tutta la vita; nei bambini costituiscono dal 90 al 98% di tutti i microrganismi intestinali, a seconda dell'età.
La bifidoflora inizia ad occupare una posizione dominante nel panorama microbico dell'intestino nei neonati sani allattati al seno entro il 5-20esimo giorno dopo la nascita. Tra i vari tipi di bifidobatteri nei bambini allattati al seno predomina il Bifidobacterium bifidum.
Si distinguono le seguenti funzioni dei bifidobatteri:
Per associazione con la mucosa intestinale, forniscono una protezione fisiologica della barriera intestinale dalla penetrazione di microbi e tossine nell'ambiente interno del corpo; - possiedono un'elevata attività antagonista nei confronti di microrganismi patogeni e condizionatamente patogeni dovuta alla produzione di acidi grassi organici; - partecipare all'utilizzazione dei substrati alimentari e all'attivazione della digestione parietale; - sintetizzano aminoacidi e proteine, vitamina K, acido pantotenico, vitamine del gruppo B: B1 - tiamina, B2 - riboflavina, B3 - acido nicotinico, Bc - acido folico, B6 - piridossina, - contribuiscono ad un migliore assorbimento degli ioni calcio e ferro attraverso pareti intestinali , vitamina D. Un altro rappresentante della microflora obbligata del tratto gastrointestinale sono i lattobacilli, che sono bastoncini Gram-positivi con polimorfismo pronunciato, disposti in catene o singolarmente, non sporigeni. La lattoflora popola il corpo di un neonato nel primo periodo postnatale. L'habitat dei lattobacilli sono varie parti del tratto gastrointestinale, dalla cavità orale al colon.
Nel processo di attività vitale, i lattobacilli entrano in una complessa interazione con altri microrganismi, a seguito della quale vengono soppressi i microrganismi putrefattivi e piogeni condizionatamente patogeni, principalmente le protee, nonché gli agenti causali delle infezioni intestinali acute.
Durante il normale metabolismo sono in grado di formare acido lattico, acqua ossigenata, produrre lisozima e altre sostanze ad attività antibiotica: reuterina, plantaricina, lattocidina, lattolina. Nello stomaco e nell'intestino tenue i lattobacilli, in collaborazione con l'organismo ospite, costituiscono il principale collegamento microbiologico nella formazione della resistenza alla colonizzazione. Insieme ai bifidobatteri e ai lattobacilli, un gruppo di normali formatori di acido, ad es. i batteri che producono acidi organici sono propionobatteri anaerobici. Riducendo il pH dell'ambiente, i propionobatteri mostrano proprietà antagoniste contro i batteri patogeni e condizionatamente patogeni. I rappresentanti della microflora intestinale obbligata includono anche Escherichia coli (Escherichia coli).
La nicchia ecologica in un corpo sano è l'intestino crasso e le parti distali dell'intestino tenue. È stato rivelato che l'Escherichia favorisce l'idrolisi del lattosio; partecipare alla produzione di vitamine, principalmente vitamina K, gruppo B; produrre colicine - sostanze simili agli antibiotici che inibiscono la crescita dell'Escherichia coli enteropatogeno; stimolare la formazione di anticorpi. I Bacteroides sono microrganismi anaerobici non sporigeni. Il loro livello nell'intestino crasso varia da 107 a 1011 CFU/g feci. Il ruolo dei batterioidi non è completamente compreso, ma è stato stabilito che prendono parte alla digestione, scompongono gli acidi biliari e partecipano al metabolismo dei lipidi. I peptostreptococchi sono streptococchi anaerobici Gram-positivi non fermentanti coinvolti nella proteolisi delle proteine del latte e nella fermentazione dei carboidrati. Non hanno proprietà emolitiche.
Gli enterococchi svolgono un metabolismo di tipo fermentativo, fermentano una varietà di carboidrati con formazione principalmente di acido lattico, ma non di gas. In alcuni casi il nitrato viene ridotto, solitamente il lattosio viene fermentato.
La microflora intestinale facoltativa è rappresentata da peptococchi, stafilococchi, streptococchi, bacilli, lieviti e funghi simili a lieviti. I peptococchi (cocchi anaerobici) metabolizzano peptone e amminoacidi per formare acidi grassi, producono idrogeno solforato, acido acetico, lattico, citrico, isovalerico e altri. Gli stafilococchi - non emolitici (epidermici, saprofiti) - fanno parte del gruppo della microflora saprofita che entra nel corpo da oggetti ambientali. Il nitrato è solitamente ridotto a nitrito
Gli streptococchi vengono rilevati nell'intestino di una persona sana in una quantità di 104 - 105 CFU/g di feci. Tra questi ci sono ceppi non patogeni come lo streptococco dell'acido lattico. Gli streptococchi intestinali non patogeni hanno attività antagonista contro i patogeni. Gli streptococchi producono principalmente lattato, ma non gas. I bacilli nell'intestino possono essere rappresentati da tipi di microrganismi aerobici e anaerobici. Dai carboidrati o dal peptone formano una miscela di acidi organici e alcoli. Il lievito e alcuni funghi simili al lievito sono classificati come microflora saprofita. I funghi simili al lievito del genere Candida, molto spesso C.albicans e C.steleatoidea, sono microrganismi patogeni opportunisti. Possono verificarsi in tutti gli organi addominali dell'apparato digerente e nell'area vulvovaginale. Gli enterobatteri condizionatamente patogeni comprendono rappresentanti della famiglia Enterobacteriacae (batteri intestinali): Klebsiella, Proteus, Citrobacter, Enterobacter, Serration, ecc. I fusobatteri sono batteri gram-negativi, non sporigeni, polimorfici a forma di bastoncello, rappresentanti della microflora anaerobica di il colon. La loro importanza nella microbiocenosi non è stata sufficientemente studiata. I bastoncini Gram-negativi non fermentanti vengono spesso rilevati come microflora transitoria, perché I batteri di questo gruppo vivono liberi e entrano facilmente nell'intestino dall'ambiente.
Riassumendo tutto quanto sopra, possiamo evidenziare le seguenti funzioni della microflora dell'intestino crasso:
Protettivo: la microflora normale sopprime la microflora estranea, che regolarmente (con cibo e acqua) entra nel tratto gastrointestinale (poiché è un sistema aperto)
Enzimatico: la microflora normale è in grado di digerire proteine e carboidrati. Le proteine (che non hanno avuto il tempo di essere digerite nel tratto gastrointestinale superiore) vengono digerite nel cieco - un processo di putrefazione che produce gas che stimolano la motilità del colon, causando feci
La sintesi delle vitamine avviene principalmente nel cieco, dove vengono assorbite. La normale microflora garantisce la sintesi di tutte le vitamine del gruppo B, una parte significativa dell'acido nicotinico (fino al 75% del fabbisogno giornaliero del corpo) e di altre vitamine.
Sintesi di un numero di aminoacidi e proteine (soprattutto in caso di loro carenza).
Partecipazione allo scambio di microelementi: i bifidobatteri aiutano a migliorare i processi di assorbimento degli ioni calcio e ferro (nonché della vitamina D) attraverso le pareti intestinali.
La disintossicazione dagli xenobiotici (neutralizzazione delle sostanze tossiche) è un'importante funzione fisiologica della microflora intestinale, come risultato della sua attività chimica (biotrasformazione degli xenobiotici con formazione di prodotti non tossici e la loro successiva eliminazione accelerata dall'organismo, nonché la loro inattivazione e bioassorbimento).
Effetto immunizzante – la normale microflora stimola la sintesi di anticorpi e complemento; nei bambini – favorisce la maturazione e la formazione del sistema immunitario.
La multifunzionalità della microflora normale determina l'importanza di mantenerne la composizione stabile.
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