Досьє СКЛАД І РОЛІ КІШКОВОЇ ФЛОРИ - Інститут Danone

Мікрофлора кишечника знаходиться в постійному взаємозв’язку з їжею та людським тілом, разом складаючи складну екосистему. Незамінна для нормального функціонування організму, кишкова мікрофлора повинна бути краще зрозуміла завдяки новим методам дослідження.

У людини мікрофлора кишечника містить близько 100 000 мільярдів бактерій, що належать до понад 400 різних видів. Це значна біомаса, активність якої призводить до вироблення in vivo ферментів та метаболітів. Дослідження мікрофлори кишечника не можна відокремити від контексту навколишнього середовища, а саме господаря та їжі. Ціле являє собою цілісну екосистему, що має багато взаємозв’язків. Будь-яка зміна тієї чи іншої її складової, ймовірно, порушить рівновагу та функціонування цілого.

ТОПОГРАФІЧНИЙ РОЗПОДІЛ ТРАВЛЕНОЇ ФЛОРИ

Розподіл флори варіюється залежно від сегментів травного тракту. Це залежить від вмісту кисню в середовищі, виділень у верхніх відділах травного тракту, доступних поживних речовин та швидкості транзиту (швидко з рота в сліпу кишку, повільніше). В цілому спостерігається зростаючий орально-аборальний градієнт:

- у шлунку через низький рН флора майже не існує (менше 10 3 КУО/г)/(КУО = колоніальні формуючі одиниці),
- в тонкому кишечнику спостерігається кількісна варіація (дванадцятипала кишка 10 3 -10 4 КУО/г, тонка кишка 10 4 -10 6 КУО/г, клубова кишка 10 6 -10 8 КУО/г) та якісна: поступове зменшення аеробних бактерій для користь суворих анаеробних бактерій. У тонкому кишечнику мало бактерій, де вони майже не відіграють жодної ролі,
- в товстій кишці транзит, дуже сильно уповільнений, лежить у початку стазу, де спостерігається значне збільшення популяції бактерій (з 10 9 до 10 11 КУО/г). Це справжня ферментаційна камера, місце великої кількості біотрансформацій їжі, не засвоєної градом. Товста кишка є єдиною постійно колонізованою областю: по суті анаеробна мікробна флора є щільною і активною, локально продукуючи численні метаболіти.

Малюнок 2

Бактерії в шлунково-кишковому тракті - це ксенобіотики *, які, не розпізнані господарем, слід відкинути. Однак ця величезна бактеріальна маса переноситься і навіть відповідає за неспецифічну стимуляцію імунної системи. Сам застій цього не пояснює: цілком імовірно, що штами бактерій мають адгезійну здатність або до муцинів, або до клітин товстої кишки за допомогою специфічних (адгезини) або неспецифічних (іонні зв’язки, водневі зв’язки).

Класичний склад кишкової флори людини

Нормальна флора може бути визначена «спрощеним» способом усіма видами, присутніми в екосистемі постійно і здатними розмножуватися там в екологічних умовах травного тракту (рис. 1). Але в опублікованих результатах існують дуже великі варіації, залежно від методів відбору проб, мікробіологічних методів, можливої присутності бактерій, що переносяться їжею, фізіології кишечника та екологічного контексту. Ми дуже далекі від знання всіх видів та їх різних типів, отже, від повного розуміння змін у флорі, спричинених змінами в харчуванні, екзогенними бактеріями, антибіотичними речовинами тощо.

Бактерії, які зазвичай знаходяться в тонкому кишечнику, належать до наступних родів:

Lactobacillus, Streptococcus та деякі види сімейства Enterobacteriaceae у низьких концентраціях аж до клубової кишки, де, здається, у них переважають грамнегативні анаеробні види, що належать до роду Bacteroides.

У товстій кишці ми повинні виділити 4 типи флори:

- домінуюча флора (N> 10 9 КУО/г) виключно анаеробні: Bacteroides, Eubacterium, Bifidobacterium, Peptostreptococcus, Ruminococcus, Clostridium, Propionibacterium,
- субдомінантна флора (10 6> N> 10 8 UFC/г): різні види сімейства Enterobacteriaceae (особливо E.coli) та родів Streptococcus, Enterococcus, Lactobacillus, Fusobacterium, Desulfovibrio, Methanobrevibacter,
- залишкова флора (N 6 КУО/г): бактерії, що перебувають у дорозі або репресовані резидентною флорою,
- фекальна флора: легко доступний для аналізу, він містить багато мертвих видів і не є репрезентативним для різних екологічних ніш травної мікробної екосистеми (рис. 2). Аналіз фекальної флори дає лише дуже обмежений погляд на екосистему, але дає можливість знайти патогенні або потенційно патогенні штами для господаря.

РОЛІ ФЛОРИ КИШКОВОГО кишечника людини

а/Травні ефекти

Анатомічні та гістологічні зміни, пов’язані з наявністю мікрофлори, підкреслюються шляхом порівняння того, що відбувається у звичайних тварин порівняно з аксеновими тваринами (позбавленими мікробів). Ось як ми бачимо, що:

- відсутність флори спричиняє уповільнення кишкового транзиту та розширення сліпої кишки (вплив на моторику),
- швидкість оновлення клітин та мітотичний індекс значно знижуються у аксенних тварин (вплив на трофічність).

б/Харчові ефекти

• корисний для господаря
- вироблення коротколанцюгових жирних кислот, що зменшують синтез холестерину в печінці; одна з них, масляна кислота, є основним джерелом енергії для оболонки товстої кишки,
- деградація неабсорбованих вуглеводів (крохмаль, пектин, глікопротеїди), що призводить до утворення органічних кислот, які можуть бути засвоєні господарем (ацетат, пропіонат, бутират) та газами (CO2, H2),
- гідроліз неасорбованих харчових ліпідів завдяки бактеріальним ліпазам та кон'югації первинних жовчних кислот, необхідних для хорошого засвоєння жирів,
- деградація певних білків та певних амінокислот (триптофан), що дозволяє відновити азот,
- забезпечення вітамінами: певні факультативні анаеробні бактерії (E.coli, E.aerogenes) здатні синтезувати in vitro широкий спектр вітамінів (біотин, рибофлавін, пантотенова кислота, піридоксин та вітамін K). Суворі анаеробні бактерії (C. butyricum, Veillonella sp.) Здатні синтезувати вітамін В12, який дуже корисний для місцевого росту бактерій.
Немає точних даних про вживання цих вітамінів господарем, особливо людиною.

Малюнок 2

• несприятливі для господаря:
- метаболізм вуглеводів: діяльність типу ß-глюкуронідази вивільняє аглікони з канцерогенним потенціалом з ß-глюкуронідів,
- метаболізм азоту: розпад мікрофлорою нітратів та вторинних амінів призводить до утворення канцерогенних нітрозамінів,
- метаболізм ксенобіотиків *: можливість інактивації ліків (інактивація дигоксину Eubacterium lentum) або продукування токсичних метаболітів. Таким чином, мірозинази бактеріального походження, здатні гідролізувати глюкозинолати хрестоцвітних (капуста, брюссельська капуста, ріпа та ін.), Можуть бути причиною діареї. Подібним чином, після великого і тривалого споживання капусти, метаболіти, отримані з 5-вініл-оксазолідин-2-тіону (гойтрину), відповідальні за значне зменшення споживання йоду щитовидною залозою.

При народженні, шлунково-кишковий тракт зазвичай стерильний, але він дуже швидко колонізується бактеріями із безпосереднього середовища (зокрема, флори матері), щоб досягти популяції від 10 9 до 10 11 КУО/г через 48 годин у товстій кишці. Складне явище, все ще недостатньо вивчене, відносно специфічне для кожного виду тварин, колонізація відбувається по-різному, залежно від того, народилася дитина вагінально або шляхом кесаревого розтину.

У немовлят, мікробна флора демонструє велику мінливість: переважання Bifidobacterium у більшості дітей, які годують груддю, або переважання Lactobacillus у дітей, які годують груддю.
У дітей від 1 до 4 років, Поряд з диверсифікацією їжі ми спостерігаємо поступову модифікацію флори, яка тяжіє до флори дорослої людини і яку називають "нормальною флорою". Але чи справді ми можемо говорити про нормальну флору ?

в/Захист від інфекції

Це здійснюється, насамперед, бар’єрним ефектом, який чинить резидентна флора по відношенню до екзогенних бактерій («стійкість до колонізації»), шляхом повної елімінації екзогенного штаму (різкий ефект) або підтримкою екзогенного штаму в субдомінація (дозвільний ефект). Маловідомі механізми, що пояснюють ці явища, тісно пов'язані з домінуючими суворими анаеробними штамами флори-резидента.

Травна флора також стимулює місцевий імунітет, про що свідчать порівняння імунного статусу звичайних та аксенових тварин.
Ці два ефекти можуть за певних умов посилюватися деякими пробіотичними штамами бактерій **, що перебувають у дорозі (молочнокислі бактерії).

** Живий мікробний препарат, що використовується як харчова добавка і має сприятливу дію на тварину-господаря, покращуючи травлення та гігієну кишечника (Füller, 1989). Зовсім недавно Шаафсма визначає їх у людей як "живі організми, які після перетравлення у певних кількостях надають корисні наслідки для здоров'я, виходячи за межі властивих основним харчовим достоїнствам. "

ПОПРАВНА СТАБІЛЬНІСТЬ ФЛОРИ

За допомогою звичайних мікробіологічних методів у тієї самої особини спостерігається досить хороша стабільність флори. Нам ще потрібно багато чому навчитися з цього питання, зокрема щодо впливу, який можуть мати різні типи нападів, такі як харчове голодування, раптові зміни в дієті, уповільнення транзиту, зміни перистальтики, антибіотикотерапія (при виникненні дисмікробності та діарея), що має наслідки для зміни фізіологічних, метаболічних та імунних ефектів, пов’язаних із травною мікрофлорою господаря.

ВИСНОВОК

Мікрофлора кишечника є частиною складної екосистеми, знання якої має значно покращитися завдяки новим методам молекулярної біології. Ми можемо сподіватися, завдяки цим новим підходам, краще зрозуміти механізми, які контролюють колонізацію травного тракту, які регулюють бактеріальні взаємодії, стійкість до колонізації, стимуляцію імунітету і які модулюють метаболічні властивості присутніх бактерій. Наші сучасні знання підтверджують, що наша кишкова флора необхідна для нормального функціонування нашого організму. Як результат, його потрібно захищати, і в наступні роки в цьому напрямку будуть зроблені наукові пропозиції, наприклад із використанням пробіотичних штамів бактерій, активність яких була науково доведена.

Професор П'єр БУРЛЮ
Кафедра мікробіології -Імунологія
Фармацевтичний факультет - Університет Париж-Суд

Бібліографія

DUCLUZEAU R. та RAIBAUD P. - Мікробна екологія травного тракту - Наукові новини від INRA.
Редактор Masson, Париж 1979.

DRASAR B.S. та BARROW P.A. - Кишкова мікробіологія - аспекти мікробіології 10 - Van Nostrand Reinhold Co. Ltd
Великобританія 1985.

BOURLIOUX P. та POCHART P. - Харчові та оздоровчі властивості йогурту: World Rev. Nutr. Дієта. 1988 - том 56 - 217-258.