Факторы, влияющие на состав и количество микрофлоры кишечника

Определение и состав микрофлоры кишечника человека

Желудочно-кишечный тракт  человека является одной из самых    ярких конкурентоспособных экологических ниш. ЖКТ таит в себе вирусы, эукариоты, бактерии и один член архебактерий, Methanobrevibacter smithii ( метан продуцирующие).
Количественно и качественно бактерии изменяются     вдоль всего желудочно -кишечного тракта; наибольшее количество  их находится в толстой кишке, которая содержит более 400 различных видов, формирующих порядка 30 микробиоценозов (сообществ) кишечника.

Бактериальный мир  в толстой кишке   сформировался в процессе эволюции, в ходе которой    отбирались организмы очень хорошо адаптированные к   среде  кишечника. И тем не менее, кишечник каждого человек   содержит    уникальные бактериальные сообщества.
Кишечник взрослого человека содержит в себе большое и разнообразное сообщество  ДНК- и РНК- вирусов, ни один из которых не является доминирующим.  Большинство ДНК- вирусов являются бактериофагами, то есть, вирусами,  которые инфицируют бактерии.

Факторы, влияющие на состав и развитие микрофлоры кишечника

Бактериальное сообщество кишечника регулируется несколькими факторами в том числе.

Рацион хозяина.    Это наиболее важный фактор.

Традиционно считающееся  стерильным  молоко матери таит в себе множество микробиоты,  состоящей из более чем 700 видов. Преобладают стафилококки, стрептококки, бифидобактерии и молочнокислые бактерии. Таким образом, молоко матери является основным источником   колонизации кишечнике ребенка на грудном вскармливании. Предполагают,  что этот способ колонизации тесно связан  с состоянием здоровья младенца, потому что, помимо других функций, микрофлора может защитить от инфекций, и способствует созреванию иммунной системы. Грудное молоко влияет на кишечные микробиоты  и косвенно, через присутствие  в нем олигосахаридов  с пребиотической активностью. Олигосахариды грудного молока стимулируют рост специфических групп бактерий, включая стафилококки и бифидобактерии.  У детей  Европы и Африки, пока они находятся на грудном вскармливании,   очень похожая кишечная флора, богатая, главным образом, Bifidobacterium.  Введение твердой пищи европейским детям с западной диетой,  богатой животными жирами и белком, и  африканским детям, диеты с низким содержанием животного белка,  но богатой сложными углеводами, приводит к тому, что в кишечной микрофлоре  у европейский детей   преобладают грамположительные бактерии, а у африканских – грамотрицательные.

Кратковременные изменения в диете (10 дней), такие как переключение с  диеты с низким содержанием жира и высоким содержанием клетчатки диеты к диете с высоким содержанием жира и низким содержанием клетчатки   и наоборот,  изменяет   состав микробиома (в течение 24 часов), но эти изменения  не стабильны. Таким образом,  для изменение микрофлоры  кишечника необходима долгосрочная диета.
Диетические мероприятия также могут привести к изменениям в кишечнике virome, который перемещается в новое состояние, то есть, происходят изменения в пропорциях ранее существовавших вирусных популяций, к которым субъектов на одной и той же диеты сходятся.

  • рН, соли желчных кислот и пищеварительные ферменты.
    Желудка, из — за его низкого рН, является враждебной средой для бактерий, которые не присутствуют в больших количествах, примерно 10 2 -10 3 бактериальных клеток / грамм ткани. В дополнении к Helicobacter Pylori, способно вызвать гастрит и язву желудка, микроорганизмы рода Lactobacillus также присутствуют.
    Достигнутый в двенадцатиперстную кишку, увеличение числа бактериальных клеток происходит, 10 4 -10 5бактериальных клеток / грамм ткани; и аналогичные бактериальные концентрации присутствуют в тощей и подвздошной проксимального. Низкое количество микроорганизмов,  присутствующих в тонком кишечнике из — за негостеприимную среду, как следствие того,  что есть открытие ампулы Vater в нисходящей части двенадцатиперстной кишки, которая наливает панкреатический сок и желчь в двенадцатиперстную кишку, что есть, ферменты поджелудочной железы и соли желчных кислот,  которые повреждают микроорганизмы.
    В концевой части подвздошной кишки, где деятельность ферментов поджелудочной железы и желчных солей ниже, есть около 10 7 бактериальных клеток / грамм ткани, и до 10 12 -10 14 бактериальных клеток / грамм ткани в толстой кишке, так что бактерии представляют собой большую долю, около 40%, из фекальной массы.
    Распределение бактерий вдоль кишечника является стратегическим. В двенадцатиперстной кишке и тощей кишке, количество доступных питательных веществ,  гораздо выше,  чем найденные в концевой части подвздошной кишки, где остаются только вода, волокно, и электролиты. Таким образом, наличие большого количества бактерий в концевой части подвздошной кишки, и даже больше в толстой кишке, не является проблемой. Проблема в том, чтобы найти высокую бактериальную концентрацию в двенадцатиперстную кишку, тощую кишку и проксимальных части подвздошной; и есть болезненное состояние, называемое тонкого кишечника бактериального роста или SIBO, в которых число бактерий в тонком кишечнике увеличивается примерно на 10-15 раз. Это ставит их в положение,  чтобы конкурировать с хозяином за питательные вещества и приводят к возникновению желудочно — кишечных заболеваний,  таких как диарея.
  • Географическое положение и в результате различия в образе жизни, диетах, религия и т.д.
    Например, вид географического градиента происходят в микробиоты европейских младенцев, с большим числом бифидобактерий видов и некоторыми клостридии в северных детях, в то время как южные дети имеют более высокие уровни Bacteroides,  Lactobacillus и Eubacterium.
  • Способ доставки (смотри ниже).
  • Генетика хозяина.
  • Состояние здоровья ребенка и матери.
    Например, у матерей с воспалительным заболеванием кишечника или IBD, Faecalibacterium prausnitzii,  бактерией,  которая производит бутират (важный источник энергии для клеток кишечника), а также с противовоспалительной активностью истощаются, в то время как происходит увеличение числа приверженца кишечная палочка.
  • Лечение антибиотиками.
  • Бактериальные инфекции и хищники.  Бактериоцины, то есть белки с антибактериальной активностью, и бактериофаги.  Фаги играют важную роль в регулировании численности и состава микрофлоры кишечника. В частности, они могут играть важную роль в колонизации новорожденных, заражая доминирующие бактерии,  таким образом,  позволяя другому бактериальный штамм умножится.Эта модель динамики хищник-жертва, называется «убить победителя», предполагает,  что расцветает конкретного вида бактерий привело бы к цветением их соответствующих бактериофагов, с последующим снижением их численности.Таким образом, наиболее распространенная бактериофаг генотип не будет таким же в разное время. И хотя некоторые генные последовательности,  присутствующие в кишечнике ребенка virome стабильны в течение первых трех месяцев жизни, драматические изменения происходят в общем составе вирусного сообщества между первой и второй неделей жизни. В течение этого периода времени также бактериальное сообщество чрезвычайно динамичное (см.   Ниже)
  • Конкуренция за пространство и питательные вещества.