Човешката чревна микробиота: Един вътрешен свят
Планетата Земя е дом на трилиони по своему уникални живи същества. Представете си друг свят, населен с причудливи създания, които, подобно на тези на Земята, постоянно взаимодействат помежду си и с околната среда. В съзнанието ни изниква образът на друга планета, но не и на човека. А всъщност именно човешкото тяло е местообитание на огромна популация микроорганизми. Това е цяла екосистема, толкова уникална, че в света не съществуват двама души с напълно идентичен микробиом.
Човешкият микробиом включва микробиомите на:
-
кожата
-
устната кухина
-
дихателните пътища
-
урогениталния тракт
-
червата
Най-разнообразният и най-гъсто населен микробиом в нашето тяло е чревният. Именно на него е посветена тази статия.
Какво представлява чревната микробиота и защо е необходима
Чревната микробиота, или по-старото название – чревна микрофлора, е общото наименование на микроорганизмите (бактерии, археи, гъби, протисти и водорасли), които обитават храносмилателния тракт на хората и другите животни (включително насекоми). При човека най-често съществуват съвместно бактерии, археи и гъби.
Взаимоотношенията между човека и неговата чревна микробиота се определят като коменсални – полезни за едната страна и неутрални за другата, както и мутуалистични – взаимноизгодни и взаимозависими отношения, при които присъствието на партньора става задължително условие за съществуването на всеки от тях.
Каква е ползата за микробите? Ние им осигуряваме „подслон и храна“ – защитаваме ги от неблагоприятната външна среда и ги подхранваме редовно, когато се храним сами. Но каква е ползата за човека от тези невидими спътници?
Основни функции на чревната микробиота
Чревните бактерии участват в извличането на енергия от храната, в производството на ключови вещества за метаболизма на организма, в развитието на имунната система, както и в защитата от стомашно-чревни инфекциозни заболявания.
Участие в храносмилането и производството на метаболити
Бактериите разграждат хранителни компоненти, които човешките ензими не могат да преработят. Те метаболизират неразградените въглехидрати (устойчиви форми на нишесте, някои полизахариди и компоненти на растителната клетъчна стена), като синтезират важни за обмяната на веществата съединения: органични киселини, късоверижни мастни киселини (КВМК), витамини от група K и B, аминокиселини и екзополизахариди.
Тези метаболити се абсорбират в кръвта или действат директно в червата, оказвайки положително влияние върху целия организъм [1].
Модулиране на имунитета и защита на червата
Микробиотата играе незаменима роля в поддържането на бариерната функция на червата и в осигуряването на локален имунитет на лигавицата. Здравата чревна микробиота е необходима за развитието и „обучението“ на имунните клетки и за тяхното активно функциониране както в стомашно-чревния тракт, така и в целия организъм.
Податливостта към множество бактериални, вирусни и паразитни инфекции се увеличава при загуба на колонизационна резистентност и при нарушен имунен отговор [2].
Чревният епител е основният посредник между имунната система и външната среда. Развитието на имунната система на организма се влияе от непрекъснатите и динамични взаимодействия с чревната микробиота и нейните метаболити. Бактериите са неразделна част от ранното развитие на имунната система на червата и лигавиците.
Клетките на чревния епител предотвратяват заплахи от патогени, като предават сигнали към вродения имунитет чрез специфични рецептори. Тези рецептори разпознават и се свързват с определени бактериални молекули, което води до активиране на имунен отговор и освобождаване на защитни пептиди, цитокини и левкоцити [3].
Колонизационна резистентност
Коменсалната микробиота конкурира патогенните бактерии за хранителни вещества и места на прикрепване към чревната лигавица. Освен това тя произвежда антимикробни пептиди – бактериоцини. По този начин полезните микроорганизми потискат адхезията на патогенните бактерии и предпазват организма от инфектиране [2].
Пример
Щамът Bacillus thuringiensis произвежда пептида турицин, който има антимикробно действие срещу Clostridium difficile – основен причинител на псевдомембранозен колит (тежко инфекциозно заболяване, често възникващо при потискане на здравата чревна микробиота вследствие на употреба на антибиотици)